CN112359222B - 一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法及装置。所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法包括：将亚硫酸锌液和硫酸上清液输送至酸分解槽中混合，得到混合液；将所述混合液通入多级溢流槽中进行多级溢流，得到硫酸锌液。本发明通过亚硫酸锌液不压滤连续酸分解做槽，减少了亚硫酸锌液压滤步骤，同时避免了间断集中下渣导致反应激烈、酸分解槽密封不严导致做槽时现场二氧化硫逸出严重的情况，达到了节约人工、降低成本和改善作业现场环境的目的。

Description

一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法及装置

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，尤其涉及一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法及装置。

背景技术

锌冶炼企业使用自产氧化锌粉吸收锌浸出渣火法处理过程中产出的低浓度二氧化硫烟气并使之达标排放，同时得到亚硫酸锌液，其主要成分为亚硫酸锌。

目前，亚硫酸锌的主要处理方法有：1、火法处理：脱硫塔排出的亚硫酸锌液经板框压滤后得到亚硫酸锌渣，亚硫酸锌渣送焙烧搭配锌精矿配料，但该方法存在以下问题：(1)需要板框压滤亚硫酸锌渣后才能实现液固分离，但压滤后滤渣水分较高，不利于沸腾炉配料；(2)大量亚硫酸锌渣进沸腾炉易造成沸腾炉烧结，影响沸腾炉正常运行；2、湿法处理：脱硫塔排出的亚硫酸锌液经板框压滤后得到亚硫酸锌渣，补入硫酸上清液后开始酸分解，产出的硫酸锌液送下一道湿法工序，二氧化硫送硫酸制酸。该方法的缺点是：(1)该方法为酸分解间断做槽，即人工将亚硫酸锌渣下至对应的酸分解槽后，补入硫酸上清液开始做槽，存在每次压滤渣重量差异，硫酸上清液量补入不足等问题，导致亚硫酸锌液未完全解析，在后续工序仍释放出二氧化硫；(2)间断集中下渣导致反应剧烈、下渣口难以完全密封，存在下渣或补入硫酸上清液时，部分二氧化硫从下渣口逸出，造成作业现场环境恶劣；(3)在上述条件下，酸分解脱气风机及烟道管阀门已完全开启，一发生现场二氧化硫大量逸出时，有效办法是通过增加硫酸分厂二氧化硫风机转速酸分解槽负压，达到减少二氧化硫逸出目的，但该操作会导致硫酸制酸处二氧化硫浓度波动，影响制酸正常生产。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法及装置，旨在解决现有亚硫酸锌的处理方法需要对亚硫酸锌液进行压滤，导致亚硫酸锌液未完全解析以及作业现场环境恶劣的问题。

一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，包括：

将亚硫酸锌液和硫酸上清液输送至酸分解槽中混合，得到混合液；

将混合液通入多级溢流槽中进行多级溢流，得到硫酸锌液。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，所述亚硫酸锌液为氧化锌粉脱硫塔吸收二氧化硫产出的亚硫酸锌液。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，所述硫酸上清液的酸度大于100g/L。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，所述亚硫酸锌液的进液流量5-10m³/h，所述硫酸上清液的进液流量10-20m³/h。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，在进行所述多级溢流的过程中，还包括：监测所述多级溢流槽中混合液的pH。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，还包括：

收集所述酸分解槽和所述多级溢流槽产出的二氧化硫；

将收集得到的二氧化硫送制酸工序进行制硫酸。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，还包括：将所述硫酸锌液送入氧化锌粉处理系统回收锌金属。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，所述多级溢流的时间为2～6h。

一种亚硫酸锌液连续酸分解做槽的装置，其中，包括：

酸分解槽、与所述酸分解槽连接的多级溢流槽、与所述酸分解槽管道连接的亚硫酸锌液槽、与所述酸分解槽管道连接酸上清液槽、与所述多级溢流槽管道连接的硫酸锌液槽、与所述酸分解槽和所述多级溢流槽均连接的二氧化硫烟道管。

所述的亚硫酸锌液连续酸分解做槽的装置，其中，所述酸分解槽包括：第一酸分解槽、与所述第一酸分解槽通过导流筒连接的第二酸分解槽；

所述多级溢流槽包括：与所述第二酸分解槽通过导流筒连接的第一溢流槽、与所述第一溢流槽连接的第二溢流槽、与所述第二溢流槽连接的第三溢流槽、与所述第三溢流槽连接的第四溢流槽；

