硫鐵礦生產硫磺尾渣用于建筑涂料的生產研究

張 躍，唐明林 ，龔家竹，揚守明，王國良 ，鄧子萍，幸典成

（1.四川化工職業技術學院，四川瀘州 646005；2.四川理工大學；3.成都千礪金科技創新有限公司；4.四川宏達集團）

筆者在文獻［1-2］中采用低品位硫鐵礦生產硫磺，每生產1 t工業硫磺產生近4 t含鐵、鋁、硅、鈣、鎂的尾渣。該尾渣含有多種金屬礦物資源，若按傳統的固體廢物堆放處置將產生二次污染。筆者通過對尾渣的化學成分、礦物成分、粒度分布進行分析，對鐵礦磁選工藝和廢渣制備建筑外墻涂料工藝分別進行了多次實驗研究，取得了滿意的結果。

1 利用尾渣生產建筑外墻涂料的可行性研究

1.1 建筑外墻涂料的市場分析和預測

據有關資料統計［3］，就世界涂料市場而言，外墻涂料每年的增長速度為7%，高于涂料行業5%的平均發展速度。目前世界涂料總產量約2800萬t，其中建筑涂料占40%～50%。在發達國家，內外墻裝飾裝修用得最多的是建筑涂料，西歐國家外墻幾乎全用涂料裝飾。目前中國涂料生產主要用鈦白粉、立德粉等專用材料作填充料配制，這些填充料需要專門生產，生產成本高、耗費大量資源、能耗大。

硫鐵礦尾渣富含Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、CaO，其中的無定型Al2O3、SiO2可以代替昂貴的鈦白粉，α-Fe2O3又是一種無機顏料，因此將其磨細后是一種優質的涂料填料，能制成多種顏色的優質涂料。

1.2 尾渣物質組分分析和性質分析

尾渣的主要礦物成分為：赤鐵礦、高嶺土、石英、鉀長石、鈉長石；次要礦物成分為：石灰、絹云母、綠泥石、鈦鐵礦、磷灰石。尾渣的主要化學成分見表1，粒度分布見表2。

利用硫鐵礦尾渣代替昂貴的鈦白粉和立德粉等填料及部分鐵紅顏料，生產適銷對路、使用范圍廣的建筑涂料，原料價格低廉、來源廣，能極大地降低涂料的生產成本，促進中國外墻涂料的迅速推廣，還為中國豐富的中低品位硫鐵礦資源開辟了一條綜合利用的良好路子，能實現中低品位硫鐵礦的全層開采 和循環綜合利用，符合發展循環經濟的要求。

表1 尾渣的主要化學成分 %

表2 尾渣的粒度分布

2 尾渣制外墻涂料的制備工藝

根據涂料色彩要求進行尾渣除鐵，將尾渣粉碎至0.1～0.5 mm后進行磁選，使磁選后燒渣中的w（Fe2O3+Fe3O4）＜4%。磁選后燒渣主要成分為高嶺石煅燒分解后形成的非晶態的Al2O3和SiO2，銳鈦礦型 TiO2和少量的 Fe2O3、Fe3O4和 Fe（OH）3，將此燒渣加入粘合劑（白色硅酸鹽水泥），另加少量輔助填料（輕質碳酸鈣、滑石粉）一起磨細至小于48 μm，即為粉狀涂料。現場施工時將水、聚乙烯醇膠水及增韌、流平劑等加入粉狀涂料中攪拌均勻，調成具有一定黏度的流動性涂料（根據色度要求加進顏料調色）即可使用。該涂料不僅能在干燥的水泥墻面上施工，而且也能在剛施工完不久的但已初步硬化的濕墻面上施工，涂層具有良好的附著能力、硬度和耐洗刷能力，硬度為5度，抗日曬雨淋，壽命5 a以上，對環境無污染。實驗配方優化結果（未加調色顏料）如下：原料配比為 w［粘合劑（32.5#白色硅酸鹽水泥）］=23%，w［燒渣粉（＜48 μm）］=60%，w［輕鈣（＜48 μm）］=12%，w［滑石粉（＜48 μm）］=5%；現場施工的漿料配比為w （涂料粉）=56%，w ［聚乙烯醇膠 （9%）］=7%，w［外加劑（羧甲基纖維素）］=0.004%，w（其他助劑）=0.001%，w（水）=36.995%。

3 經濟效益評估與分析

成本估算（以1 t涂料粉料計）見表3。涂料粉料售價（出廠價）為1600元/t。年產5萬t涂料粉料，以稅率為10%計，利潤總額為5590萬元。

表3 成本估算

4 結論

采用磁選分離方法從生產硫磺的硫鐵礦尾渣中回收精礦粉后，余下的廢渣為鐵、鋁、硅、鈣、鎂的混合物，經加工配料可制備成無機外墻涂料，具有很好的經濟效益和社會效益。視市場需求，多余的廢渣可作水泥廠添加劑和建材磚原料，無廢水、廢氣、廢渣排放，符合國家相關產業政策和循環經濟促進法，保護了生態環境。該工藝不僅彌補了低品位硫鐵礦生產硫磺副產的尾渣量大、難以處理的不足，而且充分利用了低品位硫鐵礦中其他元素資源，符合循環經濟資源利用最大化原則。

［1］張躍，揚守明，王國良，等.低品位硫鐵礦生產硫磺的工業實驗研究［J］.無機鹽工業，2011，43（2）：47-49.

［2］張躍.采用二段流化床從低品位硫鐵礦中生產硫磺的方法：中國，101054166［P］.2007-10-17.

［3］郝玉芝.我國內外墻涂料的市場分析及展望［J］.江蘇化工，2001，29（4）：48-49，53.