3.1硫酸工业制备
第一节接触法制硫酸
●教学目标
1.了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。
2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。
一、反应原理
1.S＋O2===SO2
3.SO3＋H2O===H2SO4
现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。
4FeS2＋11O2
高温
=====2Fe2O3＋8SO2
如以石膏为原料的第一步反应就是：2CaSO4＋C
?
====2CaO＋2SO2↑＋CO2
二、工业制硫酸的生产流程。
工业上制硫酸主要经过以下几个途径：
1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。
沸腾炉示意图
矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分，从而提高原料的利用率。
［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。但这种炉气往往不能直接用于制取SO3，这是为什么呢？
这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2，水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。这些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题：1.N2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？
2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢？
［答案］1.N2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产成本，从综合经济效益分析没有除去的必要。
2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度，而提高另一种反应物二氧化硫的转化率，从而有利于SO2的进一步氧化。
三、生产设备及工艺流程
2.接触室
根据化学反应原理，二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的，目前工业生产上采用的是钒催化剂。二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应，所以，工业上将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。
二氧化硫发生催化氧化的热化学方程式为：
［提问］SO2的接触氧化在什么条件下反应可提高SO2的转化率？
SO2的氧化为一可逆反应。根据勒夏特列原理，加压、降温有利于SO2转化率的提高。
实际生产中反应条件：常压下400℃～500℃。为什么？？
二氧化硫在接触室里是如何氧化成三氧化硫的呢？
经过净化、干燥的炉气，通过接触室中部的热交换器被预热到400℃～500℃,通过上层催化剂被第一次氧化，因为二氧化硫的催化氧化是放热反应，随着反应的进行，反应环境的温度会不断升高，这不利于三氧化硫的生成。接触室中部安装的热交换器正是把反应生成的热传递给接触室里需要预热的炉气，同时降低反应后生成气体的温度，使之通过下层催化剂被第二次氧化。这是提高可逆反应转化率的一种非常有效的方法。
3.吸收塔
二氧化硫在接触室里经过催化氧化后得到的气体含三氧化硫一般不超过10%，其余为N2、O2及少量二氧化硫气体。这时进入硫酸生产的第三阶段，即成酸阶段。其反应的热化学方程式为：
SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=－130.3 kJ/mol
从反应原理上看，硫酸是由三氧化硫跟水化合制得的。事实上，工业上却是用98.3%的浓H2SO4来吸收SO3的，为什么要这样操作呢？
从理论上讲，三氧化硫转化为硫酸有二种途径：一种是三氧化硫被硫酸水溶液吸收，与
水溶液中的水发生反应生成硫酸。SO3(g)＋H2O(l)H2SO4(l),ΔH＜0,这是一个可逆放热反应。另一途径是用水吸收，但硫酸与水蒸气发生反应生成包含杂质气体的酸雾。因此，实际生产中，用98.3%的浓硫酸作为吸收剂吸收三氧化硫。
［讨论］1.从吸收塔里排出的尾气有哪些成分，能直接排放到空气中吗？
2.尾气应如何处理？
［回答］从吸收塔排出的气体主要有N2、O2，少量二氧化硫，若直接排放到空气中，会造成严重的污染，同时也会造成原料的浪费。因此应将上述气体再次通入接触室进行二次氧化，然后进一步吸收。也可用NH3吸收SO2以生产亚硫酸铵，或用碱吸收后，再通过加酸生产高浓度二氧化硫和硫酸铵。
●综合能力训练题
1.在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是
A.硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO 2会与杂质反应
C.SO 2氧化为SO 3时需使用催化剂，这样可以提高SO 2的转化率
D.SO 3用98.3%的浓H 2SO 4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO 3吸收完全
2.固体A 、B 都由两种相同的元素组成，在A 、B 中两元素的原子个数比分别为1∶1和1∶2，将A 、B 在高温时煅烧，产物都是C(s)和D(g)。由D 最终可制得E ，E 是非金属元素显＋6价的含氧酸，该非金属元素形成的单质通常是一种淡黄色晶体，E 的稀溶液和A 反应时生成G(g)和F(aq),G 通入D 的水溶液，有淡黄色沉淀生成。在F 中滴入溴水后，加入KOH 溶液有红褐色沉淀生成，加热时又能转变为G 。根据上述事实回答：
(1)A 的化学式是_________，B 的化学式是_________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①B 煅烧生成C 和D_________________________________________-
②G 通入D 溶液中_____________________________________________
③向F 中滴入溴水_______________________________________________
1.D
2.第一步：根据E 是非金属元素显＋6价含氧酸且该非金属元素形成的单质，通常是一种淡黄色固体，所以E 是H 2SO 4。
第二步：A(或B) ??→?煅烧C ＋D ，D 最终制得E ，E ＋A ?→?