所述导流筒的进液口的高度低于溢流高度。

有益效果：本发明通过亚硫酸锌液不压滤连续做槽，减少了亚硫酸锌液压滤步骤，同时避免了现有技术间断集中下渣导致反应激烈、酸分解槽密封不严导致做槽时现场二氧化硫逸出严重的情况，进而达到了节约人工、低耗成本和改善作业现场环境的目的。

附图说明

图1为本发明所述亚硫酸锌液连续酸分解做槽的装置的结构示意图；

图中：1-酸分解系统、111-第一酸分解槽、112-第二酸分解槽、123-第一溢流槽、124-第二溢流槽、125-第三溢流槽、126-第四溢流槽、2-亚硫酸锌液槽、3-硫酸上清液槽、4硫酸锌液槽、5-二氧化硫烟道管、6-导流筒、7搅拌组件。

具体实施方式

本发明提供一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法及装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其中，包括：

将亚硫酸锌液和硫酸上清液打至酸分解槽，得到混合液；

将混合液通入多级溢流槽中进行多级溢流，得到硫酸锌液。

本发明所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法中，亚硫酸锌液和硫酸上清液混合后形成混合液，并在酸分解槽中进行酸分解反应，产生二氧化硫和硫酸锌；在多级溢流槽中，酸分解反应完全，并排出二氧化硫，得到硫酸锌液。

本发明亚硫酸锌液连续酸分解的方法是一种亚硫酸锌液不压滤连续酸分解做槽的方法，具体地是通过减少亚硫酸锌液压滤步骤实现亚硫酸锌液连续酸分解做槽，能够避免了间断集中下渣导致反应激烈、酸分解槽难以密封严导致做槽时现场二氧化硫逸出严重的情况，进而达到了节约人工、降低成本和改善作业现场环境的目的。

在本发明的一个实施方式中，所述亚硫酸锌液为氧化锌粉脱硫塔产出的亚硫酸锌液。具体地，所述亚硫酸锌液为通过氧化锌粉在脱硫塔中吸收二氧化硫后产出的亚硫酸锌液。其中，所述二氧化硫可以是由锌挥发窑产出的二氧化硫烟气。

在所述氧化锌粉脱硫塔中，氧化锌粉吸收二氧化硫，产出亚硫酸锌：ZnO+SO₂＝ZnSO₃。

在本发明的一个实施方式中，所述硫酸上清液的酸度大于100g/L。所述硫酸上清液可以是锌冶炼工艺中产生酸性溶液或配制的酸性溶液。具体地，所述硫酸上清液主要成分为硫酸。

本发明所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法能够通过管道不断地将亚硫酸锌液和硫酸上清液输送至酸分解槽中，无需间断加料。在本发明的一个实施方式中，所述亚硫酸锌液进液流量5-10m³/h，所述硫酸上清液进液流量10-20m³/h。可选地，所述亚硫酸锌液进液流量8m³/h，所述硫酸上清液进液流量15m³/h。

将亚硫酸锌液打至酸分解槽具体是通过亚硫酸锌液泵将所述亚硫酸锌液输送至酸分解槽中，其中所述亚硫酸锌液泵为变频控制，在现场操作室DCS系统上调节亚硫酸锌液泵运行频率，可控制亚硫酸锌液的进液流量。

将硫酸上清液打至酸分解槽具体是通过硫酸上清液泵将所述硫酸上清液输送至酸分解槽中，其中所述硫酸上清液泵为变频控制，在现场操作室DCS系统上调节硫酸上清液泵运行频率，可控制硫酸上清液的进液流量。

所述混合液中亚硫酸锌与硫酸上清液反应得到硫酸锌液。基于此，所述混合液也可以称为酸分解液。

在所述酸分解槽中以及多级溢流槽中，亚硫酸锌与硫酸上清液反应得到主要成分为硫酸锌的溶液，反应式发生如下：

ZnSO₃+H₂SO₃＝ZnSO₄+SO₂+H₂O。

在本发明的一个实施方式中，在进行所述多级溢流的过程中，还包括：监测多级溢流槽中溶液的pH。具体地，采用在线pH计监测反应过程pH，保证分级溢流槽最后一个槽中的溶液pH＜1，或者说保证经分级溢流槽得到的溶液pH＜1，确保亚硫酸锌全部转化为硫酸锌。

