硫铁矿烧渣的分离回收方法
【专利摘要】硫铁矿烧渣的分离回收方法。它属于无机化学工业【技术领域】。本发明用水悬浮分离氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铝，再用浓磷酸溶解硫铁矿烧渣中的三氧化二铁/氧化亚铁，而将与浓磷酸不相溶的硫、二氧化硅和微量金属单质混合物过滤分离；分离回收三氧化二铁/氧化亚铁、氢氧化铝、碳酸钙/碳酸镁或硫酸钙/硫酸镁、硫酸、硅酸钠/硅酸钾和微量的铜、铅、锌、钴、金和银的金属单质混合物。分离产品用于工业原材料和建筑材料。
【专利说明】硫铁矿烧渣的分离回收方法
所属【技术领域】
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[0001]本发明涉及无机化学工业【技术领域】，特别是硫铁矿烧渣的分离回收方法。
【背景技术】
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[0002]硫铁矿生产硫酸，每生产I吨硫酸就会产生0.8-0.9吨硫铁矿烧渣(硫酸渣)，我国每年硫铁矿烧渣排放量高达300万吨，废渣产量巨大。由于我国硫铁矿大多是贫矿，硫酸渣中硫含量过高、氧化铁和氧化亚铁含量大多在50%以下，二氧化硅等杂质含量过高，所以每年直接回收利用的硫酸渣只有100万吨左右，造成了严重的资源浪费、环境污染和土地占用浪费，所以从资源节约、有效利用和环境保护的角度，废渣分离回收意义重大。硫铁矿生产硫酸废渣(硫酸渣)的主要成分有:三氧化二铁即氧化铁和氧化亚铁、占废渣20% —60%、硫酸渣中氧化亚铁含量很少，二氧化硅、占废渣15% —55%，氧化铝、占废渣10%,氧化钙、占废渣5 %，氧化镁、占废渣5 %以下，和硫、占废渣I % -2 %;此外还有微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质。现有技术中还没有低成本、简单高效的真正的分离回收方法，严重制约了我国硫铁矿生产硫酸工业的发展，既浪费了资源又危害了环境。现有的分离技术，用盐酸或硫酸化学反应，这显然是纸上谈兵。
[0003]用盐酸或硫酸化学反应，既改变了废渣中三氧化二铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化钙和氧化镁的原始物质形态，也消耗了大量的盐酸或硫酸，极大地提高了废渣分离成本，同时又产生了难以分离的水溶性盐混合物；特别是以硫酸反应，硫铁矿生产硫酸产生废渣，而为了分离废渣又将硫酸消耗掉了，硫铁矿废渣量太大了，作为重要工业原料的硫酸失去了来源。由于技术瓶颈，我国硫酸工业正面临两难困境:以硫铁矿生产，废渣难以分离回收；以硫(S)矿生产，资源有限，不能满足我国硫酸工业的发展需求。
【发明内容】
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[0004]发明原理:
[0005]根据现有知识，氧化铁和/或氧化亚铁溶解于酸，而磷酸是中强酸或弱酸，它几乎不具有氧化性，所以只有液态浓磷酸(80% -85% )才能溶解氧化铁和/或氧化亚铁而在短时间内不与氧化铁和/或氧化亚铁化学反应。浓磷酸只有在24小时以上的长时间放置条件下，才与三氧化二铁和/或氧化亚铁缓慢反应；而在50%以下的稀磷酸水溶液中，氧化铁和/或氧化亚铁则立即分离沉淀；因为磷酸易溶于水而与水结合，水是极性分子，水分子分隔和破坏了氧化铁和/或氧化亚铁分子与磷酸分子之间的极性吸引，而使氧化铁和/或氧化亚铁分子脱离磷酸分子、游离聚集沉淀。本发明利用浓磷酸只溶解氧化铁和/或氧化亚铁，而不与之化学反应，在稀磷酸水溶液中沉淀析出三氧化二铁和/或氧化亚铁的性质实现硫铁矿烧(废)渣的分离回收。
[0006]二氧化硅、硫及铜、铅、锌、钻、金和银等微量金属单质不溶于浓磷酸。
[0007]对二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，也可以用二硫化碳或四氯化碳或苯溶解硫，沉淀分离二氧化硅、及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物；真空降压蒸发，分离回收二硫化碳或四氯化碳或苯，同时分离回收硫。
[0008]根据现有知识，磷酸的熔点是21 °C，这有利于磷酸从其稀水溶液中降温沉淀分离、脱水回收。
[0009]本发明的以浓磷酸溶解含三氧化二铁即氧化铁和氧化亚铁废渣、再加水稀释磷酸、沉淀析出分离回收三氧化二铁即氧化铁和氧化亚铁的方法是本发明的核心技术即创新必要技术特征。
[0010]本发明的技术方案:
[0011]一.以足量的水浸泡硫铁矿烧渣即硫酸渣，并搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间1-2小时，使硫酸洛中的氧化铝、氧化钙、氧化镁分别转化为氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁而成为悬浮乳浊液，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物立即沉淀分离；同时分离氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液；
[0012]二.向上述(一)的氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液中加入足量的二氧化碳CO2或空气，搅拌，转速50转-200转/分，搅拌反应时间2-8小时，使氢氧化钙、氢氧化镁分别转化为碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁而立即沉淀分离，再从氢氧化铝悬浮乳浊液中沉淀或过滤分离氢氧化铝，回收氢氧化铝，水循环利用；
