二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦pH值調整劑的方法
2023-11-03 08:09:32
二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦pH值調整劑的方法
【專利摘要】本發明公開了一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦pH值調整劑的方法。它是以磷原礦漿中可溶性鐵（Ⅲ）、鍺（Ⅳ）等高價金屬離子為催化劑，銅（Ⅱ）離子起協同作用，添加微量緩衝劑，在動力波脫硫塔中與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷礦漿，分解後形成的磷酸在磷礦浮選中作為pH值調整劑，實現磷化工與磷礦選礦礦化耦合技術。經脫硫處理後的尾氣達到新國標尾氣的≤400mg/m3排放標準。本發明公開的硫酸生產中二氧化硫尾氣淨化方法，具有工藝簡單，適用於性強，實現磷化工與磷礦選礦礦化耦合技術，無論從資源還是環保角度都具有重大意義。
【專利說明】二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法。特別涉及到一種硫酸生產中降低二氧化硫尾氣的方法。屬磷化工及磷礦選礦生產領域。
【背景技術】
[0002]SO2是大氣中主要的汙染物，它不僅對人體有毒害作用，而且還可導致酸雨問題，所以一直是嚴格控制排放的汙染物之一。迄今為止，國內外研究應用了各種幹法和溼法煙氣脫硫技術，對於高濃度SO2現均可有效回收利用，但現有的脫硫技術存在著投資大，運行費用高，管道易腐蝕，工藝流程複雜，操作運行繁雜等問題，尤其對低濃度SO2的淨化效果和成本很不盡人意。硫酸生產過程中排放 尾氣是典型的低濃度SO2廢氣，是大氣中二氧化硫的主要來源之一。
[0003]我國每年硫酸總產量的50%以上用於製造磷肥。此外，根據2010年10月頒布的《硫酸工業汙染物排放標準》，自2013年10月I日起，現有企業執行大氣汙染物二氧化硫排放限值為400mg/m3。因而在磷化工廠中，進行有效的硫酸尾氣脫硫將對SO2排放總量的控制起到十分有利的作用。
[0004]目前大多除硫採用鈉鹼法、氨法等方法。這些脫硫方法雖然對二氧化硫的脫除有一定的效果，但所得副產品往往不易銷售，且價格低廉，有的還造成二次汙染。
[0005]在磷礦浮選中常使用磷酸作為介質調整劑，主要作用是:(1)調整礦漿pH值。由於礦漿的PH值往往直接或間接地影響其中礦物的可浮性，所以常在浮選過程中加入調整劑來改變和調整各種礦物的可浮性。在一定的浮選條件下，礦物可浮與不可浮的PH分界線稱為臨界PH值；(2)調整其他藥劑的作用活度。藥劑與礦物表面發生作用的，是藥劑中的某些活性離子(或分子)。當藥劑用量一定時，礦漿中的藥劑離子的含量又決定於礦漿的PH值；(3)消除對浮選有害離子的影響。礦漿中常含有許多「難免離子」，大多數來自礦石中可溶性鹽的解離，也有來自工業用水及藥劑。它們對浮選的影響比較複雜，既有活化、抑制作用，也有的能消耗各種藥劑。為消除其影響，常用介質調整劑與之作用，生成難溶性化合物沉澱以消除之；(4)調整礦泥的分散與團聚。細的礦泥常使不同的礦物粒子無選擇地團聚，破壞浮選的選擇性，降低精礦質量，並使有用礦物包裹於絮團內易流失於尾礦。
【發明內容】
[0006]本發明針對上述脫除硫酸生產中二氧化硫尾氣等問題，提供一種硫酸生產中降低二氧化硫尾氣的方法，生產的硫酸分解磷原礦漿，形成的磷酸在磷礦浮選中作為pH值調整齊?，具有工藝簡單，適用於性強，實現磷化工與磷礦選礦礦化耦合技術，無論從資源還是環保角度都具有重大意義。
[0007]本發明解決上述問題所採用的技術方案為:一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法，以磷原礦漿中可溶性鐵(III)、鍺(IV)等高價金屬離子為催化劑，銅
(II)離子起協同作用，添加微量緩衝劑，在動力波脫硫塔中與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷礦漿，分解後形成的磷酸在磷礦浮選中作為PH值調整劑，實現磷化工與磷礦浮選礦化耦合技術。
[0008]磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數為=P2O5≥22.0% ；MgO 投料≤ 8.0% ；SiO2:16.0 ~20.0% ;Ca0:28.0 ~35.0% ;Fe203:1.2 ~2.3% ;Ge02:0.03 ~0.06%;CuO: 0.01 ~0.02%。
