1.本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种硫铁矿的回收方法。
背景技术：
2.硫铁矿的主要成分为s和fe两种元素，其中，s含量大于40％，fe含量大于45％。目前对硫铁矿的回收利用方式主要是将其用于制备硫酸。但是由于产能过剩的问题，硫酸销售不畅，导致硫铁矿的销售受到阻碍。
3.因此，开发新的硫铁矿回收方法，可充分利用硫铁矿，避免资源浪费。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种硫铁矿的回收方法，旨在解决现有硫铁矿回收用途单一的技术问题。
5.硫铁矿在焙烧温度大于200℃的条件下极易与氧气发生反应，生成铁氧化物及硫氧化物，反应方程式包括：
6.fes+o2→
feo+so27.fes+o2→
fe2o3+so28.fes+o2→
fe3o4+so29.在高温体系中还原fes中的s元素，需控制焙烧还原氛围，此外，由于焙烧物料温度较高，在出料过程中制备得到的单质硫也极易发生氧化反应，生成so2。因此，在硫铁矿制备硫磺的工艺中，均采用易于工业化控制的高压氧浸工艺，通过控制氧化还原电位，将硫铁矿中的s转化为单质硫(硫磺)。但由于高压氧浸出本较高，安全风险较大，且在浸出及浸出后物料脱水过程中将产生大量的冶炼废水，造成环境污染。此外，氧压浸出产生的单质硫需脱水烘干处理，而单质硫的脱水-烘干过程也是目前工业应用中的难点。为拓展硫铁矿的回收工艺，本发明提供了一种硫铁矿的回收方法，其包括如下步骤：
10.提供生物质材料和硫铁矿；
11.在无氧环境中，以所述生物质材料作为燃料，对所述硫铁矿进行还原焙烧处理，得到焙烧物料；
12.所述焙烧物料经分离处理，得到硫粗精矿和/或铁精矿。
13.本发明提供的回收方法中，对硫铁矿进行还原得到硫粗精矿和/或铁精矿。
14.为避免在高温环境中硫铁矿的氧化，本发明通过以含有丰富纤维素的生物质材料作为燃料，在无氧环境中生成一氧化碳、氢气、甲烷等还原性气体，保持反应过程中的还原气氛，通过还原性气体与fes产生的气固反应及纤维素中的c与fes之间的固固反应避免高温过程中s的氧化；其次，在出料过程中由于生物质材料提供了大量的c，进一步保证了物料的还原气氛；此外，出料均为粉状颗粒物料，本发明通过设计的密闭式外部冷却装置，降低物料的温度，使得出料在接触空气时，温度已降低至50℃以下，避免了出料被氧化。
15.本发明提供的硫铁矿的回收方法操作简单，容易实施，铁回收率为80％-90％，所
得铁精矿品位为65％-70％，硫回收率为80％-85％，所得硫粗精矿品位为75％-80％。
16.作为本发明硫铁矿的回收方法的一种优选技术方案，所述生物质材料选自稻壳、秸秆、花生壳、木屑、树皮中的至少一种。
17.作为本发明硫铁矿的回收方法的一种优选技术方案，所述还原焙烧处理的温度为400℃-600℃，时间为120min-180min。
18.作为本发明硫铁矿的回收方法的一种优选技术方案，以所述生物质材料作为燃料，对所述硫铁矿进行还原焙烧处理的步骤中，所述生物质材料与所述硫铁矿的质量比为(1.8-2.2):1。
19.作为本发明硫铁矿的回收方法的一种优选技术方案，所述分离处理的方法包括磁选分离法和/或浮选分离法。
20.作为本发明硫铁矿的回收方法的进一步优选技术方案，所述磁选分离法用于分离所述铁精矿，包括如下步骤：将所述焙烧物料进行研磨处理后，加入磁选设备中进行粗选处理和精选处理，得到所述铁精矿；其中，所述粗选处理和所述精选处理的磁场强度分别为2200-2500gs和1200-1500gs。
21.作为本发明硫铁矿的回收方法的进一步优选技术方案，所述磁选分离法用于分离铁尾矿，包括如下步骤：将所述焙烧物料进行研磨处理后，加入磁选设备中进行粗选处理、精选处理和扫选处理，得到所述铁尾矿；其中，所述粗选处理、所述精选处理和所述扫选处理的磁场强度分别为2200-2500gs、1200-1500gs和3000-3500gs。
22.作为本发明硫铁矿的回收方法的更进一步优选技术方案，所述研磨处理是将所述焙烧物料研磨至85％粒径小于100目。
23.作为本发明硫铁矿的回收方法的进一步优选技术方案，所述浮选分离法用于分离所述硫粗精矿，包括如下步骤：将所述焙烧物料进行研磨处理后，加入磁选设备中进行粗选处理、精选处理和扫选处理，得到所述铁尾矿；其中，所述粗选处理、所述精选处理和所述扫选处理的磁场强度分别为2200-2500gs、1200-1500gs和3000-3500gs；所述铁尾矿与水、浮选捕收剂和起泡剂进行浮选处理，得到硫粗精矿。
