硫铁矿烧渣含有多种有用元素和贵金属氧化物，可加工生产生铁、水泥添加剂、有色金属、混凝剂、铁红、金银等。因此，硫铁矿烧渣的综合利用，变废为宝，具有非常广阔的发展前景。但由于综合技术要求高，需要一定的资金投入。所以很多企业只注重眼前利益，硫铁矿烧渣多是直排，没有有效的综合利用。
一、硫铁矿烧渣的危害
硫酸是一种用途广泛、生产规模大的工业原料。目前，我国硫酸产量已超过107吨，居世界第二位，仅次于美国，硫酸主要由硫铁矿生产，占硫酸总量的80%以上。在制酸过程中，硫铁矿焙烧产生的固体成为硫铁矿烧渣。炉渣含有氧化铁和残余的硫化亚铁，以及少量的铜、铅、锌、砷和微量元素如钴、硒、锗、银和金。按照一般的生产工艺，以硫铁矿为原料生产硫酸时，每生产一吨酸会产生约0.7吨硫铁矿烧渣，排放量相当大。相关数据显示，2005年1-9月，全国生产硫铁矿867.2万吨，其中大部分用于硫酸生产，排放的烧渣总量高达1000万吨。硫铁矿烧渣的直接排放给社会带来相当大的环保压力，不仅占用大量土地，而且如果受到细菌的影响，硫铁矿烧渣还会氧化成水溶性的黄铁矿。硫铁矿烧渣中残留的硫等物质，因堆放不当、靠近水体或遇雨会排入水体，严重酸化水体，腐蚀桥梁、船只，造成环境污染。这就是常说的红水的危害。因此，迫切需要综合利用硫铁矿烧渣，改变直接排放的旧工艺。
二、硫铁矿烧渣的综合利用价值
硫铁矿烧渣具有很高的利用价值。炉渣含有20-50%的Fe2O3、15-65%的SiO2、10%的Al2O3、5%的CaO、5%的MgO、1-3%的S以及一些贵金属如铜、钴、金和银。因此，将硫铁矿烧渣作为二次资源进行再利用，变废为宝，产生经济效益，是硫酸生产企业需要寻求的发展道路。
(1)生产生铁
随着中国经济的增长，对钢材的需求大幅增加。而国内钢铁原料只能满足不到50%的需求，大部分需要进口。运输和铁矿石价格的上涨给中国的钢铁生产带来了相当大的压力。据相关报道，2004年铁矿石短缺超过1.8亿吨，2005年超过2亿吨。硫铁矿烧渣的主要成分是铁，主要用于生产铁制品。硫铁矿烧渣制生铁有助于解决我国铁原料短缺和升值的问题。
首先将硫铁矿烧渣用碳高温煅烧进行还原处理，使其中的高价铁全部变成FeO，然后加入硫酸使其生成FeSO4，过滤除去固体杂质，再用氨水中和Fe(OH)2，通入空气体将Fe(OH)2氧化成氧化铁黄。黄色氧化铁经过煅烧和脱水得到氧化铁红。由于铁渣品位不同，处理工艺也不同。根据钢铁厂高炉炼铁的特点，原料中铁含量每增加1%，焦比降低2%，产量可增加3%。原料中的杂质含量直接影响生铁的质量。高品位硫铁矿烧渣含铁量高，可直接作为高炉炼铁原料。低品位硫铁矿烧渣含铁量低，有害杂质含量高，不符合炼铁要求，必须进行预处理。
煤渣选矿是一种常见的预处理方法，利用煤渣中各种物质的不同磁性来分离铁和杂质，称为磁选。也可以通过各种物质相对密度的不同来进行分离，称为重力分离。应根据炉渣的种类和成分选择不同的处理方法。其中，磁选工艺相对简单。将一定粒度的煤渣加水，搅拌成均匀的矿浆，然后送入具有一定磁场强度的磁选机进行粗选和精选。精选精矿后，剩下的就是尾矿。如果尾矿仍需重新分选，可送至摇床或螺旋溜槽进行分选。为了提高铁的分离率，增加渣中磁性铁的比例，可以选择合适的硫铁矿焙烧工艺或对渣进行磁化。经过磁选或静电选矿脱硫后，烧结后每年可获得15-20万吨炼铁原料。
(2)硫铁矿烧渣的深加工
1.氯化铁和铁粉的制备。向炉渣中加入40 ~ 50℃的盐酸(浓度约30%)，搅拌，静置，得到液体氯化铁溶液。过滤，蒸发，浓缩至1.6 ~ 1.7 kg/m3，冷却，得到纯度大于85%的三氯化铁晶体。三氯化铁可以被氢气还原，还可以制备还原铁粉，是一种重要的化工原料。
