工业制硫酸

目录

一．硫酸简介................................................................................................. - 1 -

1.1 硫酸的应用 ....................................................................................... - 1 -

1.2 硫酸的发展过程................................................................................. - 1 -

1.2.1 早期的硫酸生产 ........................................................................ - 1 -

1.2.2硝化法的兴衰............................................................................ - 2 -

1.2.3 接触法 .................................................................................... - 2 -

1.2.4 近现代发展.............................................................................. - 3 -

1.2.5硫酸工业简史............................................................................ - 3 -

1.2.6 中国硫酸工业的发展................................................................. - 4 -二．硫酸的工业制备 ....................................................................................... - 4 -

2.1 接触法制硫酸..................................................................................... - 4 -

2.2 SO2气体的制取 .................................................................................. - 7 -

2.4 SO3的吸收转化工序.......................................................................... - 8 -

2.5废渣及废气处理................................................................................ - 10 -

2.5.1硫酸渣.................................................................................... - 10 -

2.5.2硫酸渣处理 ............................................................................. - 11 -

2.5.3尾气中的二氧化硫回收............................................................. - 16 -

一．硫酸简介

1.1 硫酸的应用

硫酸是一种重要的基本化工原料，是化学工业中最重印染、无

机盐要的产品，主要用于制造无机化学肥料，其次作为基础化工原

料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织工业、某些无

机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门，此外还用于钢铁酸洗。合成纤维、涂料、洗

涤剂，制冷剂、饲料添加剂、石油精炼、有色金属冶炼，钢铁、医

药和化学工业等，也都离不开硫酸。硫酸的产量常常被用作衡量一

个国家工业发展水平的标志。

1.2 硫酸的发展过程

1.2.1 早期的硫酸生产

15世纪后半叶，B.瓦伦丁在其著作中,先后提到将绿矾与砂共热,以及将硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。约1740年，英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产，器皿的容积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物，产生的二氧化硫和氮氧

化物与氧、水反应生成硫酸，此即硝化法制硫酸的先导。

1.2.2硝化法的兴衰

1746年，英国人J.罗巴克在伯明翰建成一座6ft（lft=0.3048m)见方的铅室,这是世界上第一座铅室法生产硫酸的工厂。1805年前后，首次出现在铅室之外设置燃烧炉焚燃硫磺和硝石，使铅室法实

现了连续作业。1827年，著名的法国科学家J.－L.盖－吕萨克建议在铅室之后设置吸硝塔,用铅室产品(65％H2SO4)吸收废气中的氮氧化物。1859年，英国人J.格洛弗又在铅室之前增设脱硝塔，成功地从含硝硫酸中充分脱除氮氧化物,并使出塔的产品浓度达76％

H2SO4。这两项发明的结合，实现了氮氧化物的循环利用，使铅室

法工艺得以基本完善。1911年，奥地利人C.奥普尔在赫鲁绍建立了世界上第一套塔式法装置。六个塔的总容积为600m3，日产14t硫酸（以100％H2SO4计）。1923年，H.彼德森在匈牙利马扎罗瓦尔建成一套由一个脱硝塔、两个成酸塔和四个吸硝塔组成的七塔式装置，在酸液循环流程及塔内气液接触方式等方面有所创新，提高了

生产效率。铅室法产品的浓度为 65％H2SO4，塔式法则为76％

H2SO4。在以硫铁矿和冶炼烟气为原料时,产品中还含有多种杂质。40年代起，染料、化纤、有机合成和石油化工等行业对浓硫酸和发烟硫酸的需要量迅速增加，许多工业部门对浓硫酸产品的纯度也提

出了更高的要求，因而使接触法逐渐在硫酸工业中居于主导地位。1.2.3 接触法

1831年，英国的P.菲利普斯首先发明以二氧化硫和空气混合，并通过装有铂粉或铂丝的炽热瓷管制取三氧化硫的方法。1870年，茜素合成法的成功导致染料工业的兴起，对发烟硫酸的需要量激增，为接触法的发展提供了动力。1875年，德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建成第一座生产发烟硫酸的接触法装置。他曾以铅室法产品进

