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关于有色金属矿物中硫资源的回收及综合利用分析

分类:管理论文 时间:2020-05-22
  摘要:针对在有色金属矿物中大量富含的硫资源,对硫资源的回收与综合利用技术进行深入分析,提出不同技术的原理和特点,为采取有效技术措施,保证资源回收和利用率提供可靠参考依据。
 
  关键词:有色金属矿物;硫资源回收;硫资源利用
关于有色金属矿物中硫资源的回收及综合利用分析
 
  在有色金属矿物中,含有大量硫资源,若能对这部分硫资源进行回收利用,则能创造出良好的社会和经济效益。但这需要采取合理可行的技术方法。因此,有必要分析并掌握不同的回收和利用技术。
 
  1.二氧化硫烟气处理与资源化
 
  1.1石灰石或石灰与石膏法
 
  该方法是现在世界范围内最常用和成熟的方法,主要具有以下几个特点:第一,具有较高的脱硫效率,当装置的钙、硫之比为1时,其脱硫效率可以达到90%以上;第二,具有较高的吸收剂实际利用率,一般情况下可以达到90%以上;第三,设备具有较高的运转率,一般情况下可以达到90%以上。截至目前,这一方法已经有超过30年的经验,其主要副产物——石膏能实现回收与二次利用[1]。
 
  1.2海水吸收
 
  该方法主要将海水作为脱硫剂,对二氧化硫气体进行吸收。其工艺与流程都较为简单,由曝气池与吸收塔构成。首先,烟气于吸收塔中和海水发生反应,再于曝气池内将海水恢复。不需要对脱硫剂进行制备与添加,具有很高的可靠性,且不会产生废料与废水,不仅投资较少,而且脱硫率很高。该方法工艺过程包括:海水输送、烟气输送、烟气吸收与海水恢复。目前该方法正受到很多国家重视,并正式用于二氧化硫的回收及资源化处理。
 
  1.3再生吸收
 
  该方法是指对二氧化硫进行吸收后,对吸收液进行再生,然后进行循环使用,通过再生产生的二氧化硫,可通过加工制备液态的硫酸、二氧化硫及硫磺。此外,该方法能在对二氧化硫进行有效治理的基础上,实现资源的回收和再利用,表现出良好应用及发展前景。
 
  (1)亚硫酸钠法
 
  该方法是指将亚硫酸钠作为吸收剂,与二氧化硫发生化学吸附反应,亚硫酸钠、二氧化硫与水反应后会生成亚硫酸氢钠。该方法的脱硫率为98%以上。
 
  (2)碱式硫酸铝法
 
  该方法是指将铝屑溶解至硫酸当中,制备硫酸铝,对二氧化硫进行吸收,同时通过回收和制造得到含硫产品。用硫酸铝对二氧化硫进行吸收以后,可生成络合物,伴随氧化铝不断消耗,溶液的吸收能力明显下降,此时可利用空气进行氧化,同时添加石灰石粉末来中和,实现对氧化铝的再生[2]。
 
  (3)柠檬酸盐法
 
  该方法的原理为柠檬酸盐和氢离子相结合制得缓冲溶液,将氢离子的浓度控制在允许范围内,以此提高二氧化硫溶解力,一般情况下二氧化硫脱除率能达到95%。
 
  1.4旋转喷雾法
 
  该方法将氧化钙浆液作为吸收剂,充分了利用喷雾干燥基本原理,使吸收剂以雾状进入到吸收塔中,和二氧化硫发生反应,将二氧化硫去除,该方法的脱硫率为80%~85%。与以上湿法相比,该方法的设备较为简单,且投资少,没有废水产生与排放,然而,如果控制不好,将使固态物沉积于吸收塔的塔壁,使喷嘴被堵塞,影响正常处理。
 
  1.5循环流化床法
 
  该方法是一项具有独立产权的新型技术,将石灰浆作为反应的脱硫剂,烟气由循环流化床的底部不断进入至反应塔,和石灰浆发生脱硫反应,从而将二氧化硫去除干净。再对烟气和脱硫剂进行分离,最后通过除尘使烟气排入到大气当中,反应过程中,能对脱硫剂进行循环使用。该方法主要具有以下特点和优势:第一,具有很高的脱硫效率;第二,具有良好的经济性能,且能对脱硫剂进行循环使用。
 
