CN101439880A

CN101439880A - 一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺

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Publication number: CN101439880A
Application number: CNA2008102326876A
Authority: CN
Inventors: 彭铁战
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: CN101439880B

Abstract

本发明提供了一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，它以铁精粉(或铁泥)、硫磺为主要原料，将铁精粉(或铁泥)与硫磺按适量的比例混合，再加入适量的硫酸反应至要求程度，然后将物料输送至沸腾炉内焙烧，焙渣经冷却，粉碎制得氧化铁红产品；炉气经除尘，净化、二次转化，二次吸收制成浓硫酸产品。该工艺以硫磺作为热源，采用沸腾焙烧干法生产氧化铁红产品，具有生产成本低，产量大，产品质量好，充分合理地利用了能源；焙烧的烟气经处理制成了市场需要的浓硫酸产品，既消除了环境污染，又充分利用了硫资源，化害为利，经济效益，环境效益和社会效益显著。

Description

一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺

技术领域

本发明涉及化工领域氧化铁红及浓硫酸的生产工艺，更具体地说，涉及一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺。

背景技术

目前氧化铁红的制造方法较多，一般可分为干法和湿法两大类。干法有(1)绿矾煅烧法；(2)铁黄煅烧法；(3)铁黑煅烧法；(4)其他干法。以含铁料，如铁泥、磁铁矿砂等在适宜温度下煅烧制得氧化铁红。湿法有(1)硫酸法；(2)混酸法。其大致原理是先将铁皮、铁屑与酸反应生成亚铁盐晶种，将晶种液转入二步氧化罐，加入铁皮，在保证一定温度，一定硫酸亚铁含量的状态下鼓入空气氧化，再经过滤、水洗、干燥、粉碎制得。湿法生产的氧化铁红产品纯度高，性能优良，但生产工艺复杂，原材料价格高昂，生产成本高，目前高端氧化铁红产品主要采用湿法生产。干法生产氧化铁红，原料来源广泛，工艺简单，生产成本低，但产品纯度较低。干法生产氧化铁红主要以化工生产的废料铁泥、铁矿粉等为主要原料，与硫酸混合反应后，采用煤或重油作为热源，送入高温转炉或箱式炉中进行焙烧，然后再经冷却，粉碎制得氧化铁红产品。干法焙烧生成的炉气中含有大量的SO₂有害成分，将其直接排入到大气中，将会严重污染环境；也有采用石灰水吸收其中的SO₂有害成分，然后再排入大气中，该方案虽然减少了SO₂有害成分对大气的污染，但同时又产生了硫酸钙废渣，同时增加了生产成本。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点，本发明提供一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，该种生产工艺将干法生产氧化铁红的工艺与工业硫酸的生产工艺完好地结合在一起，很好地解决了目前干法氧化铁红生产中存在的问题，消除了环境污染，同时也降低了整个生产成本，提高了产品质量，使各种资源得到了更加充分合理的利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，主要包括下述顺序的步骤：

第一步骤是预处理：将含量为62％以上的铁精粉、35％的硫磺及浓度≥70％的浓硫酸混合搅拌，铁精粉与硫酸进行硫化反应，生成硫酸铁和硫酸亚铁的混合物，加温至140℃时保持2～4h后处理成型，送入打散机打散，再经过筛选后将粒度为100目、水分含量为8％的混合物经胶带输送机送入焙烧步骤中的加料斗内；

第二步骤是焙烧：常压空气经鼓风机鼓入沸腾炉底部，来自第一步骤贮存在炉前加料贮斗内的物料，经胶带给料机均匀的加入沸腾炉内，经热源加热后，硫磺混合料和空气中的氧进行氧化燃烧，生成二氧化硫；

第三步骤是冷却、研磨及吸收：沸腾炉出来的焙渣经冷却、研磨分离后制得氧化铁红产品；同时，沸腾炉出来的含有SO₂的高温炉气经除尘、净化、二次转化及二次吸收后制成浓硫酸产品。