行热分解取得二氧化硫、氧和水蒸气的混合物，冷凝除水后的余气通过催化剂层，制成含43％SO3的发烟硫酸。1913年，巴登苯胺纯碱公司发明了添加碱金属盐的钒催化剂，活性较好，不易中毒，且价格较低，在工业应用中显示了优异的成效。从此，性能不断有所改进的钒催化剂相继涌现，并迅速获得广泛应用，终于完全取代了铂及其他催化剂。

1.2.4 近现代发展

近30年的发展第二次世界大战以后，硫酸工业取得了较大的发展，世界硫酸产量不断增长（见表）。

世界及部分国家的硫酸产量（Mt,以100%H2SO4 计）

年份世界美国苏联中国日本法国联邦

德国1960 48.70 16.22 5.39 1.33 4.45 2.05 3.17 1970 92.32 26.78 12.06 2.91 6.93 3.68 4.44 1980 43.01 38.24 23.00 7.64 6.78 4.81 4.74

1.2.5硫酸工业简史

现代的硫酸生产技术也有显著的进步。50年代初，联邦德国和美国同时开发成功硫铁矿沸腾焙烧技术。联邦德国的法本拜耳公司于1964年率先实现两次转化工艺的应用，又于1971年建成第一座直径4m的沸腾转化器。1972年,法国的于吉纳-库尔曼公司建造的第一座以硫磺为原料的加压法装置投产,操作压力为500kPa,日产550t(100％H2SO4)。1974年,瑞士的汽巴－嘉基公司为处理含

0.5％～3.0％SO2的低浓度烟气,开发一种改良的塔式法工艺,并于1979年在联邦德国建成一套每小时处理10km3焙烧硫化钼矿烟气(0.8％～1.5％SO2)的工业装置。

1.2.6 中国硫酸工业的发展

1874年，天津机械局淋硝厂建成中国最早的铅室法装置，1876年投产，日产硫酸约2t，用于制造无烟火药。1934年，中国第一座接触法装置在河南巩县兵工厂分厂投产。1949年以前，中国硫酸最高年产量为 180kt(1942)。1983年硫酸产量达8.7Mt（不包括台湾省）,仅次于美国、苏联，居世界第三位。1951年，研制成功并大

量生产钒催化剂，此后还陆续开发了几种新品种。1956年，成功地开发了硫铁矿沸腾焙烧技术，并将文氏管洗涤器用于净化作业。1966年,建成了两次转化的工业装置,成为较早应用这项新技术的国家。在热能利用、环境保护、自动控制和装备技术等方面，也取得

了丰硕成果。

二．硫酸的工业制备

2.1 接触法制硫酸

接触法硫酸生产工艺的核心是通过SO2气体与V2O5，催化剂接触，使SO2转化为SO3。根据生产原料的不同，硫酸的生产方法有

以下几种：硫磺制酸、硫铁矿制酸、冶炼烟气制酸和硫酸盐(磷石膏、硫酸亚铁)制酸等类型。在接触法硫酸工艺生产过程中，有三个基本的化学反应和与之相联系的工序：SO2气体的制取；SO2的转化；SO3的吸收。

●造气：造SO2，用燃烧单质硫黄或用O2氧化黄铁矿（FeS2)

●催化氧化：使SO2变成SO3

●吸收：用浓硫酸（不用水，怕发烟）吸收SO3。不能用稀硫酸或

水来吸收，因为当接触时，会形成酸雾，不利吸收，应用98.3%的硫酸吸收，可提高吸收率。

1. 首先说明，化学品的生产和其他工业品的生产有很大不同。化学品并不是使用机床和精密设备生产出来的，而是使用各种管路和反应器生产出来的。其过程有点类似全自动的炒菜熬粥。