[0013]三.将上述(一)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物堆放自然浙水，或/和将其在25°C --10(TC、压强25pa-100pa的条件下，以真空搅拌脱水；除去过量的水分；不需要绝对完全干燥；
[0014]四.向上述(二)的碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁混合物中加入足量的稀硫酸水溶液，搅拌，使碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁生成石膏硫酸钙和硫酸镁水溶液，静置沉淀分离回收石膏硫酸钙，并将硫酸镁水溶液真空脱水干燥，压强25pa-100pa，温度250C --100°C，干燥时间8小时-24小时，分离回收硫酸镁；此步亦可省略，而将碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁混合物直接用作建筑材料；
[0015]五.在常温下，将上述(三)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物中，加入过量的80% —85%的浓磷酸，浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物的体积比为4-6: I即4至6比I;浓磷酸用量不必过大，以能够完全溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁、并能够过滤出浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁的溶液为准；三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物需要分多次或连续匀速加入浓磷酸搅拌溶解；搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间10-60分钟，使三氧化二铁或/和氧化亚铁完全溶解于浓磷酸后，立即在压力下过滤，分离二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物；并用适量的水搅拌洗涤二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循环利用；此步骤浓磷酸溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁是放热溶解，若溶解温度过高，可在溶解过程中以冷气或25V以下的空气制冷降温或/和在溶解容器外部以冷却水降温，使浓磷酸溶解温度在25°C --50°C;溶解时间在I小时以内；冷却水可以在下述(六)，用来稀释磷酸；
[0016]六.将上述(五)的三氧化二铁或/和氧化亚铁及浓磷酸的溶液立即加入水稀释，使磷酸在磷酸水溶液中质量含量下降至30% —50%,搅拌均匀，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁从稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分离，回收三氧化二铁或/和氧化亚铁；
[0017]七.将上述(六)的稀磷酸水溶液真空浓缩脱水，加热温度40°C --10(TC，压强25pa—100pa，时间8_24小时，使磷酸质量含量在80% —85%，磷酸循环利用；或将上述稀磷酸水溶液降温至1°C _15°C，使磷酸呈凝胶晶体状沉淀析出，也可加入少量的氧化铝或氢氧化铝，搅拌，静置，加速磷酸在1°C _15°C下沉淀析出，取出磷酸沉淀层以上的水分，磷酸和水分别循环利用；氢氧化铝不溶于浓磷酸，可在氢氧化铝、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物中加入适量的水，搅拌，静置，悬浮，沉淀或过滤分离氢氧化铝，水循环利用；
[0018]八.将上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，加入足量的氧气O2燃烧，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分离二氧化硅、及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；
[0019]九.将上述(八)的二氧化硅及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物，加入足量的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，搅拌反应，使二氧化硅生成硅酸钠/硅酸钾水溶液；
[0020]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20, Si02+2K0H = K2Si03+H20 ；
[0021]沉淀析出分离微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；将硅酸钠或硅酸钾水溶液真空浓缩脱水干燥，压强25pa—100pa，时间8_24小时，回收硅酸钠或硅酸钾；
[0022]十.将上述(九)的微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物回收再利用。
[0023]本发明，没有特别说明的，均为常温和常压。
[0024]有益效果:
[0025]1.本发明极大的节约了废渣堆放土地。
[0026]2.本发明节约和有效利用了宝贵的自然资源。
[0027]3.本发明保护了水环境和水资源。
[0028]4.本发明开辟了三氧化二铁即氧化铁和氧化亚铁、氢氧化铝等原材料的新的广阔的原材料来源，节约了能源。
[0029]5.本发明安全生产，杜绝易燃、有毒气体排放。
[0030]本发明优选技术方案:
[0031 ] 一.以足量的水浸泡硫铁矿烧渣即硫酸渣，并搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间1-2小时，使硫酸洛中的氧化铝、氧化钙、氧化镁分别转化为氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁而成为悬浮乳浊液，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物立即沉淀分离；同时分离氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液；
[0032]二.向上述(一)的氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液中加入足量的二氧化碳CO2或空气，搅拌，转速50转-200转/分，搅拌反应时间2-8小时，使氢氧化钙、氢氧化镁分别转化为碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁而立即沉淀分离，再从氢氧化铝悬浮乳浊液中沉淀或过滤分离氢氧化铝，回收氢氧化铝，水循环利用；
[0033]三.将上述(一)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物堆放自然浙水，或/和将其在25°C --10(TC、压强25pa-100pa的条件下，以真空搅拌脱水；除去过量的水分；不需要绝对完全干燥；
[0034]四.向上述(二)的碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁混合物中加入足量的稀硫酸水溶液，搅拌，使碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁生成石膏硫酸钙和硫酸镁水溶液，静置沉淀分离回收石膏硫酸钙，并将硫酸镁水溶液真空脱水干燥，压强25pa-100pa，温度250C —100°C，干燥时间8小时-24小时，分离回收硫酸镁；
[0035]五.在常温下，将上述(三)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物中，加入过量的80% -85%的浓磷酸，浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物的体积比为4-6: I ;浓磷酸用量不必过大，以能够完全溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁、并能够过滤出浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁的溶液为准；三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物需要分多次或连续匀速加入浓磷酸搅拌溶解；搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间10-60分钟，使三氧化二铁或/和氧化亚铁完全溶解于浓磷酸后，立即在压力下过滤，分离二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物；并用适量的水搅拌洗涤二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循环利用；此步骤浓磷酸溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁是放热溶解，若溶解温度过高，可在溶解过程中以冷气或25°C以下的空气制冷降温或/和在溶解容器外部以冷却水降温，使浓磷酸溶解温度在25V -500C ;溶解时间在I小时以内；冷却水可以在下述(六)，用来稀释磷酸；
[0036]六.将上述(五)的三氧化二铁或/和氧化亚铁及浓磷酸的溶液立即加入水稀释，使磷酸在磷酸水溶液中质量含量下降至30% —50%,搅拌均匀，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁从稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分离，回收三氧化二铁或/和氧化亚铁；
[0037]七.将上述(六)的稀磷酸水溶液真空浓缩脱水，加热温度40°C-10(TC，压强25pa—10pa,时间8_24小时，使磷酸质量含量在80% —85%，磷酸循环利用；
[0038]八.将上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，加入足量的氧气O2燃烧，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分离二氧化硅、及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；
[0039]九.将上述(八)的二氧化硅及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物，加入足量的氢氧化钠水溶液，搅拌反应，使二氧化硅生成硅酸钠水溶液；
[0040]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20 ；
[0041]沉淀析出分离微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；将硅酸钠水溶液真空浓缩脱水干燥，压强25pa-100pa，时间8_24小时，回收硅酸钠；
[0042]十.将上述(九)的微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物回收再利用。【具体实施方式】:
[0043]实施例:
[0044]—.以足量的水浸泡硫铁矿烧渣即硫酸渣，并搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间1-2小时，使硫酸洛中的氧化铝、氧化钙、氧化镁分别转化为氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁而成为悬浮乳浊液，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物立即沉淀分离；同时分离氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液；
[0045]二.向上述(一)的氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液中加入足量的二氧化碳CO2或空气，搅拌，转速50转-200转/分，搅拌反应时间2-8小时，使氢氧化钙、氢氧化镁分别转化为碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁而立即沉淀分离，再从氢氧化铝悬浮乳浊液中沉淀或过滤分离氢氧化铝，回收氢氧化铝，水循环利用；
[0046]三.将上述(一)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物堆放自然浙水，或/和将其在25°C --10(TC、压强25pa-100pa的条件下，以真空搅拌脱水；除去过量的水分；不需要绝对完全干燥；
[0047]四.将上述(二)的碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁混合物直接用作建筑材料；
[0048]五.在常温下，将上述(三)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物中，加入过量的80% -85%的浓磷酸，浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物的体积比为4-6: I ;浓磷酸用量不必过大，以能够完全溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁、并能够过滤出浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁的溶液为准；三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物需要分多次或连续匀速加入浓磷酸搅拌溶解；搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间10-60分钟，使三氧化二铁或/和氧化亚铁完全溶解于浓磷酸后，立即在压力下过滤，分离二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物；并用适量的水搅拌洗涤二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循环利用；此步骤浓磷酸溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁是放热溶解，若溶解温度过高，可在溶解过程中以冷气或25°C以下的空气制冷降温或/和在溶解容器外部以冷却水降温，使浓磷酸溶解温度在25°C -50°C ;溶解时间在I小时以内；冷却水可以在下述(六)，用来稀释磷酸；
[0049]六.将上述(五)的三氧化二铁或/和氧化亚铁及浓磷酸的溶液立即加入水稀释，使磷酸在磷酸水溶液中质量含量下降至30% —50%,搅拌均匀，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁从稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分离，回收三氧化二铁或/和氧化亚铁；
[0050]七.将上述(六)的稀磷酸水溶液降温至1°C _15°C，使磷酸呈凝胶晶体状沉淀析出，也可加入少量的氧化铝或氢氧化铝，搅拌，静置，加速磷酸在rc -15°C下沉淀析出，取出磷酸沉淀层以上的水分，使磷酸质量含量在80% -85%，磷酸和水分别循环利用；氢氧化铝不溶于浓磷酸，可在氢氧化铝、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物中加入适量的水，搅拌，静置，悬浮，沉淀或过滤分离氢氧化铝，水循环利用；
[0051]八.将上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，加入足量的氧气O2燃烧，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分离二氧化硅、及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；
[0052]九.将上述(八)的二氧化硅及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物，加入足量的氢氧化钾水溶液，搅拌反应，使二氧化硅生成硅酸钾水溶液；
[0053]Si02+2K0H = K2Si03+H20 ；
[0054]沉淀析出分离微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；将硅酸钾水溶液真空浓缩脱水干燥，压强25pa—100pa，时间8_24小时，回收硅酸钠或硅酸钾；
[0055]十.将上述(九)的微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物回收再利用。
【权利要求】