所述第一步骤中，铁精粉、硫磺、硫酸的重量混合比例为1：0.1～0.3：0.1～1。

所述第二步骤中，沸腾炉中所采用的热源为硫磺。

所述第二步骤中，沸腾炉内温度为600～900℃，停留时间为10～40分钟。

与现有技术相比，本发明所述的氧化铁红联产浓硫酸工艺具有以下优点：

1、在生产原料上，选用高含量的精铁精粉，可制得高纯度的氧化铁红产品；

2、以硫磺为热源，不仅为铁原料焙烧提供了热量，而且硫磺本身转化成生产硫酸所需的SO₂气体，与传统干法生产氧化铁红采用煤或油为热源相比，综合利用了能源，降低了生产成本，同时也提高了产品的质量；

3、采用沸腾炉焙烧，易控制焙烧温度，生产能力大，可实现连续化生产，物料焙烧温度均匀，停留时间短，保证了氧化铁红产品的质量；

4、采用将主要含有SO₂的炉气经除尘，净化后，进入转化器，在催化剂作用下，将SO₂氧化成SO₃，再经二次转化，二次吸收制得工业上大量需求的浓硫酸产品，不仅消除了大量的SO₂造成的环境污染，而且充分利用硫资源。

附图说明

图1是本发明工艺流程方框示意图。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：

在1000L反应槽中，第一步骤是预处理：先加入400kg精铁精粉，40kg硫磺粉，再拌入40kg浓度90％的硫酸混合搅拌，反应成型3小时，铁精粉与硫酸进行硫化反应，生成硫酸铁和硫酸亚铁的混合物，加温至140℃时保持2～4h后处理成型，经由胶带输送机送入打散机打散，再经过筛选后将粒度为100目、水分含量为8％的经胶带输送机送入Φ3000mm的沸腾炉中焙烧。

第二步骤是焙烧，常压空气经鼓风机鼓入沸腾炉底部，来自原料工段贮存在炉前加料贮斗内的物料，经胶带给料机均匀的加入沸腾炉内。沸腾炉内采用硫磺为热源，硫磺混合料和空气中的氧在流态化状态下进行氧化燃烧，焙烧温度控制在600～900℃之间，停留时间为10～40分钟，生成二氧化硫，浓度为12％左右。

第三步骤是冷却、研磨及吸收，从沸腾炉出来的950℃左右含二氧化硫的高温炉气，依次经炉气冷却器降温、旋风除尘器除尘后进入净化吸收制得硫酸。而经沸腾炉排出的物料以及废热锅炉、旋风除尘器和电除尘器排出的物料，经冷却粉碎制得氧化铁红产品。

在上述第三步骤中，制得硫酸的过程包括：

1)净化工段：

炉气进入文氏管、循环喷淋稀硫酸，炉气经降温后，进入泡沫塔继续降温到规定的温度(42℃)。循环酸在稀酸板式冷却器与循环水间换热，进行冷却降温。

出泡沫塔的炉气，依次经过一级电除雾器除去炉气中的酸雾，使其含量≤0.005g/Nm³后，进入干吸工段的干燥塔进行干燥。

净化工段采用封闭稀酸洗工艺，排出的稀硫酸用于氧化铁红原料预处理。

2)干吸工段：

本工段采用一次干燥，两次吸收工艺。自净化工段来的炉气，进入干燥塔喷淋93％的硫酸干燥，使含水率降至≤0.1g/Nm³后，然后进入转化工段二氧化硫鼓风机。

干燥塔上部喷淋下的93％硫酸，吸收水份后流入干燥塔循环槽，用一吸塔循环系统串入的98％硫酸，维持其浓度，经干燥塔循环泵送入干燥塔酸冷却器降温后，入干燥塔上部喷淋。增多的93％硫酸，一部分串入一吸塔循环槽，一部分作为成品酸计量后，送成品贮藏罐。