24.作为本发明硫铁矿的回收方法的更进一步优选技术方案，所述浮选处理中，浮选捕收剂为乙黄药或煤油，起泡剂为二号油，以所述铁尾矿的重量为基准，所述浮选捕收剂的加入量为200g/t-500g/t。
25.作为本发明硫铁矿的回收方法的更进一步优选技术方案，所述浮选处理中，所述焙烧物料的重量占所述焙烧物料和所述水的总重量的15％。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
27.在本发明的描述中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种
关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.在本发明的描述中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a、b、c、a-b(即a和b)、a-c、b-c、或a-b-c，其中a、b、c分别可以是单个，也可以是多个。
29.需要理解的是，本发明实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明公开的范围之内。具体地，本发明实施例中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
30.另外，除非上下文另外明确地使用，否则词的单数形式的表达应被理解为包含该词的复数形式。术语“包括”或“具有”旨在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合的存在，但不用于排除存在或可能添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合。
31.本发明实施例提供了一种硫铁矿的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
32.s1、提供生物质材料和硫铁矿；
33.s2、在无氧环境中，以所述生物质材料作为燃料，对所述硫铁矿进行还原焙烧处理，得到焙烧物料；
34.s3、所述焙烧物料经分离处理，得到硫粗精矿和/或铁精矿。
35.硫铁矿中的主要成分为fes2。本发明实施例提供的回收方法中，通过以含有丰富纤维素的生物质材料作为燃料，在无氧环境中生成一氧化碳、氢气、甲烷等还原性气体，对硫铁矿进行还原得到硫粗精矿和/或铁精矿。由于硫单质在高温环境中易于氧化，对硫铁矿的回收主要分为两个工艺，即通过高温焙烧将硫转变为二氧化硫，并通过制硫酸工艺制备硫酸；其次为采样湿法氧化工艺，将硫铁矿转化为硫磺，并通过浮选分离回收硫磺。本发明实施例提供的硫铁矿的回收方法操作简单，容易实施，铁回收率为80％-90％，所得铁精矿品位为65％-70％，硫回收率为80％-85％，所得硫粗精矿品位为75％-80％。
36.具体地，s1中，生物质材料，在本发明实施例中作为焙烧燃料，在保护气氛或密闭环境中燃烧以分解生成还原性气体，从而对硫铁矿进行还原。在一些实施例中，生物质材料选自稻壳、秸秆、花生壳、木屑、树皮中的至少一种。这些生物质材料含有丰富的纤维素，其在低温环境中可持续释放还原性气体，并产生多孔性还原性碳，保证了焙烧反应环境的还原氛围。
37.s2中，无氧环境，在本发明实施例中是为硫铁矿还原焙烧处理提供保护环境，避免生物质材料在焙烧处理过程中分解成二氧化碳气体，无法生成还原性气体。在一些实施例中，可通过通入保护气氛来制造无氧环境，其中，保护气氛包括但不限于氮气、氩气等。
38.在一些实施例中，为避免在高温环境中氧化，控制还原焙烧处理的温度为400℃-600℃，时间为120-180min。具体地，典型而非限制性的还原焙烧处理温度为400℃、450℃、500℃、550℃、600℃；典型而非限制性的还原焙烧处理时间为120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min。
39.本发明实施例通过对硫铁矿进行还原焙烧处理，将硫铁矿中的fes2还原为fe3o4、还原性fe和s，所得焙烧物料为磁铁矿、还原性fe及硫磺的混合物。
