空氣—雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸 色度的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 硫酸是一種重要的基本化工原料，廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門。硫酸的產(chǎn)量常被用 作衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。硫酸主要用于生產(chǎn)化學(xué)肥料、合成纖維、涂料、洗滌 劑、致冷劑、飼料添加劑和石油的箱煉、有色金厲的冶煉，以及鋼鐵、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)。
[0003] 截止到2013年底，我國(guó)硫酸產(chǎn)量為8650萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)2. 9%，占世界硫酸產(chǎn)量的 36. 5%。其中，硫黃制酸產(chǎn)3967萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)1. 6%，占硫酸總產(chǎn)量的45. 9% ;冶煉煙氣制 酸產(chǎn)2473萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)3. 5%，占硫酸總產(chǎn)量的28. 6% ;硫鐵礦制酸產(chǎn)2157萬(wàn)t，同比增長(zhǎng) 3. 0%，占硫酸總產(chǎn)量的24. 9% ;磷石膏、硫化氫等其他原材料制酸產(chǎn)53萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)2. 2%， 占硫酸總產(chǎn)量的0. 6%。近年來(lái)，隨著有色金屬工業(yè)的發(fā)展也直接帶動(dòng)了冶煉煙氣制酸的發(fā) 展，"十二五"期間，冶煉酸產(chǎn)能將增加1300萬(wàn)t以上，冶煉酸占硫酸總產(chǎn)量將大于30%。由 于冶煉煙氣成分復(fù)雜，組分變化波動(dòng)較大，致使硫酸產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，影響使用效果，給企 業(yè)銷售帶來(lái)不利的影響。
[0004] 冶煉煙氣硫酸是由金屬硫化礦在冶煉爐中焙燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫氣體經(jīng)除塵、濕 法凈化、干吸、轉(zhuǎn)化和吸收等工藝制取的，制取的硫酸產(chǎn)品質(zhì)量受金屬礦物原料、冶煉工藝、 凈化工藝等諸多因素的影響，許多企業(yè)生產(chǎn)的硫酸均出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問(wèn)題。
[0005] 經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)某鉛鋅冶煉廠采用帝國(guó)熔煉法冶煉工藝生產(chǎn)的硫酸顏色發(fā)黑進(jìn)行研 宄，該企業(yè)利用無(wú)煙煤自制煤氣為燃料，燒結(jié)煙氣制酸，硫酸系統(tǒng)生產(chǎn)的硫酸一直存在色度 異常現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為顏色呈紅褐色，致使產(chǎn)品售價(jià)長(zhǎng)期低于GB/T534-2002 -級(jí)品價(jià)格。 研宄表明，煤氣是無(wú)煙煤在煤氣發(fā)生爐氣化反應(yīng)所產(chǎn)生的，由于煤氣中的有機(jī)物、煤氣的局 部不完全燃燒等原因，致使進(jìn)入煙氣系統(tǒng)，在凈化工序未能完全捕集，從而進(jìn)入成品酸中， 進(jìn)一步碳化成亞微態(tài)碳粒；從冶煉工藝角度分析，礦物焙燒過(guò)程中通過(guò)空氣、燃料、含氮選 礦藥劑等帶入氮氧化物，由于氮氧化物存在加劇了鐵和硫酸的反應(yīng)，使硫酸色度出現(xiàn)異常。 因此，硫酸產(chǎn)品中溶解的部分還原性氣體，如二氧化硫等以及亞微態(tài)碳粒和氮氧化物是導(dǎo) 致硫酸顏色呈紅褐色的主要原因。
[0006] 在工業(yè)硫酸脫色技術(shù)中，中國(guó)專利（公告號(hào)：CN102757021A)公布了利用過(guò)氧化氫 對(duì)硫酸脫色的方法，硫酸與過(guò)氧化氫溶液的體積比為100 : 6~22。中國(guó)專利（公告號(hào)： CN102786036A)公布了利用高錳酸鉀對(duì)硫酸進(jìn)行脫色的方法。
