專利名稱：一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法
技術領域：
本發明涉及二氧化硫廢氣的綜合治理和利用技術領域，特別涉及一種用二氧化硫 廢氣制備亞硫酸鋅的方法。
背景技術：
立德粉，俗稱鋅鋇白，是硫化鋅和硫酸鋇的混合物，通常采用焙燒浸取法制取。即 將含硫酸鋇大于95%的天然重晶石與無煙煤以3 1(質量)混合投料，經粉碎至直徑約 2cm以下進入還原爐，控制爐溫前段為1000 1200°C，后段為500 600°C，還原爐以每轉 80s的速度轉動，反應轉化率為80% 90%，制得的硫化鋇進入浸出器，控制溫度在65°C以 上，得到硫化鋇含量為701 %，再進入澄清桶，澄清后加入硫酸鋅反應，控制硫酸鋅含量大于 28%，pH = 8 9，得到密度為1. 296 1. 357g/cm3的硫酸鋇與硫化鋅的混合物。反應液 經板框壓濾，得到濾餅狀立德粉，含水量不大于45%，進入干燥焙燒爐焙燒以改變立德粉晶 型，然后在80°C溫度下用硫酸酸洗。最后經水洗、加固色劑、壓濾、干燥和磨粉而成。其中的 反應方程式如下2C+02 — 2C02BaS04+C — BaS+4C0BaS04+4C0 — BaS+4C02BaS+ZnS04 — ZnS ‘ BaSO4上述立德粉生產的過程中產生了多種重金屬廢渣，如鉛渣、鋅渣、鎘渣、鋇渣、煤渣 等固體廢物。其中，鉛和鋅含量最高，鉛元素含量為25-38%，鋅元素含量為8-10%，其他的 硫、鋇、鈣、鎘、銅等元素加在一起含量為不超過10%。目前，這種廢渣大多露天堆放或者用 于填空、鋪路，這樣不僅浪費資源，重金屬也嚴重污染環境。為此人們進行了大量的研究， 1973年01期的《精細化工中間體》中對用立德粉廢渣生產多種產品進行了研究，《湖南化 工》1992年第22卷第1期也報道了《從立德粉酸浸廢渣制取硫酸鉛的研究》，但是文中都還 只是處于理論研究，還沒有比較實際的處理和利用方法。為此，有必要探索綜合治理和利用生產立德粉所得廢渣工業方法，以緩解生產立 德粉所得廢渣對環境的污染。本申請人在多年實踐得基礎上，結合生產立德粉廢渣的實際情況，開發了治理和 利用生產立德粉所得廢渣的方法，然而，該過程中，產生了大量的二氧化硫氣體。眾所周知， 二氧化硫(SO2)是最常見的硫氧化物，有強烈刺激性氣味，為大氣主要污染物之一。當二氧 化硫溶于水中，會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2進一步氧化，通常在催化劑如 二氧化氮的存在下，便會生成硫酸。從而進一步污染環境。

發明內容
為此，本發明的目的在于，提供一種用工業二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法。該 方法變廢為寶，有效的將二氧化硫廢氣轉化為具有較大經濟意義的亞硫酸鋅，充分挖掘和利用了潛在的經濟價值，同時，也解決了生產立德粉所得廢渣的綜合利用和治理所產生的 環境污染問題，為立德粉所得廢渣的綜合利用和治理提供了環境保證。本發明的技術方案如下一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，包括如下具 體步驟步驟A 將二氧化硫廢氣按照氫氧化鋅和二氧化硫純物質質量比為1 0.45-0.85 通入盛有氫氧化鋅溶液的搪瓷反應器(2)里，慢慢開動攪拌器使其進行化學反應，得到含 亞硫酸鋅的反應液；步驟B 將步驟A所得的含亞硫酸鋅的反應液經抽濾機⑶抽濾，得到澄清的亞 硫酸鋅溶液和少量的濾餅雜質，濾餅雜質焚燒；步驟C 將步驟B所得的澄清的亞硫酸鋅溶液送入蒸發器⑷里蒸發，使之達到亞 硫酸鋅飽和溶液，冷卻，此時蒸發液已經成為亞硫酸鋅晶體，經粉碎機粉碎、包裝成為亞硫 酸鋅成品(5)。所述二氧化硫廢氣來源于生產立德粉所得廢渣，其具體過程為折算生產立德粉 所得廢渣中的硫酸鉛質量含量，并稱量鐵削和白煤，按照硫酸鉛、鐵削和白煤的純物質質量 比為1 0.08-0.38 0.02-0. 