硫鐵礦制酸三廢處理及余熱利用的思考

潘春迪（廣西鹿寨化肥有限責任公司硫酸分廠，廣西 柳州 545600）

硫鐵礦制酸三廢處理及余熱利用的思考

潘春迪（廣西鹿寨化肥有限責任公司硫酸分廠，廣西 柳州 545600）

在硫鐵礦制酸生產中會產生并排放的工業廢水，會對環境造成污染。做好三廢處理及余熱利用，既能保護環境又能綜合利用，實現企業的經濟效益和社會效益。

硫鐵礦制酸；三廢處理；余熱利用

硫酸是上百種工業產品的重要原料，2010年我國就以硫酸產能最高、產量最大雙雙居世界首位。目前，我國硫酸產能超越1億2千多噸，硫酸產量9千2百多萬噸［1］。筆者所在的企業就是八五九五期間，從意大利西利沙蒙公司引進的技術和設備，采用沸騰爐、廢熱鍋爐、旋風除塵器、電除塵器、泡沫洗滌塔帶稀酸冷卻器、電除霧器、“2+2”兩轉兩吸等當時世界先進水平的工藝流程，2014年產硫酸達45萬噸的大型企業。控制污染保護環境是我國基本國策，進一步做好硫鐵礦制酸的三廢處理及余熱利用，既能保護環境又能綜合利用，實現企業的經濟效益和社會效益。

1 硫鐵礦制酸三廢產生及處理

1.1 廢渣處理及回用

硫鐵礦制酸就是主要用硫鐵礦混合少量硫精砂為原料通過焙燒，電除塵封閉酸洗，二轉二吸制酸等工藝生產硫酸。其生產過程產生的廢渣有硫鐵礦燒渣、中和渣。硫鐵礦燒渣呈酸性細小顆粒粉末狀，含鐵低者可作制水泥的添加劑；含鐵高的是煉鐵好原料。在原材料采購中，盡管各種低鐵含硫廢渣成本較低，也能生產硫酸，但是生產中產生的燒渣含鐵量太低，無法作為煉鐵原料，還要解決其堆放處理問題，綜合成本并不低。所以要盡量采購高硫高鐵礦，不但燒渣含鐵量高能充分利用，而且生產的熱量更多，綜合效益更高。還要進一步改造制酸設備和運輸技術，減少粉塵泄露污染環境，也是提高經濟效益和社會效益的關鍵之一。

1.2 廢水處理及回用

硫酸生產企業是用水大戶，又是廢水排放大戶。在硫鐵礦制酸生產中排放的工業廢水，對水土環境造成一定程度的污染。硫鐵礦制酸產生大量的廢水如果直接排放則污染環境，浪費巨大。硫鐵礦制酸產生大量的廢水，主要有稀酸廢水和冷卻水。稀酸廢水主要來自凈化工段，水量不大但污染程度較為嚴重；冷卻水用于冷卻排渣滾筒等，水量較大，污染程度較稀酸廢水為輕，而且混有硫鐵礦渣而形成大量懸浮物［2］。硫鐵礦制酸近年來大都采用稀酸洗滌凈化工藝或污水循環工藝，使得稀酸廢水排出大為減少。處理硫酸廢水的傳統工藝主要是采用石灰乳中和法。石灰乳就是氫氧化鈣，與稀酸發生中和反應生成硫酸鈣和水，還能與酸泥中的鐵離子結合成氫氧化鐵，從而吸附廢水中的含砷、氟等有毒物質，達到環保目的。處理硫酸廢水主要有平流式沉淀和輻流式沉淀，一般說來，前者比后者使用效率較高，處理效果好，處理后的廢水達到能重復使用的標準，節約大量用水。對于水量較大的冷卻水應采取以循環使用冷卻水系統的處理方式。

1.3 廢氣處理及回用

硫鐵礦制酸生產過程中產生的三廢當中，尤以廢氣治理難度較大。硫鐵礦制酸生產過程中產生的廢氣當中主要是二氧化硫氣體，而二氧化硫又恰好是用于生產硫酸的，排放廢氣二氧化硫就等于浪費金錢！因此減少廢氣二氧化硫的排放，對廢氣二氧化硫的綜合利用，是硫鐵礦制酸生產企業生存發展的關鍵一環。硫鐵礦制酸生產過程中產生的廢氣處理及回用一般應該抓好兩頭：一是在原有廢氣處理工藝的基礎上，加大先進工藝材料的研產力度，目前主要是抓緊研究和推廣新型高效催化劑硫酸釩的應用，就能從源頭上抑制二氧化硫廢氣的形成。二是在不可避免的二氧化硫廢氣排放當中，盡可能對二氧化硫加以回收和利用，變廢為寶。在治理和利用硫鐵礦制酸生產過程中產生廢氣的常用工藝設備中，有的成本較低但是可能帶來二次污染，有的能處理比較徹底但是成本略高，企業只能根據自身實際情況選擇［1］。

2 余熱的回收利用

硫鐵礦制酸在我國已經是歷史悠久的無機酸生產工業，生產技術和工藝流程已經相當成熟。八五九五期間又從德國、意大利、瑞典、加拿大等國引進當時處于國際先進水平的生產設備，生產水平和產品質量都上了檔次。但是硫鐵礦制酸生產的能耗，主要是電能消耗一直居高不下，而余熱回收利用較低，沒有獲得突破性進展，應經成為這一產業經濟效益低下的主要原因。

硫鐵礦制酸生產必須消耗數量巨大的電能，同時釋放大量的熱能。它生產工藝的若干過程都是放熱的化學反應。比如，硫鐵礦與硫精砂混合礦粉的燃燒過程；二氧化硫轉化為三氧化硫的過程；三氧化硫氣體的干燥與吸收過程等等都釋放出大量的熱能。對于產生于焙燒工序的高溫位余熱的回收利用工藝設備相對簡單，一般中小型企業就能辦到，就是用火管或者水管廢熱鍋生產高熱蒸汽加以利用，這部分余熱回收利用率一般占40%～50%左右。對于中溫位余熱的回收利用工藝設備相對稍微復雜，目前除了少數小型企業外，基本都能用經過特殊設計和改造的過熱器或者省煤器將中溫廢熱生產蒸汽，這部分余熱回收利用率一般占20%左右。

目前余熱回收利用的關鍵和難點在于低溫位余熱的回收利用。現在只有少數的硫鐵礦制酸企業配置了低溫位余熱的回收系統，而且其中大部分配置的是價格比較低廉的國產設備，與國外同類設備存在不小的差距，以致低溫位余熱的回收利用率提高不大。這里的主要差距在于我國無法突破相關設備設計技術，目前也無法生產出低溫位余熱的回收所需的耐高溫酸腐蝕材料。今后應當在設計技術，材料技術，控制水平等加強創新，趕超國際先進水平，普遍配置低溫位余熱的回收系統，將硫鐵礦制酸余熱回收利用率提高到90%左右，把硫鐵礦制酸企業同時建成能源工廠，大幅度提高企業的經濟效益和社會效益。

［1］李崇.中國硫酸工業現狀及“十三五”發展思路［J］.硫酸工業，2016年1期1-7.

［2］何英.談硫酸生產中能量回收利用和三廢的綜合治理［J］.黑龍江科技信息，2012年27期30.