[发明专利]一种含镍黄铁矿烧渣增值利用的清洁工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含镍黄铁矿烧渣增值利用的清洁工艺，属于湿法冶金领域。

背景技术

黄铁矿烧渣是以黄铁矿为原料，经沸腾焙烧制硫酸后排出的工业废渣，又称为硫酸烧渣、硫铁矿烧渣及烧渣等。

我国由黄铁矿生产的硫酸约占75％左右，通常每产lt吨硫酸就会产出0.8～1吨烧渣，每年黄铁矿烧渣的排放量约2000万t左右。如此巨大的铁资源如能加以有效利用，对于缓解我国钢铁工业铁矿石供应紧张状况意义重大。国外黄铁矿品位普遍较高，含S达到45％～50％，经沸腾炉焙烧后的烧渣总Fe含量基本都高于60％，无需处理就可用作炼铁原料。但国内黄铁矿品位低，大多数黄铁矿制酸企业入炉前矿含硫35％～38％，因此烧渣中总铁的含量在40％～50％，并且烧渣中残留的硫量较高(一般都大于1％，且基本上尚以低价态形式存在与黄铁矿中常伴生的Co、Ni类质同象形成FeS_x-NiS_y和FeS_x-CoS_y物相)，还常含有Au、Ag、Cu、As等细分散混入物。虽然这些杂质金属平均含量较低，但它们的总储量却不可忽视。

如此低品位的烧渣显然不能直接作为炼铁原料。目前我国黄铁矿烧渣的利用率大约只有30％，大部分被堆存、填埋，不仅占用大量土地、污染生态环境，而且造成有价金属资源的浪费。面对我国巨大的烧渣排放量以及带来重大的环境污染风险现状，对其进行高效增值利用已经成为资源、环境领域急需解决的重大课题。

现有的黄铁矿烧渣的处理方法可分为两大类：第一类是仅对黄铁矿烧渣进行预处理，如磁选、重选、浮选等方法单独或联合使用，或采用氯化焙烧、磁化焙烧等工艺，以提高其铁品位，使其达到高炉炼铁的原料要求；第二类是针对含金较高的黄铁矿烧渣，采用氰化浸金法、常规浮选法、疏水絮凝浮选法或化学选矿法等方法，但这些方法均存在金的回收率低、试剂消耗大等缺点，并且这些提金工艺中，铁的资源难以得到回收。

迄今为止，在己研究和应用的工艺中，尚未有一种工艺既能综合回收黄铁矿烧渣中的有价金属，又能使烧渣中的铁含量得到提高，杂质含量及含铁品位达到炼铁原料的要求。

发明内容

针对现有黄铁矿烧渣处理工艺存在环境差、综合利用率低等一系列缺陷，本发明的目的是在于提供一种清洁环保、综合回收率高，工艺流程短、操作简单，成本低的从含镍黄铁矿烧渣中清洁回收铁镍的清洁工艺；该工艺能有效克服现有技术存在流程长、回收率低、污染重的现状，可以实现从含镍黄铁矿烧渣中清洁回收铁、镍等，达到节能减排、降耗增值的目的。

本发明提供了一种含镍黄铁矿烧渣增值利用的清洁工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤一：含镍黄铁矿烧渣浸出

将含镍黄铁矿烧渣置于FeCl₃-HCl体系中进行浸出，浸出结束后固液分离，得到浸出渣及含FeCl₂、NiCl₂的浸出液；

步骤二：电加强还原净化

对步骤一所得含FeCl₂、NiCl₂的浸出液进行“牺牲”阳极电加强还原净化，得到电加强还原净化溶液；

步骤三：外场耦合隔膜电沉积铁镍合金

以步骤二得到的电加强还原净化溶液作为电解液，以惰性电极为阴极和阳极，以阴离子膜为隔膜，进行外场耦合隔膜电沉积铁镍合金；电沉积完成后，从阴极得到致密铁镍合金板，从阳极室得到含FeCl₃的溶液，该溶液经补充HCl后作为含镍黄铁矿烧渣浸出所需的浸出剂返回步骤一使用。

本发明的工艺还包括以下优选方案：

优选的方案中，步骤一中浸出终点溶液pH值为0.5～3.0。

优选的方案中，步骤一中浸出终点溶液Fe³⁺与(Fe²⁺+Fe³⁺)的摩尔比为0.05～0.15。