专利名称：一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法
技术领域：
本发明涉及二氧化硫废气的综合治理和利用技术领域，特别涉及一种用二氧化硫 废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法。
背景技术：
立德粉，俗称锌钡白，是硫化锌和硫酸钡的混合物，通常采用焙烧浸取法制取。即 将含硫酸钡大于95%的天然重晶石与无烟煤以3 1(质量)混合投料，经粉碎至直径约 2cm以下进入还原炉，控制炉温前段为1000 1200°C，后段为500 600°C，还原炉以每转 80s的速度转动，反应转化率为80% 90%，制得的硫化钡进入浸出器，控制温度在65°C以 上，得到硫化钡含量为701 %，再进入澄清桶，澄清后加入硫酸锌反应，控制硫酸锌含量大于 28%，pH = 8 9，得到密度为1. 296 1. 357g/cm3的硫酸钡与硫化锌的混合物。反应液 经板框压滤，得到滤饼状立德粉，含水量不大于45%，进入干燥焙烧炉焙烧以改变立德粉晶 型，然后在80°C温度下用硫酸酸洗。最后经水洗、加固色剂、压滤、干燥和磨粉而成。其中的 反应方程式如下2C+02 — 2C02BaS04+C — BaS+4C0BaS04+4C0 — BaS+4C02BaS+ZnS04 — ZnS ‘ BaS04上述立德粉生产的过程中产生了多种重金属废渣，如铅渣、锌渣、镉渣、钡渣、煤渣 等固体废物。其中，铅和锌含量最高，铅元素含量为25-38%，锌元素含量为8-10%，其他的 硫、钡、钙、镉、铜等元素加在一起含量为不超过10%。目前，这种废渣大多露天堆放或者用 于填空、铺路，这样不仅浪费资源，重金属也严重污染环境。为此人们进行了大量的研究， 1973年01期的《精细化工中间体》中对用立德粉废渣生产多种产品进行了研究，《湖南化 工》1992年第22卷第1期也报道了《从立德粉酸浸废渣制取硫酸铅的研究》，但是文中都还 只是处于理论研究，还没有比较实际的处理和利用方法。为此，有必要探索综合治理和利用二氧化硫废气工业方法，以缓解生产立德粉所 得废渣对环境的污染。本申请人在多年实践得基础上，结合生产立德粉废渣的实际情况，开发了治理和 利用生产立德粉所得废渣的方法，然而，该过程中，产生了大量的二氧化硫气体。众所周知， 二氧化硫(so2)是最常见的硫氧化物，有强烈刺激性气味，为大气主要污染物之一。当二氧 化硫溶于水中，会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若把302进一步氧化，通常在催化剂如 二氧化氮的存在下，便会生成硫酸。从而进一步污染环境。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法。该 方法变废为宝，有效的将二氧化硫废气转化为具有较大经济意义的亚硫酸钠和单质硫，充分挖掘和利用了潜在的经济价值，同时，也解决了生产立德粉所得废渣的综合利用和治理 所产生的环境污染问题，为立德粉所得废渣的综合利用和治理提供了环境保证。本发明的技术方案如下一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，包 括如下具体步骤步骤A 将二氧化硫气体按照二氧化硫和硫化钠的纯物质质量比为1 0.61-1.01 通入盛有硫化钠溶液的搪瓷反应器(2)里，慢慢开动搅拌器使其进行化学反应，得到含亚 硫酸钠和单质硫的反应液；步骤B 将步骤A所得的含亚硫酸钠和单质硫的反应液经抽滤机(3)抽滤，得到澄 清的溶液和含单质硫的滤饼；步骤C 将步骤B所得的含单质硫的滤饼经洗涤机(4)洗涤甩干、粉碎机(5)粉碎、 包装得到单质硫产品(6)；步骤D 将步骤B所得的澄清的溶液送入蒸发器(7)里蒸发，使之达到亚硫酸钠饱 和溶液时，冷却，得到亚硫酸钠晶体，即为亚硫酸钠产品(8)。所述二氧化硫废气来源于生产立德粉所得废渣，其具体过程为折算生产 立德粉所得废渣中的硫酸铅质量含量，并按照硫酸铅、铁削和白煤的纯物质质量比为 1 0. 08-0. 38 0.02-0. 