06將各物質混合均勻后，自電弧爐(1)頂部送入密閉隔絕 空氣的電弧爐里，加熱至1200-1300攝氏度進行反應，將廢渣中的鉛和氧化鋅分離，鉛以熔 融狀態從爐內流出，澆鑄成鉛錠粗品產品，經過再熔精制得到精品金屬鉛，同時逸出二氧化 硫氣體和二氧化碳氣體；將二氧化硫氣體和二氧化碳氣體經二氧化碳凈化器吸收，除去二 氧化碳，即得較為純凈的二氧化硫氣體。本發明所述用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅，其化學反應方程式為Zn (OH) 2+S02 = = = = = ZnS03+H20Pb S04+Fe = = = = = Pb +Fe SO4PbS04+C = = = = = Pb+C02+S02本發明的有益效果是本發明用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，有效的將二 氧化硫廢氣轉化為具有較大經濟意義的亞硫酸鋅，充分挖掘和利用了潛在的經濟價值。當 二氧化硫廢氣來源于生產立德粉所得廢渣時，也解決了生產立德粉所得廢渣的綜合利用和 治理所產生的環境污染問題，為立德粉所得廢渣的綜合利用和治理提供了環境保證。該方 法操作簡單，設備投資費用低，副產物少，適于推廣應用。


圖1為本發明所述用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法的工藝流程圖，該圖中， ⑴電弧爐，⑵搪瓷反應器，⑶抽濾機，⑷蒸發器，(5)亞硫酸鋅成品。
具體實施例方式實施例1參照圖1，一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，包括如下具體步驟，將 64kg 二氧化硫氣體按照氫氧化鋅和二氧化硫純物質質量比為1 0.65通入盛有氫氧化鋅 溶液的搪瓷反應器(2)里，慢慢開動攪拌器使其進行化學反應，得到含亞硫酸鋅的反應液； 將含亞硫酸鋅的反應液經抽濾機(3)抽濾，得到澄清的亞硫酸鋅溶液和少量的濾餅雜質，濾餅雜質焚燒；將澄清的亞硫酸鋅溶液送入蒸發器(4)里蒸發，使之達到亞硫酸鋅飽和溶 液，冷卻，此時蒸發液已經成為亞硫酸鋅晶體，經粉碎機粉碎、包裝成為亞硫酸鋅成品(5)， 其中的亞硫酸鋅純物質質量為161kg。所述二氧化硫廢氣的來源如下折算生產立德粉所得廢渣中的硫酸鉛質量含量， 稱量含硫酸鉛606kg的立德粉，并稱量鐵削和白煤，按照硫酸鉛、鐵削和白煤的純物質質量 比為1 0.28 0. 04，將各物質混合均勻后，自電弧爐(1)頂部送入密閉隔絕空氣的電 弧爐里，加熱至1200-1300攝氏度進行反應，將廢渣中的鉛和氧化鋅分離，鉛以融融狀態從 爐內流出，澆鑄成鉛錠粗品產品，經過再熔精制得到精品金屬鉛，同時逸出二氧化硫氣體和 二氧化碳氣體；二氧化硫氣體和二氧化碳氣體經二氧化碳凈化器吸收，得到二氧化硫氣體 32kg。重復生產二次，得到64kg 二氧化硫氣體。實施例2參照圖1，一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，包括如下具體步驟將含 85kg 二氧化硫的二氧化硫氣體按照氫氧化鋅和二氧化硫純物質質量比為1 0.85通入盛 有氫氧化鋅溶液的搪瓷反應器(2)里，慢慢開動攪拌器使其進行化學反應，得到含亞硫酸 鋅的反應液；將含亞硫酸鋅的反應液經抽濾機(3)抽濾，得到澄清的亞硫酸鋅溶液和少量 的濾餅雜質，濾餅雜質焚燒；將澄清的亞硫酸鋅溶液送入蒸發器(4)里蒸發，使之達到亞硫 酸鋅飽和溶液，冷卻，此時蒸發液已經成為亞硫酸鋅晶體，經粉碎機粉碎、包裝成為亞硫酸 鋅成品(5)，其中的亞硫酸鋅純物質質量為161kg。所述二氧化硫廢氣的來源如下折算生產立德粉所得廢渣中的硫酸鉛質量含量， 稱量含硫酸鉛606kg的立德粉，并稱量鐵削和白煤，按照硫酸鉛、鐵削和白煤的純物質質量 比為1 0.38 0. 06，將各物質混合均勻后，自電弧爐(1)頂部送入密閉隔絕空氣的電 弧爐里，加熱至1200-1300攝氏度進行反應，將廢渣中的鉛和氧化鋅分離，鉛以融融狀態從 爐內流出，澆鑄成鉛錠粗品產品，經過再熔精制得到精品金屬鉛，同時逸出二氧化硫氣體和 二氧化碳氣體；二氧化硫氣體和二氧化碳氣體經二氧化碳凈化器吸收，得到二氧化硫氣體 32kg。