第一節(jié) 我國(guó)硫鐵礦產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 

我國(guó)擁有豐富的硫鐵礦資源，已探明折w(S)35％標(biāo)礦的儲(chǔ)量在2 200 Mt以上， w(s)大于35％的硫鐵礦在220 Mt左右，另有一部分為與有色金屬伴生的硫鐵礦儲(chǔ)量在300 Mt以上。而硫鐵礦是我國(guó)主要硫資源，占硫資源總量的80％ ，其中硫鐵礦占53％，伴生硫鐵礦占27％。目前，我國(guó)硫酸生產(chǎn)大約40％ ～50％是以硫鐵礦為原料。 （立項(xiàng)報(bào)告）

目前我國(guó)較大規(guī)模的硫鐵礦山有：廣東云浮硫鐵礦、安徽新橋硫鐵礦、安徽青陽(yáng)縣硫鐵礦、內(nèi)蒙古炭窯口硫鐵礦、山西陽(yáng)泉硫鐵礦、江蘇云臺(tái)山硫鐵礦、湖南七寶山硫鐵礦和四川綿陽(yáng)雁門硫鐵礦等。另外，還有江西銅業(yè)、陜西金堆城鉬業(yè)、凡口鉛鋅礦、山東招金集團(tuán)等一批有色、冶金礦山，附產(chǎn)硫精砂。其他還有300多個(gè)硫鐵礦生產(chǎn)點(diǎn)，分布在全國(guó)各地，大部分為小型礦山地下開(kāi)采。 

我國(guó)當(dāng)前硫鐵礦產(chǎn)業(yè)存在許多困難和問(wèn)題，除了一般礦山所面臨的問(wèn)題：資源枯竭、企業(yè)辦社會(huì)、冗員、債務(wù)包袱沉重及技術(shù)落后等問(wèn)題外，還存在著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等問(wèn)題。我國(guó)硫鐵礦生產(chǎn)企業(yè)分屬[wiki]化工[/wiki]、有色、冶金等部門，不能形成統(tǒng)一的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理模式，產(chǎn)業(yè)集中度低，規(guī)模效益差，一些初具規(guī)模的硫鐵礦山，始終達(dá)不到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，2001年，廣東云浮硫鐵礦和安徽新橋硫鐵礦的產(chǎn)銷量?jī)H為設(shè)計(jì)能力的41．3％和66．7％。而且硫鐵礦產(chǎn)品單一，產(chǎn)業(yè)鏈短，又因?yàn)榧几?a href="http://www.urbancurrysf.com/zjsqbg/" target="_blank" class="keylink">資金不足，使得硫鐵礦中的鐵資源利用成果難以轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。 

此外，近年來(lái)，由于環(huán)保的要求，加上硫磺制酸較硫鐵礦制酸具有投資少，建設(shè)周期短，環(huán)保效益好等特點(diǎn)，以及現(xiàn)階段國(guó)外石油回收硫產(chǎn)量的增加，硫磺市場(chǎng)資源充足，價(jià)格相對(duì)較低，致使我國(guó)江蘇、浙江等沿海地區(qū)一些以硫鐵礦為原料的制酸企業(yè)，紛紛轉(zhuǎn)向以硫磺制酸，從而刺激了硫磺的進(jìn)口，使進(jìn)口量逐年攀升，嚴(yán)重沖擊了我國(guó)硫鐵礦工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年進(jìn)El硫磺量為74萬(wàn)t，到2001年猛增到338萬(wàn)t，5年增加了4．5倍以上，再加上硫酸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國(guó)硫鐵礦產(chǎn)量不斷萎縮，從1995年的1 765．0萬(wàn)t，銳減到2001年的833．9萬(wàn)t，產(chǎn)量下降52．75％，硫鐵礦制酸占硫酸產(chǎn)量的比例，也從1995年81．6％ ，銳減到2001年的43．5％，國(guó)內(nèi)硫鐵礦生產(chǎn)企業(yè)的虧損情況日趨嚴(yán)重。 

這就給我國(guó)硫鐵礦產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，首先要加快礦業(yè)管理體制改革，建立統(tǒng)一的、符合礦業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的發(fā)展戰(zhàn)略、方針、政策和法規(guī)制度；其次，要將綜合預(yù)防污染策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品中，以期減少對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于硫鐵礦制酸企業(yè)來(lái)說(shuō)，清潔生產(chǎn)意味著充分利用原料，減少?gòu)U水和尾氣酸霧、二氧化硫的排放量，綜合利用廢熱、燒渣。此外，還應(yīng)確立硫鐵礦的支農(nóng)產(chǎn)業(yè)地位，給予其支農(nóng)產(chǎn)業(yè)的政策扶持。加強(qiáng)宏觀調(diào)控措施，控制硫磺進(jìn)口數(shù)量。近一兩年，由于硫磺進(jìn)口量的增加，導(dǎo)致價(jià)格攀升，影響硫酸的成本，硫鐵礦制酸重新提到重要的議事日程，硫鐵礦中鐵資源的利用成為重要的 研究 課題。

