一种利用纳米氧化锌回收硫酸尾气中二氧化硫的方法
【专利摘要】本发明涉及用纳米氧化锌回收硫酸尾气当中二氧化硫的方法，本方法以纳米氧化锌和水均匀混合后作为吸收剂，与硫酸尾气中的二氧化硫在吸收反应器内进行吸收反应，反应产物通过强制氧化成为硫酸锌产品。本方法在CSO2＝2000mg/m3，纳米氧化锌与水溶液浓度为10％，强制氧化所需的氧硫的摩尔比例为6的操作条件下，二氧化硫的回收率达到95％以上，硫酸尾气中排放的二氧化硫小于100mg/m3，产物的锌离子浓度达到60g/L。因此，此纳米氧化锌回收硫酸尾气当中二氧化硫具有很好的工业应用前景。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对锌冶炼企业硫酸尾气中二氧化硫资源回收的方法，同时达到治理硫 酸尾气当中二氧化硫的目的。 一种利用纳米氧化锌回收硫酸尾气中二氧化硫的方法
【背景技术】
[0002] 目前国内大多数锌冶炼企业硫酸尾气中的二氧化硫不通过治理，直接外排，导致 污染严重。同时随着国家环保标准的提高，硫酸尾气当中的二氧化硫难以达到排放标准，硫 酸尾气的治理成为目前锌冶炼行业的一个重要环保工作。
[0003] 含二氧化硫的废气其湿法治理技术大多采用石灰、石灰石作为吸收剂，吸收后的 产物亚硫酸钙或硫酸钙大多抛弃，往往造成二次污染。这类工艺存在污染转移，硫资源流 失、设备易结垢等问题。
[0004] 锌冶炼企业生产过程中中间产物纳米氧化锌，这种产物通过与硫酸反应，用于生 产硫酸锌或者用来电解生产锌锭。
[0005] 锌冶炼企业含二氧化硫资源废气主要来源为硫酸尾气，硫酸尾气通过前端的转 化、吸收、干燥等工艺，使得硫酸尾气中的二氧化硫相对来说较为洁净。如果直接外排，将导 致二氧化硫资源流失，若采用其他尾气治理工艺处理的话，其脱硫渣成为固体废物，同样造 成二次污染。如果能够加以回收利用，将产生一定的经济效益。本发明涉及的利用纳米氧 化锌回收二氧化硫的方法，回收后的产物能够直接利用，不存在二次污染等问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是利用纳米氧化锌回收硫酸尾气当中的二氧化硫，同时达到废气处 理的目的。
[0007] 本发明的另一目的是考察该方法的二氧化硫回收率。
[0008] 本发明的目的是通过下述方式实现的：
[0009] 本发明以纳米氧化锌和水均匀混合后，作为吸收剂，吸收硫酸尾气当中的二氧化 硫，再通过空气强制氧化，将吸收后的浆液氧化成硫酸锌，将硫酸锌送至电解系统回收。其 中纳米氧化锌的氧化锌含量为95 % -98 %之间，氧化铅含量为0.006 % -0.003 %之间，盐 酸不溶物为〇. 02% -0. 05 %，灼烧失重为1% -4 %，堆积密度为0. 1-0. 5g/cm3,比表面积为 36-58m2/g，XRD线宽化法平均晶粒为14-100nm。
[0010] 本发明的另一目的是通过如下方式实现的：
[0011] 1)、取纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为2%?15% ;
[0012] 2)、将该溶液与硫酸尾气在吸收反应器内进行吸收反应，其中硫酸尾气中二氧化 硫浓度为 500-3000mg/m3 ;
[0013] 3)、将反应后的产物鼓入空气进行强制氧化，强制氧化所需的氧和硫的摩尔比例 为1?10 ;
[0014] 4)、测试尾气中二氧化硫浓度和溶液中锌离子浓度，测量二氧化硫的回收率。
[0015] 本发明回收效果较好的条件为选择氧化锌含量为98%的纳米氧化锌在(^2 = 2000mg/m3,纳米氧化锌与水溶液浓度为10%，强制氧化所需的氧硫的摩尔比例为6的操作 条件下，二氧化硫的回收率达到95%以上，产物的锌离子浓度达到60g/L。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 :
[0017] 称取一定质量的纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为10%，制 氧化所需的氧和硫的摩尔比例为6的操作条件下，用于测试其回收率和产品的利用率。
[0018] 其回收率测试的方法是：将模拟硫酸尾气和配置好的纳米氧化锌溶液在吸收反应 器中进行反应，其中模拟硫酸尾气以N 2,02，S02(以N2稀释的S02)混合而成。检测进口和出 口的S0 2的浓度值，计算S02的回收率。吸收反应器中，纳米氧化锌和二氧化硫进行吸收反 应。其反应如下 ：
