[發明專利]一種脫硫灰中亞硫酸鈣的電化學催化氧化方法

在審

• 申請號: 202011404038.7
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112442702A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 周麗;林巖;郭客;劉明;董海楠;吳震宇;李宏;高源
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業有限公司
• 主分類號: C25B1/01
• 分類號: C25B1/01
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 喬麗艷

本發明的目的是針對于現有脫硫灰處理技術中存在的問題，提供了一種脫硫灰中亞硫酸鈣的電化學催化氧化方法，屬于電化學技術領域。該方法為：1）將脫硫灰置于電解槽中與水混合攪拌形成脫硫灰漿液；2）向脫硫灰漿中加入一定量的催化劑和電解質溶液，再用酸或堿調節pH值；3）將惰性電極插入電解槽中，開啟攪拌，電解，反應結束將電解液過濾得干燥濾餅。本發明采用電解的方法處理脫硫灰中的亞硫酸鈣，利用電解液中亞硫酸根的電解氧化和電極附近活潑氧原子的間接氧化將亞硫酸鈣轉化為硫酸鹽，步驟簡單、便于操作、轉化率高、無額外污染物產生、成本低，從而提高脫硫灰的利用率。

技術領域

本發明屬于電化學技術領域，特別涉及脫硫灰的電化學催化氧化方法。

背景技術

煤炭是我國發電廠的主要原料，在燃燒過程中會釋放大量SO₂氣體。目前，對煤炭燃燒釋放SO₂氣體的處理方法是將石灰水或石灰粉與高溫煙氣接觸，使高溫煙氣中的SO₂被中和，生成以亞硫酸鈣、硫酸鈣為主，并含有氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣等成分。脫硫灰中大量的亞硫酸鈣、氧化鈣和未反應完全的脫硫劑等嚴重制約了脫硫灰在水泥、磚瓦和混凝土等領域的使用，尤其是亞硫酸鈣和氧化鈣含量的波動及其化學性質的不穩定性會給脫硫灰制品帶來不利影響。同時，脫硫灰中亞硫酸鈣不穩定，如處理不慎容易釋放SO₂氣體，會造成二次污染。據統計，現生產的脫硫灰只有極小部分被初級利用，其余均作為固體廢棄物進行堆放處理，不僅占用大量土地資源、浪費資金，其次堆放過程中容易產生SO₂氣體，對大氣環境具有潛在威脅。

目前，對脫硫灰中亞硫酸鈣處理的方法有很多，例如，中國專利申請200910263921.6“干法、半干法脫硫灰中亞硫酸鈣的催化氧化方法”利用錳鹽溶液為催化劑、過氧化氫為氧化劑，與脫硫灰進行混合加熱，將脫硫灰中的亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，從而解決了脫硫灰中亞硫酸鈣不穩定帶來的環境污染及用途限制問題。ZL201710123690.3“一種用于燒結煙氣半干法脫硫灰氧化的助氧劑”利用助氧劑改變脫硫灰氧化過程中的反應界面從而加快脫硫灰中亞硫酸鈣的氧化速率。ZL201910949291.1“一種干法脫硫灰的處理方法”將脫硫灰和溫度為400~900℃、含氧量為15%~22%的氧化熱風一起送入氧化裝置中，進行直接接觸氧化亞硫酸鈣。

上述這些現有的脫硫灰中亞硫酸鈣氧化方法大多采用氧化劑或高溫煅燒法，一方面可能引入新的對環境有害的物質，另一方面成本高，不符合節能減排原則。

電化學氧化是在電解槽中放入待氧化化合物的溶液或懸浮液，通過直流電，在陽極上奪取電子使待氧化化合物氧化的方法。電化學氧化具有條件溫和、不產生廢液廢物的優點。但是，現有技術中尚未對脫硫灰的電化學氧化方法進行研究。

發明內容

本發明的目的是針對于現有脫硫灰處理技術中存在的問題，提供了一種脫硫灰中亞硫酸鈣的電化學催化氧化方法。本發明采用電解的方法處理脫硫灰中的亞硫酸鈣，利用電解液中亞硫酸根的電解氧化和電極附近活潑氧原子的間接氧化將亞硫酸鈣轉化為硫酸鹽，步驟簡單、便于操作、轉化率高、無額外污染物產生、成本低。從而提高脫硫灰的利用率。

本發明的技術方案為：一種脫硫灰中亞硫酸鈣的電化學催化氧化方法，包括如下步驟：

1）將脫硫灰置于電解槽中與水混合攪拌形成脫硫灰漿液；

2）向脫硫灰漿中加入一定量的催化劑和電解質溶液，再用酸或堿調節pH值；

3）將惰性電極插入電解槽中，開啟攪拌，電解，反應結束將電解液過濾，干燥得濾餅。

上述的電化學催化氧化方法，所述步驟1）中，脫硫灰漿中的水和脫硫灰質量比為50~100:1；

上述的電化學催化氧化方法，所述步驟2）中，催化劑為二茂鐵、乙烯基二茂鐵或二者的混合物；

上述的電化學催化氧化方法，所述步驟2）中，催化劑與脫硫灰的質量比為0.2%~1.0%；