空气—双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机化工技术领域，具体涉及空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸 色度的工艺。
【背景技术】
[0002] 硫酸是一种重要的基本化工原料，广泛应用于各个工业部门。硫酸的产量常被用 作衡量一个国家工业发展水平的标志。硫酸主要用于生产化学肥料、合成纤维、涂料、洗涤 剂、致冷剂、饲料添加剂和石油的箱炼、有色金厲的冶炼，以及钢铁、医药和化学工业。
[0003] 截止到2013年底，我国硫酸产量为8650万t，同比增长2. 9%，占世界硫酸产量的 36. 5%。其中，硫黄制酸产3967万t，同比增长1. 6%，占硫酸总产量的45. 9% ;冶炼烟气制 酸产2473万t，同比增长3. 5%，占硫酸总产量的28. 6% ;硫铁矿制酸产2157万t，同比增长 3. 0%，占硫酸总产量的24. 9% ;磷石膏、硫化氢等其他原材料制酸产53万t，同比增长2. 2%， 占硫酸总产量的0. 6%。近年来，随着有色金属工业的发展也直接带动了冶炼烟气制酸的发 展，"十二五"期间，冶炼酸产能将增加1300万t以上，冶炼酸占硫酸总产量将大于30%。由 于冶炼烟气成分复杂，组分变化波动较大，致使硫酸产品质量不稳定，影响使用效果，给企 业销售带来不利的影响。
[0004] 冶炼烟气硫酸是由金属硫化矿在冶炼炉中焙烧时产生的二氧化硫气体经除尘、湿 法净化、干吸、转化和吸收等工艺制取的，制取的硫酸产品质量受金属矿物原料、冶炼工艺、 净化工艺等诸多因素的影响，许多企业生产的硫酸均出现不同程度的质量问题。
[0005] 经过对国内某铅锌冶炼厂采用帝国熔炼法冶炼工艺生产的硫酸颜色发黑进行研 宄，该企业利用无烟煤自制煤气为燃料，烧结烟气制酸，硫酸系统生产的硫酸一直存在色度 异常现象，主要表现为颜色呈红褐色，致使产品售价长期低于GB/T534-2002 -级品价格。 研宄表明，煤气是无烟煤在煤气发生炉气化反应所产生的，由于煤气中的有机物、煤气的局 部不完全燃烧等原因，致使进入烟气系统，在净化工序未能完全捕集，从而进入成品酸中， 进一步碳化成亚微态碳粒；从冶炼工艺角度分析，矿物焙烧过程中通过空气、燃料、含氮选 矿药剂等带入氮氧化物，由于氮氧化物存在加剧了铁和硫酸的反应，使硫酸色度出现异常。 因此，硫酸产品中溶解的部分还原性气体，如二氧化硫等以及亚微态碳粒和氮氧化物是导 致硫酸颜色呈红褐色的主要原因。
[0006] 在工业硫酸脱色技术中，中国专利（公告号：CN102757021A)公布了利用过氧化氢 对硫酸脱色的方法，硫酸与过氧化氢溶液的体积比为100 : 6~22。中国专利（公告号： CN102786036A)公布了利用高锰酸钾对硫酸进行脱色的方法。
[0007] 由于硫酸生产原料的不同，造成硫酸着色的原因也是多方面的，解决硫酸脱色技 术，关键在于氧化剂的选取和脱色工艺上，合适的氧化剂和合理的脱色工艺才能达到好的 脱色效果，并使脱色成本较低，取得好的经济效益。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的就是要提供一种空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工 艺方法，该工艺方法采用空气一双氧水联合氧化除杂原理，具有工艺简单、流程短、投资少、 成本低、污染小以及能够有效脱除工业硫酸颜色等诸多优点，弥补了单独使用双氧水脱除 硫酸颜色的方法中双氧水用量大、成本高的不足；可有效降低工业硫酸色度，使得处理后的 工业硫酸质量达到GB/T534- 2002 -级品要求，同时可获得较好的经济效益。
[0009] 为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的： 空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺，该工艺按照下述步骤进行： (1) 将质量浓度为93%的工业硫酸装入具有加热功能的反应器中，通入干燥空气，按处 理1吨硫酸计，空气流量控制在40~60L/min，压力控制在0. 2MPa，预热到40°C; (2) 将质量浓度为27. 5~30%的双氧水缓慢滴加到反应器中，按处理1吨硫酸计，双氧 水滴加速度为0.15~0.2L*mirT1，双氧水与工业硫酸的质量比为0.5~0.7 : 100,控制 反应温度在45~50°C;双氧水滴加完毕后，在45~50°C条件下保持反应0. 5h;在60°C条 件下保持反应I. 5h，反应结束； (3) 开始降温，温度降至20~25°C时，停止通入空气，既得成品硫酸。
[0010] 其中，在上述步骤（1)中所述的工业硫酸由冶炼烟气制得，外观呈黑褐色。
[0011] 其中，在上述步骤（1)中所述的反应器为带有夹套的搪瓷反应器。
[0012] 其中，在上述步骤（1)中所述的过滤、干燥的空气是在常规的压缩空气过滤器和干 燥器中进行制备的。
