【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属硫渣中硫回收的方法，特别涉及一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，属于有色金属冶炼废渣综合回收利用领域。
技术介绍
1、在有色冶炼行业中，会产生大量的多金属硫渣，多金属硫渣中的硫磺与重金属杂质具有混杂、包裹导等特性；因技术的局限性，传统方法中大多采用堆存的方式处理此类多金属硫渣。但是，由于多金属硫渣硫磺含量高，且同时含有大量的重金属离子，所以此类多金属硫渣多被列为危废；堆存的方式处理多金属硫渣会带来极大的环境风险，例如土壤重金属污染，so2污染与酸性废水等严重的环境问题。
2、目前，国内外处理多金属硫渣的手段主要分为化学法和物理法，化学法是将硫磺溶解再析出，从而分离硫磺与金属杂质，但是化学法使用的溶剂具有一定毒性，易燃易挥发，溶剂消耗量大，不能实现大规模生产应用。物理法主要为真空蒸馏，高压倾析，热熔过滤等方法，但是真空蒸馏与高压倾析能耗成本过大，所以目前较为成熟的方法是采用热熔过滤法分离硫磺与金属杂质，利用硫的熔点为120℃，在高温下会转变为液态的物理性质，采用加压过滤的方式实现固液分离，得到硫磺产品与热熔滤渣。
3、但是，含硫废渣中含有大量的金属杂质，例如zn等金属杂质会诱导液态硫中的环八硫的s-s键键能降低，在高温压滤时开环聚合，形成大分子聚合硫导致粘度增加。正是因为熔融态的多金属硫渣粘度较大，在加压过滤时传质阻力较大，会使得硫磺与金属杂质分离困难，不仅影响硫磺的分离率和纯度，还因为滤渣的含硫量较高，经处理会产生大量污酸，造成严重的环境污染。同时也对滤渣中有价金属的高效回收造成较
4、鉴于此，有必要提供一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，以解决或至少缓解现有技术中硫磺与金属杂质分离困难的技术缺陷。
技术实现思路
1、针对现有技术中多金属硫渣在熔融保温过程中金属杂质诱导硫磺发生聚合，导致粘度较大、硫磺与金属分离率较低等技术难题，本专利技术的目的是在于提供一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，该方法通过强化金属杂质浸出、添加特殊的粘度调控剂，实现了熔融态金属硫渣的降粘，其粘度可下降60％以上，能够提高金属硫渣中硫磺与重金属杂质的分离率，有效减少滤渣堆存，回收得到了高纯硫产品较高(＞99.5％)。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，该方法是将金属硫渣采用酸液进行调浆，所得浆料依次进行曝气、除杂、水洗、脱水、干燥和熔融处理，在熔融态金属硫渣中加入粘度调控剂搅拌反应后，压滤分离，得到硫液；所述除杂采用包括硫酸铁、氯化钠和氯化铵在内的除杂调控剂；所述调控剂包含噻唑类物质和胍类物质。
3、本专利技术的强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法关键在于：一方面，对金属硫渣采用酸浸、曝气和除杂处理，能够将金属硫渣中的金属杂质高效脱除，从而有效降低熔融态金属硫渣的粘度，改善热熔过滤效果，提高硫磺回收效率。更具体来说，先采用酸进行调浆，并通入氧气可以将部分金属及金属盐类等进行氧化浸出，在此基础上采用特殊的除杂调控剂，通过化学反应将难浸出的杂质金属硫化物(例如硫化锌等)转化易溶性化合物，从而达到深度脱除金属杂质的目的。除杂调控剂包括硫酸铁、氯化钠及氯化铵，硫酸铁主要提供铁离子用于诱导硫化锌等难溶性金属硫化物形成可溶性锌盐，而氯化钠及氯化铵主要提供氯离子及铵离子，其对铁离子与难溶性金属硫化物之间的反应起到促进作用，协同加速该过程。另外一方面，采用了特殊的粘度调控剂以降低熔融态金属硫渣的粘度，改善其过滤分离效果，提高硫磺与金属杂质的分离率。采用的粘度调控剂以噻唑类物质为主，还包含少量胍类物质，其中，噻唑类物质包含的噻唑基团可降低聚合硫s-s键键能，诱导聚合硫断链解聚，同时噻唑环对金属离子具有较强的配位作用，能够降低金属离子与硫分子之间的作用力，有利于硫磺中金属杂质的分离。而胍类物质作为辅助料主要是在聚合硫解聚过程中起到稳定的作用，从而保证了噻唑类物质调控粘度的效果。
4、作为一个优选的方案，所述除杂调控剂包含以下质量百分比组分：硫酸铁20～80％，氯化钠2～20％，氯化铵10～60％。除杂调控剂以硫酸铁作为主要成分，其主要提供可溶性铁离子，以用于诱导硫化锌等难溶性金属硫化物形成可溶性锌盐，而氯离子及铵离子作为次要成分，以协同加速反应过程。所述除杂调控试剂的用量为金属硫渣质量的0.5～3wt％。
5、作为一个优选的方案，所述粘度调控剂包括以下质量百分比组分：噻唑类物质90～98％，胍类物质2～10％。本专利技术的粘度调控剂中噻唑类物质是主要成分，噻唑五元环基团可降低聚合硫中s-s键的键能，诱导聚合硫断链解聚，同时噻唑环对金属离子具有较强的配位作用，能够降低金属离子与硫分子之间的作用力，有利于硫磺中金属杂质的分离，而胍类物质是作为辅助成分，其起到稳定噻唑类物质粘度调控剂的作用。如果噻唑类物质相对胍类物质的比例过低，则难以达到降粘和提高金属杂质的分离效果，如果噻唑类物质相对胍类物质的比例过高，则难以起到稳定噻唑类物质粘度调控剂的作用。
