一種氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝的製作方法

2023-08-10 01:52:26

專利名稱：一種氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工領域氧化鐵紅及濃硫酸的生產工藝，更具體地說，涉 及一種氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝。
背景技術：
目前氧化鐵紅的製造方法較多， 一般可分為幹法和溼法兩大類。幹法 有(1)綠礬煅燒法；(2)鐵黃煅燒法；(3)鐵黑煅燒法；(4)其他幹法。 以含鐵料，如鐵泥、磁鐵礦砂等在適宜溫度下煅燒製得氧化鐵紅。溼法有 (1)硫酸法；(2)混酸法。其大致原理是先將鐵皮、鐵屑與酸反應生成亞 鐵鹽晶種，將晶種液轉入二步氧化罐，加入鐵皮，在保證一定溫度， 一定 硫酸亞鐵含量的狀態下鼓入空氣氧化，再經過濾、水洗、乾燥、粉碎製得。 溼法生產的氧化鐵紅產品純度高，性能優良，但生產工藝複雜，原材料價 格高昂，生產成本高，目前高端氧化鐵紅產品主要採用溼法生產。幹法生 產氧化鐵紅，原料來源廣泛，工藝簡單，生產成本低，但產品純度較低。 幹法生產氧化鐵紅主要以化工生產的廢料鐵泥、鐵礦粉等為主要原料，與 硫酸混合反應後，採用煤或重油作為熱源，送入高溫轉爐或箱式爐中進行 焙燒，然後再經冷卻，粉碎製得氧化鐵紅產品。幹法焙燒生成的爐氣中含 有大量的S02有害成分，將其直接排入到大氣中，將會嚴重汙染環境；也有
採用石灰水吸收其中的S02有害成分，然後再排入大氣中，該方案雖然減少 了 S02有害成分對大氣的汙染，但同時又產生了硫酸鈣廢渣，同時增加了生產成本。

發明內容
為了克服現有技術中存在的缺點，本發明提供一種氧化鐵紅聯產濃硫 酸的生產工藝，該種生產工藝將幹法生產氧化鐵紅的工藝與工業硫酸的生 產工藝完好地結合在一起，很好地解決了目前幹法氧化鐵紅生產中存在的 問題，消除了環境汙染，同時也降低了整個生產成本，提高了產品質量， 使各種資源得到了更加充分合理的利用。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是 一種氧化鐵紅聯產濃硫 酸的生產工藝，主要包括下述順序的步驟
第一歩驟是預處理將含量為62%以上的鐵精粉、35%的硫磺及濃度》
70%的濃硫酸混合攪拌，鐵精粉與硫酸進行硫化反應，生成硫酸鐵和硫酸亞 鐵的混合物，加溫至14(TC時保持2 4h後處理成型，送入打散機打散，再 經過篩選後將粒度為100目、水分含量為8%的混合物經膠帶輸送機送入焙 燒步驟中的加料鬥內；
第二步驟是焙燒常壓空氣經鼓風機鼓入沸騰爐底部，來自第一步驟 貯存在爐前加料貯鬥內的物料，經膠帶給料機均勻的加入沸騰爐內，經熱 源加熱後，硫磺混合料和空氣中的氧進行氧化燃燒，生成二氧化硫；
第三步驟是冷卻、研磨及吸收沸騰爐出來的焙渣經冷卻、研磨分離 後製得氧化鐵紅產品；同時，沸騰爐出來的含有S02的高溫爐氣經除塵、淨 化、二次轉化及二次吸收後製成濃硫酸產品。
所述第一歩驟中，鐵精粉、硫磺、硫酸的重量混合比例為1: 0. 1 0. 3:
0. 1 1。所述第二步驟中，沸騰爐中所採用的熱源為硫磺。
所述第二步驟中，沸騰爐內溫度為600 900。C，停留時間為10 40分鐘。
與現有技術相比，本發明所述的氧化鐵紅聯產濃硫酸工藝具有以下優
點
1、 在生產原料上，選用高含量的精鐵精粉，可製得高純度的氧化鐵紅
A 口 廣叩5
2、 以硫磺為熱源，不僅為鐵原料焙燒提供了熱量，而且硫磺本身轉化 成生產硫酸所需的S02氣體，與傳統幹法生產氧化鐵紅採用煤或油為熱源相 比，綜合利用了能源，降低了生產成本，同時也提高了產品的質量；