硫酸是一个典型的无机大宗化学品。其生产以包含特定元素的廉价物质为原料，经过简单的化学反应得到产品。由于生产规模很大，在工程上有很高的要求。

对于硫酸的生产，原料为含硫物质，包括硫单质、硫化氢、含

硫的金属矿物等。这些物质经过氧化得到二氧化硫，与空气混合后

在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫。三氧化硫经过浓硫酸

吸收得到产品。这里最后一步吸收非常有意思，本来按照反应式

（水和三氧化硫生成硫酸）可以使用水来吸收，但是由于水的蒸汽

压太高，用水吸收会产生大量气相物质使吸收效率下降，因此用稀

释过的浓硫酸来吸收。浓硫酸中的少量水与三氧化硫反应将其吸收，吸收后液体中的水含量降低，得到更高浓度的硫酸。产生的硫酸分

成两部分，一部分直接作为原料输出，另一部分再经过稀释，浓度

降低后重新开始下一轮吸收。由此实现了高效、连续的生产。

这个生产过程中重要的反应设备包括：反应器（氧化反应器、

催化氧化反应器、吸收塔）和许多管路、换热器、水泵、储罐、阀

门等。管路、储罐等设备从名字上就可以想象。换热器通常是经过

特殊设计的管路系统。氧化反应器是将硫单质氧化的炉子，作为一

个例子，可以参考沸腾焙烧炉。催化氧化反应器通常为固定床反应器，在筛板上装有固体催化剂物质，上一步得到的气体从上方流经

催化剂并发生反应，从下方排出，可以参考固定床反应器。吸收塔

是一个中空的装置，让气体和液体从两个方向进入并接触，有多种

不同的设计，可以参考吸收塔。由于生产规模很大，这些设备的尺

寸有些能达到数米。

2. 设备的防腐

应该说，任何化工生产所用的设备都存在防腐的问题。一般不

会完全防止设备的腐蚀，但是会估计腐蚀的影响，在不影响生产和

安全的前提下允许腐蚀的发生。要降低腐蚀的速度，可以选择以下

方法：改变操作条件减小腐蚀的反应速率；增加材料的厚度，让表

面腐蚀不影响其功能；选择对腐蚀有更强耐受力的材料。由于这些

方法各有优缺点，所以通常综合使用。对硫酸而言，一般认为铁对

浓硫酸由于钝化作用，会有一定的耐受力，但对发烟硫酸耐受力较弱。在可能的情况下降低温度可以减小腐蚀的程度。在不同的位置

使用不同的材料，如运送硫酸的管道可以选择廉价易得的灰口铸铁，抗腐蚀性能一般，通常可以使用7~15年；冷却装置由于温度较高，

需要更多的措施来防止腐蚀，比如采用保护阳极。此外还有许多其

他的合金材料和非金属材料拥有更高的防腐蚀性能，但通常会增加

成本。工厂在设计时需要综合考虑产量、成本等因素，决定设备所

用的材料及型号。

2.2 SO2气体的制取

1)生产SO2：气体的最简单方法是燃烧熔融硫磺

S+O2→SO2+Q 反应放出的高温位热能用于生产中高压蒸汽

2)SO2的第二个来源是焙烧硫化物矿石产生的烟气(硫铁矿制酸或冶炼烟气制酸)

2FeS2+5O2+?O2→?Fe3O4+4SO2+Q

或FeS2+5O2+?O2→Fe2O3+4SO2+Q

反应放出的高温位热能同样用于生产中高压蒸汽

3)磷石膏(石膏)焦炭还原煅烧反应：2CaSO4+C→

2CaO+2SO2+CO2

4)硫化氢与空气燃烧反应：H2S+?O2→H2O+SO2+Q

硫铁矿制酸硫铁矿在沸腾焙烧炉内通空气燃烧产生SO2气体，经余热锅炉回收热量后，依次通过旋风除尘和电除尘进行干法除尘。随后，炉气再通过洗涤、冷却、除雾等一系列的净化操作进入干燥塔。干燥后的炉气用主鼓风机压送至一转一吸或两转两吸制酸装置

