[發明專利]一種氧化鋅脫硫廢劑再生利用并聯產硫酸銨的方法

有效

• 申請號: 201310616051.2
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103626221B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王立賢;白洪彬;邱新榮;王春艷;杜鵑;劉振義
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;C01C1/244;B01D53/96;B01D53/52
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及一種氧化鋅脫硫廢劑再生利用并聯產硫酸銨的方法，屬于脫硫劑技術領域。

背景技術

氧化鋅脫硫劑因為脫硫精度高、使用簡便、性能穩定可靠在工業精脫硫領域占據著重要地位，廣泛應用于合成氨、制氫、合成甲醇、煤化工、石油煉制等行業中。氧化鋅脫硫劑在脫硫過程中，與待脫硫物料中的H₂S發生化學反應生成ZnS，使待脫硫物流中的氣態硫固化，達到脫硫目的，而脫硫后的絕大部分氧化鋅轉換為ZnS而失去活性。每年國內排放的氧化鋅脫硫廢劑近萬噸。造成脫硫系統運行費用高，并且堆放的脫硫廢棄物占用大量土地對環境造成二次污染。為降低脫硫劑的成本，同時減少環境污染，需要對氧化鋅脫硫廢劑進行再生。

現有技術中，氧化鋅脫硫廢劑的再生方法常采用氧化再生法。氧化再生法是通過將氧化鋅脫硫廢劑在一定溫度下高溫焙燒，使氧化鋅脫硫廢劑中的硫化鋅氧化生成氧化鋅而再生。但是，氧化鋅脫硫廢劑氧化再生過程中，如果氧化再生在低溫條件下進行，再生時易形成ZnSO₄，而ZnSO₄的存在會導致再生的氧化鋅脫硫劑活性降低；而如果氧化再生在高溫條件下進行，再生時氧化鋅脫硫劑的比表面積會降低，而比表面積降低后會導致再生的氧化鋅脫硫劑硫容降低，同時高溫再生時，硫化鋅中的鋅還會生成部分單質鋅而揮發，造成鋅的損失，使氧化鋅脫硫廢劑的利用率降低。

由于氧化鋅脫硫劑氧化再生時存在上述問題，因此現有技術中公開了一種通過將硫化鋅轉化為堿式碳酸鋅、再進一步加工成氧化鋅的再生方法，諸如《廢氧化鋅脫硫劑再生工藝研究》（陳坤等，無機鹽工業，1998年，第30期第3卷，第40～42頁）中公開了一種氧化鋅脫硫廢劑的濕法再生工藝，具體包括如下步驟：（1）將廢脫硫劑緩慢加入到硫酸-雙氧水混合液中，在一定溫度下維持一定反應時間；（2）再用石灰乳調整pH值至5.0～5.3，保溫陳化，過濾除鐵硫，母液濃縮除粘結劑，用碘化鉀-淀粉液檢驗殘鐵情況（不變色止）；（3）加入用氨水調整過的碳酸氫銨溶液至pH=6.8時，沉淀開始生成；（4）加熱至70℃，調整pH=8后保溫陳化1h，冷卻、過濾，洗滌至母液不使氯化鋇變渾為止，于250～300℃下干燥至恒重，得到堿式碳酸鋅。

上述技術通過濕法工藝將氧化鋅脫硫廢劑中的硫化鋅轉化為堿式碳酸鋅。在實際應用過程中，回收得到的堿式碳酸鋅再進一步加工成氧化鋅，以實現鋅的循環利用。但是上述技術回收鋅的過程中，步驟（1）采用硫酸-雙氧水混合液直接處理廢脫硫劑，處理過程中混合液中雙氧水極易分解，而雙氧水不足時易導致鋅的浸取率不高，因此采用上述工藝處理時，需要不斷添加雙氧水，這樣會導致上述處理工藝的費用較高，不適于氧化鋅脫硫廢劑的工業回收處理；所述步驟（3）采用氨水和碳酸氫銨溶液處理，存在處理后廢液多，而廢液排放易造成環境污染，增加再處理成本；此外，在步驟（4）的保溫陳化過程中，為了使鋅離子沉淀完全，現有技術中通常都需要調整溶液的pH值為8的條件下進行，但是在該pH值條件下，鋅離子極易與銨鹽或氨水形成鋅氨絡離子造成鋅損失率高，回收效率低。

現有技術中，廢氧化鋅脫硫劑再生工藝的研究主要是考慮回收活性氧化鋅，因此在工藝條件設置、技術參數選擇上僅僅從回收活性氧化鋅的角度上考慮，這樣使得回收過程中產生了大量新的污染環境的副產物；同時，為了使廢氧化鋅脫硫劑中的鋅能夠盡可能多地形成沉淀物以便于其回收利用，現有技術中，在pH值設置時，又都選擇堿性條件下陳化，但是卻沒有意識到如果選用碳酸氫銨作為沉淀劑后，堿性條件下沉淀的鋅會進一步形成鋅氨絡離子，這樣反而不利于對鋅離子的回收。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中采用氧化鋅脫硫廢劑回收過程中存在處理費用高、廢液排放量高、環境污染嚴重且鋅損失率高的問題，進而提供一種處理費用低、經濟環保、鋅利用率高的氧化鋅脫硫廢劑再生利用并聯產硫酸銨的方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種氧化鋅脫硫廢劑再生利用并聯產硫酸銨的方法，包括如下步驟：

（1）焙燒：對氧化鋅脫硫廢劑在850～900℃下進行焙燒，得到非活性氧化鋅物料；

（2）酸溶：將所述步驟（1）中的非活性氧化鋅物料溶于水制備得到非活性氧化鋅漿液，向所述非活性氧化鋅漿液中加入硫酸，反應完成后過濾，得到濾渣和硫酸鋅濾液；

（3）中和：向所述步驟（2）中的硫酸鋅濾液中加入固體碳酸氫銨，在30～40℃下反應，反應過程中控制溶液pH值為6.8～6.9，至反應結束；