40.s3中，由于焙烧物料为磁铁矿、还原性fe及硫磺的混合物，为了获得硫粗精矿和/或铁精矿，需要对其进行分离处理。本发明实施例对于焙烧物料的分离处理可采用本领域的常规方法，以获得硫粗精矿或铁精矿为目的即可。在一些实施例中，优选以磁选分离法分离铁精矿，以浮选分离法分离硫粗精矿。作为一优选实施方式，可以先以磁选分离法对焙烧物料进行分离处理得到铁精矿和磁选尾矿，再以浮选分离法对所得磁选尾矿进行分离处理得到硫粗精矿和浮选尾渣；或者先以浮选分离法对焙烧物料进行分离处理得到硫粗精矿和浮选尾矿，再以磁选分离法对浮选尾矿进行分离处理得到铁精矿和磁选尾渣，从而既获得铁精矿又获得硫粗精矿，以达到对硫铁矿进行充分回收利用的效果。
41.本发明实施例所得铁精矿的品位为65％-70％，其主要成分为fe3o4和铁单质，铁回收率为80％-90％。本发明实施例所得硫粗精矿品位为75％-80％，硫回收率为80％-85％。在一些实施例中，还可以采用本领域的常规方法对所得铁精矿或硫粗精矿进行进一步的精选处理，以提升其品位。
42.进一步地，以磁选分离法对焙烧物料进行分离处理得到铁精矿和磁选尾矿，或者以磁选分离法对浮选尾矿进行分离处理得到铁精矿和磁选尾渣的步骤中，磁选分离法可以采用本领域的常规方法，优选采用以下步骤进行磁选分离铁精矿：将焙烧物料(或浮选尾矿)进行研磨处理后，加入磁选设备中进行粗选处理和精选处理，得到铁精矿；其中，粗选处理和精选处理的磁场强度分别为2200-2500gs和1200-1500gs，研磨处理是将焙烧物料(或浮选尾矿)研磨至85％粒径小于100目；磁选设备优选永磁式磁选机。
43.进一步地，优选采用以下步骤进行磁选分离铁尾矿(磁选尾矿)：将焙烧物料(或浮选尾矿)进行研磨处理后，加入磁选设备中进行粗选处理、精选处理和扫选处理，得到铁尾矿；其中，粗选处理、精选处理和扫选处理的磁场强度分别为2200-2500gs、1200-1500gs和3000-3500gs，研磨处理是将焙烧物料(或浮选尾矿)研磨至85％粒径小于100目；磁选设备优选永磁式磁选机。
44.进一步地，以浮选分离法对磁选尾矿进行分离处理得到硫粗精矿和浮选尾渣，或者以浮选分离法对焙烧物料进行分离处理得到硫粗精矿和浮选尾矿的步骤中，浮选分离法可采用本领域的常规方法，优选采用以下步骤进行浮选分离：将焙烧物料进行研磨处理后，加入磁选设备中进行粗选处理、精选处理和扫选处理，得到铁尾矿；其中，粗选处理、精选处理和扫选处理的磁场强度分别为2200-2500gs、1200-1500gs和3000-3500gs；铁尾矿进行浮选处理，得到硫粗精矿。在一具体实施例中，浮选剂为乙黄药和/或煤油，其优势主要为对s的强捕集性，以焙烧物料重量为基准，浮选剂的重量占比为200g/t-500g/t。具体地，典型而非限制性的浮选剂重量占比为500g/t、550g/t、600g/t、650g/t、700g/t、750g/t、800g/t。焙烧物料(或磁选尾矿)占焙烧物料(或磁选尾矿)与水的总重量的15％。
45.为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例硫铁矿的回收方法的进步性能显著的体现，以下通过以下实施例来举例说明上述技术方案。
46.实施例1
47.本实施例提供了一种硫铁矿的回收方法，步骤如下：
48.(101)将稻壳与硫铁矿按照1.8:1的重量比混合均匀；
49.(102)在无氧环境中对稻壳和硫铁矿的混合物进行还原焙烧，焙烧温度为500℃，时间为120min，得到焙烧物料；
50.(103)采用永磁式磁选机对焙烧物料进行磁选分离，经2200gs粗选后及1200gs精选后得到品位为70％的铁精矿，精选尾矿及粗选尾矿经3000gs后得到铁尾矿；
51.(104)将铁尾矿与水混合形成15wt％的料浆，加入400g/t的黄药、10g/t的二号油(起泡剂)进行浮选，得到品位为75％的硫粗精矿。
52.经检测，本实施例中铁回收率为85％，硫回收率为80％。
53.实施例2
54.本实施例提供了一种硫铁矿的回收方法，步骤如下：
55.(201)将水稻秸秆与硫铁矿按照2.2:1的重量比混合均匀；
56.(202)在无氧环境中对稻壳和硫铁矿的混合物进行还原焙烧，焙烧温度为400℃，时间为180min，得到焙烧物料；
57.(203)采用永磁式磁选机对焙烧物料进行磁选分离，经2500gs粗选后及1500gs精选后得到得到65％的铁精矿，精选尾矿及粗选尾矿经3500gs后得到磁选尾矿；
58.(204)将铁尾矿与水混合形成15wt％的料浆，加入300g/t的黄药、10g/t的二号油(起泡剂)进行浮选，得到品位为80％的硫粗精矿。
59.经检测，本实施例中铁回收率为80％，硫回收率为85％。
60.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。