[发明专利]一种硫磺还原分解硫酸盐生产SO2的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫磺还原分解硫酸盐生产SO₂的方法，属于还原分解硫酸盐的技术领域。

背景技术

硫酸盐的前驱反应物包括盐石膏、天然石膏、脱硫石膏、氟石膏、硼石膏、柠檬渣石膏、重晶石、天然绿矾、芒硝等，很多都是工业废渣，目前这些工业废渣都是采用筑坝堆放，既占用土地，又造成环境污染，因此成为迫待解决的大问题。

从循环经济的角度来审视硫酸盐废渣问题，它就不再是一种污染废物，而是一种很好的资源，从硫酸盐废渣中回收、利用硫的资源，变废为宝，一举两得，既解决了污染废物的处理，又充分利用了硫的资源，节能减排，突破制约磷化工行业、钛白粉行业、氟化工行业、柠檬酸行业、硼化工行业发展瓶颈，是实现持续发展的关键。

中国专利200910094026.6公开了《一种一氧化碳还原分解磷石膏的方法》，该方法包括预处理磷石膏、制作复合型外加剂、配料、还原分解等几个步骤。磷石膏预处理是将磷石膏自然风干后，在温度为100~130℃下干燥10~30min，脱去97%以上游离水，过125μm标准筛得到粒径≤125的磷石膏粉。复合型外加剂是以SiO₂、Fe、Fe₂O₃、CaCl₂、NaCO₃、NaCl、ZnO、NaF₆Si等成分按一定比例配制而成。磷石膏粉与复合型外加剂按质量比100:2~10配料混匀后送入还原分解炉，在N₂气氛下快速升温至温度为750℃~850℃，然后以1~5ml/min的流量通入CO，并使通入的CO与N₂体积流量比为1∶5~3:9，控制炉内温度为750~850℃，反应时间为10~30min，反应过程中用综合烟气成分分析仪进行尾气SO₂浓度在线检测，以SO₂体积百分含量为10%时作为反应结束控制条件，尾气可制酸，固渣CaO质量百分含量大于70%，冷却后可作为水泥熟料进行水泥生产。磷石膏分解率≥98wt%，磷石膏脱硫率≥94%。

中国专利200610011002.6公开了《一种高硫煤还原分解磷石膏的方法》该方法是将磷石膏和高硫煤以质量比20∶1~2混合均匀送入还原分解炉，控制炉温800~1350℃，进行还原分解反应0.5~2h，产出的含SO₂体积百分含量≥15%的炉气直接作二转二吸制酸工艺的合格原料气，产出的CaO质量百分含量≥70%的固体产物，可直接用作生产425号以上标号的合格水泥原料，且无废物产生，磷石膏分解率≥95%，脱硫率≥90%。

以上两个专利是虽然能够有效地将磷石膏还原分解，但是也存在以下问题：

1、其实质反应机理是固-固反应，这就需要较高的温度才能使其得到有效的反应。

2、其反应条件在现实条件下难以控制，因为其都在一个反应器中进行，这就需要同时在一个反应器中既要保持弱氧化气氛又要保持其弱还原气氛，难度较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种硫磺还原分解硫酸盐生产SO₂的方法，其特点是在处理硫酸盐废渣时回收循环利用硫的资源，且工艺简单，反应条件易于控制，能充分利用热量，可大规模生产，全部消耗上述硫酸盐废渣产出工艺的硫酸盐废渣量，能彻底消除制约磷化工行业、钛白粉行业、氟化工行业、柠檬酸行业、硼化工行业的发展瓶颈。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

硫磺还原分解硫酸盐生产SO₂的方法包括以下步骤：

（1）在不参与反应气氛下，将硫酸盐的前驱反应物10~100份放入温度计的反应器中，于温度120 ~ 900℃预热20~90 min，然后通入摩尔分率为20~ 80%的气态硫磺，在温度500~900℃还原反应0.5 ~ 4h，得到硫化物料块和SO₂尾气；

（2）将上述所得硫化物料块研磨至1~1000μm，10~100份再与硫酸盐按摩尔比为1∶1~ 3混合均匀，在非氧化性气氛下，于温度600 ~ 1400℃反应0.5~5h，得到固体渣料金属氧化物和SO₂ 尾气，SO₂ 尾气返回第一工段，与第一工段产生的SO₂尾气合并作为生产硫酸的原料气，反应放出热量用于第一工段的反应。