第二節(jié) 硫鐵礦綜合利用方法 

一、制取硫酸亞鐵

硫酸亞鐵可作為農(nóng)藥、凈化劑、消毒劑，也可用作制造氧化鐵紅和華藍(lán)等顏料 

的原料。用硫鐵礦燒渣制備硫酸亞鐵一般有兩種方式：還原焙燒酸浸法和酸浸還原法。 

轉(zhuǎn)變成Fe還原焙燒酸浸法就是將燒渣和還原劑如褐煤、木炭等按一定的比例在高溫爐(如馬弗爐)中還原焙燒， 目的是使燒渣中的Fe 然后用硫酸浸取而得到硫酸亞鐵溶液。若在浸取過(guò)程中控制一定的條件可去除部分雜質(zhì)如Si、Ca和S等。鄭曉虹等人用碳作還原劑，800℃ 以上溫度、反應(yīng)時(shí)間約20min時(shí)，鐵的提取率達(dá)90％以上。還原燒渣在溫和條件下用硫酸浸取得到FeS04溶液。此溶液不需再經(jīng)過(guò)還原且易于凈化，適合作透明氧化鐵顏料、磁性鐵氧體等高檔用品的原料.其優(yōu)點(diǎn)是燒渣中鐵的回收率高，而不足之處是反應(yīng)溫度高，達(dá)800℃ ，反應(yīng)過(guò)程能耗大，設(shè)備昂貴.

還原過(guò)程的主要反應(yīng)為：還原為Fe進(jìn)入溶液，然后在溶液中加入還原劑鐵或硫鐵礦將Fe酸浸還原法是將燒渣先直接進(jìn)行酸浸，

Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 7 ]

Fe+H2SO4=FeSO4+H2 

二、制取三氯化鐵 

三氯化鐵可用于自來(lái)水凈化，還可用于制造其他鐵鹽、顏料、藥物、媒染劑等. 將燒渣與濃度為30％ 的鹽酸進(jìn)行反應(yīng)同時(shí)攪拌，靜止后上層的清液即為液體三氯化鐵。可作為商品出售，其反應(yīng)方程式如下： 

6HCl+ Fe2O3=2FeCI3+3H2O 

當(dāng)需要生產(chǎn)固體三氯化鐵時(shí)，可將液體三氯化鐵放人夾套式濃縮器內(nèi)加熱濃縮， 然后靜止，冷卻至0℃，使其析出固體結(jié)晶

三、制取聚合硫酸鐵 

鄭雅杰等人將硫鐵礦燒渣與硫酸混合后，經(jīng)過(guò)熟化、水溶、過(guò)濾，得到硫酸鐵溶液，再將其加入新制備的氫氧化鐵中，于25～60℃反應(yīng)2h加入雙氧水得到聚合硫酸鐵PFS。而劉家永等人直接用H2O2催化氧化酸浸 

還原的硫酸亞鐵溶液，而得到液體PFS.此外, 蔣馥華、張萍等以硫鐵礦燒渣為原料，應(yīng)用反浮選和選擇性浸出原理去除有害雜質(zhì)，加入硫酸制取硫酸鐵和硫酸亞鐵，再經(jīng)氧化、水解、聚合、獲得聚合硫酸鐵。燒渣中鐵的回收率為70％，聚合硫酸鐵產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到HG2153-91一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。 

四、制取氧化鐵紅 

鐵紅可廣泛用作橡膠、油漆、人造大理石、地面水磨石的著色劑；塑料、石棉、   

人造革、皮革揩光漿等著色劑和填充劑；精密儀器、光學(xué)玻璃的拋光劑；制造磁性材料鐵氧體元件的重要原料，并可用于陶瓷、造紙、油墨和美術(shù)顏料等 行業(yè) . 

一般來(lái)說(shuō)，制備氧化鐵紅有干法和濕法兩種方法。傳統(tǒng)制取氧化鐵紅的方法是將燒渣中的氧化鐵轉(zhuǎn)變成可溶性的鐵鹽并使其結(jié)晶，然后將結(jié)晶的鐵鹽煅燒，氧化分解為氧化鐵，所制產(chǎn)品質(zhì)量一般可符合濕法一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，澆渣也可利用浮選、反浮選除硅脫硫，再堿浸、銨鹽浸除雜質(zhì)后，于600～700℃氧化焙燒，磨細(xì)得鐵紅產(chǎn)品。徐旺生等人用硫鐵礦燒渣通過(guò)控制氧化時(shí)酸解液的pH值，后在粗品氧化鐵中用硝酸除雜的方法也制得了高純度的氧化鐵， 純度達(dá)到99．56％，具有較高的工業(yè)使用價(jià)值 。金士威等人 研究 出了以硫鐵礦燒渣制備高純氧化鐵紅的新工藝。產(chǎn)品質(zhì)量符合HG／T2574—94優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。其工藝主要經(jīng)過(guò)磁選、酸溶、凈化、FeCO3的合成、煅燒。新工藝關(guān)鍵在于凈化除去SiO2的步驟中加入了一種自制的添加劑，處理效果很好。 