1.硫铁矿烧渣的分离回收方法，其特征主要在于: 一.以足量的水浸泡硫铁矿烧渣即硫酸渣，并搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间1-2小时，使硫酸洛中的氧化铝、氧化钙、氧化镁分别转化为氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁而成为悬浮乳浊液，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物立即沉淀分离；同时分离氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液； 二.向上述(一)的氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁悬浮乳浊液中加入足量的二氧化碳CO2或空气，搅拌，转速50转-200转/分，搅拌反应时间2-8小时，使氢氧化钙、氢氧化镁分别转化为碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁而立即沉淀分离，再从氢氧化铝悬浮乳浊液中沉淀或过滤分离氢氧化铝，回收氢氧化铝，水循环利用； 三.将上述(一)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物堆放自然浙水，或/和将其在25°C --10(TC、压强25pa-100pa的条件下，以真空搅拌脱水；除去过量的水分；不需要绝对完全干燥； 四.向上述(二)的碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁混合物中加入足量的稀硫酸水溶液，搅拌，使碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁生成石膏硫酸钙和硫酸镁水溶液，静置沉淀分离回收石膏硫酸钙，并将硫酸镁水溶液真空脱水干燥，压强25pa-100pa，温度25°C -100°C,干燥时间8小时-24小时，分离回收硫酸镁；或将碳酸钙和碳酸镁或碱式碳酸镁混合物直接用作建筑材料； 五.在常温下，将上述(三)的三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物中，加入过量的80% —85%的浓磷酸，浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物的体积比为4-6: I即4至6比I;浓磷酸用量不必过大，以能够完全溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁、并能够过滤出浓磷酸与三氧化二铁或/和氧化亚铁的溶液为准；三氧化二铁或/和氧化亚铁、二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质的混合物需要分多次或连续匀速加入浓磷酸搅拌溶解；搅拌，转速50转-200转/分，搅拌时间10-60分钟，使三氧化二铁或/和氧化亚铁完全溶解于浓磷酸后，立即在压力下过滤，分离二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物；并用适量的水搅拌洗涤二氧化硅、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，含少量磷酸的少量磷酸水溶液在下述(六)中循环利用；此步骤浓磷酸溶解三氧化二铁或/和氧化亚铁是放热溶解，若溶解温度过高，可在溶解过程中以冷气或25°C以下的空气制冷降温或/和在溶解容器外部以冷却水降温，使浓磷酸溶解温度在25°C --50°C;溶解时间在I小时以内；冷却水可以在下述(六)，用来稀释磷酸； 六.将上述(五)的三氧化二铁或/和氧化亚铁及浓磷酸的溶液立即加入水稀释，使磷酸在磷酸水溶液中质量含量下降至30% —50%,搅拌均匀，静置，使三氧化二铁或/和氧化亚铁从稀磷酸水溶液中立即沉淀析出分离，回收三氧化二铁或/和氧化亚铁； 七.将上述(六)的稀磷酸水溶液真空浓缩脱水，加热温度40°C-10(TC，压强25pa—10pa,时间8_24小时，使磷酸质量含量在80% —85%，磷酸循环利用；或将上述稀磷酸水溶液降温至l°c -15°C，使磷酸呈凝胶晶体状沉淀析出，也可加入少量的氧化铝或氢氧化铝，搅拌，静置，加速磷酸在TC-15°C下沉淀析出，取出磷酸沉淀层以上的水分，磷酸和水分别循环利用； 八.将上述(五)的二氧化硅S12、硫及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质混合物，加入足量的氧气O2燃烧，使硫S生成三氧化硫SO3,并用足量的水回收三氧化硫，得到硫酸，回收硫酸；分离二氧化硅、及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物； 九.将上述(八)的二氧化硅及微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物，加入足量的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，搅拌反应，使二氧化硅生成硅酸钠/硅酸钾水溶液；
Si02+2Na0H = Na2Si03+H20, Si02+2K0H = K2Si03+H20 ； 沉淀析出分离微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物；将硅酸钠或硅酸钾水溶液真空浓缩脱水干燥，压强25pa—100pa，时间8_24小时，回收硅酸钠或硅酸钾； 十.将上述(九)的微量的铜、铅、锌、钴、金和银等微量金属单质或其氧化物的混合物回收再利用。
【文档编号】B09B5/00GK104384169SQ201410529726
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】耿兆翔 申请人:耿兆翔