硫铁矿制硫酸生产工艺,2013

产品已实现工业化生产，并用于工业用水的净化，效果良好。

关键词 垡_互渣鍪全堕煞盐生产水处理 b ，小 I』1 前富聚合硫酸铁(PFS)是一种高效无机铁系絮凝剂，其分子式为F (OH) (SChh-。 自70年代问世以来，已广泛用于生活甩水、工业甩水的净化以及工业废水、城市污水、污泥处理等方面 该产品具有无毒、絮凝能力强、絮凝oH值范围宽、投药量少及成本低等特点。 ?? 我们通过实验室研究，利用武汉硫酸厂的硫铁矿烧渣．摸索出了一套生产聚合硫酸 的新工艺。 该工艺的特点是：a． 原料来源广泛，价格低廉；b． 生产工艺简单可靠，操作方便，生产周期短；c． 能耗极低，整个过程中不需要外界供热，从而降低生产成本；d． 产品质量好，经检测分析产品质量指标完全达到化工部标准HG2153-91的要求。 2 PFS的生产工艺2．1 PFS的制备原理武汉硫酸厂的硫铁矿烧渣经磁选后，全铁含量高达60％左右，其组分见表1。 表1 磁选后烧渣的化学组成用H2SO,溶解磁选后的硫铁矿烧渣，得到害Fe2(SO,)3和：FeSO4的溶液，在氧化剂的作用下将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3．然后进行水解、聚合等反应，生成粘稠状红褐色的透明液体一聚合硫酸铁。 硫酸术 氧化剂 术怪l 洗强水 l 一2．2．1 酸溶按要求配比将一定量的硫铁矿烧渣、水、硫酸加入菖崾应釜中，同时进行搅拌。

硫酸硫酸_工业1996年第2期的加入速度视反应的激烈程度而调整，以防止料液溢出或喷发 控制反应温度100～120℃ ，反应时间约1～1 5 h，酸溶过程即可完成。

硫铁矿

2．2．2 氧化、聚合酸溶反应完成后，适当补加少量水稀释料液．控制总铁浓度在一定范围内。 待物料温度降至60'(2左右时，加入氧化剂使亚铁离子氧化，同时进行聚合反应。 通过控制氧化剂的加入量和加入速度使整个氧化、聚合过程的反应温度始终控制在60℃ 左右，时间约1h。

当料液密度、全铁和亚铁含量及pH值均达到标准时即停止搅拌。 2．2．3 过滤将料液过滤、分离得粘稠状红褐色的透明液体— — 聚合硫酸铁。 产品送入成品槽，用水洗涤滤渣，洗涤水返回反应釜回收使用。

2．3 工艺参数的探讨在大量实验的基础上，我们发现影响聚铁产品质量的主要因素有：硫酸与硫铁矿烧渣的比例：氧化、聚合反应的温度及时间。

硫酸生产

控制好硫酸与烧渣的比倒，关键在于保证聚铁的盐基度(聚合硫酸铁中OH一与1／3Fd’之间的质量比)，其比值是通过调节H2SO,的加入量来控制的。 如加入的量过少，则体系的酸度太低，使部分Fd 水解，析出Fe(OH) 沉淀，溶液变混浊；如加入的量过多，则聚合不好，产品的盐基度达不到要求。 氧化、聚合时的温度若太低，则砭应速度很慢，使生产周期延长；若温度太高，则Fe”水解，同样会析出Fe(OH)，沉淀。 我们在实验室进行的正交实验结果表明，工艺参数为：硫酸：硫铁矿烧渣(干)=1．卜，1．2氧化、聚合反应温度 60～65℃氧化、聚合反应时间 约l h2．4 产品质量由该工艺制得的PFS产品质量完全符合化工部标准HG2153-91。

表2 产品的主要性能指标41 ·3 应用3．1 工业生产概况在小试的基础上．我们在武汉硫酸厂进行了工业试生产，结果表明，本工艺技术成熟可靠，所得聚铁产品质量基本上与小试结果一致。 3．1．1 主要生产设备搪瓷反应釜(1．5m ) 一台不锈钢离心机 一台聚四氟泵 一台3．1．2 生产成本聚铁产品的生产成本见表3。

