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(shù)進(jìn)行深入分析，提出不同技術(shù)的原理和特點(diǎn)，為采取有效技術(shù)措施，保證資源回收和利用率提供可靠參考依據(jù)。

 

　　關(guān)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(jìn)行回收利用，則能創(chuàng)造出良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。但這需要采取合理可行的技術(shù)方法。因此，有必要分析并掌握不同的回收和利用技術(shù)。

 

　　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(xiàn)在世界范圍內(nèi)最常用和成熟的方法，主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，具有較高的脫硫效率，當(dāng)裝置的鈣、硫之比為1時(shí)，其脫硫效率可以達(dá)到90%以上;第二，具有較高的吸收劑實(shí)際利用率，一般情況下可以達(dá)到90%以上;第三，設(shè)備具有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)率，一般情況下可以達(dá)到90%以上。截至目前，這一方法已經(jīng)有超過30年的經(jīng)驗(yàn)，其主要副產(chǎn)物——石膏能實(shí)現(xiàn)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(jìn)行吸收。其工藝與流程都較為簡單，由曝氣池與吸收塔構(gòu)成。首先，煙氣于吸收塔中和海水發(fā)生反應(yīng)，再于曝氣池內(nèi)將海水恢復(fù)。不需要對脫硫劑進(jìn)行制備與添加，具有很高的可靠性，且不會產(chǎn)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(fù)。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(jìn)行吸收后，對吸收液進(jìn)行再生，然后進(jìn)行循環(huán)使用，通過再生產(chǎn)生的二氧化硫，可通過加工制備液態(tài)的硫酸、二氧化硫及硫磺。此外，該方法能在對二氧化硫進(jìn)行有效治理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)資源的回收和再利用，表現(xiàn)出良好應(yīng)用及發(fā)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(fā)生化學(xué)吸附反應(yīng)，亞硫酸鈉、二氧化硫與水反應(yīng)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(dāng)中，制備硫酸鋁，對二氧化硫進(jìn)行吸收，同時(shí)通過回收和制造得到含硫產(chǎn)品。用硫酸鋁對二氧化硫進(jìn)行吸收以后，可生成絡(luò)合物，伴隨氧化鋁不斷消耗，溶液的吸收能力明顯下降，此時(shí)可利用空氣進(jìn)行氧化，同時(shí)添加石灰石粉末來中和，實(shí)現(xiàn)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(jié)合制得緩沖溶液，將氫離子的濃度控制在允許范圍內(nèi)，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(dá)到95%。

 

　　1.4旋轉(zhuǎn)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(jìn)入到吸收塔中，和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，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(shè)備較為簡單，且投資少，沒有廢水產(chǎn)生與排放，然而，如果控制不好，將使固態(tài)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(huán)流化床法

 

　　該方法是一項(xiàng)具有獨(dú)立產(chǎn)權(quán)的新型技術(shù)，將石灰漿作為反應(yīng)的脫硫劑，煙氣由循環(huán)流化床的底部不斷進(jìn)入至反應(yīng)塔，和石灰漿發(fā)生脫硫反應(yīng)，從而將二氧化硫去除干凈。再對煙氣和脫硫劑進(jìn)行分離，最后通過除塵使煙氣排入到大氣當(dāng)中，反應(yīng)過程中，能對脫硫劑進(jìn)行循環(huán)使用。該方法主要具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：第一，具有很高的脫硫效率;第二，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能，且能對脫硫劑進(jìn)行循環(huán)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(qū)，以此獲取較強(qiáng)負(fù)電荷，然后將其噴射至煙氣流當(dāng)中，通過擴(kuò)散變成懸濁狀態(tài)。此時(shí)，吸收劑粒子將完全暴露，和二氧化硫充分接觸和反應(yīng)，并因粒子表面存在電暈，所以能提高活性，有效縮短反應(yīng)的總時(shí)間，保證脫硫效率，一般情況下脫硫率能達(dá)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(jìn)行激活與電離，由此產(chǎn)生一系列活性粒子，因這些粒子具有強(qiáng)氧化性，所以能使二氧化硫和氮氧化物發(fā)生氧化反應(yīng)，此時(shí)再注入氨，能生成硝銨化肥與硫胺。以高能電子來源為依據(jù)，可將該方法分成以下幾種：