内制取硫酸。

注意：此时气体并不是纯净的，还含有O2、N2、H2O、As和Se

的化合物、矿尘等，必须通过过滤除去矿尘；通过洗气除去As、Se 的化合物。若没有除去这些，就会使催化剂中毒，而导致反应不能

进行。

2.3 SO2的转化

2SO2+O2=2SO3+Q，该反应是接触法硫酸生产工艺的核心，它是一个可逆放热反应，在V2O5催化剂的存在下，高于起燃温度时，

反应得以进行。然而，随着反应的进行，SO3气体温度升高，平衡

向反应式左移，即阻止生成SO2。为了提高SO2转化为的总转化率，必需使经过部分反应的气体通过数段催化剂床层，并且在气体从上

一段床层流向下一段时进行中间冷却。

平衡转化率是温度、压力和原始气体混合物组成的隐函数，在

原料气组成、压力相同时，随着温度的上升，平衡转化率是下降的；平衡转化率值会随压力的升高而增大；在相同的温度、压力条件下，氧的起始含量b越大，平衡转化率越高。

2.4 SO3的吸收转化工序

生成的SO3在填料收塔中被循环的浓硫酸(98．5％)吸收，从气体中除去。反应式 SO3+H2O→H2SO4+Q

二氧化硫分子和氧分子直接反应的速度很慢，甚至在高温下也

难以察觉，这是因为这一气相均相反应的活化能很高的缘故。活化

能是两个分子克服碰撞时的量子力学后斥力和破坏旧的化学键所必

须的最低能量。反应分子中具有等于或大于这一能量的分子称为活

化分子，只有活化分子间的碰撞才有可能发生反应。反应的活化能

越低，活化分子在分子总比例中越高，反应速度越快。相反，活化

能越高，活化分子越少，则反应速度越慢。

在反应压力和反应物浓度一定的情况下，有两个方法来加快反

应速度，一是提高反应温度，增加活化分子数，但随着反应温度的

升高，平衡转化率会快速降低；SO2与O2即使在800℃的温度下，

反应速率仍很低，且此时平衡转化率尚不及20％，完全没有工业意义。二是使用催化剂(或称触媒)，使反应物分子先与触媒结合成过

渡性的“表面中间化合物”，然后再分解得到生成物和触媒，达到

降低反应活化能的目的，加快反应速度。故二氧化硫转化成三氧化

硫的反应要实现工业化生产，是在有催化剂存在的条件下进行的。

可以认为，SO2在固体催化剂(触媒)上转化成SO3的过程，可以分以下四步进行：

①触媒表面的活性中心吸附氧分子，使氧分子中原子间的键断裂成为活泼的氧原子；

②触媒表面的活性中心吸附SO2分子；

③被吸附了的SO2和氧原子之间进行电子的重新排列，化合成为SO2分子：SO2+[O]+触媒→SO3.触媒

④SO3分子从触媒表面脱吸下来，进入气相。以上四步中氧的吸附阶段最慢。

触媒解决了平衡转化率和反应速度对温度要求的矛盾，使SO2转化得以实现工业生产。影响触媒特性的主要因素有：所有活性物质的成分、触媒颗粒中活性物质所占的比例、载体的多孔性以及触媒颗粒的形状和大小，为了获取最佳转化条件，对触媒性能的要求如下：．

①高活性，低起燃温度，在原料气中SO2浓度较高的条件下，能得到较高的转化率，即在原料气中SO2浓度一定的条件下，以最少的触媒用量，获取最大的SO3产量；

②机械强度高；

③具有良好的热稳定性和抗活性衰退的能力；

④要有一定的自由空间率，能容许一定量的矿尘累积而其阻力不上涨太快。

2.5废渣及废气处理

2.5.1硫酸渣

硫酸渣是化工厂在用硫铁矿制备硫酸时所剩下的焙砂，呈朱红色,粒度细,粉状,物料疏松,吸水量大,无定型结构。黄铁矿经焙烧后，产生二氧化硫气体，经催化剂转换为三氧化硫，吸收后制备硫酸。

