廢硫酸回收利用技術(shù)探討

胡小龍

江西銅業(yè)（德興）化工有限公司 江西德興 3 3 4 2 0 0

1 硫酸回收的意義

硫酸廣泛應(yīng)用于化工、冶煉等行業(yè)。在許多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程中，硫酸的利用率較低，大量的廢硫酸隨含酸廢水排放到自然環(huán)境中。如果這些含酸廢水排放沒有環(huán)境保護(hù)治療，它不僅會造成大面積的水或土壤酸化，并危及自然生態(tài)環(huán)境，同時也造成大量的浪費(fèi)資源，這并不有利于節(jié)能減排。除廣泛存在的酸性外，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢硫酸和硫酸廢水也摻雜了大量的工業(yè)雜質(zhì)，給廢硫酸的再利用或環(huán)境處理帶來了新的問題。例如，在工業(yè)生產(chǎn)氯甲烷中，濃硫酸一般用于干燥氯甲烷氣體[1]。濃硫酸原料純度一般在98%以上，干燥后硫酸濃度一般在70%以上。干燥后的硫酸一般呈黑色。廢硫酸如果不能脫色，就不能在后續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)中重復(fù)使用，造成嚴(yán)重的自然資源浪費(fèi)。脫色前應(yīng)檢查廢硫酸中雜質(zhì)顏色的來源。由于在生產(chǎn)氯甲烷的過程中會產(chǎn)生廢酸來干燥氯甲烷氣體，所以應(yīng)該考慮氯甲烷可能攜帶的雜質(zhì)。干燥前，一氯甲烷含有甲醚、氯化氫、氯化鋅、甲醇、水等雜質(zhì)。初步分析，甲醚和甲醇是造成硫酸變色的根本原因，因?yàn)榧状己图酌延鰸饬蛩針O易脫水形成炭黑。

2 廢硫酸現(xiàn)狀及來源分析

2.1 鈦白粉廢硫酸

在鈦白生粉產(chǎn)過程之中，經(jīng)常使用硫酸。當(dāng)二氧化鈦的輸出量在20%-25%間時，廢硫酸會產(chǎn)生約8T。二氧化鈦廢硫酸之中含有大量的金屬鹽，如鋁、錳、鈣等。

2.2 染料廢硫酸

染料生產(chǎn)加工過程之中也會產(chǎn)生大量廢硫酸。硫酸用于染料和中間體的生產(chǎn)。由于生產(chǎn)需要，大部分硫酸與其他物質(zhì)一起加入，最終轉(zhuǎn)化為硫酸或廢硫酸[2]。實(shí)際調(diào)查表明，染料生產(chǎn)產(chǎn)生的廢硫酸占全年廢硫酸總產(chǎn)量的7.9%。

2.3 原油加工廢硫酸

原油加工產(chǎn)生廢硫酸主要有下列兩部分：一是原油加工過程中高標(biāo)準(zhǔn)清潔汽油摻合組分油制酸裝置。每1t純汽油調(diào)和油產(chǎn)生廢硫酸80-90kg。其中，廢硫酸含有8%-14%的烴類；其次，在原油加工過程之中，硫化物脫除過程之中硫化物主要以硫化氫的形式存在。原油加工產(chǎn)生的廢硫酸量占廢硫酸年產(chǎn)量的6.7%。

3 廢硫酸回收利用工藝分析

3.1 鍋式濃縮回收

此種稀硫酸濃縮處理工藝，主要用于的設(shè)備為大口徑鑄鐵鍋，并且要求其底部附有鉛料，為減少設(shè)備受稀硫酸腐蝕的影響，需要在設(shè)備底部加鉛。在處理過程中，將稀硫酸置于鑄鐵鍋中，通過燒煤或燒油加熱鐵鍋，蒸發(fā)稀硫酸中所含的水，達(dá)到濃縮的效果。在整個加工項(xiàng)目中，鐵鍋是溶液蒸發(fā)器，加熱蒸發(fā)的氣相在吸收塔中被完全吸收，然后通過冷卻器排出。該工藝選用廢硫酸處理，操作工藝相對簡單，操作成本小，使用方便。但如果你真的選擇使用治療這個過程，你需要做一份好工作的設(shè)備保護(hù)管理減少稀硫酸對鑄鐵壺的影響。特別是，需要頻繁更換造成的環(huán)境污染管理設(shè)備組件和硫酸的放電期間的維護(hù)工作，并采取有效措施，預(yù)防和管理生產(chǎn)提前改善廢物回收的整體效率。