重復生產三次，得帶96kg 二氧化硫氣體。實施例3參照圖1，一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，包括如下具體步驟折算生 產立德粉所得廢渣中的硫酸鉛質量含量，稱量含硫酸鉛909kg的立德粉，并稱量鐵削和白 煤，按照硫酸鉛、鐵削和白煤的純物質質量比為1 0.08 0.02，將各物質混合均勻后，自 電弧爐(1)頂部送入密閉隔絕空氣的電弧爐里，加熱至1200-1300攝氏度進行反應，將廢 渣中的鉛和氧化鋅分離，鉛以融融狀態從爐內流出，澆鑄成鉛錠粗品產品，經過再熔精制得 到精品金屬鉛，同時逸出二氧化硫氣體和二氧化碳氣體；二氧化硫氣體和二氧化碳氣體經 二氧化碳凈化器吸收，得到二氧化硫氣體48. 48kg ；將45kg 二氧化硫氣體按照氫氧化鋅和 二氧化硫純物質質量比為1 0. 45-0. 85通入盛有氫氧化鋅溶液的搪瓷反應器(2)里，慢 慢開動攪拌器使其進行化學反應，得到含亞硫酸鋅的反應液；將含亞硫酸鋅的反應液經抽 濾機(3)抽濾，得到澄清的亞硫酸鋅溶液和少量的濾餅雜質，濾餅雜質焚燒；將澄清的亞硫 酸鋅溶液送入蒸發器(4)里蒸發，使之達到亞硫酸鋅飽和溶液，冷卻，此時蒸發液已經成為 亞硫酸鋅晶體，經粉碎機粉碎、包裝成為亞硫酸鋅成品(5)，其中的亞硫酸鋅純物質質量為 112.07kg。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列方法。只是做出若干 簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
權利要求
一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，其特征在于，包括如下具體步驟步驟A將二氧化硫廢氣按照氫氧化鋅和二氧化硫純物質質量比為1∶0.45 0.85通入盛有氫氧化鋅溶液的搪瓷反應器(2)里，慢慢開動攪拌器使其進行化學反應，得到含亞硫酸鋅的反應液；步驟B將步驟A所得的含亞硫酸鋅的反應液經抽濾機(3)抽濾，得到澄清的亞硫酸鋅溶液和少量的濾餅雜質，濾餅雜質焚燒；步驟C將步驟B所得的澄清的亞硫酸鋅溶液送入蒸發器(4)里蒸發，使之達到亞硫酸鋅飽和溶液，冷卻，此時蒸發液已經成為亞硫酸鋅晶體，經粉碎機粉碎、包裝成為亞硫酸鋅成品(5)。
2.如權利要求1所述的用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，其特征在于，所述 二氧化硫廢氣來源于生產立德粉所得廢渣，其具體過程為折算生產立德粉所得廢渣 中的硫酸鉛質量含量，并稱量鐵削和白煤，按照硫酸鉛、鐵削和白煤的純物質質量比為 1 0. 08-0. 38 0.02-0. 06將各物質混合均勻后，自電弧爐(1)頂部送入密閉隔絕空氣的 電弧爐里，加熱至1200-1300攝氏度進行反應，將廢渣中的鉛和氧化鋅分離，鉛以熔融狀態 從爐內流出，澆鑄成鉛錠粗品產品，經過再熔精制得到精品金屬鉛，同時逸出二氧化硫氣體 和二氧化碳氣體；將二氧化硫氣體和二氧化碳氣體經二氧化碳凈化器吸收，除去二氧化碳， 即得較為純凈的二氧化硫氣體。
全文摘要
本發明提供了一種用二氧化硫廢氣制備亞硫酸鋅的方法，將二氧化硫和氫氧化鋅進行化學反應，得到含亞硫酸鋅的反應液；蒸發，使之達到亞硫酸鋅飽和溶液，冷卻，得亞硫酸鋅晶體，經粉碎機粉碎、包裝成為亞硫酸鋅成品。該方法變廢為寶，有效的將二氧化硫廢氣轉化為具有較大經濟意義的亞硫酸鋅，充分挖掘和利用了潛在的經濟價值，同時，也解決了生產立德粉所得廢渣的綜合利用和治理所產生的環境污染問題，為立德粉所得廢渣的綜合利用和治理提供了環境保證。
文檔編號B01D53/50GK101962206SQ201010518920
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者王嘉興 申請人:汪晉強