而焙烧过程中产生的固体物质即焙砂则成为废弃物，即硫酸渣。

硫酸渣对用该法制酸的化工厂来讲，是废弃物，也是必然产物。目前在全国大量堆存有数千万吨的硫酸渣，每天还源源不断地产出。这些硫酸渣粒度极细，一般均在200目以下，经风一吹，四处飞扬，漫天红砂，不仅造成较严重的环境污染，而且影响附近地区农民的

生活和农作物的生长。所以，在环保意识日益社会化、大众化的今天，如何处理硫酸渣，使其资源化，解决企业的重大环保问题，不

仅非常必要，而且具有重大的社会效益和经济效益。

另外，硫酸渣也是一种可用原料，它的主要成分是三氧化二铁，平均含铁40%左右，有的甚至更高，可作为冶金工业中炼铁的原料。但是，如果直接冶炼，其含铁量低、杂质多，增加了炼铁成本，必

须处理。

废硫酸渣的资源化开发与研究，正日益引起人们的广泛关注与重视。国外对硫铁矿烧渣的利用非常重视，在综合利用方面取得了

很大的成果。日本硫铁矿烧渣的利用率为70%～80%，美国为80%～85%，德国和西班牙几乎为100%。我国硫铁矿烧渣的利用

率较低，还不到50%。所以综合开发利用硫酸渣，已成为学科研究的前沿课题，正越来越引起人们的广泛重视。

硫酸渣高温煅烧后废渣怎么处理，硫酸渣洗选技术，磁选工艺

处理欠氧硫酸渣。硫酸渣就是硫铁矿高温煅烧制取硫酸后的废渣，

其成为主要是铁，另外还有硅，钙，铝，铁等元素。对于高铁硫酸

渣最有效的利用价值就是提取铁精粉用于炼铁原料，余渣制砖，目

前我国普遍采用此工艺处理硫酸渣。那么硫酸渣选铁工艺是怎样的？硫酸渣选铁精粉的设备又有哪些呢？

2.5.2硫酸渣处理

作为炼铁的原料，铁含量不低于25%都有提取铁精粉的价值，硫酸渣选铁的工艺与普通磁铁矿的选矿工艺大致相同，但是对于不

同类型的硫酸渣，选铁的工艺和方法也有所不同。硫酸渣大体上分

为三种类型，一是过氧化硫酸渣：是在风料比偏高的条件下形成的，成红棕色，主要铁矿物为赤铁矿；正常硫酸渣：是在风料比适中的

条件下形成的，呈铁黑色，赤铁矿与磁铁矿含量大致相等；欠氧硫

酸渣：是在风料比偏低的条件下形成的，呈铁黑色，主要铁矿物是

磁铁矿，有时含有方铁矿。

对于过氧硫酸渣的处理比较复杂，由于其中的铁矿物为赤铁矿，导磁性非常差，因此需要细磨后进入强磁选机提取铁矿物，此种类

型的硫酸渣选别成分非常高，设备投资也非常大，处理工程和工艺

都非常复杂。

对于正常的硫酸渣，通过普通的磁选方法即可提取铁矿物，由

于其中的赤铁矿与磁铁矿共生，回收磁铁矿的同时大部分的赤铁矿

也可以得到有效的回收，但是铁精粉的品味较难提升，一般只能达

到58%左右。

对于欠氧硫酸渣，从中提取铁精粉的工艺就与磁铁矿选矿的工

艺大致相同，一般需要经过细磨，旋流器分级后再进入磁选流程选铁，铁精粉品位和回收都能达到理想要求，此类硫酸渣是最易回收

的硫酸渣，也是经济价值最高的硫酸渣。

不同类型的硫酸渣选铁工艺都是不同的，采用与之相对应的选

铁工艺和选铁设备才能获得最佳的选铁效果，如果不根据渣型设计

工艺和设备配置，往往会造成铁精粉品味不高或回收率低下的情况。

1.用选矿法处理硫酸渣

硫铁矿是生产硫酸的主要原料,其含硫量有高低之分。硫铁矿经高温焙烧硫化处理后,其烧渣中的组分为铁氧化物、金属硫酸盐、硅酸盐和其他氧化物,还有少量的铜、铅、锌、砷、金和银等有色金属。这些具有经济价值的组分,有些可用选矿的方法进行回收,有的可通过再氯化焙烧回收,有的还可用化学浸取法回收。总之要回收这些有价物质,都需经过选别处理。尤其对于粒度细的硫酸渣,采用重选法回收铁矿物是合理的选择。其流程如下:硫酸渣原矿→水洗搅拌槽→多组联合溜槽→分级→铁精矿。采用这种工艺开发硫酸渣废弃物,技术成熟可靠。如果烧渣中含铁量为59%～60%,通过选别处理后,其铁品

