關于有色金屬礦物中硫資源的回收及綜合利用分析

　　摘要：針對在有色金屬礦物中大量富含的硫資源，對硫資源的回收與綜合利用技術進行深入分析，提出不同技術的原理和特點，為采取有效技術措施，保證資源回收和利用率提供可靠參考依據。

 

　　關鍵詞：有色金屬礦物;硫資源回收;硫資源利用

 

　　在有色金屬礦物中，含有大量硫資源，若能對這部分硫資源進行回收利用，則能創造出良好的社會和經濟效益。但這需要采取合理可行的技術方法。因此，有必要分析并掌握不同的回收和利用技術。

 

　　1.二氧化硫煙氣處理與資源化

 

　　1.1石灰石或石灰與石膏法

 

　　該方法是現在世界范圍內最常用和成熟的方法，主要具有以下幾個特點：第一，具有較高的脫硫效率，當裝置的鈣、硫之比為1時，其脫硫效率可以達到90%以上;第二，具有較高的吸收劑實際利用率，一般情況下可以達到90%以上;第三，設備具有較高的運轉率，一般情況下可以達到90%以上。截至目前，這一方法已經有超過30年的經驗，其主要副產物——石膏能實現回收與二次利用[1]。

 

　　1.2海水吸收

 

　　該方法主要將海水作為脫硫劑，對二氧化硫氣體進行吸收。其工藝與流程都較為簡單，由曝氣池與吸收塔構成。首先，煙氣于吸收塔中和海水發生反應，再于曝氣池內將海水恢復。不需要對脫硫劑進行制備與添加，具有很高的可靠性，且不會產生廢料與廢水，不僅投資較少，而且脫硫率很高。該方法工藝過程包括：海水輸送、煙氣輸送、煙氣吸收與海水恢復。目前該方法正受到很多國家重視，并正式用于二氧化硫的回收及資源化處理。

 

　　1.3再生吸收

 

　　該方法是指對二氧化硫進行吸收后，對吸收液進行再生，然后進行循環使用，通過再生產生的二氧化硫，可通過加工制備液態的硫酸、二氧化硫及硫磺。此外，該方法能在對二氧化硫進行有效治理的基礎上，實現資源的回收和再利用，表現出良好應用及發展前景。

 

　　(1)亞硫酸鈉法

 

　　該方法是指將亞硫酸鈉作為吸收劑，與二氧化硫發生化學吸附反應，亞硫酸鈉、二氧化硫與水反應后會生成亞硫酸氫鈉。該方法的脫硫率為98%以上。

 

　　(2)堿式硫酸鋁法

 

　　該方法是指將鋁屑溶解至硫酸當中，制備硫酸鋁，對二氧化硫進行吸收，同時通過回收和制造得到含硫產品。用硫酸鋁對二氧化硫進行吸收以后，可生成絡合物，伴隨氧化鋁不斷消耗，溶液的吸收能力明顯下降，此時可利用空氣進行氧化，同時添加石灰石粉末來中和，實現對氧化鋁的再生[2]。

 

　　(3)檸檬酸鹽法

 

　　該方法的原理為檸檬酸鹽和氫離子相結合制得緩沖溶液，將氫離子的濃度控制在允許范圍內，以此提高二氧化硫溶解力，一般情況下二氧化硫脫除率能達到95%。

 

　　1.4旋轉噴霧法

 

　　該方法將氧化鈣漿液作為吸收劑，充分了利用噴霧干燥基本原理，使吸收劑以霧狀進入到吸收塔中，和二氧化硫發生反應，將二氧化硫去除，該方法的脫硫率為80%~85%。與以上濕法相比，該方法的設備較為簡單，且投資少，沒有廢水產生與排放，然而，如果控制不好，將使固態物沉積于吸收塔的塔壁，使噴嘴被堵塞，影響正常處理。

 

　　1.5循環流化床法

 

　　該方法是一項具有獨立產權的新型技術，將石灰漿作為反應的脫硫劑，煙氣由循環流化床的底部不斷進入至反應塔，和石灰漿發生脫硫反應，從而將二氧化硫去除干凈。再對煙氣和脫硫劑進行分離，最后通過除塵使煙氣排入到大氣當中，反應過程中，能對脫硫劑進行循環使用。該方法主要具有以下特點和優勢：第一，具有很高的脫硫效率;第二，具有良好的經濟性能，且能對脫硫劑進行循環使用。

 

　　1.6荷電干式噴射脫硫

 