在本发明的一个实施方式中，所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法，还包括：

收集所述酸分解槽和所述多级溢流槽产出的二氧化硫；

将收集得到的二氧化硫进行制酸。

本发明采用亚硫酸锌液连续酸分解的方法的过程，会产出二氧化硫，收集产出的二氧化硫用于制酸。具体地，可以将收集得到二氧化硫送硫酸分厂，制备硫酸。

在本发明的一个实施方式中，所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法，还包括：将所述硫酸锌液送入氧化锌粉处理系统回收有价金属，如锌金属。

具体地，本发明所述硫酸锌液可以在氧化锌粉处理系统回收锌，得到产品锌。所述产品锌可用于出售。其中，本发明亚硫酸锌液连续酸分解的方法，得到的亚硫酸锌液完全解析，在后续工序不会释放出二氧化硫。

在本发明的一个实施方式中，所述亚硫酸锌液连续酸分解做槽的时间为2～7h。其中，所述在酸分解槽中的时间为0.5～1h，多级溢流的时间可以为2～6h。可选地，所述酸分解槽包括两个酸分解槽，即第一酸分解槽(1#槽)和第二酸分解槽(2#槽)；所述多级溢流槽为四级溢流槽，具体由第一溢流槽(3#槽)、第二溢流槽(4#槽)、第三溢流槽(5#槽)、第三溢流槽(6#槽)组成。其中，所述溢流方式为1#槽→2#槽→3#槽采用导流筒溢流，能够增强酸分解反应强度；3#槽→4#槽→5#槽→6#槽为常规连通溢流，每个槽配备搅拌组件，控制酸分解时间＞3h。

具体地，所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法，包括以下步骤：

(1)排液：氧化锌粉脱硫塔产生的亚硫酸锌液排至亚硫酸锌槽；

(2)阀门开启：做槽前，开启酸分解二氧化硫烟道管5的阀门；

(3)打液：启动变频可控的亚硫酸锌液泵，将亚硫酸锌液打至酸分解1#槽；

(4)补入硫酸上清液，开始解析：同步启动变频可控的硫酸上清液泵，将酸度＞100g/l的硫酸上清液打至酸分解1#槽；

(5)持续解析：混合液按顺序依次由1#槽→2#槽→3#槽→4#槽→5#槽→6#槽进行溢流。

(6)pH值监控：通过在线pH计监测反应过程pH值，确保亚硫酸锌充分解析；

(7)转液：亚硫酸锌完全解析后，持续启动酸分解转液泵，将混合液转至硫酸锌槽，后送氧化锌粉处理系统。

步骤(1)中，亚硫酸锌液为吸收锌挥发窑产出的低浓度二氧化硫烟气产出的亚硫酸锌液。

步骤(2)中，酸分解管道负压阀门完全开启，保证连续酸分解过程中平稳产出的烟气能被硫酸制酸风机本身负压抽至硫酸制酸。

步骤(3)中，亚硫酸锌液进液流量5-10m³/h。

步骤(4)中，硫酸上清液酸度大于100g/l，硫酸上清液进液流量10-20m³/h。

步骤(5)中，6#槽液位＜2.7m，避免液位过高冒槽，酸分解做槽时间＞3h。

步骤(6)中，6#槽pH＜1。

本发明所述方法是一种亚硫酸锌液不压滤连续做槽的方法，不使用板框压滤机压滤氧化锌粉脱硫后产生的硫酸锌液，直接将脱硫塔排至亚硫酸锌槽的亚硫酸锌液打至酸分解槽，补入硫酸上清液后，开始酸分解做槽。亚硫酸锌泵和硫酸上清液泵均采用变频控制，可通过调节进液流量，控制混合液做槽时间。通过亚硫酸锌液不压滤连续做槽，减少了亚硫酸锌液压滤步骤，同时避免了酸分解槽难以密封严，下渣时现场二氧化硫逸出严重的情况，达到了节约人工成本和改善作业现场环境的目的。