位可达63%以上,可满足氧化球团生产原料的要求。如这种精矿再通过磁选工艺处理,其品位可提高到65%以上,基本能满足金属化球团

的原料要求。对于品位较低的硫酸渣就更需进行选矿处理,使精矿铁品位达到55%以上,以满足烧结对原料的要求。由此可见,用选矿的

方法来处理固体废弃物,其工艺作用不可低估。

2．用硫酸渣精矿生产金属化球团

金属化球团是速程炼钢的精料,它比废钢冶炼周期短,产品质量优,销售价格高,是炼钢厂不可多得的制钢原料。速程炼钢法的成功,是炼钢技术的又一次飞跃。国外较我国起步早,如南非、日本、美国、韩国和澳大利亚等国用高品位的块矿和铁精矿,采用直接还原的方法,生产海绵铁和金属化球团,取代了高炉冶炼,直接作为炼钢的金属原料入炉冶炼优质钢,既节能又省电,取得了非常显著的经济效益。我国虽起步较晚,但速程炼钢的技术早已掌握。因此,用粒度细、品位高的硫酸渣精矿生产金属化球团不存在技术问题,作者已做过专门的试验研究,

取得了金属化率达95.3%的试验结果,与相关资料报道的试验结果相吻合。实际上,球团的金属化率达到80%以上,就能满足电炉炼钢的要求。由此可见,发展金属化球团的空间非常大。其生产工艺流程见图1。

图1 金属化球团生产工艺流程由图1可见,该流程中,还原焙烧设备的选择很关键,因为它是确定生产规模和工艺配置的主要参数。目前较成熟的焙烧设备有回转窑、竖窑、隧道窑等还原焙烧设备。除此之外,生产直接还原铁的设备就更多,这里不一一列举。利用硫酸渣生产金属化球团,只要将硫酸渣选别提纯至TFe65%以上,其成本将比用磁铁精矿低。

3. 用硫酸渣生产氧化球团

铁氧化球团是高炉冶炼的主要原料之一,也是入炉的精料品种。由于球团矿具有铁品位高,强度高,粉末少,氧化亚铁(FeO)低,还原性能好等优点。因此,近几年来球团工业在我国得到了较大的发展,几乎国内所有钢铁公司都有自己的球团厂。然而,球团生产对原料要求高,要求精矿粒度细(-200目占80%以上),含铁品位高(TFe>63%),且有害

杂质含量少(即S、P、Si含量低)。

早在上世纪80年代初,我国南京钢铁公司引进日本年产30万t 的成套设备,用硫酸渣生产球团矿获得成功,从投产到1991年停产共生产球团矿113万t,TFe为52%～55%,S≤0.15%,熟球抗压达到1800N/个球, 这种技术指标是在硫酸渣未经选矿处理的原料条件下

所获得的。当时,南钢引进这套生产工艺,其主要目的是提取硫酸渣中金、银和有色金属,球团则是副产品,故球团矿的TFe含量不高。直到1991年底,由于回收金、银等有色金属的全套生产设备长年受到多

种化学试剂的腐蚀,事故频繁,最终被迫停产,后改为竖炉球团。虽说

南钢用硫酸渣生产球团矿受到其他生产工艺的制约而未能继续生产,但可以肯定的是,在国内,南钢开创了用硫酸渣生产球团矿的先河。但令人费解的是,时至今日,国内竟无一家中大型球团厂利用硫酸渣生产球团矿。究其原因,一是硫酸厂的规模都不大,且分散;二是硫酸渣的