06称量铁削和白煤，将各物质混合均勻后，自电弧炉(1)顶部送 入密闭隔绝空气的电弧炉里，加热至1200-1300°C进行反应，将废渣中的铅和氧化锌分离， 铅以熔融状态从炉内流出，浇铸成铅锭粗品产品，经过再熔精制得到精品金属铅，同时逸出 二氧化硫和二氧化碳气体；将二氧化硫气体和二氧化碳气体经二氧化碳净化器吸收，除去 二氧化碳，即得较为纯净的二氧化硫气体。本发明所述用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，其化学反应方程式 为3S02+2Na2S = = = = 2Na2S03+3SPbS04+Fe = = = = = Pb+FeS04PbS04+C = = = = = Pb+C02+S02本发明的有益效果是本发明用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，有 效的将二氧化硫废气转化为具有较大经济意义的亚硫酸钠和单质硫，充分挖掘和利用了潜 在的经济价值。当二氧化硫废气来源于生产立德粉所得废渣时，也解决了生产立德粉所得 废渣的综合利用和治理所产生的环境污染问题，为立德粉所得废渣的综合利用和治理提供 了环境保证。该方法操作简单，设备投资费用低，副产物少，适于推广应用。
图1为本发明所述用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法的工艺流程图， 该图中，(1)电弧炉，(2)搪瓷反应器，(3)抽滤机，(4)洗涤机，(5)粉碎机，(6)单质硫产 品，(7)蒸发器，(8)亚硫酸钠产品。
具体实施例方式实施例1参照图1，一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，将含192kg 二氧化硫的二氧化硫气体按照二氧化硫和硫化钠的纯物质质量比为1 0.81通入盛有硫化钠溶 液的搪瓷反应器(2)里，慢慢开动搅拌器使其进行化学反应，得到含亚硫酸钠和单质硫的 反应液；将含亚硫酸钠和单质硫的反应液经抽滤机(3)抽滤，得到澄清的溶液和含单质硫 的滤饼；将含单质硫的滤饼经洗涤机(4)洗涤甩干、粉碎机(5)粉碎、包装得到单质硫产品 (6)，其中单质硫的纯物质质量为96kg;将澄清的溶液送入蒸发器(7)里蒸发，使之达到亚 硫酸钠饱和溶液时，冷却，得到亚硫酸钠晶体，即为亚硫酸钠产品(8)，其中亚硫酸钠的纯物 质质量为252kg。上述二氧化硫来源于生产立德粉所得废渣，其具体过程为折算生产立德粉所得 废渣中的硫酸铅质量含量，称量含硫酸铅606kg的立德粉，并按照硫酸铅、铁削和白煤的纯 物质质量比为1 0.38 0.0. 06称量铁削和白煤，将各物质混合均勻后，自电弧炉(1)顶 部送入密闭隔绝空气的电弧炉里，加热至1200-1300°C进行反应，将废渣中的铅和氧化锌分 离，铅以熔融状态从炉内流出，浇铸成铅锭粗品产品，经过再熔精制得到精品金属铅，同时 逸出二氧化硫和二氧化碳气体；将二氧化硫气体和二氧化碳气体经二氧化碳净化器吸收， 除去二氧化碳，即得较为纯净的二氧化硫气体32kg。重复生产六次，得带192kg 二氧化硫气 体。实施例2参照图1，一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，将足量的二氧化硫 气体按照二氧化硫和硫化钠的纯物质质量比为1 0. 61通入盛有117. 12kg硫化钠溶液的 搪瓷反应器(2)里，慢慢开动搅拌器使其进行化学反应，得到含亚硫酸钠和单质硫的反应 液；将含亚硫酸钠和单质硫的反应液经抽滤机(3)抽滤，得到澄清的溶液和含单质硫的滤 饼；将含单质硫的滤饼经洗涤机(4)洗涤甩干、粉碎机(5)粉碎、包装得到单质硫产品(6)， 其中，单质硫的纯物质质量为72. 12kg ；将澄清的溶液送入蒸发器(7)里蒸发，使之达到亚 硫酸钠饱和溶液时，冷却，得到亚硫酸钠晶体，即为亚硫酸钠产品(8)，其中亚硫酸钠的纯物 质质量为189. 19kg。所述二氧化硫废气的来源如下折算生产立德粉所得废渣中的硫酸铅质量含量， 称量含硫酸铅606kg的立德粉，并称量铁削和白煤，按照硫酸铅、铁削和白煤的纯物质质量 比为1 0.38 0. 06，将各物质混合均勻后，自电弧炉(1)顶部送入密闭隔绝空气的电 弧炉里，加热至1200-1300摄氏度进行反应，将废渣中的铅和氧化锌分离，铅以融融状态从 炉内流出，浇铸成铅锭粗品产品，经过再熔精制得到精品金属铅，同时逸出二氧化硫气体和 二氧化碳气体；二氧化硫气体和二氧化碳气体经二氧化碳净化器吸收，得到二氧化硫气体 32kg。