[发明专利]一种由铜镍渣制备铁精粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废物综合利用与化工生产技术领域，具体涉及一种由铜镍渣制备铁精粉的方法。

背景技术

铁精粉又叫铁粉，铁矿石(含有铁元素或铁化合物的矿石)经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫铁精粉。在理论上来说，凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石；但是，在工业上或者商业上来说，铁矿石不但是要含有铁的成份，而且必须有利用的价值才行。以目前的标准来看，矿石中的平均含铁量大约在25％以上才被称为有利用价值的铁矿石。

铁精粉主要用于粉末冶金、机械零件制造等行业。铁精粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右；铁精粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁精粉量约占铁粉总产量的80%。铁精粉也在食品包装中用作防腐剂，其作用简单来说就是同时吸收水和氧气，而一般干燥剂只能够吸水。另外铁精粉作为钢铁厂炼铁用的主要原料之一，它的生产起着举足轻重的作用。因此在提高产品质量、减少生产成本、优化工艺流程、减少环境污染等方面，对能源日趋短缺的今天而言定会有明显的经济效益和社会效益。

随着矿产资源的大量开发和可利用矿物的日益贫乏，矿物渣作为二次资源已经受到世界各国的重视。目前国内生产铁精矿的原料来源主要包括：硫铁矿和硫酸亚铁、氧化铝赤泥、瓦斯泥(高炉粉尘)、硫酸渣、铁矿石，少数原料来源于稀土尾矿、氰化提金废渣、有色选矿废料、工业含铁尾矿、戈壁滩沙铁矿、海沙铁矿、钢渣、贫锡尾矿等。

已有的铁精粉生产工艺可以归纳为以下两条路线：一是用湿法浸出后向酸浸溶液中加入铁屑还原铁离子，制备七水硫酸亚铁固体，七水硫酸亚铁脱水制备一水硫酸亚铁或者无水硫酸亚铁，加入硫磺或碳高温还原焙烧；但该工艺中无水硫酸亚铁过滤除杂工艺流程复杂、能耗高；采用传统沸腾炉焙烧一水硫酸亚铁或无水硫酸亚铁与硫磺，硫磺易升华为硫蒸气，硫酸亚铁在沸腾层分解需大量吸热，因此沸腾层难以维持、操作困难；炉内是还原气氛还是氧化气氛不明，硫酸亚铁分解率不可能太高。二是采用还原焙烧-磁选工艺，将原料与碳等还原剂在900℃以上高温焙烧，烧结矿物经磁选、破碎获得铁精粉；该工艺煅烧温度高、能耗高、碳消耗量大，经高温焙烧后，渣中磁铁矿与矿石之间多以连生体形式存在，常规方法处理很难获得理想的分选效果。

发明内容

本发明针对现有技术上的不足，提供一种以铜镍渣为原料制备铁精粉的方法，该制备方法简单，原料便宜易得，能耗低，制备过程环境友好，且制备得到的铁精粉中的含铁量达到65%以上。

具体技术方案

一种由铜镍渣制备铁精粉的方法，将铜镍渣研磨成矿粉后，与无机酸混合，维持温度为40～70℃，无机酸的质量百分比浓度为30～80%的条件下，浸出30～90min，得到酸浸出浆液；在所得酸浸出浆液中加入水将无机酸的质量百分比浓度调节到5～25%，进一步在20～60℃的温度条件下，浸出45～94min后，进行固液分离I，得到浸出液I和浸出渣I；然后加入氧化剂至浸出液I中，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，氧化完全后加入铜镍渣调节pH至1.5～6.0，得到沉淀（即氢氧化铁沉淀），再进行固液分离II，得分离液II和分离渣II；将洗涤得到的分离渣II通过烘干、焙烧、研磨得到铁精粉；

所述的铜镍渣主要包括以下组分：Cu>0.15wt%,Ni>0.05wt%，SiO₂<50wt%，Fe>20wt%；

所述的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸中一种或几种。

在所得酸浸出浆液中加入水将无机酸的质量百分比浓度调节到5～20%。

所加入的氧化剂为空气、氧气或双氧水中的一种或几种。

所述的铜镍渣研磨后的粒度为40～325目。

与无机酸混合时，所述的无机酸用量为铜镍渣中铁的理论摩尔量的0.5～1.8倍。

本发明使用铜镍渣调节pH，所用铜镍渣的粒度为40-325目。

所述烘干温度为100±20℃。优选烘干时间为1.5-3h。

所述焙烧温度为150～300℃。优选焙烧时间为0.5～3.0h。