1、硫铁矿烧渣的利用
　　硫铁矿烧渣是利用硫铁矿生产硫酸的过程中排出的工业废渣。用硫铁矿制酸占我国硫酸产能的80%左右,每生产1 t硫酸就要产生0.7～1.0 t烧渣。
　　随着科技的进步,硫铁矿开发应用程度得到提高,特别是硫酸烧渣综合利用研究取得突破性成果。硫铁矿烧渣是一种二次资源,目前烧渣的利用主要是围绕着铁系化工产品:铁盐(制取硫酸亚铁、三氯化铁),铁系颜料(制取氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑),铁氧体材料———高纯磁性氧化铁,净水剂(生产聚合硫酸铁及复合净水剂)等。
　　2、硫铁矿烧渣的化学成分
　　硫铁矿烧渣主要由Fe2O3、Fe3O4、FeO和SiO2组成,此外还有S、Cu、Pb、Zn、CaO和MgO等。不同矿区硫铁矿所产烧渣成分也不尽相同。
　　3、硫铁矿烧渣的综合利用方法
　　3.1 制取硫酸亚铁
　　用硫铁矿烧渣制备硫酸亚铁一般有两种方式，即还原焙烧酸浸法和酸浸还原法。
　　还原焙烧酸浸法就是将烧渣和还原剂如褐煤、木炭等按一定的比例在高温炉(如马弗炉)中还原焙烧,目的是使烧渣中的Fe3+转变成Fe2+,然后用硫酸浸取而得到硫酸亚铁溶液。若在浸取过程中控制一定的条件可去除部分杂质如Si、Ca和S等。郑晓虹等人用碳作还原剂,800℃以上温度、反应时间约20 min时,铁的提取率达90%以上。还原烧渣在温和条件下用硫酸浸取得到FeSO 4溶液。此溶液不需再经过还原且易于净化,适合作透明氧化铁颜料、磁性铁氧体等高档用品的原料,其优点是烧渣中铁的回收率高,而不足之处是反应温度高,达800℃,反应过程能耗大，设备昂贵。
　　酸浸还原法是将烧渣先直接进行酸浸,使Fe 3+进入溶液,然后在溶液中加入还原剂铁或硫铁矿将Fe 3+还原为Fe 2+。还原过程的主要反应为:
　　Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
　　Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
　　3.2 制取三氯化铁
　　三氯化铁可用于自来水净化,还可用于制造其它铁盐、颜料、药物、媒染剂等。将烧渣与浓度为30%的盐酸进行反应同时搅拌,静止后上层的清液即为三氯化铁溶液。可作为商品出售,其反应方程式如下:
　　6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O
　　当需要生产固体三氯化铁时,可将三氯化铁溶液放人夹套式浓缩器内加热浓缩,然后静止,冷却至0℃,使其析出固体结晶。
　　3.3 　制取聚合硫酸铁
　　刘家永等用过氧化氢催化氧化酸浸还原的硫酸亚铁溶液,而得到液体PFS。郑雅杰等将硫铁矿烧渣与硫酸混合后,经过熟化、水溶和过滤,得到硫酸铁溶液,再将其加入新制备的氢氧化铁中,于25～60℃反应2 h,加入双氧水得到聚合硫酸铁PFS。蒋馥华等以硫铁矿烧渣为原料,应用反浮选和选择性浸出原理去除有害杂质,加入硫酸制取硫酸铁和硫酸亚铁,再经氧化、水解和聚合,获得聚合硫酸铁。烧渣中铁的回收率为70%,聚合硫酸铁产品质量达到HG2153-91一级品标准。
　　3.4 　制取氧化铁红
　　铁红可广泛用作橡胶、油漆、人造大理石、地面水磨石的着色剂;塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等着色剂和填充剂;精密仪器、光学玻璃的抛光剂;制造磁性材料铁氧体元件的重要原料,并可用于陶瓷、造纸、油墨和美术颜料等行业。