[0007] 由于硫酸生產(chǎn)原料的不同，造成硫酸著色的原因也是多方面的，解決硫酸脫色技 術(shù)，關(guān)鍵在于氧化劑的選取和脫色工藝上，合適的氧化劑和合理的脫色工藝才能達(dá)到好的 脫色效果，并使脫色成本較低，取得好的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的就是要提供一種空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工 藝方法，該工藝方法采用空氣一雙氧水聯(lián)合氧化除雜原理，具有工藝簡(jiǎn)單、流程短、投資少、 成本低、污染小以及能夠有效脫除工業(yè)硫酸顏色等諸多優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了單獨(dú)使用雙氧水脫除 硫酸顏色的方法中雙氧水用量大、成本高的不足；可有效降低工業(yè)硫酸色度，使得處理后的 工業(yè)硫酸質(zhì)量達(dá)到GB/T534- 2002 -級(jí)品要求，同時(shí)可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的： 空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝，該工藝按照下述步驟進(jìn)行： (1) 將質(zhì)量濃度為93%的工業(yè)硫酸裝入具有加熱功能的反應(yīng)器中，通入干燥空氣，按處 理1噸硫酸計(jì)，空氣流量控制在40~60L/min，壓力控制在0. 2MPa，預(yù)熱到40°C; (2) 將質(zhì)量濃度為27. 5~30%的雙氧水緩慢滴加到反應(yīng)器中，按處理1噸硫酸計(jì)，雙氧 水滴加速度為0.15~0.2L*mirT1，雙氧水與工業(yè)硫酸的質(zhì)量比為0.5~0.7 : 100,控制 反應(yīng)溫度在45~50°C;雙氧水滴加完畢后，在45~50°C條件下保持反應(yīng)0. 5h;在60°C條 件下保持反應(yīng)I. 5h，反應(yīng)結(jié)束； (3) 開始降溫，溫度降至20~25°C時(shí)，停止通入空氣，既得成品硫酸。
[0010] 其中，在上述步驟（1)中所述的工業(yè)硫酸由冶煉煙氣制得，外觀呈黑褐色。
[0011] 其中，在上述步驟（1)中所述的反應(yīng)器為帶有夾套的搪瓷反應(yīng)器。
[0012] 其中，在上述步驟（1)中所述的過(guò)濾、干燥的空氣是在常規(guī)的壓縮空氣過(guò)濾器和干 燥器中進(jìn)行制備的。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于： 該工藝方法采用空氣一雙氧水聯(lián)合氧化除雜原理，具有工藝簡(jiǎn)單、流程短、投資少、成 本低、污染小以及能夠有效脫除工業(yè)硫酸顏色等諸多優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了單獨(dú)使用雙氧水脫除硫 酸顏色的方法中雙氧水用量大、成本高的不足；可有效降低工業(yè)硫酸色度，使得處理后的工 業(yè)硫酸質(zhì)量達(dá)到GB/T534- 2002 -級(jí)品要求，同時(shí)可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述： 實(shí)施例一 國(guó)內(nèi)某鉛鋅冶煉廠采用帝國(guó)熔煉法冶煉工藝，利用無(wú)煙煤自制煤氣為燃料，燒結(jié)煙氣 制酸，硫酸系統(tǒng)生產(chǎn)的硫酸一直存在色度異常現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為顏色呈紅褐色，致使產(chǎn)品售 價(jià)長(zhǎng)期低于GB/T534-2002 -級(jí)品價(jià)格。研宄表明，煤氣是無(wú)煙煤在煤氣發(fā)生爐氣化反應(yīng)所 產(chǎn)生的，由于煤氣中的有機(jī)物、煤氣的局部不完全燃燒等原因，致使進(jìn)入煙氣系統(tǒng)，在凈化 工序未能完全捕集，從而進(jìn)入成品酸中，進(jìn)一步碳化成亞微態(tài)碳粒；從冶煉工藝角度分析， 礦物焙燒過(guò)程中通過(guò)空氣、燃料、含氮選礦藥劑等帶入氮氧化物，由于氮氧化物存在加劇了 鐵和硫酸的反應(yīng)，使硫酸色度出現(xiàn)異常。因此，硫酸產(chǎn)品中溶解的部分還原性氣體，如二氧 化硫等以及亞微態(tài)碳粒和氮氧化物是導(dǎo)致硫酸顏色呈紅褐色的主要原因。