3、 採用沸騰爐焙燒，易控制焙燒溫度，生產能力大，可實現連續化生 產，物料焙燒溫度均勻，停留時間短，保證了氧化鐵紅產品的質量；
4、 採用將主要含有S02的爐氣經除塵，淨化後，進入轉化器，在催化 劑作用下，將S02氧化成so3，再經二次轉化，二次吸收製得工業上大量需 求的濃硫酸產品，不僅消除了大量的S02造成的環境汙染，而且充分利用硫
資源。


圖1是本發明工藝流程方框示意圖。 下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明。
具體實施例方式
實施例1:
在1000L反應槽中，第一步驟是預處理先加入400kg精鐵精粉，40kg硫磺粉，再拌入40kg濃度90。/。的硫酸混合攪拌，反應成型3小時，鐵精粉 與硫酸進行硫化反應，生成硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合物，加溫至14(TC時保 持2 4h後處理成型，經由膠帶輸送機送入打散機打散，再經過篩選後將 粒度為100目、水分含量為8%的經膠帶輸送機送入03000咖的沸騰爐中焙燒。
第二步驟是焙燒，常壓空氣經鼓風機鼓入沸騰爐底部，來自原料工段 貯存在爐前加料貯鬥內的物料，經膠帶給料機均勻的加入沸騰爐內。沸騰 爐內採用硫磺為熱源，硫磺混合料和空氣中的氧在流態化狀態下進行氧化 燃燒，焙燒溫度控制在600 900。C之間，停留時間為10 40分鐘，生成二 氧化硫，濃度為12%左右。
第三步驟是冷卻、研磨及吸收，從沸騰爐出來的95(TC左右含二氧化硫 的高溫爐氣，依次經爐氣冷卻器降溫、旋風除塵器除塵後進入淨化吸收制 得硫酸。而經沸騰爐排出的物料以及廢熱鍋爐、旋風除塵器和電除塵器排 出的物料，經冷卻粉碎製得氧化鐵紅產品。
在上述第三步驟中，製得硫酸的過程包括 1)淨化工段
爐氣進入文氏管、循環噴淋稀硫酸，爐氣經降溫後，進入泡沫塔繼續降
溫到規定的溫度(42°C)。循環酸在稀酸板式冷卻器與循環水間換熱，進行 冷卻降溫。
出泡沬塔的爐氣，依次經過一級電除霧器除去爐氣中的酸霧，使其含量 《0. 005g/Nm3後，進入幹吸工段的乾燥塔進行乾燥。
淨化工段採用封閉稀酸洗工藝，排出的稀硫酸用於氧化鐵紅原料預處理。
2) 幹吸工段
本工段採用一次乾燥，兩次吸收工藝。自淨化工段來的爐氣，進入幹 燥塔噴淋93%的硫酸乾燥，使含水率降至《0.1g/Nn^後，然後進入轉化工段
二氧化硫鼓風機。
乾燥塔上部噴淋下的93%硫酸，吸收水份後流入乾燥塔循環槽，用一吸 塔循環系統串入的98%硫酸，維持其濃度，經乾燥塔循環泵送入乾燥塔酸冷 卻器降溫後，入乾燥塔上部噴淋。增多的93%硫酸， 一部分串入一吸塔循環 槽， 一部分作為成品酸計量後，送成品貯藏罐。
來自轉化的一次轉化氣進入第一吸收塔，吸收三氧化硫並經塔頂絲網 除沫器除去酸沬後，返迴轉化器，進行二次轉化。
第一吸收塔以98%的硫酸噴淋，吸三氧化硫濃度提高後流入一吸塔循環 槽，加入清水調節酸濃，經循環泵送入吸收塔酸冷卻器降溫後，入一吸塔 噴淋。增多的98%硫酸，串入乾燥塔循環槽或產出成品。
來自轉化的二次轉化氣進入第二吸收塔，吸收三氧化硫並經塔頂絲網 除沬器除去酸沫後，由尾氣煙囪放空。
第二吸收塔也以98%的硫酸噴淋，吸收三氧化硫濃度提高後流入二吸塔 循環槽，加入清水調節酸濃，經循環泵送入吸收塔酸冷卻器降溫後，入二 吸塔噴淋。增多的98%硫酸，串入乾燥塔循環槽。
3) 轉化工段
來自幹吸工段乾燥塔三氧化硫濃度約8%的爐氣，經二氧化硫鼓風機降 壓，入第III換熱器及第I換熱器殼側與管側三氧化硫氣換熱，溫度升至430。C左右，入轉化器進行第一次轉化。經一、二、三段催化劑反應轉化率。
95%的轉化氣，進入ni換熱器管側和殼側二氧化硫氣換熱降溫後，進入幹吸
