一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法
2023-09-23 14:53:15 1
專利名稱：一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用硫磺還原軟錳礦的方法，特別是涉及一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法。
背景技術：
硫酸錳是製備工業硫酸錳及電解錳等錳產品的主要原料，廣泛用於醫藥、造紙、催化劑、飼料添加劑等化工領域和生產電解錳等冶金領域以及生產其他錳鹽等。隨著二價的 碳酸錳礦石的銳減，自然界中四價錳的軟錳礦(主要是二氧化錳)以其礦量較多，錳含量 高，價格低成為替代碳酸錳礦的新資源。但是利用軟錳礦製備硫酸錳的過程中，由於二氧 化錳不溶於硫酸，必須通過還原反應把它還原成一氧化錳(MnO)才能和硫酸反應生成硫酸 猛。現有的軟錳礦還原製備硫酸錳的方法主要有兩種(1)煤還原焙燒-硫酸浸出法 此方法是傳統的生產工藝，已有近半個世紀的歷史，技術較成熟，硫酸浸出、除雜後所得的 硫酸錳溶液質量好。但它產生的SO2、粉塵嚴重汙染環境，煤耗量大，勞動強度大，還原成本 高。(2)兩礦焙燒法將軟錳礦和硫鐵礦分別粉碎，混合配料，在500°C -800°c溫度下焙燒 0. 5-1小時，然後用清水浸取，分離、除雜後獲得硫酸錳溶液。該方法同樣也會產生SO2和粉 塵，汙染環境，勞動強度大。上述軟錳礦焙燒還原工藝需消耗大量的粉煤作為還原劑，生產 過程能耗高、流程長，並產生大量C02、CO和SO2廢氣及粉塵，操作條件差，環境汙染較嚴重。
發明內容
本發明的目的在於提供一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法，此 方法克服了現有技術存在的不足，應用此種方法能有效降低能源消耗量，減少環境汙染，且 能在還原軟錳礦的同時實現聯產硫酸。本發明的目的是這樣實現的，它包括如下步驟(a)將硫磺與軟錳礦按一定配比摻混送入沸騰爐內，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物 料在沸騰爐內沸騰、燃燒，控制沸騰爐的爐內溫度；所述的硫磺與軟錳礦的摻混比例範圍為1 (0-20)；所述的沸騰爐的爐內溫度控 制在 500-1000°C ；(b)硫磺與產生的二氧化硫將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳；(c)將產生的一氧化錳從沸騰爐的出料口排出，隔絕空氣冷卻，然後將其直接排入 硫酸溶液或者電解錳陽極液中漿化、浸出硫酸錳；(d)從沸騰爐的上段鼓入空氣，使升華硫充分燃燒，調節沸騰爐出口溫度，反應產 生的二氧化硫經降溫、除塵後送淨化工序，然後按硫酸生產工藝生產硫酸。所述的沸騰爐出口溫度控制在600-900°C ；其反應方程式如下S+02 — SO2 ( 二氧化硫)..........................................(1)
S+2Mn02 — S02+2Mn0 ( 一氧化猛)..............................(2)S02+Mn02 — Mn0+S03 (三氧化硫)...........................(3)2S02+02 — 2S03 (三氧化硫)....................................(4)S03+H20 — H2SO4 (硫酸)..........................................(5)本發明的有益效果在於(1)本發明的生產方法利用現有硫酸生產沸騰爐設備，既能將軟錳礦還原為硫酸 錳，又能產生大量硫酸，大大減少了設備投資，節約資金，降低成本；(2)本發明利用現有硫酸生產中硫純度為99. 5%以上的硫磺作為還原劑和加熱 熱源，燃燒不會產生其它雜質，不影響錳的利用率；也能為二氧化錳的還原提供必要的溫度 條件(500-1000°C )，大大節省了燃料，具有很大的經濟效益；(3)與加煤礦焙燒還原工藝比較，不會排出C02、C0和SO2廢氣及粉塵，操作條件好， 不影響環境。
具體實施例方式實施例1 將硫磺與軟錳礦按比例1 3摻混送入沸騰爐內，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物料 在爐底氣流和爐頂負壓的氣力作用下，在沸騰爐內沸騰、燃燒，控制沸騰層溫度850-950°C， 摻混在軟錳礦中的硫磺燃燒生成二氧化硫，產生大量熱量；硫磺和產生的二氧化硫將軟錳 礦中的二氧化錳還原為一氧化錳。沸騰爐出料口排出的一氧化錳落入水中隔絕空氣冷卻 防止一氧化錳氧化成二氧化錳，亦可將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中 漿化、浸出硫酸錳。下段爐氣中缺氧，含有升華硫，在沸騰爐上段鼓入空氣，補充氧，充分燃 燒升華硫，反應生成二氧化硫；沸騰爐出口溫度850-900°C，沸騰爐出口二氧化硫的濃度為 10-13%。含二氧化硫的爐氣經除塵後送淨化工序，然後按硫酸生產工藝生產硫酸。實施例2 按上述相同步驟重複進行實施例1，將硫磺與軟錳礦按比例1 7摻混送入沸騰爐 內，控制沸騰層溫度800-900°C，沸騰爐出口溫度800-900°C，沸騰爐出口二氧化硫的濃度 為 10-12%。實施例3 按上述相同步驟重複進行實施例1，將硫磺與軟錳礦按比例1 15摻混送入沸騰 爐內，控制沸騰層溫度750-850°C，沸騰爐出口溫度800-850°C，沸騰爐出口 二氧化硫的濃 度為8-10%。
權利要求
一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法，包括如下步驟(a)將硫磺與軟錳礦按一定配比摻混送入沸騰爐內，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物料在沸騰爐內沸騰、燃燒，產生大量的二氧化硫，控制沸騰爐的爐內溫度；(b)硫磺和產生的二氧化硫將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳；(c)將產生的一氧化錳從沸騰爐的出料口排出，隔絕空氣冷卻，然後將其直接排入硫酸溶液或者電解錳陽極液中漿化、浸出硫酸錳；(d)從沸騰爐的上段鼓入空氣，使升華硫充分燃燒，調節沸騰爐出口溫度，反應產生的二氧化硫經降溫、除塵後送淨化工序，然後按硫酸生產工藝生產硫酸。
2.根據權利要求1所述的一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法，其特 徵在於所述的硫磺與軟錳礦按1 (0-20)的配比摻混。
3.根據權利要求1所述的一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法，其特 徵在於所述的沸騰爐的爐內溫度控制在500-1000°C。
4.根據權利要求1所述的一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法，其特 徵在於所述的沸騰爐出口溫度控制在600-900°C。
全文摘要
本發明公開了一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯產硫酸的方法。它是將硫磺與軟錳礦按一定配比摻混送入沸騰爐內，硫磺與燃燒產生的二氧化硫將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，將其排入硫酸溶液或者電解錳陽極液中漿化、浸出硫酸錳；從沸騰爐的上段鼓入空氣，使升華硫充分燃燒，反應產生的二氧化硫經降溫、除塵後送淨化工序，然後按硫酸生產工藝生產硫酸。本發明的生產方法利用現有硫酸生產沸騰爐設備，既能將軟錳礦還原為硫酸錳，又能產生大量硫酸，大大減少了設備投資，節約資金，降低成本，同時反應過程中不會排出CO2、CO和SO2廢氣及粉塵，操作條件好，不影響環境。
文檔編號C01B17/74GK101837959SQ201010171938
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者劉芳, 劉集貴 申請人:湖南省瀘溪縣金旭冶化有限責任公司