[0016] 如圖1所示，空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低硫酸色度工藝包括如下步驟： (1)空氣通入及硫酸預(yù)熱： 將It工業(yè)著色硫酸裝入帶有加熱功能的Im3反應(yīng)器中，通入經(jīng)過(guò)濾、干燥的空氣，空氣 通入管道應(yīng)插在硫酸液面下，距反應(yīng)器底部200~250mm，空氣流量控制在40~60L/min， 壓力控制在0. 2MPa;開啟反應(yīng)器加熱裝置，預(yù)熱到40°C。
[0017] (2)氧化脫色反應(yīng)： 將雙氧水緩慢滴加到反應(yīng)器中，滴加速度控制在〇. 15~0. 2L?HIirT1，雙氧水與工業(yè) 硫酸的質(zhì)量比為〇. 5~0. 7 : 100,控制反應(yīng)溫度在45~50°C;雙氧水滴加完畢，在45~ 50°C條件下保持反應(yīng)0. 5h;在60°C條件下保持反應(yīng)I. 5h，反應(yīng)結(jié)束。
[0018] (3)降溫： 氧化脫色反應(yīng)結(jié)束后，開始降溫，降溫采取通入的空氣自然降溫，當(dāng)溫度降至20~ 25 °C時(shí)，停止通入空氣，既得成品硫酸。
[0019] (4)取樣分析化驗(yàn)： 對(duì)上述方法脫色處理的成品硫酸取樣分析化驗(yàn)，結(jié)果見表1。結(jié)果表明，采用空氣一 雙氧水聯(lián)合氧化法降低硫酸色度工藝，脫色后的成品硫酸質(zhì)量達(dá)到工業(yè)硫酸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T534-2002 -級(jí)品指標(biāo)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝，其特征在于：該工藝按照下述 步驟進(jìn)行： (1) 將質(zhì)量濃度為93%的工業(yè)硫酸裝入具有加熱功能的反應(yīng)器中，通入干燥空氣，按處 理1噸硫酸計(jì)，空氣流量控制在40~60L/min，壓力控制在0. 2MPa，預(yù)熱到40°C ; (2) 將質(zhì)量濃度為27. 5~30%的雙氧水緩慢滴加到反應(yīng)器中；按處理1噸硫酸計(jì)，雙 氧水滴加速度為0.15~0.2L，HiirT1;雙氧水與工業(yè)硫酸的質(zhì)量比為0.5~0.7 : 100,控 制反應(yīng)溫度在45~50°C ;雙氧水滴加完畢后，在45~50°C條件下保持反應(yīng)0. 5h ;在60°C 條件下保持反應(yīng)I. 5h，反應(yīng)結(jié)束； (3) 開始降溫，溫度降至20~25°C時(shí)，停止通入空氣，既得成品硫酸。
2. 如權(quán)利要求1所述的空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝，其特征在 于：在上述步驟（1)中所述的工業(yè)硫酸由冶煉煙氣制得，外觀呈黑褐色。
3. 如權(quán)利要求1所述的空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝，其特征在 于：在上述步驟（1)中所述的反應(yīng)器為帶有夾套的搪瓷反應(yīng)器。
4. 如權(quán)利要求1所述的空氣一雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝，其特征在 于：在上述步驟（1)中所述的過(guò)濾、干燥的空氣是在常規(guī)的壓縮空氣過(guò)濾器和干燥器中進(jìn) 行制備的。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種空氣—雙氧水聯(lián)合氧化法降低工業(yè)硫酸色度的工藝，將工業(yè)著色硫酸放入反應(yīng)器中，通入空氣并滴加雙氧水進(jìn)行氧化脫色反應(yīng)，可使著色硫酸脫色。該工藝方法具有工藝簡(jiǎn)單、流程短、投資少、成本低、污染小以及能夠有效脫除工業(yè)硫酸顏色等諸多優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了單獨(dú)使用雙氧水脫除硫酸顏色的方法中雙氧水用量大、成本高的不足；可有效降低工業(yè)硫酸色度，使得處理后的工業(yè)硫酸質(zhì)量達(dá)到GB/T534—2002一級(jí)品要求，同時(shí)可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】C01B17-90
【公開號(hào)】CN104876192
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510248073
【發(fā)明人】張析, 余江鴻, 于建忠, 王進(jìn)龍, 吳斌, 王純林
【申請(qǐng)人】西北礦冶研究院
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日