硫铁矿生产硫磺尾渣用于建筑涂料的生产研究

张 跃，唐明林 ，龚家竹，扬守明，王国良 ，邓子萍，幸典成

（1.四川化工职业技术学院，四川泸州 646005；2.四川理工大学；3.成都千砺金科技创新有限公司；4.四川宏达集团）

笔者在文献［1-2］中采用低品位硫铁矿生产硫磺，每生产1 t工业硫磺产生近4 t含铁、铝、硅、钙、镁的尾渣。该尾渣含有多种金属矿物资源，若按传统的固体废物堆放处置将产生二次污染。笔者通过对尾渣的化学成分、矿物成分、粒度分布进行分析，对铁矿磁选工艺和废渣制备建筑外墙涂料工艺分别进行了多次实验研究，取得了满意的结果。

1 利用尾渣生产建筑外墙涂料的可行性研究

1.1 建筑外墙涂料的市场分析和预测

据有关资料统计［3］，就世界涂料市场而言，外墙涂料每年的增长速度为7%，高于涂料行业5%的平均发展速度。目前世界涂料总产量约2800万t，其中建筑涂料占40%～50%。在发达国家，内外墙装饰装修用得最多的是建筑涂料，西欧国家外墙几乎全用涂料装饰。目前中国涂料生产主要用钛白粉、立德粉等专用材料作填充料配制，这些填充料需要专门生产，生产成本高、耗费大量资源、能耗大。

硫铁矿尾渣富含Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、CaO，其中的无定型Al2O3、SiO2可以代替昂贵的钛白粉，α-Fe2O3又是一种无机颜料，因此将其磨细后是一种优质的涂料填料，能制成多种颜色的优质涂料。

1.2 尾渣物质组分分析和性质分析

尾渣的主要矿物成分为：赤铁矿、高岭土、石英、钾长石、钠长石；次要矿物成分为：石灰、绢云母、绿泥石、钛铁矿、磷灰石。尾渣的主要化学成分见表1，粒度分布见表2。

利用硫铁矿尾渣代替昂贵的钛白粉和立德粉等填料及部分铁红颜料，生产适销对路、使用范围广的建筑涂料，原料价格低廉、来源广，能极大地降低涂料的生产成本，促进中国外墙涂料的迅速推广，还为中国丰富的中低品位硫铁矿资源开辟了一条综合利用的良好路子，能实现中低品位硫铁矿的全层开采 和循环综合利用，符合发展循环经济的要求。

表1 尾渣的主要化学成分 %

表2 尾渣的粒度分布

2 尾渣制外墙涂料的制备工艺

根据涂料色彩要求进行尾渣除铁，将尾渣粉碎至0.1～0.5 mm后进行磁选，使磁选后烧渣中的w（Fe2O3+Fe3O4）＜4%。磁选后烧渣主要成分为高岭石煅烧分解后形成的非晶态的Al2O3和SiO2，锐钛矿型 TiO2和少量的 Fe2O3、Fe3O4和 Fe（OH）3，将此烧渣加入粘合剂（白色硅酸盐水泥），另加少量辅助填料（轻质碳酸钙、滑石粉）一起磨细至小于48 μm，即为粉状涂料。现场施工时将水、聚乙烯醇胶水及增韧、流平剂等加入粉状涂料中搅拌均匀，调成具有一定黏度的流动性涂料（根据色度要求加进颜料调色）即可使用。该涂料不仅能在干燥的水泥墙面上施工，而且也能在刚施工完不久的但已初步硬化的湿墙面上施工，涂层具有良好的附着能力、硬度和耐洗刷能力，硬度为5度，抗日晒雨淋，寿命5 a以上，对环境无污染。实验配方优化结果（未加调色颜料）如下：原料配比为 w［粘合剂（32.5#白色硅酸盐水泥）］=23%，w［烧渣粉（＜48 μm）］=60%，w［轻钙（＜48 μm）］=12%，w［滑石粉（＜48 μm）］=5%；现场施工的浆料配比为w （涂料粉）=56%，w ［聚乙烯醇胶 （9%）］=7%，w［外加剂（羧甲基纤维素）］=0.004%，w（其他助剂）=0.001%，w（水）=36.995%。

3 经济效益评估与分析

成本估算（以1 t涂料粉料计）见表3。涂料粉料售价（出厂价）为1600元/t。年产5万t涂料粉料，以税率为10%计，利润总额为5590万元。

表3 成本估算

4 结论

采用磁选分离方法从生产硫磺的硫铁矿尾渣中回收精矿粉后，余下的废渣为铁、铝、硅、钙、镁的混合物，经加工配料可制备成无机外墙涂料，具有很好的经济效益和社会效益。视市场需求，多余的废渣可作水泥厂添加剂和建材砖原料，无废水、废气、废渣排放，符合国家相关产业政策和循环经济促进法，保护了生态环境。该工艺不仅弥补了低品位硫铁矿生产硫磺副产的尾渣量大、难以处理的不足，而且充分利用了低品位硫铁矿中其他元素资源，符合循环经济资源利用最大化原则。

［1］张跃，扬守明，王国良，等.低品位硫铁矿生产硫磺的工业实验研究［J］.无机盐工业，2011，43（2）：47-49.

［2］张跃.采用二段流化床从低品位硫铁矿中生产硫磺的方法：中国，101054166［P］.2007-10-17.

［3］郝玉芝.我国内外墙涂料的市场分析及展望［J］.江苏化工，2001，29（4）：48-49，53.