G ↑＋F,G ＋D ?→?淡黄色沉淀。该淡黄色沉淀必为S ，进一步验证E 为H 2SO 4，A 和B 中均含S 元素。
第三步：F ??→?2Br
???→?KOH 红褐色沉淀?→??C,该红褐色沉淀必为Fe(OH)3，因此C 为Fe 2O 3,F 为含Fe 2＋的溶液，A 和B 中均含Fe 元素。答案：A 为FeS,B 为FeS 2。
①4FeS 2＋11O 2高温=====2Fe 2O 3＋8SO 2②2H 2S ＋H 2SO 3===3S ↓＋3H 2O ③6FeSO 4＋
3Br 2===2Fe 2(SO 4)3＋2FeBr 3
第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论
●教学目标
1.使学生常识性地了解化学科学实验与化工生产的区别。
2.使学生对于如何提高化工生产的综合经济效益有一个常识性的认识。
3.通过课堂讨论培养学生分析问题和解决问题的能力。
一、环境保护与综合利用原料
在化工生产中某一生产部门产生的三废，即废气、废液、废渣，往往可能是其他生产部门有用的原料。
［提问］硫酸工业生产中产生哪些废物？这些废物又如何处理呢？
［回答］硫酸生产的第三阶段，即三氧化硫的吸收阶段从吸收塔中排出含少量二氧化硫的废气。黄铁矿矿粉在沸腾炉中燃烧后产生大量废渣。炉气的净化、干燥过程中产生废液。
1、硫酸生产中尾气的处理
①氨水吸收，再用硫酸处理
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O
②用Na2SO3溶液吸收，然后加热吸收液
SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3
2NaHSO3
?
====Na2SO3＋SO2↑＋H2O
③用NaOH溶液吸收，再用石灰乳和O2处理SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH
2CaSO3＋O2===2CaSO4
Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O
二、能量的充分利用
1.S(s)＋O 2(g)===SO 2(g);ΔH =－297 kJ/mol
FeS 2(s)＋411O 2(g) 高温 2
1Fe 2O 3(s)＋2SO 2(g);ΔH =－853 kJ/mol
3.SO 3(g)＋H 2O(l)===H 2SO 4(l);ΔH =－130.3 kJ/mol
很明显，上述反应均为典型的放热反应，假如我们能把这些热量充分利用，有什么重要的意义呢？
若充分利用“废热”，则不仅不需要由外界向工厂供能，而且还可以由工厂向外界供能。
三、生产规模和厂址选择
现代化工生产一般要求有较大的规模。因为大型化生产可以降低单位产量投资，便于热能的综合利用和提高劳动生产率，因而总的经济效益较大。
化工厂厂址选择是一个复杂的问题，它涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素。
●综合能力训练题
1.据《中国环境报》报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上。研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。
(1)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是
①不用煤作燃料；②把工厂烟囱造高；③燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤开发新能源。
A.①②③
B.②③④⑤
C.①③⑤
D.①③④⑤
(2)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO 2浓度。在20世
纪的60年代～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取?并简述其理由。
(3)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么?与传统的煤、石油燃料相比，哪种物质可作为新的能源?主要优点又是什么?
(4)目前一座中等城市每年用煤约300万吨，其含硫量如按1%计算，则每一年排放SO2
吨，若此SO2有60%转化为H2SO4 ，相当于生成吨98%的H2SO4。
(5)为了防止酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上常将生石灰和含硫煤混合使用，请写出燃烧时，有关“固硫”(不使硫化物进入大气)反应的化学方程式，并比较此法与将“石灰石粉末与含硫煤混合”防止酸雨的方法，哪个更好些? (填“生石灰法”或“石灰石法”)
(6)国际上最新采用“饱和亚硫酸钠溶液吸收法”，请写出有关反应的化学方程式_
____________________________________________
2.某空气污染监测仪是根据SO2和Br2的定量反应来测定空气中SO2含量的。参加反应的溴，来自一个装满酸性(H2SO4)KBr溶液的电解槽阳极上的氧化反应，电解槽的阳极室与阴极室是隔开的。当测量某地区空气中SO2含量时，空气(经过除尘)以1.5×10－4 m3·min－1的流速进入电解槽的阳极室，电流计显示每分钟通过电子是5.136×10－9 mol，此条件下能保持溴浓度恒定并恰好与SO2完全反应。设被测空气中不含其他能与溴反应的杂质。
(1)写出此监测过程发生的主要反应的化学方程式。
(2)计算该地区空气中SO2的含量(g·m－3)(保留两位小数)。
1解析：本题从实际出发，设计了一系列有关SO2气体对环境影响的问题讨论，考查学生解决实际问题的能力，解题时只要认真，细心地审题，便不难得出结论。
(1)形成酸雨的物质主要是SO2，氮氧化物等，防止措施就是杜绝这些污染源的产生。
(2)造高烟囱的作用仅仅是转移了SO2，却并未对产生SO2的来源进行根治，所以全球SO2的量并未减少。
(3)分析时可从煤、石油为不可再生资源，且其中含有N、S元素，燃烧时可形成SO2、NO x进入大气，导致酸雨的产生等方面分析，新能源的理想物质是H2，学生在初中就已学过并应熟悉它的优点。
(4)据S ～SO2
32 64
300万吨×1％m(SO2)
m(SO2)＝
32
% 1
300
64?