重复生产多次，得到足量的二氧化硫气体。实施例3参照图1，一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，将192kg 二氧化硫 气体按照二氧化硫和硫化钠的纯物质质量比为1 1. 01通入盛有193. 92kg硫化钠溶液的 搪瓷反应器(2)里，慢慢开动搅拌器使其进行化学反应，得到含亚硫酸钠和单质硫的反应 液；将含亚硫酸钠和单质硫的反应液经抽滤机(3)抽滤，得到澄清的溶液和含单质硫的滤 饼；将含单质硫的滤饼经洗涤机(4)洗涤甩干、粉碎机(5)粉碎、包装得到单质硫产品(6)， 其中单质硫的纯物质质量为96kg ；将澄清的溶液送入蒸发器(7)里蒸发，使之达到亚硫酸 钠饱和溶液时，冷却，得到亚硫酸钠晶体，即为亚硫酸钠产品(8)，其中亚硫酸钠的纯物质质量为252kg。上述二氧化硫来源于生产立德粉所得废渣，其具体过程为折算生产立德粉所得 废渣中的硫酸铅质量含量，称量含硫酸铅909kg的立德粉，并称量铁削和白煤，按照硫酸 铅、铁削和白煤的纯物质质量比为1 0.08 0.02，将各物质混合均勻后，自电弧炉(1) 顶部送入密闭隔绝空气的电弧炉里，加热至1200-1300摄氏度进行反应，将废渣中的铅和 氧化锌分离，铅以融融状态从炉内流出，浇铸成铅锭粗品产品，经过再熔精制得到精品金属 铅，同时逸出二氧化硫气体和二氧化碳气体；二氧化硫气体和二氧化碳气体经二氧化碳净 化器吸收，得到二氧化硫气体48. 48kg，重复生产多次，得到足量的二氧化硫气体。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列方法。只是做出若干 简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，其特征在于，包括如下具体步骤步骤A将二氧化硫气体按照二氧化硫和硫化钠的纯物质质量比为1∶0.61 1.01通入盛有硫化钠溶液的搪瓷反应器(2)里，慢慢开动搅拌器使其进行化学反应，得到含亚硫酸钠和单质硫的反应液；步骤B将步骤A所得的含亚硫酸钠和单质硫的反应液经抽滤机(3)抽滤，得到澄清的溶液和含单质硫的滤饼；步骤C将步骤B所得的含单质硫的滤饼经洗涤机(4)洗涤甩干、粉碎机(5)粉碎、包装得到单质硫产品(6)；步骤D将步骤B所得的澄清的溶液送入蒸发器(7)里蒸发，使之达到亚硫酸钠饱和溶液时，冷却，得到亚硫酸钠晶体，即为亚硫酸钠产品(8)。
2.如权利要求1所述的用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，其特 征在于，所述二氧化硫废气来源于生产立德粉所得废渣，其具体过程为折算生产立 德粉所得废渣中的硫酸铅质量含量，并按照硫酸铅、铁削和白煤的纯物质质量比为 1 0. 08-0. 38 0.02-0. 06称量铁削和白煤，将各物质混合均勻后，自电弧炉(1)顶部送 入密闭隔绝空气的电弧炉里，加热至1200-1300°C进行反应，将废渣中的铅和氧化锌分离， 铅以熔融状态从炉内流出，浇铸成铅锭粗品产品，经过再熔精制得到精品金属铅，同时逸出 二氧化硫和二氧化碳气体；将二氧化硫气体和二氧化碳气体经二氧化碳净化器吸收，除去 二氧化碳，即得较为纯净的二氧化硫气体。
全文摘要
本发明提供了一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法，将生产立德粉所得废渣与铁削和白煤混合后，在电弧炉中高温下进行反应得到单质铅和二氧化硫气体；将二氧化硫气体和硫化钠反应，得到含亚硫酸钠和单质硫的反应液；经抽滤得到澄清的溶液和含单质硫的滤饼；单质硫的滤饼经洗涤甩干、粉碎得到单质硫产品；澄清的溶液送入蒸发器蒸发，使之达到亚硫酸钠饱和溶液时，冷却，得到亚硫酸钠产品。该方法变废为宝，有效的将生产立德粉所得废渣转化为具有较大经济意义的硫酸和溴化氢，充分挖掘和利用了潜在的经济价值，也为生产立德粉所得废渣的综合利用和治理提供了新的途径。
文档编号C01D5/16GK101972596SQ20101051918
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者王嘉兴 申请人:汪晋强