  1.6荷电干式喷射脱硫
 
  该方法的核心为吸收剂以较高的速度通过充电区,以此获取较强负电荷,然后将其喷射至烟气流当中,通过扩散变成悬浊状态。此时,吸收剂粒子将完全暴露,和二氧化硫充分接触和反应,并因粒子表面存在电晕,所以能提高活性,有效缩短反应的总时间,保证脱硫效率,一般情况下脱硫率能达到70%以上[3]。
 
  1.7等离子体法
 
  该方法借助高能电子对氧气、二氧化硫、氮氧化物和水分子进行激活与电离,由此产生一系列活性粒子,因这些粒子具有强氧化性,所以能使二氧化硫和氮氧化物发生氧化反应,此时再注入氨,能生成硝铵化肥与硫胺。以高能电子来源为依据,可将该方法分成以下几种:
 
  (1)电子束法
 
  这是一种不会产生污染,而且可以对资源进行综合利用的技术,主要具有以下特点:第一,工艺较为简单,能在高效脱硫的同时实现脱氮;第二,脱硫时不会产生废水,所以不涉及废水处理;第三,其反应的副产品主要是硝酸铵与硫酸铵,这两个副产品都能用于化肥的生产;第四,完成处理后可对烟气进行直接排放;第五,前期投资与运行的费用都较低。
 
  (2)脉冲电晕法
 
  该方法是以电子束法为基础通过不断发展得出的,均利用高能电子来脱除二氧化硫。它的作用机理为采用脉冲高压电源产生等离子体与高能电子,对氧气与水进行电力和裂解,生成具有氧化性的活性粒子,这些粒子和二氧化硫经过反应后会生成大量三氧化硫,同时和水发生反应,最终生成硫酸。此时,添加氨以后,还能生成硫酸铵,采用收集器进行收集后可用于化肥的生产。因该方法仅需对电子的温度进行提高,无需调整离子温度,所以能量效率高于电子束法。这一反应在常规的反应器当中即可实现,无需配置电子加速装置,前期投资只有电子书法的一半左右。
 
  2.硫资源的综合利用
 
  我国的硫资源较为匮乏,天然硫磺的实际产量较少,通过回收得到的硫,其数量可以达到总产量50%,硫产品在很多行业都有重要作用,其产值可以达到硫磺很多倍。基于此,需要以产物特征为依据,结合市场对产品提出的需求,积极开发出新型产品,特别是能需求量不断增加的新产品[4]。
 
  就硫磺而言,可生产制造出多种产品,主要包括下列几种:
 
  (1)硫化物,包括金属硫化物与多硫化物。
 
  (2)二硫化碳,由硫与碳生产制备出硫化碳以后进行硫脲的生产,然后进行代森系列与有机剂类产品的生产。
 
  (3)硫氰酸,由硫生产制备出硫氰酸以后,对硫氰酸酯与硫氰酸盐进行生产制备。
 
  (4)生产硫化燃料。
 
  (5)由硫和黄磷生产五硫化二磷,然后用于农药、润滑油等的生产制备。
 
  (6)三氯硫磷,它是有机农药的重要原材料。
 
  (7)卤化硫,包括氯化亚砜、六氟化硫及二氯化硫与其衍生物。
 
  (8)硫化氢,它在硫脲生产、硫醚生产、硫醇生产和金属硫化物的生产中有重要作用。
 
  (9)硫磺精制品,如不溶性的硫磺和荧光级硫磺。
 
  充分利用硫资源对硫化工产品进行开发加工,能获得很好的经济与社会效益,然而,在硫资源实际利用过程中,需要注意下列几点:第一,必须从长远角度发出,不仅要满足社会经济效益要求,而且还要注重环境效益,防止产生二次污染;第二,必须从产品原材料、运输及品种等角度出发,以实际情况为依据,做好产品开发。
 
  相关期刊推荐:《世界有色金属》(月刊)创刊于1986年,由有色金属技术经济研究院主办。是有色金属工业刊物。旨在提供涉及有色金属工业所有领域的综合性、战略性和消息性的技术、经济情报,以促进我国有色金属工业的发展。
 
  3.结束语
 
  综上所述,在技术装备不断更新发展的局势下,可用于回收和利用有色金属矿物中硫资源的技术越来越多,不同技术运用不同原理和机理,而且也具有不同的性质、特点及适用范围,在实际情况中,需要根据具体要求,采取合理可行的技术工艺,并重视并做好硫资源综合利用。
 
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