硫铁矿制酸工艺

1、第一章 概述第一节 装置概况某大型铜冶炼厂配套老系统硫酸装置设计生产能力为 10 万吨年， 以铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀酸酸洗净化和 两转两吸接触法制酸工艺。本装置还具有高回收率和低“三废”排放等优点。总硫回收率期望 值可达 97（保证值为 96.0 以上），工艺流程采用了二转二吸制酸工 艺，“3+1 ”四段转化，提高硫的利用率，使尾气中 S02及硫酸雾的排放 指标低于大气污染物综合排放标准 ，净化工段 20稀酸外运到铜选 矿厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销售 给钢铁厂，达到综合利用的目的。鼓风机噪音采用消声、隔声及不设固 定岗位等有效措施。本装

2、置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术： DCS 控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放 带出酸沫等。现在建设 60万吨/ 年硫铁矿循环经济项目一期工程规模为 30万吨/ 年，项目建成后，年产 98%工业硫酸 25 万吨， 105%发烟硫酸 15 万吨， 优质铁精粉 18.2 万吨，余热发电量 7800万度。计划于 2012年 6月竣工投产第二节硫酸及硫氧化物的性质1硫酸的物理性质硫酸的分子量为98.078，分子式为H2SQ。从化学意义上讲，是三氧 化硫与水的等摩尔化合物，即 SQ- H2Q在工艺技术上，硫酸是指 SQ与HQ以任何比例结合的物质，当 SQ 与

3、H2Q的摩尔比W 1时，称为硫酸，它们的摩尔比1时，称为发烟硫酸。硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓度表示。硫酸的主要物理性质为：20 C时密度g/cm31.8305熔点C10.37+0.05沸点C100%275+598.479%(最高)326+5气化潜热（326.1 C时）,KJ/mol50.124熔解热(100%), KJ/mol10.726比热容(25 C), J/(g k)98.5%1.412外观特性浓硫酸是无色透明液体， 能与水或乙醇混合， 暴露在空气中迅速吸 收空气中的水份。发烟硫酸是无色或微有颜色的粘稠状液体， 敞口则挥发窒息性三氧 化硫烟雾。化学组成分子

4、量： 98.08O分子式：H2SOII分子结构： HO S OHIO密度100%2SQ在20C时的密度为1.8305g/cm3，同一温度下，硫酸溶液的密度首先随它的浓度增加而增加，当浓度达到 98.3时其密度达到最大值。当酸浓由 98.3到 100，随酸浓增大而下降， 当为 100%浓度时，发烟硫酸的密度随其中游离的 S03含量的增加而增加，达到62%时密度为最大，以后随SO3含量增加密度减小，直到100%液体SO。（附表于后）随着温度的升高，硫酸密度减小、体积增大，硫酸密度于是成为函 数变量，其密度与浓度的关系见附表。表1-1 :硫酸溶液的密度（20C时）H2SQ含量密度SQ含量%重量克/升

5、10106.6克1/0厘6米丿总重量20227.91.139416.3330365.51.218524.4940521.11.302832.6550697.61.395140.8060898.91.498248.957011271.610557.148013821.727265.319016331.814473.479517421.833777.559617621.835578.379717811.836479.189817991.836580.009918161.843280.8110018301.830581.63104.519811.90285.31表1-2硫酸密度与温度的关系/量%密度

6、gcm3温度C110203040506070809093959697989910001.00751.07351.15101.23261.31791.41101.51541.62931.74821.83611.84901.85441.85601.85681.85681.85511.8517101.00691.07001.14531.22551.31031.40001.50671.61981.73761.82521.83841.84391.84571.84651.84551.84451.8409201.00561.06611.13911.21851.30281.39511.49821.61051.

7、72021.81441.82791.83371.83551.83641.83651.83421.8305301.00221.6171.13351.21151.29631.38721.48981.60411.71701.80881.81761.82361.82581.82681.82651.82421.8205400.99861.06701.12751.20461.2878 137951.48161.59251.70691.79331.80741.81371.815711651.81671.81451.8108500.99441.05171.12151.119781.28061.37191.47

8、351.58381.69711.78291.79741.80401.80601.80701.80721.80501.8015600.98951.04601.11531.19091.27321.36441.46561.57501.68731.77291.78761.79441.79561.79761.79781.79581.7926800.97791.03381.10211.77101.25981.13941.44971.55821.66801.75251.76811.77511.77731.77841.77871.77781.77651000.96451.02041.08851.16301.2

9、4461.33481.43441.54171.64031.73311.74851.75611.75861.76061.76091.76091.7607图1-1 SO 3水溶液在40C时的密度变化趋势图密度g/cm1.61.41.21.00.80 20 40 60 80 100 120 40 60 80 100硫酸浓度 HSO。发烟硫酸浓度 SO 3游离1.4粘度硫酸的粘度随温度的升高而降低。硫酸溶液与发烟硫酸的粘度随 其浓度增加而升咼，随温度提咼而降低。表1-3硫酸粘度与温度的关系数据硫酸浓度%粘度（帕.秒）15C20 C30 C40 C50 C930.03170.02310.01560.01

10、210.0084980.03490.02580.01710.01290.0094104.50.04740.03660.02880.02080.01281.5结晶温度硫酸溶液的结晶温度随硫酸含量的不同而在一个较大的范围内波动。由于硫酸的结晶湿度随其浓度的不同有很大变化，为储存和运输方便，避免在冬季冻结或结晶，商品硫酸的浓度都规定为结晶浓度 低的浓度，如化工公司的主产品硫酸为98瘢，其结晶浓度为-0.7 C 左右。表1-4不同浓度硫酸结晶温度硫酸浓度%92.5939797.59898.5100104.5结晶温度C-22-29 -6.9-3.7-1.1+ 1.8+ 10.9+2.51.6二氧化硫在硫

11、酸及发烟硫酸中的溶解度二氧化硫在同一浓度的硫酸中其溶解度随温度的升高而降低。 在 不同浓度的硫酸中随浓度增高而降低，直到硫酸浓度 83.3%最低。此 后，酸浓增加时，则二氧化硫溶解度又逐渐增加。表1-5二氧化硫在硫酸及发烟硫酸中的溶解度硫酸浓度%HSOSO溶解度（克/100克HSQ）102030405080100755.702.462.041.501.150.560.42854.601.381.291.000.730.370.30904.723.041.961.491.160.620.37955.803.022.231.661.380.750.421006.993.822.722.021.72

12、0.990.54100.410.875.944.313.262.712.071.241.7三氧化硫和水混合热硫酸溶解于水释放的热量称为溶解热。硫酸溶解于水，也可看作被水稀释，从这个意义上讲，这一过程产生的热效应也可称为稀释热。 可以利用积分溶解热和微分溶解热计算硫酸稀释过程的热效应。在 25C条件下，将1 kgfSO溶解于n kg水中，生成（n + 1）kg浓度为C 的溶液，此过程放出的热量称为 C浓度HSQ的积分溶解热。微分溶 解热是指将1kg水加到无限多浓度为C的硫酸中所放出的热量。由于 硫酸的数量为无限多，加水后，可以认为其浓度不变。三氧化硫和水 混合时，放出热量。此热效应称为三氧化硫和水的混合热。它与生成 硫酸的浓度，混合温度有关。硫酸越稀，混合热越