来自转化的一次转化气进入第一吸收塔，吸收三氧化硫并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后，返回转化器，进行二次转化。

第一吸收塔以98％的硫酸喷淋，吸三氧化硫浓度提高后流入一吸塔循环槽，加入清水调节酸浓，经循环泵送入吸收塔酸冷却器降温后，入一吸塔喷淋。增多的98％硫酸，串入干燥塔循环槽或产出成品。

来自转化的二次转化气进入第二吸收塔，吸收三氧化硫并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后，由尾气烟囱放空。

第二吸收塔也以98％的硫酸喷淋，吸收三氧化硫浓度提高后流入二吸塔循环槽，加入清水调节酸浓，经循环泵送入吸收塔酸冷却器降温后，入二吸塔喷淋。增多的98％硫酸，串入干燥塔循环槽。

3)转化工段：

来自干吸工段干燥塔三氧化硫浓度约8％的炉气，经二氧化硫鼓风机降压，入第III换热器及第I换热器壳侧与管侧三氧化硫气换热，温度升至430℃左右，入转化器进行第一次转化。经一、二、三段催化剂反应转化率∽95％的转化气，进入III换热器管侧和壳侧二氧化硫气换热降温后，进入干吸工段第一吸收塔进行第一次吸收。被吸收三氧化硫后的气体，经第IV换热器及第II换热器壳侧与管侧三氧化硫气换热，温度升至420℃左右，入转化器进行第二次转化，总转化率达99.7％。二次转化气经第IV换热器管侧与壳侧二氧化硫气换热降温后，入干吸工段第二吸收塔进行第二次吸收。

实施例2

工艺过程同实施例1，物料配比400kg精铁精粉，120kg硫磺粉，再拌入400kg浓度70％的硫酸。

实施例3

工艺过程同实施例1，物料配比400kg精铁精粉，60kg硫磺粉，再拌入100kg浓度80％的硫酸。

实施例4

工艺过程同实施例1，物料配比400kg精铁精粉，60kg硫磺粉，再拌入200kg浓度90％的硫酸。

该种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺以硫磺作为热源，采用沸腾焙烧干法生产氧化铁红产品，具有生产成本低，产量大，产品质量好，充分合理地利用了能源；焙烧的烟气经处理制成了市场需要的浓硫酸产品，既消除了环境污染，又充分利用了硫资源，化害为利，经济效益，环境效益和社会效益显著。

Claims

1.一种氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，其特征在于，主要包括下述顺序的步骤：

第一步骤是预处理：将含量为62％以上的铁精粉、35％的硫磺及浓度≥70％的浓硫酸混合搅拌，铁精粉与硫酸进行硫化反应，生成硫酸铁和硫酸亚铁的混合物，加温至140℃时保持2～4h后处理成型，送入打散机打散，再经过筛选后将粒度为100目、水分含量为8％的混合物经胶带输送机送入焙烧步骤加料斗内；

第二步骤是焙烧：常压空气经鼓风机鼓入沸腾炉底部，来自第一步骤贮存在炉前加料贮斗内的物料，经胶带给料机均匀的加入沸腾炉内，经热源加热后，硫磺混合料和空气中的氧在流态化状态下进行氧化燃烧，生成二氧化硫；

第三步骤是冷却、研磨及吸收：沸腾炉出来的焙渣经冷却、研磨分离后制得氧化铁红产品；同时，沸腾炉出来高温炉气经除尘、净化、二次转化及二次吸收后制成浓硫酸产品。

2.根据权利要求1所述的氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，其特征在于，铁精粉、硫磺、硫酸的重量混合比例为1：0.1～0.3：0.1～1。

3.根据权利要求1所述的氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，其特征在于，所述沸腾炉中所采用的热源为硫磺。

4.根据权利要求2所述的氧化铁红联产浓硫酸的生产工艺，其特征在于，所述沸腾炉内温度为600～900℃，停留时间为10～40分钟。