?
＝6×104吨SO2～H2SO4
64 98
6×104×60％m(H2SO4)·98%
m (H 2SO 4)＝%
986498%601064????＝5．625×104吨 (5)生石灰固硫的反应为：CaO ＋SO 2===CaSO 3 2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4 石灰石法固硫的反应为：CaCO 3?====CaO ＋CO 2↑ CaO ＋SO 2===CaSO 3 2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4，很明显，生石灰法固硫要优于石灰石法，因石灰石固硫多了CaCO 3的分解反应，其既吸收能量，又产生CO 2，从而降低了煤炭的燃烧效益并促进了温室效应。
答案：(1)C
(2)不可取。因为SO 2排放总量没有减少，进一步形成的酸雨仍会对全球造成危害。
(3)煤、石油为不可再生资源；燃烧时形成的SO 2、NO x 等严重污染大气，形成酸雨；且燃烧后的主要产物CO 2，又将导致温室效应。H 2；①来源广泛(可用水作为原料来制取)， ②燃烧时放热多(为同质量汽油的3倍)，③燃烧产物不污染环境。
(4)6×104 t ； 5.63×104 t
(5)CaO ＋SO 2?====CaSO 3 2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4 生石灰法
(6)Na 2SO 3＋SO 2＋H 2O===2NaHSO 3
2解析：本题考查的知识点是通过测定空气中污染物的含量的工作原理，考查KBr 的电解和SO 2的还原性及有关计算。
(1)由题中所给信息可知，某空气污染监测仪的工作原理包含电解酸性KBr 溶液和电解的阳极产物Br 2和SO 2反应的两个过程，故有关反应方程式为：
2KBr ＋H 2SO 4电解=====K 2SO 4＋H 2↑＋Br 2 ①
SO 2＋Br 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HBr ②
(2)设每分钟电解KBr 溶液生成Br 2的物质的量为x ，则根据反应式①得
2Br －－2e － === Br 2
2 mol 1 mol
5.136×10－9 mol x
x =2.568×10－9 mol
由反应式②可知，1 mol Br 2与1 mol SO 2恰好完全反应，则每分钟被Br 2吸收的SO 2也
为2.568×10－9 mol;故空气中SO 2的含量应为：
341
9m
105.1mol g 64mol 10568.2---????＝1．10×10－3 g ·m －3 答案：(1)2KBr ＋H 2SO 4电解=====K 2SO 4＋H 2↑＋Br 2，SO 2＋Br 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HBr
(2)1.10×10－3 g ·m －
3
硫酸工业转化工艺
硫酸工业转化工艺 硫酸生产过程中转化是核心，转化率高，硫的利用率高，环境污染小；反之不仅硫的损失大，而且会给环境造成危害。转化率的高低与转化过程所选择的转化流程有关，不同的转化流程，可能达到的最终转化率不同，硫的利用率及尾气中有害气体的含量不同。 转化流程选择的主要依据是生产中所采用的催化剂、进转化器的二氧化硫浓度及氧硫比、要求的总转化率等。转化流程可分为“一转一吸”“两转两吸”和两大类。 1、“一转一吸”流程。“一转一吸”流程亦为一次转化一次吸收工艺。由于受催化剂用量及平衡转化率的限制，该工艺可能达到的最终转化率为97 %～98 % ，显然此转化率下，硫的利用率不够高，尾气中二氧化硫的含量远远超过排放标准，需进行尾气回收。目前国内只有部分采用低浓度冶炼烟气制酸( 入转化工序二氧化硫浓度低于 6 %) 的企业采用此流程。由于用碱性物质回收尾气产生的亚硫酸盐销路有限、用氨—酸法回收尾气副产品硫铵母液运输不便及销售困难，一些企业计划将“一转一吸”改为“两转两吸”从而使尾气直接达标排放。 2“两转两吸”流程按环保要求，除了有条件采用尾气回收工艺及气体浓度较低且规模较小的装置以外，一般硫酸装置都应采用“两转两吸”的转化流程。“两转两吸”流程为两次转化两次吸收工艺，可能达到的最终转化率大于99.5 % 。该工艺的总转化率受第一次转化率和第二转化率的制约。第一次转化常用两段或三段催化剂床层来完成，其中第一段的转化率受出口温度的限制，若第一次转化采用两段，则仅是第二段来保证第一次转化率；若第一次转化采用三段，则是以第二、第三段两段保证第一次的转化率。随着要求的总转化率的提高，对第一次转化率的要求亦在提高。对第二次转化有用一段和两段催化剂床层之分。若用一段，该段催化剂床层既要兼顾反应速率又要兼顾第二次转化率是难于两全的；若采用两段，则以前一段满足反应速率，以后一段满足转化率，这可使第二次转化率提高3 %左右，且对第一次转化率的波动有一定的承受能力。该第一、二次转化所采用段数的组合可有“2 + 1”三段转化、“2 + 2”、“3 + 1”四段转化和“3 + 2”五段转化流程。“3 + 1”与“2 + 2”组合方式相比，前者由于经过三段转化后进行中间吸收，在吸收塔中将有更多三氧化硫从系统中移走，
