【摘 要】
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脱硫液在吸收和再生过程中,会有硫代硫酸盐、硫氰酸盐和硫酸盐等副盐的产生。正常情况下需要将副盐含量控制在一定范围,因为副盐含量过高会增加溶液密度和动力消耗,导致设备、管路腐蚀加剧,严重时可能导致系统瘫痪。如果有一种技术方法能把脱硫液副盐提取出来,实现脱硫液在不外排的前提下维持其副盐含量稳定,将有利于减少物料损失、环境保护和设备的稳定运行。因此,对脱硫液副盐进行综合回收处理不仅具有环保价值,也具有潜在
【基金项目】
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合肥工业大学科研项目(W2019JSKF0039 和 W2020JSKF0085);
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脱硫液在吸收和再生过程中,会有硫代硫酸盐、硫氰酸盐和硫酸盐等副盐的产生。正常情况下需要将副盐含量控制在一定范围,因为副盐含量过高会增加溶液密度和动力消耗,导致设备、管路腐蚀加剧,严重时可能导致系统瘫痪。如果有一种技术方法能把脱硫液副盐提取出来,实现脱硫液在不外排的前提下维持其副盐含量稳定,将有利于减少物料损失、环境保护和设备的稳定运行。因此,对脱硫液副盐进行综合回收处理不仅具有环保价值,也具有潜在的经济价值。本文以酸性氯化铜蚀刻废液为原料制备了五水硫酸铜产品,利用其对脱硫液中的副盐硫氰酸钠和硫代硫酸钠进行处理,再用过氧化氢将处理后脱硫液中的连四硫酸钠氧化为硫酸钠,最后通过蒸发结晶的方法提取硫酸钠。这种方法在处理酸性氯化铜蚀刻废液和脱硫液副盐的同时,还能制备附加值较高的硫酸铜和硫氰酸亚铜等产品。实验过程中用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对产品进行表征。本文主要研究结果如下:(1)确定的由酸性氯化铜蚀刻废液制取氧化铜中间体的最适宜工艺条件为:反应温度为60℃,调节反应体系的p H至11.5。化学分析结果表明,此条件下铜的回收率约99.9%;氧化铜产品纯度达到99.24%、氯含量约110 ppm,符合氧化铜粉标准中Cu O980的要求。XRD分析结果表明,所得氧化铜产品成分单一。(2)确定的由氧化铜为中间体制取五水硫酸铜的最适宜工艺条件为:氧化铜与水的固液比为1:3,浓硫酸用量为理论值的105%,在70℃下反应10 min后,自然冷却到室温,结晶4 h后抽滤,所得的滤饼在35℃下干燥2 h。化学分析结果表明,此条件下所得产品纯度达到99.04%、氯含量约40 ppm,符合工业硫酸铜标准中优等品的要求。XRD分析结果表明,所得五水硫酸铜产品成分单一。(3)确定的由五水硫酸铜处理脱硫液副盐以制备硫氰酸亚铜产品的最适宜工艺条件为:脱硫液加入到硫酸铜溶液中,反应p H值约为4,调节体系中n(Cu SO4):n(Na2S2O3):n(Na SCN)=1:1:1,反应温度为室温,反应时间为0.5 h,105℃下干燥2 h。化学分析结果表明,此条件下脱硫液中Na2S2O3、Na SCN去除率达到99%以上;硫氰酸亚铜产品纯度达到99.21%,符合企业标准中优等品的要求。XRD分析结果表明,所得硫氰酸亚铜产品成分单一;SEM分析结果表明,所得硫氰酸亚铜产品的大小约50~300 nm之间,呈不规则形貌。(4)研究了用过氧化氢氧化连四硫酸钠以制备硫酸钠的方法,确定的最适宜工艺条件为:氧化剂加入量为理论值的2.5倍,反应p H值约为8,反应温度为60℃,反应时间为10 min。化学分析结果表明,此条件下能够将处理后脱硫液中的连四硫酸钠完全氧化为硫酸钠,经蒸发浓缩、冷却结晶得到的硫酸钠产品纯度达到98.6%,符合工业无水硫酸钠标准中Ⅱ类品的要求。XRD分析结果表明,所得硫酸钠产品成分单一。(5)经济效益估算结果表明,用工业硫酸铜处理脱硫液副盐生产硫氰酸亚铜产品的工艺能够产生很好的经济效益;环保分析结果表明,该工艺为清洁环保工艺。
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