6、作为一个优选的方案，所述噻唑类物质为2-巯基苯并噻唑、2-氨基-4甲基苯并噻唑、2-氨基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑中至少一种。优选的噻唑类物质中2-巯基苯并噻唑和二硫化二苯并噻唑在熔融态金属硫渣的高温下能够产生活性硫自由基，也可诱导长链s-s键断裂并抑制其聚合形成大分子硫，达到断硫抑聚、降低粘度的效果。
7、作为一个优选的方案，所述胍类物质为二苯胍。
8、作为一个优选的方案，所述粘度调控剂包括秋兰姆类物质和/或次磺酰胺类物质。所述粘度调控剂中秋兰姆类物质的质量分散不超过5％，次磺酰胺类物质的质量分数不超过5％。本专利技术的粘度调控剂中还可以引入秋兰姆类物质以提供活性硫自由基组分从而诱导s-s键断裂，达到断硫抑聚，降低粘度的效果。同时也可以引入少量的次磺酰胺类物质作为辅助成分，进一步起到稳定噻唑类物质与秋兰姆类物质的粘度调控剂的作用。作为一个较优选的方案，所述秋兰姆类物质为二硫化四甲基秋兰姆和/或一硫化四甲基秋兰姆。作为一个较优选的方案，所述次磺酰胺类物质为n,n-二甲基-2-苯并噻唑基次磺酰胺。
9、作为一个优选的方案，所述粘度调控剂的用量为金属硫渣质量的0.05～0.30mol/kg。所述粘度调控剂的用量进一步优选为金属硫渣质量的0.10～0.20mol/kg。如果粘度调控剂的比例过低，导致大量s-s键没有断裂，降粘、解聚效果差，如果粘度调控剂的比例过高而导致大量的活性硫自由基发生自聚，影响自由基活性，甚至过多会导致其聚合形成大分子硫，起到相反的效果。
10、作为一个优选的方案，所述搅拌反应的条件为：在140～150℃的温度下，搅拌反应20～60min。通过搅拌反应有利于粘度调控剂与熔融态硫渣的充分混合反应。在优选的反应温度下有利于保证粘度调控剂的反应活性，达到更好的调控粘度的目的。
11、作为一个优选的方案，所述金属硫渣中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：将金属硫渣采用酸液进行调浆，所得浆料依次进行曝气、除杂、水洗、脱水、干燥和熔融处理，在熔融态金属硫渣中加入粘度调控剂搅拌反应后，压滤分离，得到硫液；
2.根据权利要求1所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述粘度调控剂包括以下质量百分比组分：噻唑类物质90～98％，胍类物质2～10％。
4.根据权利要求1或3所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：
5.根据权利要求1或3所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述粘度调控剂中包括秋兰姆类物质和/或次磺酰胺类物质；所述粘度调控剂中秋兰姆类物质的质量分数不超过5％，次磺酰胺类物质的质量分数不超过5％；
6.根据权利要求1或3所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述粘度调控剂的用量为金属硫渣质量的0.05～0.30mol/kg。
7.根据权利要求1所述的一种强化金属
8.根据权利要求1、2、3或7所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述金属硫渣中包括的主要成分及质量含量为：S＞55％，Fe＜20％，Zn＜10％，Pb＜3％。
9.根据权利要求1、2、3或7所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：
10.根据权利要求1、2、3或7所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述压滤过程中施加的压力为0.6～0.8MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：将金属硫渣采用酸液进行调浆，所得浆料依次进行曝气、除杂、水洗、脱水、干燥和熔融处理，在熔融态金属硫渣中加入粘度调控剂搅拌反应后，压滤分离，得到硫液；
2.根据权利要求1所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述粘度调控剂包括以下质量百分比组分：噻唑类物质90～98％，胍类物质2～10％。
4.根据权利要求1或3所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：
5.根据权利要求1或3所述的一种强化金属硫渣中硫磺过滤分离的方法，其特征在于：所述粘度调控剂中包括秋兰姆类物质和/或次磺酰胺类物质；所述粘度调控剂中秋兰姆类物质的质量分数不超过5％，次磺酰胺类物质的质量分数不超...
【专利技术属性】
技术研发人员：田晨，潘学琳，林璋，董志成，陈范云，高青山，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。