表3 每吨产品成本核算3．1．3 预期经济效益分析该装置设计生产能力为1 000 t／a，按每吨聚铁售价650～700元计，年产值可达65～ 70万元，预期利税可达25万元左右。

1)硫酸产量增速减缓，冶炼烟气制酸增长快速，硫酸原料结构更趋合理 2006年全国硫酸产量5044万吨，同比增长9.0%，低于“十五”13.5%的年均增长速度，连续4年位居世界。 因此，选择浓硫酸泵时需要注意几个问题：1、耐强浓硫酸的腐蚀性，2、还要求耐稀硫酸的腐蚀性(这是为防止酸被稀释后造成对材质的腐蚀)，3、浓硫酸对不锈钢或铸铁泵的叶轮的磨蚀性非常大，因此需要考虑所选设备要耐磨。 建议：1、材质选择可以考虑衬PTFE的泵，2、可以选择PVDF的泵 既满足浓硫酸又满足稀硫酸的腐蚀性要求。 硫铁矿制硫酸方程式4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4硫铁矿制硫酸的工艺1 原料硫酸生产的原料主要有硫铁矿、硫磺、含SO2的冶炼烟气、天然石膏以及磷石膏等。 硫铁矿以及有色金属伴生副产的硫精砂是我国的主要硫资源，国内硫酸生产原来一直以硫铁矿为主。 2 焙烧工艺含硫48%、含水10%的硫铁矿由焙烧炉的加料斗，通过皮带给料机连续均匀地送至沸腾炉，采用氧表控制沸腾炉出口氧含量，根据其氧含量对沸腾炉的加矿量进行调节。

沸腾炉出口炉气SO2浓度~13%，温度约950℃。 该炉气经废热锅炉后，温度降至~340℃，废热锅炉产生的中压过热蒸汽，供凝汽式汽轮发电机组发电。 从废热锅炉出来的炉气进旋风除尘器、电除尘器进一步除尘，出电除尘器的炉气温度~320℃，含尘量 0.2g/Nm3，然后进入净化工段。 焙烧工序的主要流程为：―沸腾焙烧炉－废热锅炉－旋风除尘器－电除尘器‖流程。 3 制酸工艺由电除尘器来的炉气，温度约320℃，进入动力波，用浓度约15%的稀硫酸除去一部分矿尘，降温后进入气液分离塔，然后进入冷却塔，进一步除去矿尘、砷、氟等有害物质。 气体温度降至42℃以下，再经一级、二级电除雾器除去酸雾，出口气体中酸雾含量 0.005g/Nm3。 经净化后的气体进入干吸工段，在干燥塔前设有安全水封。

分离塔为塔、槽一体结构，采用绝热蒸发，循环酸系统不设冷却器，热量由后面的冷却塔稀酸冷却器带走。 分离塔淋洒酸出塔后，经斜管沉降器沉降，清液回增湿塔塔底的循环槽，进入动力波循环系统循环使用，一部分循环液通过分离塔循环泵打入脱气塔，经脱吸后的清液通过脱气塔循环泵全部送入干吸工段作为工艺补充水。

硫酸生产

斜管沉降器沉降下来的污泥，排入酸沟，可用石灰中和处理后采用料浆泵送至焙烧工段增湿滚筒与热矿渣混合。 冷却塔也为塔、槽一体结构，淋洒酸从冷却塔塔底循环槽流出，通过冷却塔循环泵打入冷却塔循环使用。 增多的循环酸串入增湿塔循环系统，整个净化系统热量由稀酸冷却器带走。

在生产中，考虑到因突然停电造成高温炉气影响净化设备，可在在动力波上方设置了紧急事故用水阀，通过分离塔出口气温与动力波紧急事故用水阀联锁来保护下游设备和管道。 烟气净化采用稀酸洗涤绝热蒸发冷却，部分排放工艺，采用一级动力波洗涤，其烟气净化流程为：焙烧工序出口烟气—一级动力波洗涤器—填料冷却塔—一级电除雾器—二级电除雾器。