　　該方法的核心為吸收劑以較高的速度通過充電區，以此獲取較強負電荷，然后將其噴射至煙氣流當中，通過擴散變成懸濁狀態。此時，吸收劑粒子將完全暴露，和二氧化硫充分接觸和反應，并因粒子表面存在電暈，所以能提高活性，有效縮短反應的總時間，保證脫硫效率，一般情況下脫硫率能達到70%以上[3]。

 

　　1.7等離子體法

 

　　該方法借助高能電子對氧氣、二氧化硫、氮氧化物和水分子進行激活與電離，由此產生一系列活性粒子，因這些粒子具有強氧化性，所以能使二氧化硫和氮氧化物發生氧化反應，此時再注入氨，能生成硝銨化肥與硫胺。以高能電子來源為依據，可將該方法分成以下幾種：

 

　　(1)電子束法

 

　　這是一種不會產生污染，而且可以對資源進行綜合利用的技術，主要具有以下特點：第一，工藝較為簡單，能在高效脫硫的同時實現脫氮;第二，脫硫時不會產生廢水，所以不涉及廢水處理;第三，其反應的副產品主要是硝酸銨與硫酸銨，這兩個副產品都能用于化肥的生產;第四，完成處理后可對煙氣進行直接排放;第五，前期投資與運行的費用都較低。

 

　　(2)脈沖電暈法

 

　　該方法是以電子束法為基礎通過不斷發展得出的，均利用高能電子來脫除二氧化硫。它的作用機理為采用脈沖高壓電源產生等離子體與高能電子，對氧氣與水進行電力和裂解，生成具有氧化性的活性粒子，這些粒子和二氧化硫經過反應后會生成大量三氧化硫，同時和水發生反應，最終生成硫酸。此時，添加氨以后，還能生成硫酸銨，采用收集器進行收集后可用于化肥的生產。因該方法僅需對電子的溫度進行提高，無需調整離子溫度，所以能量效率高于電子束法。這一反應在常規的反應器當中即可實現，無需配置電子加速裝置，前期投資只有電子書法的一半左右。

 

　　2.硫資源的綜合利用

 

　　我國的硫資源較為匱乏，天然硫磺的實際產量較少，通過回收得到的硫，其數量可以達到總產量50%，硫產品在很多行業都有重要作用，其產值可以達到硫磺很多倍。基于此，需要以產物特征為依據，結合市場對產品提出的需求，積極開發出新型產品，特別是能需求量不斷增加的新產品[4]。

 

　　就硫磺而言，可生產制造出多種產品，主要包括下列幾種：

 

　　(1)硫化物，包括金屬硫化物與多硫化物。

 

　　(2)二硫化碳，由硫與碳生產制備出硫化碳以后進行硫脲的生產，然后進行代森系列與有機劑類產品的生產。

 

　　(3)硫氰酸，由硫生產制備出硫氰酸以后，對硫氰酸酯與硫氰酸鹽進行生產制備。

 

　　(4)生產硫化燃料。

 

　　(5)由硫和黃磷生產五硫化二磷，然后用于農藥、潤滑油等的生產制備。

 

　　(6)三氯硫磷，它是有機農藥的重要原材料。

 

　　(7)鹵化硫，包括氯化亞砜、六氟化硫及二氯化硫與其衍生物。

 

　　(8)硫化氫，它在硫脲生產、硫醚生產、硫醇生產和金屬硫化物的生產中有重要作用。

 

　　(9)硫磺精制品，如不溶性的硫磺和熒光級硫磺。

 

　　充分利用硫資源對硫化工產品進行開發加工，能獲得很好的經濟與社會效益，然而，在硫資源實際利用過程中，需要注意下列幾點：第一，必須從長遠角度發出，不僅要滿足社會經濟效益要求，而且還要注重環境效益，防止產生二次污染;第二，必須從產品原材料、運輸及品種等角度出發，以實際情況為依據，做好產品開發。

 

　　相關期刊推薦：《世界有色金屬》(月刊)創刊于1986年，由有色金屬技術經濟研究院主辦。是有色金屬工業刊物。旨在提供涉及有色金屬工業所有領域的綜合性、倡議性和消息性的技術、經濟情報，以促進我國有色金屬工業的發展。

 

　　3.結束語

 

　　綜上所述，在技術裝備不斷更新發展的局勢下，可用于回收和利用有色金屬礦物中硫資源的技術越來越多，不同技術運用不同原理和機理，而且也具有不同的性質、特點及適用范圍，在實際情況中，需要根據具體要求，采取合理可行的技術工藝，并重視并做好硫資源綜合利用。