一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法技术

本发明专利技术涉及一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，黄钾铁矾渣经破碎、细磨后加苛性碱溶液制成一定浓度的矿浆，矿浆的液固比为0.8～4:1；将矿浆与碳水化合物生物质在反应釜内混合，矿浆中黄钾铁矾渣与碳水化合物生物质比例为1.2～3.5:1；在200～450℃的水热条件下，反应2～8h；反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸、多元醇；分离后的固体产物经磁选工艺分离出Fe

【技术实现步骤摘要】
一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法
本专利技术涉及一种低品位难选黄钾铁矾渣资源回收综合利用的方法，属于绿色冶金
，特别是涉及一种利用生物质水热还原黄钾铁矾渣中提取铁的方法。
技术介绍
我国是锌生产及消费大国，80％以上的锌冶炼厂选用湿法炼锌，其中一半以上采用黄钾铁矾法除铁，每年产渣量约为锌产量的一半。黄钾铁矾渣一般含铁为20～27％，但是铁回收成本太高，许多工厂未进行处理，直接堆存。不仅造成了大量金属的损失，同时也对周边环境造成了巨大的危害。目前黄钾铁矾渣处理主要在于有价金属的回收以及无害化处理。目前常用的铁矾渣分解方法有火法和湿法工艺两种：火法主要是铁矾的焙烧分解；湿法包括酸分解和碱分解。火法处理工艺主要用于铟的提取、铵和二氧化硫的挥发回收等；湿法处理工艺侧重于铁矾分解后对银、铁等金属的提取回收。但是由于投资和运行成本高、能耗大、环境二次污染等问题，这些技术都没有能够得到广泛应用。随着环保与低碳观念的深入，人们对金属锌冶炼过程的高能耗和高污染越来越关注，迫切需要高效、低碳、环保的冶炼工艺。鉴于种种现状问题，有必要开发一种低能耗、高收益的处理工艺，解决黄钾铁矾渣的堆积污染问题，以实现金属的绿色冶炼。生物质一般指农业和林业废料，如木屑、稻糠、蔗渣、花生壳、椰壳、秸秆等。生物质主要由糖类物质组成，它们是多羟基的醛或酮。在250℃以上的水热条件下，生物质可分解为甲酸、乙酸、乙醇及丙酮等低级的有机羧酸、醛、酮及醇等物质，醛基、酮基、羟基都是具有良好还原活性的官能团。同时，生物质来源广泛，成本低，环境友好，因此可以用作金属化合物的还原剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，解决低品位难选黄钾铁矾渣资源回收综合利用问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，黄钾铁矾渣经破碎、细磨后加苛性碱溶液制成一定浓度的矿浆，矿浆的液固比为0.8～4:1；将矿浆与碳水化合物生物质在反应釜内混合，矿浆中黄钾铁矾渣与碳水化合物生物质比例为1.2～3.5:1；在200～450℃的水热条件下，反应2～8h；反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸、多元醇；分离后的固体产物经磁选工艺分离出Fe3O4，Fe3O4回收率不小于80％。所述的磁选工艺，固体产物经干燥、细磨后进入湿式磁选机磁选分离。所述的黄钾铁矾渣中全铁含量不低于20％。所述黄钾铁矾渣磨矿粒度为100～600目。所述的苛性碱溶液为工业氢氧化钠调配成的氢氧化钠溶液，碱液浓度以[Na2O]计为8～50g/L。所述的碳水化合物生物质，选自葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、或富含纤维素的物质中的一种或几种。所述的富含纤维素的物质，选自农业和/或林业废料中木屑、稻糠、蔗渣、花生壳、椰壳、秸秆中的一种或几种。当碳水化合物生物质为农业和/或林业废料时，需要将它们破碎至粒径0.1～10mm。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)固体产物进行磁选后，消除了铁元素的干扰，对黄钾铁矾渣高效回收其他有价金属(如银、铟等)创造了有利条件，实现了黄钾铁矾渣的高效综合利用。(2)与还原焙烧工艺相比，具有还原剂来源广泛，成本低，环境友好的优势，生产过程避免了火法冶金的高能耗，且无SO2烟气和粉尘的排放，是一种绿色的金属冶炼工艺。该方法为低碳冶炼技术中绿色还原剂的开发及生物质资源化利用提供了新思路。(3)在获得Fe3O4的同时，得到有机酸、多元醇高附加值的化学品，实现生物质的资源化利用。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明：以下实施例对本专利技术进行详细描述。这些实施例仅是对本专利技术的最佳实施方案进行描述，并不对本专利技术的范围进行限制。如图1：一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，黄钾铁矾渣经破碎、细磨后加苛性碱溶液制成一定浓度的矿浆，将矿浆与碳水化合物生物质在反应釜内混合，在200～450℃的水热条件下，反应2～8h；反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离出有机酸、多元醇；分离后后固体产物经磁选工艺分离出Fe3O4。