專利名稱：一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用硫磺還原軟錳礦的方法，特別是涉及一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法。
背景技術(shù)：
硫酸錳是制備工業(yè)硫酸錳及電解錳等錳產(chǎn)品的主要原料，廣泛用于醫(yī)藥、造紙、催化劑、飼料添加劑等化工領(lǐng)域和生產(chǎn)電解錳等冶金領(lǐng)域以及生產(chǎn)其他錳鹽等。隨著二價(jià)的 碳酸錳礦石的銳減，自然界中四價(jià)錳的軟錳礦(主要是二氧化錳)以其礦量較多，錳含量 高，價(jià)格低成為替代碳酸錳礦的新資源。但是利用軟錳礦制備硫酸錳的過(guò)程中，由于二氧 化錳不溶于硫酸，必須通過(guò)還原反應(yīng)把它還原成一氧化錳(MnO)才能和硫酸反應(yīng)生成硫酸 猛。現(xiàn)有的軟錳礦還原制備硫酸錳的方法主要有兩種(1)煤還原焙燒-硫酸浸出法 此方法是傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，已有近半個(gè)世紀(jì)的歷史，技術(shù)較成熟，硫酸浸出、除雜后所得的 硫酸錳溶液質(zhì)量好。但它產(chǎn)生的SO2、粉塵嚴(yán)重污染環(huán)境，煤耗量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，還原成本 高。(2)兩礦焙燒法將軟錳礦和硫鐵礦分別粉碎，混合配料，在500°C -800°c溫度下焙燒 0. 5-1小時(shí)，然后用清水浸取，分離、除雜后獲得硫酸錳溶液。該方法同樣也會(huì)產(chǎn)生SO2和粉 塵，污染環(huán)境，勞動(dòng)強(qiáng)度大。上述軟錳礦焙燒還原工藝需消耗大量的粉煤作為還原劑，生產(chǎn) 過(guò)程能耗高、流程長(zhǎng)，并產(chǎn)生大量C02、CO和SO2廢氣及粉塵，操作條件差，環(huán)境污染較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，此 方法克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，應(yīng)用此種方法能有效降低能源消耗量，減少環(huán)境污染，且 能在還原軟錳礦的同時(shí)實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)硫酸。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括如下步驟(a)將硫磺與軟錳礦按一定配比摻混送入沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物 料在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，控制沸騰爐的爐內(nèi)溫度；所述的硫磺與軟錳礦的摻混比例范圍為1 (0-20)；所述的沸騰爐的爐內(nèi)溫度控 制在 500-1000°C ；(b)硫磺與產(chǎn)生的二氧化硫?qū)④涘i礦中的二氧化錳還原為一氧化錳；(c)將產(chǎn)生的一氧化錳從沸騰爐的出料口排出，隔絕空氣冷卻，然后將其直接排入 硫酸溶液或者電解錳陽(yáng)極液中漿化、浸出硫酸錳；(d)從沸騰爐的上段鼓入空氣，使升華硫充分燃燒，調(diào)節(jié)沸騰爐出口溫度，反應(yīng)產(chǎn) 生的二氧化硫經(jīng)降溫、除塵后送凈化工序，然后按硫酸生產(chǎn)工藝生產(chǎn)硫酸。所述的沸騰爐出口溫度控制在600-900°C ；其反應(yīng)方程式如下S+02 — SO2 ( 二氧化硫)..........................................(1)
S+2Mn02 — S02+2Mn0 ( 一氧化猛)..............................(2)S02+Mn02 — Mn0+S03 (三氧化硫)...........................(3)2S02+02 — 2S03 (三氧化硫)....................................(4)S03+H20 — H2SO4 (硫酸)..........................................(5)本發(fā)明的有益效果在于(1)本發(fā)明的生產(chǎn)方法利用現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)沸騰爐設(shè)備，既能將軟錳礦還原為硫酸 錳，又能產(chǎn)生大量硫酸，大大減少了設(shè)備投資，節(jié)約資金，降低成本；(2)本發(fā)明利用現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)中硫純度為99. 5%以上的硫磺作為還原劑和加熱 熱源，燃燒不會(huì)產(chǎn)生其它雜質(zhì)，不影響錳的利用率；也能為二氧化錳的還原提供必要的溫度 條件(500-1000°C )，大大節(jié)省了燃料，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益；(3)與加煤礦焙燒還原工藝比較，不會(huì)排出C02、C0和SO2廢氣及粉塵，操作條件好， 不影響環(huán)境。