铁品位在60%以下,Si和S的含量高;三是硫酸厂没有配套选矿处理

工艺将其进行选别提纯;四是硫酸渣精矿的成球性、焙烧和冶金性能还有待深入研究。上述四个方面可能是阻碍硫酸渣作为球团生产原

料的瓶颈。为此,作者近期对硫酸渣的成球和焙烧性能作了专门研究。试验结果表明,利用湖北黄麦岭已选硫酸渣精矿(TFe63.58%,粒度-200目占75.9%)进行试验,结果发现这种物料较疏松,吸水量大,成球水分为21.4%;随着添加剂用量的增加,其生球强度提高,生球落下强

度由无添加剂的4次/个球提高到10.7次/个球;生球的爆裂温度可

达到700～750℃;球团的焙烧温度为1280～1300℃,其抗压强度达2284～2687N/个球;球团的焙烧脱S率可达到93%。由此可见,已

选硫酸渣精矿作为氧化球团的生产原料,不存在技术障碍,完全可以生产出优质的球团矿满足高炉冶炼要求。

4. 硫酸渣精矿用于烧结

众所周知,烧结对原料的要求没有球团严格,一般情况下,烧结要

求TFe≥58%,粒度均一,S、P、Si含量低即可。有些未经选别的硫酸渣,其TFe已达到55%～60%,理应说作为烧结的原料不存在什么问题,但烧结厂就是不愿多用或根本不用,只有缺少铁矿资源的小烧结厂和个体户土烧使用一部分。其原因是,这种原料粒度细,烧结配量多,

会影响烧结料层透气性;同时其杂质含量高,一般SiO2为7%～10%,S为1.2%～2.5%,P为0.03%～0.06%,影响烧结质量。另一方面,随着高炉冶炼技术的提高,炼铁厂对烧结矿的质量要求更严格,要

求烧结厂实施高铁低硅烧结,将烧结矿的铁品位提高到61%左右,

SiO2降到4.5%以下。这一来,硫酸渣不经选矿处理提纯,就不可能有市场。在这种情况下,要想更大规模的开发硫酸渣资源,其出路是大型硫酸厂必须配套选矿工艺,如果能把硫酸渣中的铁提纯到63%～65%以上,SiO2降至6%以下,S为0.25%以下,可以预见,冶金工业原料市

场就会向硫酸渣精矿敞开大门。到那时,生产硫酸的工厂必将获得较好的经济效益和社会效益。

5. 展望

硫酸渣的开发利用范围很广,它涉及到化工、冶金、建材、印染涂料和陶瓷工业等诸多领域和行业,又关系到我国工业可持续发展的问题。随着我国已加入WTO组织,硫酸渣的开发利用必将成为我国环境保

护领域、化学工业领域以及社会发展的重大课题。因此开展这一领

域的理论和技术研究工作,不仅有较好的经济效益和社会效益,也有重大的现实意义。只要各行各业引起重视,国家给予扶持,磷化公司采取

联合行动,在国家科研部门和高校专家教授的指导下,合理开发利用硫酸渣指日可待。

2.5.3尾气中的二氧化硫回收

从吸收塔上部导出的没有起反应的氧气和少量二氧化硫以及不起反应的氮气等气体工业上称尾气，用尾气中含少量二氧化硫放空气中会造成大气污染，尾气中二氧化硫回收常采用氨吸收法：

SO2+2NH3+H2O =====（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3

当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体。放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫，硫酸铵可制成肥料。

（1）先用98%的浓硫酸（循环酸）进入干燥塔，干燥进入生产系统需要的空气。吸收空气后的循环酸浓度93%。

（2）将93%的稀硫酸泵入吸收塔（塔高根据生产规模大慨在10米高左右，内衬拉西环）吸收SO3后硫酸浓度98%（成品酸），经换热后大部份进入成品储罐，少部份进入循环酸泵槽。

（4）98%硫酸比重1.84:；扬程在40米左右的单级普通离心泵就可以将硫酸泵入吸收塔。