[发明专利]一种利用黄磷尾气处理含铁橄榄石矿渣的方法

说明书

本发明属于环境工程与冶金技术领域，特别涉及一种利用黄磷尾气处理含铁橄榄石矿渣的方法。本发明提供了一种利用黄磷尾气处理含铁橄榄石矿渣的方法，包括以下步骤：(1)将黄磷尾气除尘处理后进行催化水解反应，得到初级尾气；(2)将所述初级尾气与O₂进行克劳斯反应，得到次级尾气；(3)将O₂、含铁橄榄石矿渣和所述次级尾气进行焙烧，得到硫酸铁。实施例测试结果表明，由本发明提供的方法得到的硫酸铁，经酸浸处理后得到的含铁浸出液中铁浸出率达到91.28～93.56％，黄磷尾气中的硫资源得到了充分的利用，且含铁橄榄石矿渣中的铁资源得到了高效、低能耗的的提取回收。

技术领域

本发明属于环境工程与冶金技术领域，特别涉及一种利用黄磷尾气处理含铁橄榄石矿渣的方法。

背景技术

在天然磷酸盐中提取磷元素的过程中产生的尾气称作黄磷尾气。典型的黄磷尾气组成中，含有85％～95％的CO，并且黄磷尾气中的硫主要以硫化氢(H₂S)和羰基硫(COS)的形式存在，硫化氢(H₂S)和羰基硫(COS)的含量可分别达到800～3000mg/Nm³和1500～2500mg/Nm³，此外，还含有少量的CS₂，含量为20～80mg/m³。黄磷尾气作为二次资源具有很好的开发前景，目前主要的利用技术是碳一化工合成技术，将高浓度的CO作为原料气合成甲醇等化工品，但是其中的硫资源常常作为杂质直接予以去除，并没有得到很好的回收利用，因此造成了硫资源的浪费。

含铁橄榄石矿渣中铁的赋存形式主要以铁橄榄石(Fe₂SiO₄)存在，铁元素被包裹在玻璃体中，嵌布粒度微细且均匀分散开来，使传统选矿方法很难对橄榄石矿渣中存在的铁进行有效的回收。如若要将其中的Fe进行提取回收，一般需要将以铁橄榄石形式存在的铁转变成Fe₃O₄或金属铁，然后经过磨矿-磁选工艺加以回收利用，在回收工艺选择中，利用湿法分离来回收铁，其工艺条件比较苛刻，需要在高温强酸下进行，并且铁组分的回收率低，回收效果不是很理想；用火法还原，以煤基直接还原法为代表，也需要在1100℃下进行，且还原时间长，能耗大。

由此可见，在黄磷尾气处理工艺中存在着硫资源浪费的问题，含铁橄榄石矿渣中铁资源的提取回收亦缺乏高效、低能耗的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用黄磷尾气处理含铁橄榄石矿渣的方法。本发明提供的方法使黄磷尾气中的硫资源得到较为充分的利用，且将其反应后产物用于铁元素的提取，使含铁橄榄石矿渣中的铁资源得到了高效、低能耗的的提取回收，做到了“以废治废”。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用黄磷尾气处理含铁橄榄石矿渣的方法，包括以下步骤：

(1)将黄磷尾气除尘处理后进行催化水解反应，得到初级尾气；

(2)将所述初级尾气与O₂进行克劳斯反应，得到次级尾气；

(3)将O₂、含铁橄榄石矿渣和所述次级尾气进行焙烧，得到硫酸铁。

优选的，所述步骤(1)中除尘处理所得除尘气的粉尘含量≤10mg/m³。

优选的，所述催化水解反应的温度为500～900℃，相对湿度RH为49％，氧含量的体积分数为0.5％，反应空速为1000h^-1。

优选的，所述步骤(2)中的克劳斯反应为常规克劳斯反应和/或超级克劳斯反应。

优选的，以物质的量计，所述步骤(3)中次级尾气为总气体的35～45％，所述总气体包括所述步骤(3)中O₂和次级尾气。