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將硫磺與軟錳礦按比例1 3摻混送入沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物料 在爐底氣流和爐頂負(fù)壓的氣力作用下，在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，控制沸騰層溫度850-950°C， 摻混在軟錳礦中的硫磺燃燒生成二氧化硫，產(chǎn)生大量熱量；硫磺和產(chǎn)生的二氧化硫?qū)④涘i 礦中的二氧化錳還原為一氧化錳。沸騰爐出料口排出的一氧化錳落入水中隔絕空氣冷卻 防止一氧化錳氧化成二氧化錳，亦可將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽(yáng)極液)中 漿化、浸出硫酸錳。下段爐氣中缺氧，含有升華硫，在沸騰爐上段鼓入空氣，補(bǔ)充氧，充分燃 燒升華硫，反應(yīng)生成二氧化硫；沸騰爐出口溫度850-900°C，沸騰爐出口二氧化硫的濃度為 10-13%。含二氧化硫的爐氣經(jīng)除塵后送凈化工序，然后按硫酸生產(chǎn)工藝生產(chǎn)硫酸。實(shí)施例2 按上述相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例1，將硫磺與軟錳礦按比例1 7摻混送入沸騰爐 內(nèi)，控制沸騰層溫度800-900°C，沸騰爐出口溫度800-900°C，沸騰爐出口二氧化硫的濃度 為 10-12%。實(shí)施例3 按上述相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例1，將硫磺與軟錳礦按比例1 15摻混送入沸騰 爐內(nèi)，控制沸騰層溫度750-850°C，沸騰爐出口溫度800-850°C，沸騰爐出口 二氧化硫的濃 度為8-10%。
權(quán)利要求
一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，包括如下步驟(a)將硫磺與軟錳礦按一定配比摻混送入沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物料在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，產(chǎn)生大量的二氧化硫，控制沸騰爐的爐內(nèi)溫度；(b)硫磺和產(chǎn)生的二氧化硫?qū)④涘i礦中的二氧化錳還原為一氧化錳；(c)將產(chǎn)生的一氧化錳從沸騰爐的出料口排出，隔絕空氣冷卻，然后將其直接排入硫酸溶液或者電解錳陽(yáng)極液中漿化、浸出硫酸錳；(d)從沸騰爐的上段鼓入空氣，使升華硫充分燃燒，調(diào)節(jié)沸騰爐出口溫度，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫經(jīng)降溫、除塵后送凈化工序，然后按硫酸生產(chǎn)工藝生產(chǎn)硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，其特 征在于所述的硫磺與軟錳礦按1 (0-20)的配比摻混。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，其特 征在于所述的沸騰爐的爐內(nèi)溫度控制在500-1000°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，其特 征在于所述的沸騰爐出口溫度控制在600-900°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法。它是將硫磺與軟錳礦按一定配比摻混送入沸騰爐內(nèi)，硫磺與燃燒產(chǎn)生的二氧化硫?qū)④涘i礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，將其排入硫酸溶液或者電解錳陽(yáng)極液中漿化、浸出硫酸錳；從沸騰爐的上段鼓入空氣，使升華硫充分燃燒，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫經(jīng)降溫、除塵后送凈化工序，然后按硫酸生產(chǎn)工藝生產(chǎn)硫酸。本發(fā)明的生產(chǎn)方法利用現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)沸騰爐設(shè)備，既能將軟錳礦還原為硫酸錳，又能產(chǎn)生大量硫酸，大大減少了設(shè)備投資，節(jié)約資金，降低成本，同時(shí)反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)排出CO2、CO和SO2廢氣及粉塵，操作條件好，不影響環(huán)境。
文檔編號(hào)C01B17/74GK101837959SQ201010171938
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者劉芳, 劉集貴 申請(qǐng)人:湖南省瀘溪縣金旭冶化有限責(zé)任公司