[0009]將磷原礦磨至-200目含量90~95%，與水形成的磷礦漿含固量為45~55%。
[0010]添加的微量緩衝劑為EDTA 二鈉、檸檬酸鈉及磷酸鈉中的一種或幾種，其相對於磷礦漿的質量分數為0.05~0.2。
[0011]在動力波脫硫塔中脫硫溫度控制在40~130°C ;二氧化硫尾氣流速為20~30m/s ;液氣體積比為I (m3):0.5~0.7 (L)0
[0012]以磷原礦漿中可溶性鐵(III)、鍺(IV)等高價金屬離子為催化劑，銅(II)離子起協同作用，添加微量緩衝劑，在動力波脫硫塔中與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷礦漿，分解後形成的磷酸在磷礦浮選中作為pH值調整劑，實現磷化工與 磷礦浮選礦化耦合技術。
[0013]磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數為=P2O5≥22.0% ；MgO ≤ 8.0% ；SiO2:16.0 ~20.0% ；CaO:28.0 ~35.0% ；Fe203:1.2 ~2.3% ；Ge02:0.03 ~0.06%
CuO: 0.01 ~0.02%。
[0014]將磷原礦磨至-200目含量90~95%，與水形成的磷礦漿含固量為45~55%。
[0015]添加的微量緩衝劑為EDTA 二鈉、檸檬酸鈉及磷酸鈉中的一種或幾種，其相對於磷礦漿的質量分數為0.05~0.2。
[0016]在動力波脫硫塔中脫硫溫度控制在40~130°C ;二氧化硫尾氣流速為20~30m/s ;液氣體積比為I (m3):0.5~0.7 (L)0
[0017]本發明利用磷礦漿吸收二氧化硫後形成的硫酸溶液分解磷礦漿，分解後形成的磷酸在磷礦浮選中作為pH值調整劑，實現磷化工與磷礦浮選礦化耦合技術。
[0018]本發明公開的硫酸生產中二氧化硫尾氣淨化方法，具有工藝簡單，適用於性強，實現磷化工與磷礦選礦礦化耦合技術，無論從資源還是環保角度都具有重大意義。經脫硫處理後的尾氣達到新國標尾氣的≤400mg/m3排放標準。
[0019]本發明具有以下優勢與創新之處:
(I)動力波脫硫塔是通過設計適當的洗滌器喉管，來控制煙氣在管內的速度，使煙氣與磷原礦漿在喉管內形成一個泡沫區，在泡沫區內氣液充分接觸，強烈的湍動使混合強化並使接觸面更新，從而獲得極高的反應效率。動力波洗滌器不需要磷原礦漿的霧化程度過高，而靠洗滌器內部形成的湍流達到氣、液的充分接觸，這樣就減少了因噴嘴堵塞影響脫硫效果，同時也減少磷原礦漿泵的運行功率。
[0020](2)相比於純磷原礦漿，含EDTA 二鈉、檸檬酸鈉及磷酸鈉中的一種或幾種的磷原礦漿溶液會與H+形成緩衝性溶液,從而限制pH值的減小,使二氧化硫的溶解度增大,延長了二氧化硫在磷礦漿中的時間，加大了二氧化硫的轉化率。
[0021](3)以磷精礦漿中鐵及鍺等金屬離子為催化劑，它能夠達到充分高的價態以從S(IV)中奪取電子，一方面在催化過程中與二氧化硫形成絡合物，降低了鐵及鍺在磷礦漿中的有效含量，減少了其在後續溼法磷酸生產過程中的副作用；另一方面降低了添加催化劑的材料費用。
[0022](4)吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷原礦漿，分解後形成的磷酸在磷礦浮選中作為PH值調整劑，實現磷化工與磷礦浮選礦化耦合技術。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
以磷原礦漿(磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數:P20522.4% ；Mg07.0% ；SiO2:18.4% ；CaO: 30.7% ；Fe203:l.6% ；Ge02: 0.06%, CuO:0.01%。-200 目含量 92%，與水形成的磷礦漿含固量為47%)中鐵、鍺及銅為金屬離子為催化劑，添加質量分數為0.08的EDTA二鈉緩衝劑，在動力波脫硫塔中(脫硫溫度控制在55°C ;二氧化硫尾氣流速為26m/s ;液氣體積比為I (m3): 0.5 (L))與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷原礦漿。經脫硫處理後的尾氣達到新國標尾氣的320mg/m3排放標準。
[0024]實施例2