硫酸生产方法
以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺 董子玉 1．概述 （1）硫酸的用途和产品规格 硫酸是重要的化工产品，用途十分广泛。工业硫酸是指SQ与H20以一定比例混合而成的化 合物，分为稀硫酸（H2SQ含量65%和75%）浓硫酸（H2SO含量92.5 %和98%和发烟硫酸（游离S03 含量20%）。 （2）硫酸生产的原料 生产硫酸的原料主要有硫磺、硫铁矿、硫酸盐及含硫工业废物。硫磺是理想原料（含硫99.5%），原料纯，流程简单、投资少、成本低。 硫铁矿是世界上大多数国家生产硫酸的主要原料。分有普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含 煤硫铁矿。硫酸盐有石膏（CaSQ）芒硝（N82SQ）和明矶石［KA13（QH）6（SQ4）2］等，这些原料生产硫酸，还可生产其它产品。 含硫废物指冶金厂、石油炼制副产气及低品位燃料燃烧废气中的SQ,炼焦的焦炉气和 合成氨厂半水煤气中的HS,及金属加工的酸洗液、炼厂的废酸与废渣。 （3）硫酸生产的方法 接触法制硫酸基本反应 （1）S0 2的制取将硫铁矿焙烧，制取S02 2．二氧化硫炉气的制造
(1) 硫铁矿的预处理 块状硫铁矿和含煤硫铁矿需破碎和筛分。大矿石破碎至35-45m m以下，再细碎，使碎粒小于3-6mm送入料仓或焙烧炉。 (2) 硫铁矿的焙烧 焙烧操作条件 a .温度焙烧温度控制在850—950r0 b ．矿粒度 c .氧浓度氧浓度过高，生成的SO2在Fe2O3的催化作用下变为SO3生成的酸雾多，加重净化负荷。 焙烧设备焙烧是在焙烧炉中进行。焙烧炉有块矿炉、机械炉、沸腾炉等几种型式，我国广泛使用沸腾炉。 (3) 炉气净化 ①净化的目的和指标 工艺流程不同，净化指标有所差别，我国规定的标准(mg?m-3)如下： 水分V 100;尘V 2;砷V 5;氟V 10;酸雾：一级降雾v 35, 二级电降雾v 5。 ②净化原理及设备 根据炉气中杂质的种类和特点，可用U形管除尘、旋风降尘、水洗(或酸洗)、电除尘、
硫酸生产工艺流程知识分享
硫酸生产工艺流程简述 本项目采用以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺。它的主要工序包括硫铁矿的焙烧、炉气的净化、气体的干燥、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收。基本工艺流程图如下： 1-沸腾焙烧炉；2-空气鼓风机；3-废热锅炉；4-旋风除尘器；5-文氏管；6-泡沫塔；7-电除雾器；8-干燥塔；9-循环槽及酸泵；10-酸冷却器；11-二氧化硫鼓风机；12，13，15，16-气体换热器；14-转化器；17-中间吸收塔；18-最终吸收塔；19-循环槽及酸泵；20-酸冷却器 经过破碎和筛分的硫铁矿或经过干燥的硫铁矿，送入沸腾焙烧炉l下部的沸腾床内，与经空气鼓风机2从炉底送人的空气进行焙烧反应。生成的二氧化硫炉气从沸腾炉顶部排出，进入废热锅炉3。矿渣则从沸腾床经炉下部的排渣口排除。
炉气在废热锅炉内冷却到约3500C，用以生产3.82Mpa、450摄氏度的过热蒸汽。主要的蒸汽蒸发管束设在废热锅炉内。装设在焙烧炉沸腾床内的冷却管也作为废热锅炉热力系统的一部分，与锅炉的汽包连接，用以回收部分焙烧反应热。 从废热锅炉出来的炉气，还含有相当数量的矿尘，经旋风除尘器4初步除尘后，进入净化系统。废热锅炉、旋风除尘器除下的矿尘，与沸腾焙烧炉排出的矿渣一起送往堆渣场，等待进一步处理或出售。净化系统包括文氏管5、泡沫塔6和电除雾器7。文氏管对炉气进行除尘和降温，炉气经文氏管后，其中绝大部分矿尘被除去。泡沫塔对炉气进一步除尘、降温。在文氏管和泡沫塔中，炉气中所含的微量三氧化硫，从硫酸蒸汽形态转变成酸雾；砷、硒和其他一些金属的氧化物则成为固态粒子，从气相中分离出来；它们一部分与炉气中残存的微量矿尘一起被洗涤除去，另一部分随气体进入电除雾器，在高压静电作用下被清除干净。 通常，控制出净化系统的炉气温度在400C以下，以保证干燥-吸收系统的水平衡。 净化系统中排出的高含尘的稀酸送入污水处理系统，经CN 过滤器处理后抽回系统循环使用。 经过净化的气体，在干燥塔8中被循环淋洒的浓硫酸干燥。干燥酸的浓度一般维持在93％左右。由于在气体被浓硫酸干燥的过程中放出大量热量，所以在干燥塔硫酸循环系统中设有酸冷却器10，用冷却水把热量移走，为了减少气体夹带硫酸雾沫对
硫酸锰工艺流程样本
硫酸锰工艺流程 锰的用途非常广泛, 农业上是重要的微量元素; 畜牧和饲养行业中, 亦常在饲料中加入适量硫酸锰。硫酸锰也广泛用于医药、食品、农药、造纸、催化剂行业, 随着科学技术的不断进步, 其用量和应用领域会不断扩大。硫酸锰作为基础锰盐, 只有含一个结晶水的硫酸锰物性比较稳定。除试剂级和有特殊要求的含有4-5个结晶水的产品外, 几乎所有工厂生产的都是含一个结晶水的产品。随着高品位锰资源的日趋枯竭, 传统蒸发浓缩的生产工艺已难以满足硫酸锰产品的生产需要。因此, 研究、开发和应用硫酸锰生产新工艺, 尤显必要。 1 试验部分 1.1 原材料 软锰矿、黝锰矿、菱锰矿及黄铁矿的化学分析及矿粉粒度见表1和表2。钛白工业废酸: ρ(H2SO4)=168g/L, ρ(FeSO4)=118g/L。浓硫酸: w(H2SO4)＝96%。 表1 软锰矿、黝锰矿、菱锰矿化学分析结 果 % 矿种类
