[发明专利]一种以硫酸亚铁制备硫酸的方法

说明书

本发明涉及一种以硫酸亚铁制备硫酸的方法，属于固体废料综合利用技术领域，本发明技术方案包括以下步骤：将硫酸亚铁与煤炭混合均匀后送入高温分解炉，焙烧后产生含二氧化硫的炉气及含Fe₂O₃的固相物，炉气通过转换器催化生成三氧化硫，三氧化硫用浓硫酸吸收生成硫酸，所述有氧气氛是指通入高温分解炉的气体中氧气体积分数为5％～20％，所述含二氧化硫的炉气中二氧化硫的体积分数≥10％。与现有技术相比，本发明的工艺过程无废物产生，硫酸亚铁脱硫率≥93％，炉渣中Fe₂O₃的含量≥86％，可直接作为冶铁原料。本发明使钛白生产废副硫酸亚铁实现资源化利用，开发了潜在的硫资源，可缓解我国硫资源短缺的现状；同时也形成了硫酸法钛白企业的一条循环经济产业链。

技术领域

本发明属于固体废料综合利用技术领域，尤其是涉及一种以硫酸亚铁热分解制备硫酸的方法。

背景技术

硫酸亚铁是硫酸法钛白粉生产过程中钛铁矿和硫酸发生反应而产生的工业废渣，目前国内钛白粉生产企业基本都采用硫酸法工艺生产钛白粉，一般生产1t钛白粉会副产2.5～4.0t七水硫酸亚铁，副产硫酸亚铁可用作净水剂、肥料、饲料添加剂和建材等，但是由于钛白副产的硫酸亚铁量远超过目前这些产品的需用量，因此，有很大一部分硫酸亚铁采用中和后堆放处理，不仅占用大量的土地资源，产生环境负效应，也造成了硫、铁资源的浪费。硫酸亚铁的处置成为制约钛化工行业实现可持续发展的因素之一。因此从资源综合利用和环境保护考虑，硫酸亚铁的开发利用是值得大力发展的。

硫酸亚铁是一种重要的硫铁资源，将硫酸亚铁返回硫酸生产系统生产硫酸和铁精粉，是理想的资源循环利用方式。国内的一种处理工艺是将硫酸亚铁与硫铁矿或者硫磺掺烧制酸，但是掺烧工艺造成硫酸规模膨胀，生产成本和投资较高。

中国专利CN201410118350.8公开了一种硫酸亚铁生产石膏联产铁精粉的方法，把钛白粉的副产物七水硫酸亚铁加入回转窑中干燥除水制成硫酸亚铁，然后把煤渣磨成煤粉喷入回转窑中；硫酸亚铁和煤粉在回转窑中焙烧，加热温度为850～1000℃，焙烧时间24～36h；焙烧结束后，回转窑中的热态烧渣经冷却器冷却后得到铁精矿，气体SO₃经过除尘冷却设备、净化冷却设备后进入氧化吸收塔，制成硫酸；将制得的硫酸置于中和罐中，再向中和罐中加入石灰中和得到石膏。此方法中，喷入回转窑中煤粉的量是七水硫酸亚铁的1/15～1/10，对应的C/S(摩尔比)为1.55～2.32。得到的炉气主要成分为SO₃，三氧化硫溶于水，并跟水反应生成硫酸和放出大量的热。高温下硫酸的强腐蚀性会造成反应炉设备的损坏。另外，该反应中反应时间长达24～36h，说明在反应器中物料进料慢出料也慢，形成的炉气中SO₃浓度低，无法达到制备硫酸的要求。

中国专利CN200610163864.0公开了一种用硫酸亚铁生产硫酸和铁精矿的方法。其技术方案提及无水硫酸亚铁在氧化还原气氛中加热分解制铁精矿，同时说明其氧化还原剂为空气，即在有氧条件下分解，使烟气中三氧化硫和二氧化硫的质量比K为8～100，即，有氧条件下其产物主要是三氧化硫，而在反应条件下，三氧化硫会跟水反应生成硫酸，生成硫酸后会与工业设备反应，腐蚀设备。而根据该专利的记载，其在加入C或CO作为还原剂的时候是保持无氧状态的，而无氧条件对于工艺设备与工艺条件要求高。

发明内容

针对现阶段硫酸亚铁利用率低，掺烧制硫酸规模过大等技术不足，本发明提供一种以硫酸亚铁制备硫酸的方法。

本发明的技术方案是将硫酸亚铁与煤炭混合送入高温分解炉内，在有氧条件下焙烧制取硫酸和铁精粉。

本发明的技术方案可以同时利用硫酸亚铁中铁和硫资源，生产市场需求量巨大的铁精矿和硫酸，实现钛白粉副产硫酸亚铁的大规模资源化利用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：