[發(fā)明專利]一種用含砷工業(yè)堿渣脫除含硫煙氣中硫生產(chǎn)亞硫酸鈉的方法

有效

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• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109650412B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 石宏嬌;袁冬華;石仁章;梁金鳳;石俊陽;汪琴
• 申請（專利權）人: 焱鑫環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C01D5/14
• 分類號: C01D5/14;C22B13/02;C22B30/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

一種用含砷工業(yè)堿渣脫除含硫煙氣中硫生產(chǎn)亞硫酸鈉的方法，是將含砷工業(yè)堿渣加水循環(huán)打漿后壓濾，濾液經(jīng)加過量石灰沉砷和加硫化鈉溶液凈化后壓濾，堿液入脫硫吸收塔對含硫煙氣進行吸收脫硫反應，壓濾得含亞硫酸鈉和硫酸鈉的清液；于該清液中加入適量SO₂和過量石灰，將清液中的硫酸鈉還原轉(zhuǎn)化成亞硫酸氫鈉，壓濾后所得濾液加氫氧化鈉溶液調(diào)pH值使亞硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化成亞硫酸鈉；最后蒸發(fā)過飽和析晶，離心脫水，晶體烘干，得質(zhì)量濃度≥90％的亞硫酸鈉產(chǎn)品。本方法能夠做到大規(guī)模工業(yè)化的含砷工業(yè)堿渣的無害化、資源化處置，亞硫酸鈉產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量較高、含量穩(wěn)定，真正實現(xiàn)了以廢治廢的愿望，實現(xiàn)了含砷工業(yè)堿渣和含硫煙氣中含硫的全價值回收。

技術領域

本發(fā)明涉及有色冶煉行業(yè)的含硫煙氣脫硫技術和堿渣處置等環(huán)保領域，具體涉及一種利用含砷工業(yè)堿渣脫除含硫煙氣中硫生產(chǎn)亞硫酸鈉的方法。

背景技術

在有色冶煉行業(yè)，鼓風爐、煙化爐及反射爐于工作中都會產(chǎn)生大量的含硫煙氣，該些含硫煙氣有一個共同點，就是含硫量比較低，一般典型值為1000～8000mg/m³，用其制硫酸非常困難，只能用其它介質(zhì)吸收脫除硫。現(xiàn)已有非常成熟的相關技術和設備，例如石灰石法、堿法等等；其中，石灰石法運行費用較低，但較易結垢，堵塞管道及噴咀；堿法效率高、無垢阻，投資相對較小，但需補充消耗較貴的堿資源，運行成本較高。

在有色冶煉的銻行業(yè)產(chǎn)出精煉銻的一次砷堿渣和大量產(chǎn)出熔煉煙塵的二次含砷堿渣，一般都含有2～6重量％的砷、30～40重量％的可溶性堿、1～4重量％的硫酸鹽、8～35重量％的不溶性的有價金屬鉛、銻、錫、銦、碲等，余量是其他造渣成分如硅、鐵、鈣等。這種含砷工業(yè)堿渣(包括前面指出的一次砷堿渣和二次含砷堿渣)在中國有近百萬噸的歷史存量，每年的增量亦有2～3萬噸以上。由于這種堿渣是可溶性的，若外泄到周圍環(huán)境中，將十分危險，是環(huán)保嚴控的危險固體廢物。但從資源利用方面看，這種含砷工業(yè)堿渣有較高的利用價值。

有人曾直接將塊狀的這種含砷工業(yè)堿渣按優(yōu)選比例投入鼓風爐內(nèi)與燒結塊料一起還原熔煉，回收堿渣中的銻等有價金屬，但造成鼓風爐煙塵中含砷量大幅增高，同時大量堿進入硅鐵鈣渣中，使水淬熔渣的循環(huán)沖渣水發(fā)粘變黑。

有人曾用水煮浸堿渣，溶出可溶性的砷堿及硫酸鹽。不可溶渣富集了全部的有價金屬返回冶煉系統(tǒng)回收利用。可溶部分凈化后，濃縮結晶，生產(chǎn)復合堿和鹽，專用于玻璃生產(chǎn)的澄清劑，但是隨著玻璃行業(yè)對砷的環(huán)保嚴控，這種復合堿鹽逐漸失去了應用市場。

還有人曾用水煮浸堿渣，過濾后渣返回冶煉系統(tǒng)回收利用。堿液用于冶煉企業(yè)的含硫煙氣脫硫，吸收二氧化硫后的堿液轉(zhuǎn)化成以亞硫酸鈉為主的含砷混合液。對其進行加硫化鈉沉砷及后加鐵鹽深度脫砷、壓濾液固液分離所得凈化液，蒸發(fā)過飽和析晶，離心脫母液后送熱氣流烘干，產(chǎn)出無水亞硫酸鈉產(chǎn)品。在中國，人們在這種以廢治廢的想法下進行了二、三十年的探索，至今未能達到設計目標，產(chǎn)出的亞硫酸產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，有效質(zhì)量含量在50～75％之間波動，達不到亞硫酸鈉產(chǎn)品的相關標準。

本發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)：

第一、在含硫煙氣脫硫模式下，含砷堿液在吸收二氧化硫生成亞硫酸鈉的同時，與煙氣中存在的氧以極大的界面進行氧化傳質(zhì)反應，即生成的亞硫酸鈉容易被氧化成硫酸鈉。

第二、冶煉煙氣一般都經(jīng)過布袋收塵后再入脫硫工序，但在實際運行中，總有布袋損壞失效的情況發(fā)生，導致煙氣中混入微量有色金屬氧化物粉塵，而這些微量粉塵對上述的氧化反應是一種高強效的催化劑，其效果遠大于在溶液中預先添加抗氧化劑的作用。

第三、在沉砷過程中，引入了硫酸根SO₄^2－。

第四、堿渣中本身就含有1～2重量％的硫，而它是以硫酸鹽形式存在的。

綜合上述四種原因就可理解為何幾十年來這種以廢治廢的美好愿望未能實現(xiàn)了。

發(fā)明目的