w(Fe) w(Ca) w(CaO) w(Mg) w(MgO) w(Al2O3) 广西桂平软锰矿 19.25 10.38 0.16 — 0.19 — 11.88 广西灵山太平黝锰矿 19.66
— 0.084 — 0.029 1.21 广西大新菱锰矿 19.21 6.21 — 5.3 — 1.91 2.45 矿种类
w(Na2O) w(SiO2) w(SiO2) w(<150μm粒子) 广西桂平软锰矿 0.79 0.29 22.12 42.35 ≥97 广西灵山太平黝锰矿 0.08 0.011 63.26 — ≥97
广西大新菱锰矿 — — — — ≥97 注: 1)广西桂平软锰矿物相分析结果: w(MnO2)＝30.02%, w(Mn2O3)=2.25%, w(MnCO3)=0.88%; 2)广西灵山太平黝锰矿物相分析结果: w(MnO2)=29.5%, w(Mn2O3)=3.01%, w(MnCO3)=0.5%; 3)广西大新菱锰矿: w(MnCO3)=39.58%。 表2 广西德保黄铁矿化学分析结果 % 组分 Fe S Zn CaO MgO
3.1硫酸工业制备
第一节接触法制硫酸 ●教学目标 1.了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。 2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。 一、反应原理 1.S＋O2===SO2 3.SO3＋H2O===H2SO4 现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。 4FeS2＋11O2 高温 =====2Fe2O3＋8SO2 如以石膏为原料的第一步反应就是：2CaSO4＋C ? ====2CaO＋2SO2↑＋CO2 二、工业制硫酸的生产流程。 工业上制硫酸主要经过以下几个途径： 1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。 沸腾炉示意图 矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分，从而提高原料的利用率。 ［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。但这种炉气往往不能直接用于制取SO3，这是为什么呢？ 这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2，水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。这些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题：1.N2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？ 2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢？ ［答案］1.N2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产成本，从综合经济效益分析没有除去的必要。 2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度，而提高另一种反应物二氧化硫的转化率，从而有利于SO2的进一步氧化。 三、生产设备及工艺流程 2.接触室 根据化学反应原理，二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的，目前工业生产上采用的是钒催化剂。二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应，所以，工业上将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。 二氧化硫发生催化氧化的热化学方程式为： ［提问］SO2的接触氧化在什么条件下反应可提高SO2的转化率？ SO2的氧化为一可逆反应。根据勒夏特列原理，加压、降温有利于SO2转化率的提高。 实际生产中反应条件：常压下400℃～500℃。为什么？？ 二氧化硫在接触室里是如何氧化成三氧化硫的呢？ 经过净化、干燥的炉气，通过接触室中部的热交换器被预热到400℃～500℃,通过上层催化剂被第一次氧化，因为二氧化硫的催化氧化是放热反应，随着反应的进行，反应环境的温度会不断升高，这不利于三氧化硫的生成。接触室中部安装的热交换器正是把反应生成的热传递给接触室里需要预热的炉气，同时降低反应后生成气体的温度，使之通过下层催化剂被第二次氧化。这是提高可逆反应转化率的一种非常有效的方法。 3.吸收塔 二氧化硫在接触室里经过催化氧化后得到的气体含三氧化硫一般不超过10%，其余为N2、O2及少量二氧化硫气体。这时进入硫酸生产的第三阶段，即成酸阶段。其反应的热化学方程式为： SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=－130.3 kJ/mol 从反应原理上看，硫酸是由三氧化硫跟水化合制得的。事实上，工业上却是用98.3%的浓H2SO4来吸收SO3的，为什么要这样操作呢？
