鐵尾礦制備三氯化鐵水處理劑的技術(shù)研究

1、鐵尾礦制備三氯化鐵水處理劑的技術(shù)研究環(huán)境科學與工程學院2013級何瀟1鐵尾礦制備三氯化鐵水處理劑的技術(shù)研究鐵尾礦制備三氯化鐵水處理劑的技術(shù)研究環(huán)境科學與工程學院2013級何瀟（北京大學環(huán)境科學與工程學院，北京市固體廢棄物資源化技術(shù)與管理重點實驗室，北京100871）摘要：以鐵尾礦為原料，用鹽酸為提取劑，在加熱回流的條件下反應，提取鐵尾礦中的鐵，并制成三氯化鐵水處理劑，探究了鹽酸濃度、反應溫度、反應時間、反應固液比、蒸餾溫度等條件對產(chǎn)品制

2、備的影響。研究結(jié)果表明：最佳實驗條件為鹽酸濃度85%、反應時間40min、固液比1:1、加熱沸騰（冷凝回流）、蒸餾溫度60℃、蒸餾時間10min。在此條件下，可得到符合國家標準的三氯化鐵水處理劑產(chǎn)品，絮凝效果類似或好于市售絮凝劑，是一種環(huán)境友好的處理方式。關(guān)鍵詞：鐵尾礦；酸萃??；資源再利用；三氯化鐵；絮凝劑0引言鐵尾礦是選礦廠經(jīng)礦石破碎、粉磨、分選后產(chǎn)生的，是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分，每選出1t鐵精礦要排出2.5~3t鐵尾礦[1]。

3、據(jù)統(tǒng)計，我國鐵尾礦堆存量高達十幾億t，每年鐵尾礦產(chǎn)量約4億t，而綜合利用率僅為7%左右[23]。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，國際鐵礦石價格不斷上漲[45]，巨大的經(jīng)濟壓力使鐵尾礦的回收及開發(fā)利用備受關(guān)注。鐵尾礦長期堆放，在浪費資源，占用耕地的同時，造成嚴重的生態(tài)環(huán)境污染，且存在嚴重的安全隱患[6]。目前鐵尾礦的利用方式主要包括：用作建筑材料[7]、制作微晶玻璃[3]、礦山采空區(qū)填料、土壤改良劑[8]、化工產(chǎn)品制備[911]和有價金屬回

4、收等。本文對高硅鐵尾礦采用鹽酸提取的方法制備三氯化鐵，再通過濃縮和加堿得到三氯化鐵水處理劑，該產(chǎn)品可以用作飲用水處理的絮凝劑[12]。尾渣部分的硅含量很高，有可能用作高硅原材料生產(chǎn)無機非金屬材料。實驗通過分析鐵尾礦的物理、化學特性，探討以其制備三氯化鐵水處理劑的可行性?？疾炝他}酸濃度、反應溫度、反應時間、反應固液比[1314]、蒸餾溫度等條件對產(chǎn)品制備的影響。1實驗部分1.1原材料鐵尾礦樣品采自鞍山市齊大山風水溝尾礦庫，含水率為0.25

5、%，其礦物相分析見圖1，化學成分見表2。鹽酸，優(yōu)級純（北京科實化學試劑廠）。生石灰，優(yōu)級純（天津市化學試劑三廠）。鐵尾礦制備三氯化鐵水處理劑的技術(shù)研究環(huán)境科學與工程學院2013級何瀟3圖2.鹽酸濃度對對Fe濃度和殘留率的影響2.2反應固液比提取時鹽酸的用量對提取效果有很大的影響，包括Fe的濃度和殘留率。在反應固液比的研究中，wv被定義為尾礦鹽酸的質(zhì)量體積，單位是gmL。在實驗中，尾礦保持干重50g，設(shè)置系列固液比，鹽酸濃度為85%，反應

6、時間40min，反應溫度為加熱沸騰（冷凝回流）。觀察圖2可知，當反應固液比wv降低時，F(xiàn)e的殘留率不斷下降，但是液相中酸的濃度不斷上升，之后會消耗更多藥劑降低酸度。所以綜合考慮Fe濃度、殘留率和經(jīng)濟效益，反應固液比wv保持在1：1是較為適宜的。圖3.固液比對對Fe濃度和殘留率的影響2.3反應時間研究反應時間對提取Fe的影響，設(shè)置反應固液比wv保持在1：1，鹽酸濃度為85%，反應溫度為加熱沸騰（冷凝回流）；設(shè)置一些系列反應時間。從圖3中可