 

　　(1)電子束法

 

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

 

　　(2)脈沖電暈法

 

　　該方法是以電子束法為基礎(chǔ)通過不斷發(fā)展得出的，均利用高能電子來脫除二氧化硫。它的作用機(jī)理為采用脈沖高壓電源產(chǎn)生等離子體與高能電子，對氧氣與水進(jìn)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(jīng)過反應(yīng)后會生成大量三氧化硫，同時(shí)和水發(fā)生反應(yīng)，最終生成硫酸。此時(shí)，添加氨以后，還能生成硫酸銨，采用收集器進(jìn)行收集后可用于化肥的生產(chǎn)。因該方法僅需對電子的溫度進(jìn)行提高，無需調(diào)整離子溫度，所以能量效率高于電子束法。這一反應(yīng)在常規(guī)的反應(yīng)器當(dāng)中即可實(shí)現(xiàn)，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(shí)際產(chǎn)量較少，通過回收得到的硫，其數(shù)量可以達(dá)到總產(chǎn)量50%，硫產(chǎn)品在很多行業(yè)都有重要作用，其產(chǎn)值可以達(dá)到硫磺很多倍。基于此，需要以產(chǎn)物特征為依據(jù)，結(jié)合市場對產(chǎn)品提出的需求，積極開發(fā)出新型產(chǎn)品，特別是能需求量不斷增加的新產(chǎn)品[4]。

 

　　就硫磺而言，可生產(chǎn)制造出多種產(chǎn)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(chǎn)制備出硫化碳以后進(jìn)行硫脲的生產(chǎn)，然后進(jìn)行代森系列與有機(jī)劑類產(chǎn)品的生產(chǎn)。

 

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

 

　　(4)生產(chǎn)硫化燃料。

 

　　(5)由硫和黃磷生產(chǎn)五硫化二磷，然后用于農(nóng)藥、潤滑油等的生產(chǎn)制備。

 

　　(6)三氯硫磷，它是有機(jī)農(nóng)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(chǎn)、硫醚生產(chǎn)、硫醇生產(chǎn)和金屬硫化物的生產(chǎn)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(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)加工，能獲得很好的經(jīng)濟(jì)與社會效益，然而，在硫資源實(shí)際利用過程中，需要注意下列幾點(diǎn)：第一，必須從長遠(yuǎn)角度發(fā)出，不僅要滿足社會經(jīng)濟(jì)效益要求，而且還要注重環(huán)境效益，防止產(chǎn)生二次污染;第二，必須從產(chǎn)品原材料、運(yùn)輸及品種等角度出發(fā)，以實(shí)際情況為依據(jù)，做好產(chǎn)品開發(fā)。

 

　　相關(guān)期刊推薦：《世界有色金屬》(月刊)創(chuàng)刊于1986年，由有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院主辦。是有色金屬工業(yè)刊物。旨在提供涉及有色金屬工業(yè)所有領(lǐng)域的綜合性、戰(zhàn)略性和消息性的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)情報(bào)，以促進(jìn)我國有色金屬工業(yè)的發(fā)展。

 

　　3.結(jié)束語

 

　　綜上所述，在技術(shù)裝備不斷更新發(fā)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(shù)越來越多，不同技術(shù)運(yùn)用不同原理和機(jī)理，而且也具有不同的性質(zhì)、特點(diǎn)及適用范圍，在實(shí)際情況中，需要根據(jù)具體要求，采取合理可行的技術(shù)工藝，并重視并做好硫資源綜合利用。