[发明专利]一种含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物的固废资源化方法

说明书

一种含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物固废的资源化方法，通过磨细碳粉，通入过量氧气循环，加热使硫转化为二氧化硫，碳转化为二氧化碳，混合气转化成三氧化硫同时获得结构疏松的硫酸钙和二氧化硅失水微晶固体。

技术领域

本发明涉及化工、节能、环保领域，是一种含硫固体废弃物的资源化方法。

背景技术

烟气、煤气脱硫是化工行业对气体进行清洁处理的常见工序，干法脱硫因其污染小，能耗低等优点在其中应用广泛。 脱硫剂是一种含铁、钙、铝、硅等氧化物的混合物，脱硫剂本身属非危化品，对人体、环境没有污染危害，而废脱硫剂由于其吸附、集聚单质硫磺，是一种危化废弃物。

脱除的硫化物通常为H2S、SO2、COS等，其中以H2S为主，铁系脱硫剂、锰系脱硫剂脱除H2S后以FeS，MnS的形式存在。采用酸洗处理该固废产生H2S、SO2，累积在脱硫剂表面的堵住了孔道的单质硫露出，脱硫剂骨架中的SiO2析出的同时生成部分CaSO4，形成了单质S和SiO2、CaSO4的混合物新固废。

采用CS2对S的溶解能力进行萃取，因为CS2的沸点低无法实现应用，其余溶剂因溶解能力不够等原因性能不佳，由于上述原因，废脱硫剂酸洗技术至今未大规模推广应用。为此，找到一种新方法，无毒、环境友好，并且将硫磺从固废分离出来，实现废物消解，副产其他产品，既能避免产生新的环境污染问题，又能得到较高的经济价值。

CN111607704A李立等公告了一种废脱硫剂的处理工艺，将废脱硫剂与软锰矿混合得到混合固体，使用硫酸对混合固体浸出，得到浸出液；碳化结晶后过滤，得到碳酸锰。该技术只回收其中的锰而忽略了剩下的硫和二氧化硅、硫酸钙混合物的新危废没有处理，无法体现其环保性和经济性。

发明内容

本发明是含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物的固废资源化方法，其特征在于：固废中含有单质硫4~20%，二氧化硅4~20%，其余为硫酸钙。将碳粉与其以0.05~0.1:1送入密闭反应器，通入过量4~12倍的氧气（或空气或富氧空气）循环，在250~280℃下保持20~180分钟。单质硫转化为二氧化硫，碳转化为二氧化碳，获得含有二氧化硫、二氧化碳、氧气的混合气送入三氧化硫合成工序，同时获得了不含单质硫的，结构疏松的二氧化硅与硫酸钙失水微晶固体。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供了一种含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物的固废资源化方法，酸洗废脱硫剂固体成为了可行的处置方法，实现了无废物全利用；

(2)本发明提供了一种含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物的固废资源化方法，微晶固体加水成型后具有比无水石膏加水成型更好的强度，可以直接作为产品对外销售，由此对该固废实现资源化；

(3)本发明提供了一种含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物的固废资源化方法，S单质被氧化为SO₂，后转化为SO₃，可制硫酸重复用于酸洗工段。

具体实施方式

实施例1：一种含单质硫二氧化硅硫酸钙水合物固废，含单质硫10%，二氧化硅16%，其余为硫酸钙，加入固废重量10%磨细的碳粉，将固废送入密闭容器，通入过量8倍氧气（或空气或富氧空气）循环，加热到250℃，保持160分钟，单质硫与氧气反应产生二氧化硫气体，碳与氧气反应生产二氧化碳，获得的循环气含有二氧化硫、二氧化碳与氧气送入气体利用工序合成三氧化硫；同时获得不含单质硫的结构疏松的硫酸钙与二氧化硅的失水微晶固体，该微晶固体在加水成型后具有比无水石膏加水成型更好的强度。