五、制取氧化鐵黑 

一般方法是根據(jù)硫酸燒渣的溶解特性，采用兩段法酸洗處理， 使鐵的浸萃率達(dá)到95％ 以上，浸出后的濾液主要成分為三價(jià)鐵鹽，再用鐵屑還原成二價(jià)鐵鹽，然后將制得的亞鐵鹽溶液加熱、攪拌，同時(shí)通人空氣氧化，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，趁熱過(guò)濾，濾餅用60℃熱水洗滌3到5次(檢查無(wú)硫酸根)，在1 10℃下烘干，研磨后即得產(chǎn)品。在這樣的工藝條件下得到的產(chǎn)品為深黑色對(duì)空氣穩(wěn)定，強(qiáng)磁，含F(xiàn)eO：18％～21％，含F(xiàn)e203：70％～75％，與市售的鐵黑質(zhì)量相當(dāng)。

六、制取鐵精礦

一般常用選礦方法制取鐵精礦。常見(jiàn)的工藝有磁化焙燒－磁選、重選、重選－磁選、重選－浮選等聯(lián)合流程。朱申紅和茍志遠(yuǎn)等提出了采用化學(xué)選礦法處理硫酸渣，在去除了殘硫的同時(shí)，又富集了燒渣中的鐵。而且，該方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)污染，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。在處理含鐵56．85％，含硫0．96％的燒渣時(shí)，可獲得鐵品位61．04％ ，含硫0．34％的鐵精礦，燒渣中鐵的回收率高達(dá)95．87％。鄭曉虹、陳玉峰等人也 研究 了在常壓下采用硫酸浸出法提取硫鐵礦燒渣中鐵的工藝流程，影響鐵提取率的因素按其重要性排列為：溫度、時(shí)間、硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％、浸取溶液溫度110℃ 、浸取時(shí)間2 h以上時(shí)，就能將鐵的提取率提高到近50％。此方法與加壓酸溶、高溫還原焙燒等方法相比，設(shè)備及流程簡(jiǎn)單，能耗低、投資少、成本低。 

七、制取復(fù)合凈水劑 

寧尋安、秦至謙等人利用硫鐵礦燒渣制得了混凝效果優(yōu)良的聚合硫酸鐵混凝劑(工業(yè)品)，試驗(yàn)得到的制備工藝條件為：用水／V硫酸=1的稀硫酸浸出反應(yīng)1 h，適當(dāng)攪拌，用反應(yīng)本身的熱量保溫，調(diào)節(jié)浸出液pH值在1．0左右，熟化后即得聚合硫酸鐵混凝劑。該產(chǎn)品同亞硝酸鈉催化氧化硫酸亞鐵的制備方法相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是消除了亞硝酸鈉(一種致癌物質(zhì))的污染。該 技術(shù)工藝 簡(jiǎn)單，原料易得，成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益可觀(液體產(chǎn)品的綜合成本在250元／t以內(nèi)，而市場(chǎng)銷售價(jià)為500元／t以上)，能夠在全國(guó)各地推廣應(yīng)用。

馬同森等人將硫鐵礦燒渣干燥粉碎，然后與硫酸反應(yīng)并加入少量活化劑而得到Fe-Ca-Al型凈水劑。此凈水劑處理造紙廢水， 懸浮物去除率達(dá)l00％，CODcr 去除率在75％～90％。發(fā)生的主要反應(yīng)為： 

Fe2O3+3H2S04=Fe2(SO4)3+3H2O 

CaO+H2SO4=CaSO4+H2O

AI203+3H2SO4=AI2(SO4)3+3H20 

第三節(jié) 硫鐵礦發(fā)展前景預(yù)測(cè)

硫鐵礦是我國(guó)最主要的硫資源，主要用作生產(chǎn)硫酸。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，隨著農(nóng)業(yè)政策的進(jìn)一步加強(qiáng)，磷復(fù)肥的需求量不斷增加。硫酸作為磷復(fù)肥生產(chǎn)的基本原料，其需求量也將不斷增加。硫鐵礦是我國(guó)自有資源，可保證長(zhǎng)期、穩(wěn)定的供應(yīng)，對(duì)我國(guó)硫酸工業(yè)的穩(wěn)定和安全具有重要作用。

我國(guó)硫鐵礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景比較樂(lè)觀，隨著其支農(nóng)產(chǎn)業(yè)地位的確立和管理體制的不斷完善，硫鐵礦企業(yè)必將走出困境，此外，硫鐵礦燒渣的綜合再利用也將給硫鐵礦企業(yè)帶來(lái)生機(jī)。而我國(guó)硫鐵礦燒渣得利用也在向著開(kāi)發(fā)高檔且附加值高的方向發(fā)展，向著高純度產(chǎn)品發(fā)展，這將會(huì)給硫鐵礦企業(yè)總體帶來(lái)較為可觀得效益。 


 

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