[发明专利]一种使用过氧化氢对硫酸进行脱色的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用过氧化氢对硫酸进行脱色的方法。

背景技术

硫酸俗称工业之母，用途十分广泛，是国民经济各工业领域都需要的基础化工原料。

据中国化工矿业协会预测，为制造硫酸，2015年中国将需硫1720万吨，2020年将需硫2100万吨。

目前，我国制造硫酸使用的主要原料是硫铁矿和伴生硫，但我国现有硫铁矿和伴生硫保有储量的保证年限仅为16年。可见，硫铁矿和伴生硫资源相当紧缺。

我国石膏资源十分丰富，天然石膏（其中主要是硬石膏CaSO₄）储量居世界第一，而且工业生产中会产生大量工业副石膏，在硫铁矿和伴生硫资源紧缺的情况下，为了满足日益增长的硫酸需求，以硫酸钙为基本原料，以焦炭作还原剂，加入其他辅料，热分解硫酸钙制取硫酸并联产水泥，将是硫酸工业的发展趋势。

传统的石膏制硫酸联产水泥的生产工艺是将硫酸钙、含碳还原剂——焦炭及其他辅料（如硅、铝、铁质原料等），置于回转窑内锻烧，完成CaSO₄的分解。CaSO₄分解产生含SO₂的窑气（或烟气），用于制取硫酸，CaO则烧成为制备水泥的熟料。

但是，以石膏为原料，用焦炭作还原剂生产硫酸（联产水泥）的主要原料配比为（按质量百分比）：硬石膏CaSO₄ 78-88%，河沙6-10%，掺合料0-5%，焦炭末6-8%，碳与三氧化硫摩尔比C/SO₃为0.58-0.75。一般焦炭中含挥发分煤焦油约3-8%，在600-700℃下，煤焦油挥发出来，进入窑气中。煤焦油是一种黑色或黑褐色粘稠状的液体。研究表明，煤焦油中含有上万种有机物质，绝大部分为多环、稠环和杂环化合物，并含有一定数量的脂肪烃、环烷烃和不饱和烃。其中的低温焦油相对密度较小，烷烃、稀烃及芳香烃约占50%左右。挥发的组分在窑气净化过程中难以除去，被带到硫酸生产转化干吸系统，使硫酸着色。

CaSO₄的分解温度为900-1200℃，需燃料煤在回转窑燃烧，以供给其分解热。CaSO₄的分解是在还原剂碳（生产中用焦炭）的作用下，在还原气氛中进行，而煤的充分燃烧和优质水泥熟料的形成需要氧化气氛。由此可见，CaSO₄的热分解，在这种十分矛盾的气氛中进行，会导致煤燃烧不完全，出现煤的干馏现象。煤干馏的液态产物便是煤焦油，其气态产物便是俗称的煤气，煤气主要含有H₂、CH₄、CO，还有少量稀烃。可见，煤燃烧不完全产生的煤气和煤焦油必然进入窑气，带到硫酸生产系统，也会造成产品硫酸色度及透明度超标。

色度和透明度不能达标的硫酸成品，不能进入一级品市场行列。目前，同样内在品质的石膏酸（用石膏制成的硫酸）比其他同质酸的价格低10%左右，这直接影响到企业的经济效益，而且，色度及透明度问题严重地影响到石膏酸的生存市场。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种使用过氧化氢对硫酸进行脱色的方法，使石膏酸的色度及透明度达到优等品的标准。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种使用过氧化氢对硫酸进行脱色的方法，包括以下步骤：

将过氧化氢溶液以6-18 L/min·t的速度注入到密闭硫酸脱色槽的硫酸中，硫酸与过氧化氢溶液的体积比为100︰6-22；同时不断搅拌，搅拌速度为8－15转/分钟，得成品硫酸。

所述过氧化氢溶液优选浓度≥30wt%；

当硫酸质量浓度为99.5%，过氧化氢溶液质量浓度为30％时，所述硫酸与过氧化氢溶液的体积比优选100︰15-20；

当硫酸质量浓度为98.5%，过氧化氢溶液质量浓度为50％时，所述硫酸与过氧化氢溶液的体积比优选100︰8-14。

6-18L/min·t的含义是，当硫酸的量为1吨时，过氧化氢溶液的注入速度为6－18 L/min。

过氧化氢H₂O₂是一种十分常用的氧化剂，易使不饱和烃（例如烯烃）氧化，而且过氧化氢在酸性条件下的还原产物为H₂O，不会给硫酸成品增加其它金属离子，不会改变硫酸成品的质量。