工段第一吸收塔進行第一次吸收。被吸收三氧化硫後的氣體，經第IV換熱 器及第II換熱器殼側與管側三氧化硫氣換熱，溫度升至42(TC左右，入轉化 器進行第二次轉化，總轉化率達99.7%。 二次轉化氣經第IV換熱器管側與殼 側二氧化硫氣換熱降溫後，入幹吸工段第二吸收塔進行第二次吸收。 實施例2
工藝過程同實施例l，物料配比400kg精鐵精粉，120kg硫磺粉，再拌 入400kg濃度70%的硫酸。
實施例3
工藝過程同實施例1，物料配比400kg精鐵精粉，60kg硫磺粉，再拌 入100kg濃度80%的硫酸。
實施例4
工藝過程同實施例1，物料配比400kg精鐵精粉，60kg硫磺粉，再拌 入200kg濃度90%的硫酸。
該種氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝以硫磺作為熱源，採用沸騰焙燒 幹法生產氧化鐵紅產品，具有生產成本低，產量大，產品質量好，充分合 理地利用了能源；焙燒的煙氣經處理製成了市場需要的濃硫酸產品，既消 除了環境汙染，又充分利用了硫資源，化害為利，經濟效益，環境效益和 社會效益顯著。
權利要求
1. 一種氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝，其特徵在於，主要包括下述順序的步驟第一步驟是預處理將含量為62％以上的鐵精粉、35％的硫磺及濃度≥70％的濃硫酸混合攪拌，鐵精粉與硫酸進行硫化反應，生成硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合物，加溫至140℃時保持2～4h後處理成型，送入打散機打散，再經過篩選後將粒度為100目、水分含量為8％的混合物經膠帶輸送機送入焙燒步驟加料鬥內；第二步驟是焙燒常壓空氣經鼓風機鼓入沸騰爐底部，來自第一步驟貯存在爐前加料貯鬥內的物料，經膠帶給料機均勻的加入沸騰爐內，經熱源加熱後，硫磺混合料和空氣中的氧在流態化狀態下進行氧化燃燒，生成二氧化硫；第三步驟是冷卻、研磨及吸收沸騰爐出來的焙渣經冷卻、研磨分離後製得氧化鐵紅產品；同時，沸騰爐出來高溫爐氣經除塵、淨化、二次轉化及二次吸收後製成濃硫酸產品。
2. 根據權利要求1所述的氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝，其特徵在 於，鐵精粉、硫磺、硫酸的重量混合比例為l: 0. 1 0.3: 0. 1 1。
3. 根據權利要求1所述的氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝，其特徵在於，所述沸騰爐中所採用的熱源為硫磺。
4. 根據權利要求2所述的氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝，其特徵在 於，所述沸騰爐內溫度為600 90(TC，停留時間為10 40分鐘。
全文摘要
本發明提供了一種氧化鐵紅聯產濃硫酸的生產工藝，它以鐵精粉(或鐵泥)、硫磺為主要原料，將鐵精粉(或鐵泥)與硫磺按適量的比例混合，再加入適量的硫酸反應至要求程度，然後將物料輸送至沸騰爐內焙燒，焙渣經冷卻，粉碎製得氧化鐵紅產品；爐氣經除塵，淨化、二次轉化，二次吸收製成濃硫酸產品。該工藝以硫磺作為熱源，採用沸騰焙燒乾法生產氧化鐵紅產品，具有生產成本低，產量大，產品質量好，充分合理地利用了能源；焙燒的煙氣經處理製成了市場需要的濃硫酸產品，既消除了環境汙染，又充分利用了硫資源，化害為利，經濟效益，環境效益和社會效益顯著。
文檔編號C01B17/69GK101439880SQ20081023268
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者彭鐵戰 申請人:彭鐵戰