如图1所示，本发明还提供一种亚硫酸锌液连续酸分解做槽的装置，其中，包括：

酸分解系统1，所述酸分解系统1包括酸分解槽、与所述酸分解槽连接的多级溢流槽；

亚硫酸锌液槽2，所述亚硫酸锌液槽2与所述酸分解槽连通、；

硫酸上清液槽3，所述硫酸上清液槽3与所述酸分解槽连接；

硫酸锌液槽4，所述硫酸锌液槽4与所述多级溢流槽连接；

二氧化硫烟道管5，所述二氧化硫烟道管5与所述酸分解槽和所述多级溢流槽均连接。

具体地，所述酸分解槽是亚硫酸锌液与所述硫酸上清液的混合及反应场所，与亚硫酸锌液槽2和硫酸上清液槽3连接，同时在反应过程中还会产生二氧化硫，因此在所述酸分解槽的顶部连接的二氧化硫烟道管5，收集二氧化硫。所述多级溢流槽是多个(多级)溢流槽组成，所述多级溢流槽中会继续发生反应产生二氧化硫，在所述多级溢流槽的各级溢流槽的顶部均连接有二氧化硫烟道管5，收集二氧化硫。

所开启的阀门为原有酸分解管道负压阀门，由于采用不压滤连续做槽，反应均匀平稳，无需额外开启酸分解脱气风机增加管道负压，只需依靠硫酸制酸风机本身负压即可将二氧化硫抽至硫酸制酸，可在原有工艺上减少对硫酸制酸生产的影响。

在本发明的一个实施方式中，所述酸分解槽包括：第一酸分解槽(1#槽)111、与所述第一酸分解槽通过导流筒6连接的第二酸分解槽(2#槽)112；

所述多级溢流槽包括：与所述第二酸分解槽112通过导流筒6连接的第一溢流槽(3#槽)123、与所述第一溢流槽连接的第二溢流槽(4#槽)124、与所述第二溢流槽连接的第三溢流槽(5#槽)125、与所述第三溢流槽连接的第四溢流槽(6#槽)126；

所述导流筒6的进液口的高度低于溢流高度。

所述溢流高度是指溢流槽中进行溢流时液面相对槽底液体的高度，而所述导流筒6的进液口的高度是指所述进液口距离槽底的高度。具体地，所述导流筒6为“L”形，其中，所述导流筒6的弯折处位于溢流口处，所述导流筒6的进液口在溢流口的下方。

可选地，所述第一溢流槽(3#槽)123和第二溢流槽(4#槽)124均与所述亚硫酸锌液槽2、硫酸上清液槽3通过管道连通。所述第一溢流槽(3#槽)123和第二溢流槽(4#槽)124均与二氧化硫烟道管5连通。

在本发明的一个实施方式中，所述亚硫酸锌液槽2、酸分解槽、多级溢流槽的各个溢流槽中均设置有搅拌组件7。

在本发明的一个实施方式中，所述第三溢流槽125和/或第四溢流槽126的底部通过管道与所述硫酸锌液槽4连接，实现将反应完成，pH达标的溶液送入硫酸锌液槽4中。

可选地，所述酸分解槽的容积为50m³，所述多级溢流槽中的各级溢流槽的容积均为22m³。即，1#槽的容积为50m³、2#槽的容积为50m³、3#槽的容积为22m³、4#槽的容积为22m³、5#槽的容积为22m³、6#槽的容积为22m³。

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例1

本实施案例中，所采用的装置，包括，依次通过溢流管道连接的1#槽、2#槽、3#槽、4#槽、5#槽、6#槽，其中，1#槽与2#槽以及2#槽与3#槽之间溢流管道为导流筒6；与所述1#槽均连接的亚硫酸锌液槽2和硫酸上清液槽3，与1#槽、2#槽、3#槽、4#槽、5#槽、6#槽连接的二氧化硫烟道管5。

