专利名称：一种硫铁矿制酸清洁生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硫酸制造方法，特别涉及一种硫铁矿制酸清洁生产工 艺。
背景技术：
硫铁矿制硫酸多采用沸腾焙烧一干法除尘一酸(水)洗净化一两转两吸的接触法 制酸工艺，其主要污染物是砷，其工艺是将硫铁矿在温度800 850°C焙烧时，其中的砷除 少部份被固定在灰渣中外，有90%以上的砷以气态三氧化二砷(As203升华温度为130°C ) 蒸气形式进入炉气中，通过水洗净化引入水体，污水再经过加硫酸亚铁和石灰固定到污泥 中，再将烧渣和污泥售给水泥企业作辅料，将砷固定到水泥中，以解决砷污染。此法的根本 问题是随着水泥的风化、氧化等的影响，易造成二次污染，而且处理装置运行费用较高，一 旦企业污水处理装置运行不正常，大量含砷污水将直接进入环境水体，大量的砷被引入环 境，造成重大的污染。行业内为解决此问题，进行了大量研究工作，但一直没有发现理想的 技术应用于硫铁矿制酸行业。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有硫铁矿制硫酸工艺中，对砷回收处理所存在的效 果差以及砷二的次污染的问题，提供的一种硫铁矿制酸清洁生产工艺。本发明采用的技术方案如下1、一种硫铁矿制酸清洁生产工艺，依次包括硫铁矿焙烧、余热发电、常规除尘、液 相收砷及硫酸转化步骤，其特征在于a、在硫铁矿焙烧步骤中，采用优化的沸腾炉焙烧条件控制空气过剩系数为 1. 0-1. 2，焙烧时间为35-45min，焙烧温度950-1000°C，使硫铁矿中砷烧出率大于90%，并 且使烧渣砷含量小于0. 07%，烧渣磁选后可作为合格铁精矿粉销售；b、在常规除尘步骤后，依次增加高效耐高温硬式表面除尘器、放大冷却收砷器和 陶瓷膜收砷器。所述的高效耐高温硬式表面除尘器属于现有产品，它是专门为超过袋式除尘器、 电除尘器等传统除尘器所承受的工作温度而开发的硬式表面除尘器，由粘结粒状无机 物制成的低密度多孔介质滤材组成，具有极好的耐高温和耐腐蚀特性，产品可以适应高 达1600°C的工作环境，通过影响颗粒的团聚来得到出色的除尘效果，可以除去炉烟气中 99. 9%以上的粉尘，保证其后回收的三氧化二砷(As203)含量可达到99. 0%以上；所述的放大冷却收砷器，它采用并列的冷却管道及沉降室的组合，使含砷的炉气 通过冷却管道冷却，使炉气温度明显降低，并在箱式沉降装置中使气体中的砷化物结晶沉 降，烟气中As203的回收率可以达到99%以上；所述的陶瓷膜收砷器为公知产品，其特点是收砷效率高，使烟气中As203的回收率 可以达到99%以上；c、在液相收砷步骤中，将洗涤器和泡沫塔中使用的洗涤液和吸收液均采用浓度为5%的硫酸。所吸收As203近饱和的含砷废酸和污泥全部拌入硫铁矿粉送入焙烧炉重新回收 利用砷硫元素，使含酸、砷废水不进入废水池。其他工序产生的废水(冷却水、蒸汽凝水) 进入废水池，经冷却塔冷却后可完全回用，降低废水处理成本，节约了用水。本发明的优点在于本发明处理方法工艺简单，节省投资，运行成本低，操作简 便，容易实施，烟气中的烟气中As203的回收率可以达到99%以上；焙烧残渣砷含量小于 0. 07%，可磁选出合格铁精矿粉销售；尾渣作为水泥添加剂使用，不会造成二次污染；湿法 收砷液拌料循环使用，杜绝含砷废水排放，实现中水全部回用，变废为宝，彻底解决硫铁矿 制酸装置砷污染问题。
图1是本发明的工艺流程图；图2是图1中放大冷却收砷器的结构示意图。
具体实施例方式实施例1 砷烧出和回收，其工艺过程如图1所示，依次包括硫铁矿焙烧、余热发 电、常规除尘、高效耐高温硬式表面除尘器、放大冷却收砷器和陶瓷膜收砷器步骤，陶瓷膜 收砷器后接着液相收砷器及硫酸转化步骤。其中焙烧炉的炉渣，余热发电、常规除尘、高效耐高温硬式表面除尘器步骤所回收 的含As203粉尘进入渣堆，经磁选后得到铁精矿。经过放大冷却收砷器和陶瓷膜收砷器处理得到的As203经包装成品后外销。实验设备小型流化床热模试验装置，高效耐高温硬式表面除尘器，放大冷却收砷 器及陶瓷膜收砷器，硫、砷、铁的检验仪器。除放大冷却收砷器外，其它的都是公知的设备。