硫酸庆大霉素生产工艺流程图
硫酸庆大霉素生产工艺 一、硫酸庆大霉素产品说明 1、产品名称及化学结构 1.1产品名称：硫酸庆大霉素（Gentamycin sulfate ） 1.2化学结构： 1. 2.1结构式： ·2H 2SO 4 C 1: R 1=R 2=CH 3 C 2: R 1=CH 3 R 2=H C 1a : R 1=R 2=H 1.2.2分子式： C 1: C 21H 43N 5O 7=477.61 C 2: C 20H 41N 5O 7=463.58 C 3: C 19H 39N 5O 7=449.55 1.2.3分子量： C 1: 477.61 C 2: 463.58 C 3: 449.55 C 1、C 2、C 1a 为硫酸庆大霉素的三个组分，各组分与2个分子的硫酸相结合，其成分折干效价为590μ/ml 以上。 2、理化性质 2.1性状：白色或类白色粉末，吸水性强，稳定性高，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。 2.2比旋度：+1070～ +1210 3、产品质量标准 (查药典) 二、原材料、包装材料质量标准及规格 1、发酵部分 O O N H R 1R 2N H 2O O O H N H O H C H 3N H 2O H N H 3
三、生产方法及原理简介 硫酸庆大霉素的生产是以绛红色小单孢菌（）2号作为庆大霉素生产用菌种，在蒸汽消毒的培养基中不断扩大培养、发酵，通过菌种的次级代谢分泌出具有抑菌活性的庆大霉素。用离子交换树脂提取出菌分泌的活性物质，经精制、转盐生产出硫酸庆大霉素原料药。用以制成各种硫酸庆大霉素制剂，应用于临床治疗。 四、硫酸庆大霉素生产工艺流程图及操作条件 硫酸庆大霉素的生产过程主要包括以下四个部分：发酵生产、提取、精制、无菌压缩空气、无菌喷雾干燥。
硫磺为原料制硫酸工艺流程
硫磺为原料生产硫酸 工艺 设计人：赵东波 学号：10074120 原料:硫磺 完成时间：2012年4月
一．硫磺制硫酸工艺 以硫磺为原料制硫酸，其炉气无需净化，经适当降温后便可进入转化工段，转化后经吸收即可成酸。该流程无废渣、污水排出，流程简单，成本低。 二．硫磺制酸工艺流程 以硫磺制酸工艺流程主要有：原料预处理、熔硫、焚硫及转化、干燥及成品。 硫磺制酸工艺流程说明 （1）原料工段 固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。 （2）熔硫工段 来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用0.5～0.6MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。 （3）焚硫及转化工段 液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。 （4）干吸及成品工段 空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。 由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为98.0％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。另一部分一次转化气进入烟酸塔。塔内用104.5％发烟硫酸进行喷淋，吸收转化器中的SO3后，由塔底流入发烟酸循环槽，通过来自一吸塔酸冷却器出口的98%硫酸调节浓度为104.5％，然后经烟酸塔循环泵送入烟酸塔酸冷却器，冷却后的发烟酸一部分作为产品送至成品工段，另一部分送入烟酸塔塔顶进行喷淋。吸收后的炉气与另一部分气体混合后再进入第一吸收塔。 由转化器四段出来的二次转化气经低温过热器/省煤器I换热降温后进入第二吸收塔塔底。该塔用温度为75℃，浓度为98％的硫酸喷淋，吸收SO3后的硫酸自塔底流入吸收塔循环槽。而后经二吸塔酸循环泵加压，并经二吸塔酸冷却器冷却后进入第二吸收塔喷淋。 98%成品硫酸由干燥酸循环泵出口引出，再经成品酸冷却器冷却至40℃后进入成品酸贮罐。 三．尾气处理 目前，处理硫酸装置尾气(低浓度SO2烟气)的方法较多，有氨法、钙法、钠碱法、氧化锌法等。 氨法脱硫是根据氨与SO2、水反应生成脱硫产物的基本机理进行的，氨是一种良好的碱
制作硫酸的工艺流程