　　生产氧化铁红工业颜料的方法有干法和湿法两种。南阳东方应用化工研究所采用还原酸浸、二步氧化工艺，以氨为PH值调节剂制得了优级氧化铁红工业颜料，具有质量稳定、成本低、无污染等特点。金士威等人研究出了以硫铁矿烧渣制得高纯氧化铁红的新工艺，主要工艺过程为磁选、酸溶、净化、FeCO 3的合成和煅烧。徐旺生等人用硫铁矿烧渣通过控制氧化时酸解液的pH值,然后用硝酸除杂的方法也制得了高纯度的氧化铁,纯度达到99 .56%,具有较高的工业使用价值。
　　3.5 　制取氧化铁黑
　　制取氧化铁黑的一般方法是根据硫酸烧渣的溶解特性,采用两段法酸洗处理,使铁的浸萃率达到95%以上,浸出后的滤液主要成分为三价铁盐,再用铁屑还原成二价铁盐,然后将制得的亚铁盐溶液加热和搅拌,同时通入空气氧化,用氢氧化钠调节pH值,趁热过滤,滤饼用热水洗涤、烘干、研磨后即得产品。在这样的工艺条件下得到的产品为深黑色,对空气稳定,具强磁性,质量符合工业要求。
　　3.6 　制取铁精矿
　　一般常用选矿方法制取铁精矿。常见的工艺有磁化焙烧-磁选、重选、重选-磁选、重选-浮选等联合流程。郑晓虹、陈玉峰等人也研究了在常压下采用硫酸浸出法提取硫铁矿烧渣中铁的工艺流程。影响铁提取率的因素按其重要性排列为:温度、时间、硫酸质量分数。当硫酸质量分数为55%、浸取溶液温度110℃、浸取时间2h以上时,就能将铁的提取率提高到近50%。此方法与加压酸溶、高温还原焙烧等方法相比,设备及流程简单,能耗低、投资少、成本低。朱申红等提出了采用化学选矿法处理硫酸渣,在去除了残硫的同时,又富集了烧渣中的铁。而且,该方法工艺简单,成本低,无污染,经济效益非常明显。在处理含铁56.85%,含硫0.96%的烧渣时,可获得铁品位61.04%,含硫0.34%的铁精矿,烧渣中铁的回收率高达95.87%。
　　3.7 　制取复合净水剂
　　宁寻安、秦至谦等人利用硫铁矿烧渣制取了混凝效果优良的聚合硫酸铁混凝剂(工业品),其制备工艺条件为:用V水/V硫酸=1的稀硫酸浸出反应1h,适当搅拌,用反应本身的热量保温,调节浸出液pH值在1. 0左右,熟化后即得聚合硫酸铁混凝剂。该产品同亚硝酸钠催化氧化硫酸亚铁的制备方法相比,其突出的优点是消除了亚硝酸钠的污染。该工艺简单,原料易得,成本低廉,经济效益可观。
　　马同森等人将硫铁矿烧渣干燥粉碎,然后与硫酸反应并加入少量活化剂而得到Fe-Ca-Al型净水剂。此净水剂处理造纸废水,悬浮物去除率达100%,COD Cr去除率在75%～90%。发生的主要反应为:
　　Fe2O3+3H2 SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
　　CaO+H2SO4=CaSO4+H2O
　　Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
　　李明玉等人用一步法制得固体复合混凝剂,一步法生产固体复合混凝剂的生产过程是将水、硫铁矿烧渣、催化剂和浓硫酸按一定的比例依次加入到反应釜中,催化酸溶,反应2～3 h即可得到中间产物,在加热搅拌的条件下加入助聚调节剂,经水解聚合反应得到最终产物。产物放出后,在室温下膨化凝固,再经晾干、粉碎、包装即得成品。本工艺过程在一台反应釜中一次完成,故称为一步法工艺。该方法工艺简单,操作简便,生产周期短,设备投资少,生产成本低。
　　4、结语
　　硫酸烧渣是以硫铁矿生产硫酸过程所产生的工业废弃物，由于含有较高的铁元素，因此具有可观的综合利用价值。对硫铁矿烧渣进行综合利用，尤其是精细化、高值化综合利用，不仅是环境保护的需要，也是发展循环经济的必然要求，将会创造十分可观的经济与环境效益。硫铁矿烧渣的综合再利用也将给硫铁矿制酸企业带来生机。