其中放大冷却收砷器，收砷结构主要采用火电、水泥行业中常见的沉降室结构，如 图2所示，放大冷却收砷器的组成包括一组并联且相互连通的冷却收砷单元，每个冷却收 砷单元由进出冷却管1和与其下部相连的锥形沉降室2组成；一组并联且相互连通的锥形 沉降室3，第一个锥形沉降室3与最后一个冷却收砷单元的冷却管1相连。气体从第一个冷 却收砷单元的进入冷却管1进入锥形沉降室2后，一部分As203粉尘气体冷却结晶后落入锥 形沉降室2，分别由底部排出；剩余气体由流出冷却管1进入第二个冷却收砷单元的进入冷 却管，如此反复循环冷却放大结晶收砷；剩余的温度交底的气体则进入并联的锥形沉降室 3中，不断反复的将As203气体冷却结晶，分别由锥形沉降室3底部排出。实验条件控制空气过剩系数为1. 0-1. 1，焙烧时间为40min，用含砷0. 40%的硫 铁矿2330g，焙烧温度950°C，将小型流化床热模试验装置出气引到小型高效耐高温硬式表 面除尘器进一步除尘后进入自制的冷却收砷器收砷，然后再进入到陶瓷膜过滤器收砷。实验结果见下表1、表2表1不同焙烧温度下砷烧出和回收率 表2优化条件下除尘收砷效果对比 实验例2 硫酸渣球磨磁选铁精矿实验设备锥形湿式球磨机(XMQ-740X90mm)，湿式弱磁磁选机(XCRS-74)，硫、 砷、铁的检验仪器。取球磨lOmin的焙烧渣lOOOg在湿式弱磁磁选机中以不同的条件磁选，实验效果 见表3。从表3可见选择适当的工艺参数，当二次磁选磁场强度为70. 5kA/m时，可以获得 TFe为64. 8%，产率36. 6%的铁精矿。用硫铁矿2328g按以上工艺条件下焙烧所得矿渣量 为1630g，理论所得铁精矿应为596. 58g。所以1. 0吨硫铁矿焙烧所得残渣(约0. 7吨)，应可磁选出铁精矿0. 26吨。表3不同条件下的磁选结果 实施例3 固镇天源化工有限责任公司120kt/a硫铁矿制酸生产线，根据实施例1 的条件及设备，改进为中试以上规模生产设备，并进行了试车生产，24小时连续试车，控制 空气过剩系数为1. 0-1. 1，焙烧时间为40min，共投入含砷0. 45%的矿料349. 2吨，生产出 98. 46%的硫酸370. 2吨、99. 52%的三氧化二砷1. 91吨(砷总回收率92. 36% )和灰渣248 吨；灰渣采用一次粗选抛尾矿，粗精矿经2次精选工艺后，得合格铁精矿70. 6吨。
权利要求
一种硫铁矿制酸清洁生产工艺，依次包括硫铁矿焙烧、余热发电、常规除尘、液相收砷及硫酸转化步骤，其特征在于a、在硫铁矿焙烧步骤中，采用优化的沸腾炉焙烧条件控制空气过剩系数为1.0-1.2，焙烧时间为35-45min，焙烧温度950-1000℃，使硫铁矿中砷烧出率大于90％，并且使烧渣中砷含量小于0.07％；b、在常规除尘步骤后，依次增加高效耐高温硬式表面除尘器、放大冷却收砷器和陶瓷膜收砷器；c、在液相收砷步骤中，将洗涤器和泡沫塔中使用的洗涤液和吸收液均采用浓度为5％的硫酸。
2.根据权利要求1所述的一种硫铁矿制酸清洁生产工艺，其特征在于步骤a中，烧渣 经磁选后可选出铁精矿粉。
3.根据权利要求1所述的一种硫铁矿制酸清洁生产工艺，其特征在于步骤d中，洗涤 器和泡沫塔所吸收的含砷废酸和污泥全部拌入硫铁矿粉中，并送入焙烧炉重新焙烧以回收 利用砷硫元素。
全文摘要
本发明涉及一种硫铁矿制酸清洁生产工艺，包括焙烧、余热发电、常规除尘、液相收砷及硫酸转化步骤，a、在烧步骤中，控制空气过剩系数为1.0-1.2，焙烧时间为35-45min，焙烧温度950-1000℃；b、在常规除尘步骤后，依次增加高效耐高温硬式表面除尘器、放大冷却收砷器和陶瓷膜收砷器；c、在液相收砷步骤中，将洗涤器和泡沫塔中使用的洗涤液和吸收液均采用浓度为5％的硫酸。本发明的优点在于本发明烟气中As2O3的回收率可以达到99％以上；焙烧残渣砷含量小于0.07％，可磁选出合格铁精矿粉，不会造成二次污染；湿法收砷液拌料循环使用，彻底解决硫铁矿制酸装置砷污染问题。
文档编号B01D53/64GK101875486SQ20101016641
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者余茂宽, 程小苗, 许晓光 申请人:安徽祥源安全环境科学技术有限公司