3.2 鼓式濃縮回收

這個過程實(shí)際上是使用燃油來加熱壓縮空氣，使其保持在高溫狀態(tài)，然后將其送到一個稀硫酸起泡器進(jìn)行起泡操作，利用熱空氣來除去稀硫酸中的水分。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單，成品酸收率為98.4%，成品酸濃度高，但缺點(diǎn)是面積大。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，二氧化硫含量和煙氣溫度都比較高。由于鉛的腐蝕性強(qiáng)，組成復(fù)雜，鉛襯砌和鉛材料的選擇較多，容易造成嚴(yán)重的污染，系統(tǒng)能耗較高。本工藝技術(shù)指標(biāo)：重酸油每噸成品酸60公斤，成品酸產(chǎn)率98.4%，成品酸體積分?jǐn)?shù)≥93- 98%，稀酸體積分?jǐn)?shù)≥67%。

4 國內(nèi)外硫酸回收研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

國內(nèi)外廢硫酸的處理方法可分為回收法、綜合利用法、之中和處理法、點(diǎn)解法、冷凍法、熱解法、透析法和氣體萃取法（后三種方法應(yīng)用廣泛）。其中，回收利用包括濃縮法（高溫濃縮法、低溫濃縮法稱為WCG法）、氧化法、萃取法、結(jié)晶法；綜合利用法在國外如MOKANTY、bibhu Pada等廣泛使用，在印度使用硫酸。洗滌劑廠酸性廢水與反應(yīng)塔之中的銅顆粒和銅屑反應(yīng)生成硫酸銅晶體，匈牙利的Toth、Andras等嘗試?yán)脽捰蛷S的硫磺，酸性廢水與褐煤粉煤灰反應(yīng)，加水之后與Brandt水泥混合生產(chǎn)混凝土強(qiáng)度，可用于路面和建筑業(yè)；之中和處理法一般用于處理低濃度硫酸廢水。

在中國，大部分的研究都是在蒽醌生產(chǎn)之中產(chǎn)生的硫酸，二氧化鈦生產(chǎn)之中產(chǎn)生的廢酸，芳烴硝化產(chǎn)生的廢硫酸，染料生產(chǎn)之中產(chǎn)生的廢硫酸，廢鋼之中產(chǎn)生的廢酸，烷基化反應(yīng)產(chǎn)生的廢硫酸，氫氟酸、氫氣、氯化氫、氯甲烷、甲基丙烯酸甲酯等干燥產(chǎn)生的廢硫酸，甲基丙烯酸乙酯、電池廢硫酸的處理，磺化反應(yīng)等過程之中產(chǎn)生的廢硫酸，通常含有大量高色度的有機(jī)物。如果直接排放，不僅浪費(fèi)資源，而且會造成很大的污染。目前，這些工藝產(chǎn)生的廢硫酸的再生處理主要是去除引起色度的有機(jī)物。常用的方法有活性炭吸附法、熱解氧化法、濃縮萃取法。脫色之后進(jìn)一步濃縮使用[3]。氯甲烷生產(chǎn)過程之中會產(chǎn)生大量含有二甲醚等有機(jī)雜質(zhì)的廢硫酸。我國硫酸產(chǎn)量和增長率的變化趨勢在90%-95%超過。廢硫酸的回收方法一般有萃取法、水蒸氣蒸餾法、活性炭吸附法、耐酸樹脂吸附法等。

綜上所述，化工、冶金生產(chǎn)過程之中產(chǎn)生的廢硫酸將直接影響周邊生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)成本。因此，為了更好地解決廢硫酸的處理問題，生產(chǎn)管理部門需要對廢硫酸的濃度和雜質(zhì)的組成進(jìn)行分析，選擇更有效、更經(jīng)濟(jì)的廢硫酸回收技術(shù)，并利用最小的廢硫酸回收和處理投資，換取最大的經(jīng)濟(jì)效益。