所述亚硫酸锌液连续酸分解的方法，包括以下步骤：

(1)排液：氧化锌粉脱硫塔产生的亚硫酸锌液排至亚硫酸锌槽；

(2)阀门开启：做槽前，开启酸分解二氧化硫烟道管5阀门；

(3)打液：启动变频可控的亚硫酸锌液泵，将亚硫酸锌液打至酸分解1#槽；

(4)补入硫酸上清液，开始解析：同步启动变频可控的硫酸上清液泵，将酸度＞100g/l的硫酸上清液打至酸分解1#槽；

(5)持续解析：混合液按顺序依次由1#槽→2#槽→3#槽→4#槽→5#槽→6#槽进行溢流。

(6)pH值监控：通过在线pH计监测反应过程pH值，确保亚硫酸锌充分解析；

(7)转液：亚硫酸锌完全解析后，持续启动酸分解转液泵，将混合液转至硫酸锌槽，后送氧化锌粉处理系统。

步骤(1)中，通过吸收锌挥发窑产出的低浓度二氧化硫，得到亚硫酸锌液120方；酸分解管道负压阀门完全开启。

步骤(2)中，酸分解管道负压阀门完全开启，保证连续酸分解过程中平稳产出的烟气能被硫酸制酸风机本身负压抽至硫酸制酸。

步骤(3)中，启动亚硫酸锌泵向1#槽进液，通过变频，控制进液流量5m³/h。

步骤(4)中，所述硫酸上清液酸度大于100g/l，启动硫酸上清液泵向1#槽进液，通过变频，控制进液流量10m³/h；

步骤(5)中，关注6#酸分解槽液位，保证液位低于2.7米，＜2.7m，避免液位过高冒槽，酸分解做槽时间＞3h(3.5h)。

步骤(6)中，6#槽中的混合液pH＜1。

持续启动酸分解转液泵，将6#槽中的混合液转至硫酸锌槽，后送氧化锌粉处理系统。

本发明脱硫过程产生的亚硫酸锌液排至亚硫酸锌槽后，启动变频可控的亚硫酸锌泵，将亚硫酸锌液打至酸分解1#槽，同步启动硫酸上清液泵，将硫酸上清液打至1#酸分解槽，开始亚硫酸锌液连续酸分解做槽。通过亚硫酸锌液不压滤连续酸分解做槽，减少了亚硫酸锌液压滤步骤，同时避免了间断集中下渣导致反应激烈、酸分解槽难以密封严，做槽时现场二氧化硫逸出严重的情况，达到了节约人工、低耗成本和改善作业现场环境的目的。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其特征在于，包括：

将亚硫酸锌液和硫酸上清液输送至酸分解槽中混合，得到混合液；

将混合液通入多级溢流槽中进行多级溢流，得到硫酸锌液；

所述亚硫酸锌液的进液流量5-10 m³/h，所述硫酸上清液的进液流量10-20 m³/h；

在所述将混合液通入多级溢流槽中进行多级溢流的过程中，还包括：监测所述多级溢流槽中混合液的pH，保证分级溢流槽最后一个槽中的溶液pH＜1；

还包括：

收集所述酸分解槽和所述多级溢流槽产出的二氧化硫；

将收集得到的二氧化硫送制酸工序进行制硫酸。

2.根据权利要求1所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其特征在于，所述亚硫酸锌液为氧化锌粉脱硫塔吸收二氧化硫产出的亚硫酸锌液。

3.根据权利要求1所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其特征在于，所述硫酸上清液的酸度大于100 g/L。

4.根据权利要求1所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其特征在于，还包括：将所述硫酸锌液送入氧化锌粉处理系统回收锌金属。

5.根据权利要求1所述的亚硫酸锌液连续酸分解的方法，其特征在于，所述多级溢流的时间为2~6h。

6.一种亚硫酸锌液连续酸分解的装置，其特征在于，包括：

酸分解槽、与所述酸分解槽连接的多级溢流槽、与所述酸分解槽管道连接的亚硫酸锌液槽、与所述酸分解槽管道连接的硫酸上清液槽、与所述多级溢流槽管道连接的硫酸锌液槽、与所述酸分解槽和所述多级溢流槽均连接的二氧化硫烟道管。

7.根据权利要求6所述的亚硫酸锌液连续酸分解的装置，其特征在于，所述酸分解槽包括：第一酸分解槽、与所述第一酸分解槽通过导流筒连接的第二酸分解槽；

所述多级溢流槽包括：与所述第二酸分解槽通过导流筒连接的第一溢流槽、与所述第一溢流槽连接的第二溢流槽、与所述第二溢流槽连接的第三溢流槽、与所述第三溢流槽连接的第四溢流槽；

所述导流筒的进液口的高度低于溢流高度。

Images