[0013] 与现有技术相比较，本发明的有益效果在于： 该工艺方法采用空气一双氧水联合氧化除杂原理，具有工艺简单、流程短、投资少、成 本低、污染小以及能够有效脱除工业硫酸颜色等诸多优点，弥补了单独使用双氧水脱除硫 酸颜色的方法中双氧水用量大、成本高的不足；可有效降低工业硫酸色度，使得处理后的工 业硫酸质量达到GB/T534- 2002 -级品要求，同时可获得较好的经济效益。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面对本发明做进一步描述： 实施例一 国内某铅锌冶炼厂采用帝国熔炼法冶炼工艺，利用无烟煤自制煤气为燃料，烧结烟气 制酸，硫酸系统生产的硫酸一直存在色度异常现象，主要表现为颜色呈红褐色，致使产品售 价长期低于GB/T534-2002 -级品价格。研宄表明，煤气是无烟煤在煤气发生炉气化反应所 产生的，由于煤气中的有机物、煤气的局部不完全燃烧等原因，致使进入烟气系统，在净化 工序未能完全捕集，从而进入成品酸中，进一步碳化成亚微态碳粒；从冶炼工艺角度分析， 矿物焙烧过程中通过空气、燃料、含氮选矿药剂等带入氮氧化物，由于氮氧化物存在加剧了 铁和硫酸的反应，使硫酸色度出现异常。因此，硫酸产品中溶解的部分还原性气体，如二氧 化硫等以及亚微态碳粒和氮氧化物是导致硫酸颜色呈红褐色的主要原因。
[0016] 如图1所示，空气一双氧水联合氧化法降低硫酸色度工艺包括如下步骤： (1)空气通入及硫酸预热： 将It工业着色硫酸装入带有加热功能的Im3反应器中，通入经过滤、干燥的空气，空气 通入管道应插在硫酸液面下，距反应器底部200~250mm，空气流量控制在40~60L/min， 压力控制在0. 2MPa;开启反应器加热装置，预热到40°C。
[0017] (2)氧化脱色反应： 将双氧水缓慢滴加到反应器中，滴加速度控制在〇. 15~0. 2L?HIirT1，双氧水与工业 硫酸的质量比为〇. 5~0. 7 : 100,控制反应温度在45~50°C;双氧水滴加完毕，在45~ 50°C条件下保持反应0. 5h;在60°C条件下保持反应I. 5h，反应结束。
[0018] (3)降温： 氧化脱色反应结束后，开始降温，降温采取通入的空气自然降温，当温度降至20~ 25 °C时，停止通入空气，既得成品硫酸。
[0019] (4)取样分析化验： 对上述方法脱色处理的成品硫酸取样分析化验，结果见表1。结果表明，采用空气一 双氧水联合氧化法降低硫酸色度工艺，脱色后的成品硫酸质量达到工业硫酸国家标准GB/ T534-2002 -级品指标要求。
【主权项】
1. 空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺，其特征在于：该工艺按照下述 步骤进行： (1) 将质量浓度为93%的工业硫酸装入具有加热功能的反应器中，通入干燥空气，按处 理1吨硫酸计，空气流量控制在40~60L/min，压力控制在0. 2MPa，预热到40°C ; (2) 将质量浓度为27. 5~30%的双氧水缓慢滴加到反应器中；按处理1吨硫酸计，双 氧水滴加速度为0.15~0.2L，HiirT1;双氧水与工业硫酸的质量比为0.5~0.7 : 100,控 制反应温度在45~50°C ;双氧水滴加完毕后，在45~50°C条件下保持反应0. 5h ;在60°C 条件下保持反应I. 5h，反应结束； (3) 开始降温，温度降至20~25°C时，停止通入空气，既得成品硫酸。
2. 如权利要求1所述的空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺，其特征在 于：在上述步骤（1)中所述的工业硫酸由冶炼烟气制得，外观呈黑褐色。
3. 如权利要求1所述的空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺，其特征在 于：在上述步骤（1)中所述的反应器为带有夹套的搪瓷反应器。
4. 如权利要求1所述的空气一双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺，其特征在 于：在上述步骤（1)中所述的过滤、干燥的空气是在常规的压缩空气过滤器和干燥器中进 行制备的。
【专利摘要】本发明提供一种空气—双氧水联合氧化法降低工业硫酸色度的工艺，将工业着色硫酸放入反应器中，通入空气并滴加双氧水进行氧化脱色反应，可使着色硫酸脱色。该工艺方法具有工艺简单、流程短、投资少、成本低、污染小以及能够有效脱除工业硫酸颜色等诸多优点，弥补了单独使用双氧水脱除硫酸颜色的方法中双氧水用量大、成本高的不足；可有效降低工业硫酸色度，使得处理后的工业硫酸质量达到GB/T534—2002一级品要求，同时可获得较好的经济效益。
【IPC分类】C01B17-90
【公开号】CN104876192
【申请号】CN201510248073
【发明人】张析, 余江鸿, 于建忠, 王进龙, 吴斌, 王纯林
【申请人】西北矿冶研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月15日