二、工艺流程说明 本生产装置为50kt/ a硫铁矿制酸，封闭酸洗净化，（3+2）二次转化二次吸收。硫铁矿经原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干吸工段等工序，其工艺流程详尽介绍如下： （一）原料岗位 在原料厂房内，经料斗至1#皮带入破碎机后经2#皮带至筛分，筛分后经3#皮带至大倾角皮带再至供料皮带进入沸腾炉料斗，料再由沸腾大炉料斗喂入沸腾炉。 （二）焙烧岗位 硫铁矿在沸腾炉内与空气鼓风机鼓入的空气在进行沸腾焙烧，焙烧出的高温炉气含SO2在12-13%，由炉顶侧向引出，沸腾层温度控制在800-850℃，经炉气冷却器冷却，沉降部分粉尘后再进入旋风除尘器进行除尘，同时SO2炉气降温至350℃左右再进入电除尘器进行除尘。 （三）电除尘器 来自焙烧工段的炉气，炉气温度约在350℃左右，含尘量约在30g/NM3，进入电除尘器，炉气中的微小尘粒受电场力的作用，经电离、荷电分别向阴极，阳极移动，并沉积于放电极线上和集尘极板上，通过振打，掉落至集灰斗，由溢流螺旋排灰机排出，炉气净化到含尘0.2g/NM3。进入净化工段。 （四）净化工段 净化采用内喷文氏管——泡沫塔——间冷器——电除雾器封闭稀酸洗净化流程。 来自电除尘器的炉气，炉气温度约在300℃左右，含尘量约在0.2g/NM3，首先进入内喷文氏管，炉气在喉管内以50米/秒气速冲击送入稀酸，使稀酸雾化，气体与液体充分接触，炉气温度降到65℃左右，炉气中大部分灰尘、砷、氟等杂质被除去。经增湿后的炉气进入泡沫塔进一步洗涤、冷却，炉气温度降至50℃左右，进入间冷器。炉气在间冷器内与水间接冷却，换热使炉气温度降至35℃以下，炉气中的热量绝大部分在此设备移出系统。进入电除雾器进一步除去残余的灰尘和酸雾，使炉气中酸雾<0.03g/NM3，砷<1.0mg/NM3，氟<3.0mg/NM3，净化后的炉气进入干燥塔。 由内喷文氏管流出的洗涤稀酸，温度60-65℃进入斜管沉降器，进行固液分离，清液回循环槽，斜管沉降器底部定期排出的酸泥及少量稀酸流至中和槽用石灰中和处理。 出泡沫塔的稀酸经脱气塔，回循环槽，循环使用。间冷器循环酸泵，根据间冷器降温情况间断启用。 因炉气带走的水份及排出的少量稀酸，所以净化工序应相应的补充水量，以保持净化系统的水平衡。（五）转化工段 转化采用（3+2）式，ⅢⅠ-ⅤⅣⅡ换热流程。从净化岗位经干燥塔，干燥塔除沫器的SO2炉气进入转化工段SO2风机，依次进入Ⅲa，Ⅲb，I换热器管间换热升温，再进入电炉，到转化器一段催化剂层进行反应，控制一段进口温度在415-420℃，反应后SO2、SO3高温炉气进入第I换热器管内与来自第Ⅲb的换热器管间的SO2炉气换热降温，控制二次进口炉气温度为455-460℃之间，入二段催化剂层进行反应，反应后的SO2，SO3转化气进入Ⅱ换热器管内与来自Ⅳb换热器管间二次转化炉气进行换热，降温，控制三段进口炉气温度在435-440℃之间，进转化器三段催化剂层进行反应。反应后SO2，SO3转化气经第Ⅲb，Ⅲa换热器管内与管外来自SO2风机出口炉气进行换热，降温至160℃左右进入第一吸收塔进行吸收。吸收SO3后的炉气经一吸塔金属丝网除沫器，依次进入Ⅴa，ⅤbⅣ换热器，进入Ⅱ换热器管间换热升温，再进入二转电炉，到转化器第四段催化剂层进行反应，控制四段进口温度415-420℃，反应后的SO3炉气进入第Ⅳ换
硫酸生产的职业危害
硫酸生产的职业危害 硫酸(H2SO4)纯品是无色油状液体。工业品如果含有杂质，则呈黄、棕等色。98.3%硫酸，相对密度为1.834。熔点10.49℃。沸点338℃。将100%硫酸加热至290℃，分解放出三氧化硫。硫酸无臭，但发烟硫酸有强烈的刺激性。它是一种活泼的二元强酸，能与许多金属或金属氧化物作用而生成硫酸盐。浓硫酸有强烈的吸水作用和氧化作用，可吸收大气中的水分，也可使有机物失水碳化。 硫酸是重要的基本化工原料，用途十分广泛，如制造硫酸铵、过磷酸钙、硫酸铝、二氧化钛、合成药物、合成染料及合成洗涤剂等。有机合成中用作脱水剂和磺化剂。金属、搪瓷等工业中用作酸洗剂。石油工业中用于精炼石油制品等。 生产硫酸的原料有硫铁矿、硫黄及有色金属冶炼气等。硫酸生产方法有铅室法、塔式法和接触法等。目前广泛采用接触法，其主要过程包括二氧化硫的制备、净化、转化和三氧化硫的吸收4个部分。硫铁矿接触法制硫酸的流程如下图所示。精选硫铁矿加入沸腾焙烧炉，炉底用鼓风机送入空气。硫铁矿在炉内于800～1 000℃的温度下燃烧，产生二氧化硫和氧化铁。二氧化硫含量为10%～14%的气体从炉顶排出后，经废热锅炉冷却后，经除尘器、洗涤器和电除雾净化和冷却。净化的炉气经干燥后送至转化器使其中的二氧化硫转化为三氧化硫，然后在吸收塔中被硫酸吸收，尾气由吸收塔顶排入大气。 硫铁矿接触法制硫酸(封闭洗流程)流程图 职业危害 硫酸生产中的危害主要有火灾爆炸、中毒、化学灼伤及机械事故等。 1.火灾、爆炸危险 硫酸本身没有燃烧性和爆炸危险，然而，高浓度硫酸可与许多物质，特别是有机物剧烈反应，释放出大量的热，从而引起火灾和爆炸;此外，当硫酸与金属反应时可释放出氢，氢可与空气形成爆炸性混合物，硫酸储槽发生爆炸的事故屡见不鲜。 在硫酸生产中，沸腾炉和预热器燃烧炉点火升温时可能发生爆炸和喷火;处理沸腾炉结疤或停炉清灰时，用冷却水冷却也会因温差太大引起爆炸。
硫磺制酸工艺流程说明
硫磺制酸工艺流程说明 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
