[發明專利]一種硫磺還原分解硫酸鹽生產SO2的方法

無效

• 申請號: 201310063173.3
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103193206A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 楊林;王新剛;張志業;王辛龍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01B17/50
• 分類號: C01B17/50
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種硫磺還原分解硫酸鹽生產SO₂的方法，屬于還原分解硫酸鹽的技術領域。

背景技術

硫酸鹽的前驅反應物包括鹽石膏、天然石膏、脫硫石膏、氟石膏、硼石膏、檸檬渣石膏、重晶石、天然綠礬、芒硝等，很多都是工業廢渣，目前這些工業廢渣都是采用筑壩堆放，既占用土地，又造成環境污染，因此成為迫待解決的大問題。

從循環經濟的角度來審視硫酸鹽廢渣問題，它就不再是一種污染廢物，而是一種很好的資源，從硫酸鹽廢渣中回收、利用硫的資源，變廢為寶，一舉兩得，既解決了污染廢物的處理，又充分利用了硫的資源，節能減排，突破制約磷化工行業、鈦白粉行業、氟化工行業、檸檬酸行業、硼化工行業發展瓶頸，是實現持續發展的關鍵。

中國專利200910094026.6公開了《一種一氧化碳還原分解磷石膏的方法》，該方法包括預處理磷石膏、制作復合型外加劑、配料、還原分解等幾個步驟。磷石膏預處理是將磷石膏自然風干后，在溫度為100~130℃下干燥10~30min，脫去97%以上游離水，過125μm標準篩得到粒徑≤125的磷石膏粉。復合型外加劑是以SiO₂、Fe、Fe₂O₃、CaCl₂、NaCO₃、NaCl、ZnO、NaF₆Si等成分按一定比例配制而成。磷石膏粉與復合型外加劑按質量比100:2~10配料混勻后送入還原分解爐，在N₂氣氛下快速升溫至溫度為750℃~850℃，然后以1~5ml/min的流量通入CO，并使通入的CO與N₂體積流量比為1∶5~3:9，控制爐內溫度為750~850℃，反應時間為10~30min，反應過程中用綜合煙氣成分分析儀進行尾氣SO₂濃度在線檢測，以SO₂體積百分含量為10%時作為反應結束控制條件，尾氣可制酸，固渣CaO質量百分含量大于70%，冷卻后可作為水泥熟料進行水泥生產。磷石膏分解率≥98wt%，磷石膏脫硫率≥94%。

中國專利200610011002.6公開了《一種高硫煤還原分解磷石膏的方法》該方法是將磷石膏和高硫煤以質量比20∶1~2混合均勻送入還原分解爐，控制爐溫800~1350℃，進行還原分解反應0.5~2h，產出的含SO₂體積百分含量≥15%的爐氣直接作二轉二吸制酸工藝的合格原料氣，產出的CaO質量百分含量≥70%的固體產物，可直接用作生產425號以上標號的合格水泥原料，且無廢物產生，磷石膏分解率≥95%，脫硫率≥90%。

以上兩個專利是雖然能夠有效地將磷石膏還原分解，但是也存在以下問題：

1、其實質反應機理是固-固反應，這就需要較高的溫度才能使其得到有效的反應。

2、其反應條件在現實條件下難以控制，因為其都在一個反應器中進行，這就需要同時在一個反應器中既要保持弱氧化氣氛又要保持其弱還原氣氛，難度較大。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種硫磺還原分解硫酸鹽生產SO₂的方法，其特點是在處理硫酸鹽廢渣時回收循環利用硫的資源，且工藝簡單，反應條件易于控制，能充分利用熱量，可大規模生產，全部消耗上述硫酸鹽廢渣產出工藝的硫酸鹽廢渣量，能徹底消除制約磷化工行業、鈦白粉行業、氟化工行業、檸檬酸行業、硼化工行業的發展瓶頸。

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。

硫磺還原分解硫酸鹽生產SO₂的方法包括以下步驟：

（1）在不參與反應氣氛下，將硫酸鹽的前驅反應物10~100份放入溫度計的反應器中，于溫度120?~?900℃預熱20~90?min，然后通入摩爾分率為20~?80%的氣態硫磺，在溫度500~900℃還原反應0.5?~?4h，得到硫化物料塊和SO₂尾氣；

（2）將上述所得硫化物料塊研磨至1~1000μm，10~100份再與硫酸鹽按摩爾比為1∶1~?3混合均勻，在非氧化性氣氛下，于溫度600?~?1400℃反應0.5~5h，得到固體渣料金屬氧化物和SO₂?尾氣，SO₂?尾氣返回第一工段，與第一工段產生的SO₂尾氣合并作為生產硫酸的原料氣，反應放出熱量用于第一工段的反應。