实施例1将18g黄钾铁矾渣经破碎、细磨至100目(150μm)，与碱液浓度以[Na2O]计为13.5g/L的苛性碱溶液混合制成液固比为2.0的矿浆，黄钾铁矾渣中全铁含量不低于20％。将矿浆与纤维素混合加入到高压反应釜内，矿浆中的黄钾铁矾渣量与生物质物比值为5:2；在245℃的溶出条件下，溶出压力为4MPa，溶出时间为5h，矿浆中的黄钾铁矾渣中的铁离子被纤维素高效还原为强磁性的Fe3O4，反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸和多元醇；分离后的固体产物经干燥、细磨后进入湿式磁选机磁选分离出Fe3O4，Fe3O4的回收率可达85.3％。实施例2将28g黄钾铁矾渣经破碎、细磨至200目(74μm)，与碱液浓度以[Na2O]计为15g/L的苛性碱溶液混合制成液固比为4：1的矿浆，将矿浆与纤维素混合加入到高压反应釜内，矿浆中的黄钾铁矾渣量与生物质量比值为7:2；在260℃的溶出条件下，溶出压力为5MPa，溶出时间为3h，矿浆中的黄钾铁矾渣中的铁离子被纤维素高效还原为强磁性的Fe3O4，反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸和多元醇；分离后的固体产物经干燥、细磨后进入湿式磁选机磁选分离出Fe3O4，铁的回收率可达81.8％实施例3将20g黄钾铁矾渣经破碎、细磨至140目(105μm)，与碱液浓度以[Na2O]计为14.3g/L的苛性碱溶液混合制成液固比为3：1的矿浆，黄钾铁矾渣中全铁含量不低于20％。将秸秆粉碎至粒径1mm以下，经粉碎后的秸秆与矿浆混合加入到高压反应釜内，矿浆中的黄钾铁矾渣量与生物质量比值为5:4；在275℃的溶出条件下，溶出压力为5MPa，溶出时间为4h，矿浆中的黄钾铁矾渣中的铁离子被生物质高效还原为强磁性的Fe3O4，反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸和多元醇；分离后的固体产物经干燥、细磨后进入湿式磁选机磁选分离出Fe3O4，铁的回收率达到80.1％。实施例4将15g黄钾铁矾渣经破碎、细磨至200目(74μm)，与碱液浓度以[Na2O]计为20g/L的苛性碱溶液混合制成液固比为2：1的矿浆，将矿浆与蔗糖混合加入到高压反应釜内，矿浆中的黄钾铁矾渣量与生物质量比值为3:1；在260℃的溶出条件下，溶出压力为5MPa，溶出时间为6h，矿浆中的黄钾铁矾渣中的铁离子被蔗糖高效还原为强磁性的Fe3O4，反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸和多元醇；分离后的固体产物经干燥、细磨后进入湿式磁选机磁选分离出Fe3O4，铁的回收率可达82.5％实施例5将15g黄钾铁矾渣经破碎、细磨至180目(88μm)，与碱液浓度以[Na2O]计为25.5g/L的苛性碱溶液混合制成液固比为2.5：1的矿浆，黄钾铁矾渣中全铁含量不低于20％。将花生壳和秸秆粉碎至粒径1mm以下，经粉碎后的花生壳和秸秆与矿浆混合加入到高压反应釜内，矿浆中的黄钾铁矾渣量与生物质量比值为2:1；在275℃的溶出条件下，溶出压力为5MPa，溶出时间为6h，矿浆中的黄钾铁矾渣中的铁离子被生物质高效还原为强磁性的Fe3O4，反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，其特征在于，黄钾铁矾渣经破碎、细磨后加苛性碱溶液制成一定浓度的矿浆，矿浆的液固比为0.8～4:1；将矿浆与碳水化合物生物质在反应釜内混合，矿浆中黄钾铁矾渣与碳水化合物生物质比例为1.2～3.5:1；在200～450℃的水热条件下，反应2～8h；反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸、多元醇；分离后的固体产物经磁选工艺分离出Fe

【技术特征摘要】
1.一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，其特征在于，黄钾铁矾渣经破碎、细磨后加苛性碱溶液制成一定浓度的矿浆，矿浆的液固比为0.8～4:1；将矿浆与碳水化合物生物质在反应釜内混合，矿浆中黄钾铁矾渣与碳水化合物生物质比例为1.2～3.5:1；在200～450℃的水热条件下，反应2～8h；反应后的矿浆固液分离，分离后的液体经膜分离得到有机酸、多元醇；分离后的固体产物经磁选工艺分离出Fe3O4，Fe3O4回收率不小于80％。2.根据权利要求1所述的一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，其特征在于，所述的磁选工艺为固体产物经干燥、细磨后进入湿式磁选机磁选分离。3.根据权利要求1所述的一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，其特征在于，所述的黄钾铁矾渣中全铁含量不低于20％。4.根据权利要求1所述的一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一雍，牛宏坤，宁哲，金辉，赵昌明，李继东，路金林，邵品，孙争光，万兴元，郝新程，洪宇杰，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21