[0019] Zn0+S02+5/2H20 = = ZnS03 · 5/2H20 (1)
[0020] 反应（1)生成的ZnS03 · 5/2H20溶解度较小，绝大部分以固体状态进入沉渣。
[0021] 反应过程也可生成可溶性的Zn (HS03)，反应为：
[0022] Zn0+2S02+H20 = = Zn (HS03) 2 (2)
[0023] 同时将空气鼓入以上产物中，将ZnS03和Zn(HS03) 2氧化为ZnS04，反应如下：
[0024] ZnS03+l/202 = = ZnS04 (3)
[0025] Zn (HS03) +02 = = ZnS04+H2S04 (4)
[0026] 其中反应（1)、⑷是主要反应。
[0027] 从测试的结果可以得到，在CSQ2 = 2000mg/m3,纳米氧化锌与水溶液浓度为10%，强 制氧化所需的氧和硫的摩尔比例为6的操作条件下，二氧化硫的回收率达到95%以上，硫 酸尾气中排放的二氧化硫小于l〇〇mg/m 3,产物的锌离子浓度达到60g/L。
[0028] 实施例2 :
[0029] 称取一定质量的纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为2%，制氧 化所需的氧和硫的摩尔比例为1的操作条件下。
[0030] 测试的方法同实施例1，在CSQ2 = 2000mg/m3,二氧化硫的回收率80 %，硫酸尾气中 排放的二氧化硫小于400mg/m3,产物的锌离子浓度达到20g/L。
[0031] 实施例3:
[0032] 称取一定质量的纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为4%，制氧 化所需的氧和硫的摩尔比例为6的操作条件下。
[0033] 测试的方法同实施例1，在CSQ2 = 2000mg/m3,二氧化硫的回收率83%，硫酸尾气中 排放的二氧化硫小于340mg/m3,产物的锌离子浓度达到36g/L。
[0034] 实施例4 :
[0035] 称取一定质量的纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为15%，制 氧化所需的氧和硫的摩尔比例为3的操作条件下。
[0036] 测试的方法同实施例1，在CSQ2 = 2000mg/m3,二氧化硫的回收率98%，硫酸尾气中 排放的二氧化硫小于40mg/m3,产物的锌离子浓度达到27g/L。
[0037] 实施例5 :
【权利要求】
1. 一种利用纳米氧化锌回收硫酸尾气当中二氧化硫的方法，其特征在于以纳米氧化锌 和水均匀混合后作为吸收剂，与硫酸尾气中的二氧化硫在吸收反应器内进行吸收反应，反 应产物通过强制氧化成为硫酸锌产品。
2. 根据权利要求1所述的纳米氧化锌，氧化锌含量为95% -98%之间，氧化铅含量为 0.006% -0.003%之间，盐酸不溶物为0.02% -0.05%，灼烧失重为1% -4%，堆积密度为 0. 1-0. 5g/cm3,比表面积为36-58m2/g，XRD线宽化法平均晶粒为14-100nm。
3. 根据权利要求1所述的纳米氧化锌，测试其硫酸尾气中二氧化硫的回收率，其特征 在于， 1) 、取纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为2%?15% ; 2) 、将该溶液与硫酸尾气在吸收反应器内进行吸收反应，其中硫酸尾气中二氧化硫浓 度为 500-3000mg/m3 ; 3) 、将反应后的产物鼓入空气进行强制氧化，强制氧化所需的氧和硫的摩尔比例为 1 ?10 ; 4) 、测试尾气中二氧化硫浓度和溶液锌离子浓度，测量二氧化硫的回收率。
4. 根据权利要求3所述的一种利用纳米氧化锌回收硫酸尾气当中的二氧化硫的方法， 其特征在于，二氧化硫的回收率达到80% -98%，产物锌离子浓度达到20-60g/L。
【文档编号】B01D53/78GK104084018SQ201310109582
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年4月1日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】杨超, 唐佶可 申请人:四川清源环境工程有限公司