以磷原礦漿(磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數:P20522.6% ；Mg06.3% ；SiO2:16.9% ；CaO: 33.2% ；Fe203:2.0% ；Ge02: 0.05%, CuO:0.01%。-200 目含量 92%, -200 目含量94%，與水形成的磷礦漿含固量為51%)中鐵、鍺及銅等金屬離子為催化劑，添加質量分數為0.06的EDTA 二鈉及0.05檸檬酸鈉緩衝劑，在動力波脫硫塔中(脫硫溫度控制在87 V ；二氧化硫尾氣流速為23m/s ;液氣體積比為I (m3):0.6 (L))與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷原礦漿。經脫硫處理後的尾氣達到新國標尾氣的300mg/m3排放標準。
[0025]實施例3
以磷原礦漿(磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數:P20522.8% ；Mg07.2% ；SiO2:19.9% ；CaO: 31.5% ；Fe203:2.2% ；Ge02: 0.03%, CuO: 0.02%。-200 目含量 90%,與水形成的磷礦漿含固量為53%)中鐵、鍺及銅等金屬離子為催化劑，添加質量分數為0.15磷酸鈉溶液，在動力波脫硫塔中(脫硫溫度控制在110°C ;二氧化硫尾氣流速為22m/s ;液氣體積比為I (m3):0.7 (L))與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷原礦漿。經脫硫處理後的尾氣達到新國標尾氣的315mg/m3排放標準。
[0026]實施例4
以磷原礦漿(磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數:P20522.1% ；Mg07.7% ；SiO2:18.4% ；CaO: 34.5% ；Fe203:1.4% ；Ge02: 0.04%, CuO: 0.02%。-200 目含量 91%,與水形成的磷礦漿含固量為50%)中鐵、鍺及銅等金屬離子為催化劑，添加質量分數為0.10EDTA 二鈉及0.15磷酸鈉溶液，在動力波脫硫塔中(脫硫溫度控制在120°C ;二氧化硫尾氣流速為24m/s;液氣體積比為I (m3):0.6 (L))與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷原礦漿。經脫硫處理後的尾氣達到新國標尾氣的326mg/m3排放標準。
【權利要求】
1.一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦pH值調整劑的方法，其特徵在於:以磷原礦漿中可溶性鐵(III)、鍺(IV)高價金屬離子為催化劑，銅(II)離子起協同作用，添加微量緩衝劑，在動力波脫硫塔中與吸收塔出來的二氧化硫尾氣形成逆流接觸，吸收二氧化硫後形成硫酸溶液分解磷礦漿，分解後形成的磷酸在磷礦浮選中作為PH值調整劑，實現磷化工與磷礦浮選礦化稱合技術。
2.根據權利要求1所述的一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法，其特徵在於:磷原礦粉中主要的化學組分的質量分數為=P2O5≥22.0% ；MgO ≤ 8.0% ；SiO2:16.0 ~20.0% ;Ca0:28.0 ~35.0% ;Fe203:1.2 ~2.3% ;Ge02:0.03 ~0.06%;CuO: 0.01 ~0.02%。
3.根據權利要求1所述的一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法，其特徵在於將磷原礦磨至-200目含量90~95%，與水形成的磷礦漿含固量為45~55%。
4.根據權利要求1所述的一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法，其特徵在於添加的微量緩衝劑為EDTA 二鈉、檸檬酸鈉及磷酸鈉中的一種或幾種，其相對於磷礦漿的質量分數為0.05~0.2。
5.根據權利要求1所述的一種二氧化硫尾氣催化氧化用於磷礦選礦PH值調整劑的方法，其特徵在於在動力波脫硫塔中脫硫溫度控制在40~130°C ;二氧化硫尾氣流速為20~30m/s ;液氣體積比 為 I (m3):0.5 ~0.7 (L)0
【文檔編號】B01D53/80GK103949150SQ201410094341
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】樊崇生, 張暉, 何賓賓, 陸偉才, 羅昆義 申請人:雲南磷化集團有限公司