2.制造硫酸亚铁和铁红。硫酸亚铁是以硫铁矿烧渣和硫酸为原料，在反应中加入铁屑，将生成的硫酸铁还原成硫酸亚铁，然后除杂、结晶、干燥得到成品硫酸亚铁。硫酸亚铁可用作净水剂、解毒剂以及化肥和农药。
铁粉是一种着色力强、遮盖力强的着色剂，用于橡胶、建筑、电子等行业。铁的制备有两种工艺:一是将制备好的硫酸亚铁在高温下(700℃左右)煅烧，得到氧化铁红粉末。其次，硫铁矿烧渣经筛选、研磨、磁选预处理后，加入0.5%稀硝酸，加热至65℃，反应4h，过滤。将滤饼与水按一定的液固比混合均匀，加入硫酸，控制反应温度为85℃，反应1小时后加入一定量的催化剂，当pH值为1时加入铁粉，当pH值为4时停止反应，用氨水调节PH值为5.0-6.5，将过滤后的硫酸亚铁溶液加入碳酸氢铵溶液中反应过滤，将过滤后的滤饼洗涤、干燥、煅烧。
许多电子行业对铁红要求Fe2O3含量高，杂质含量低。前一种工艺制备的铁红Fe2O3含量较低，杂质含量较高。第二种工艺生产高纯度氧化铁红，氧化铁红是现代电子工业中常用的一种材料。
3.氯化铁防水剂。制备氯化铁防水剂常用的含铁原料有两种，一种是轧制时脱落的铁鳞，另一种是制硫酸后的硫铁矿渣。以硫铁矿烧渣为原料制备氯化铁防水剂。将硫铁矿烧渣干燥至含水量小于2%，去除油污。然后倒入有铁屑(占盐酸重量的5-10%)的盐酸中搅拌，在清液中加入10%的工业硫酸铝，得到氯化铁防水剂。
4.建筑材料生产。硫铁矿烧渣炼铁过程中，磁选或电选后的炉渣可作为水泥生产的原料；对于含铁量低、硅铝含量高的硫铁矿烧渣，可替代粘土，掺入适量石灰，经湿磨、压制成型、自然养护，制成硫铁矿烧渣砖、人行道砖、波纹瓦。炼铁后的高炉渣可作为生产矿渣水泥的配料。
5.利用硫铁矿烧渣生产固体污水处理剂。硫铁矿烧渣可用于生产固体污水处理剂PISC-1和PISC-2。具体生产工艺是:以硫铁矿烧渣和适量粉煤灰为主要原料，一步法直接生产固体污水处理剂PISC(复合型)。该工艺集酸溶、水解、聚合于一体，生产过程中无需蒸发、浓缩、干燥。
产品在生产过程中无“三废”排放，属于清洁生产；使用过程中无二次污染，是一种绿色产品，处理成本低。该产品可用于各种工业废水和城市综合废水的混凝净化，去除CODCr、BOD5、悬浮物、重金属、脱色、除臭等。
6.从硫铁矿烧渣中回收有色金属。当硫铁矿烧渣中有色金属含量较高时，可回收烧渣中的铜、锌、铅等有色金属。除去大部分有色金属后，炉渣含铁量较高，可作为优质炼铁原料。其中，最常用的方法是高温氯化焙烧。该工艺是以硫铁矿烧渣为原料，氯化钙为氯化剂。经混合均匀、造粒、干燥后，在竖炉或回转窑中于1150℃氯化焙烧。炉渣中的铜、锌、铅等有色金属被氯化物挥发，然后从烟尘中收集回收有色金属。焙烧后的球团矿可用于炼铁。此外，有色金属可通过中温氯化焙烧、硫酸化焙烧、浸出和萃取等方法回收。
三、硫铁矿烧渣综合利用的前景
硫铁矿烧渣的综合利用，可在现有硫酸装置和生产工艺的基础上进行技术改造，并对原料进行严格的处理和制备。通过对现有硫酸厂工艺设备的改造和调整，硫铁矿烧渣平均含铁量可提高到65%，残硫低于1%，质量稳定均匀，不仅有利于提高铁品位，减少后续生产工序，而且有利于深加工开发，减少硫铁矿烧渣的排放。与现有装置相比，硫铁矿烧渣排放量减少了2/3。而生产工艺改革后得到的硫铁矿烧渣，销售价格可以从原来的每吨15元提高到每吨200元，甚至更高。对于大型企业，可以改扩建其他生产工艺，实现硫铁矿烧渣的综合利用。如现有钙镁磷肥生产装置可改扩建用于硫铁矿烧渣炼铁，同时可开发磁体、氯化铁防水剂、硫酸亚铁和铁红、建筑添加剂等后续产品。该项目能很好地解决环境问题，提高资源利用率，具有较高的经济效益和社会效益。