硫磺制酸工艺流程说明 （1）原料工段 固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。 （2）熔硫工段 来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用～蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。 （3）焚硫及转化工段 液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。 （4）干吸及成品工段
空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。从干燥塔出来的浓度约%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。 由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。另一部分一次转化气进入烟酸塔。塔内用％发烟硫酸进行喷淋，吸收转化器中的SO3后，由塔底流入发烟酸循环槽，通过来自一吸塔酸冷却器出口的98%硫酸调节浓度为％，然后经烟酸塔循环泵送入烟酸塔酸冷却器，冷却后的发烟酸一部分作为产品送至成品工段，另一部分送入烟酸塔塔顶进行喷淋。吸收后的炉气与另一部分气体混合后再进入第一吸收塔。 由转化器四段出来的二次转化气经低温过热器/省煤器I换热降温后进入第二吸收塔塔底。该塔用温度为75℃，浓度为98％的
(完整版)3.1硫酸工业制备
第一节接触法制硫酸 ?教学目标 1?了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。 2?通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。 一、反应原理 1.S+ O2===SO2 催化剂 生2S0:十Q 區一ZSO H 3.SO3+ H2O===H2SO4 现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿（主要成分为FeS2）为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。 咼温 4FeS2+ IIO2 2Fe2O3 + 8SO2 如以石膏为原料的第一步反应就是：2CaSO4 + C 2CaO + 2SO2 f + CO2 二、工业制硫酸的生产流程。 工业上制硫酸主要经过以下几个途径： -- ”造"壬--- ”罠化 --- *■成燧--- ? 1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。沸腾炉示意图 潯腭炉 矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃 烧得更充分，从而提高原料的利用率。 ［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。但这种炉气往往 不能直接用于制取SO3,这是为什么呢？ 这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2,水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。这 些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题：1.N 2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？ 2.工业生产上为什么要控制条件使 S02、02处于上述比例呢? ［答案］1.N 2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产 成本，从综合 经济效益分析没有除去的必要。 2?这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度， 而提高另一种反应物二氧化硫的转化 率，从而有利于 S02的进一步氧化。 三、生产设备及工艺流程 炉气（S0z .0z 及亲质）需净■化、干煥 2?接触室 根据化学反应原理，二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的，目前工业生产上 采用的是钒催化剂。 二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应， 所以，工业上 将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。 二氧化硫发生催化氧化的热化学方程式为： 1 繼化剂 ［板书］50血)+专0&)= ----- SO 5(g)；AH=-98.3kJ/mol ［提问］S02的接触氧化在什么条件下反应可提高 S02的转化率？ S02的氧化为一可逆反应。根据勒夏特列原理，加压、降温有利于 S02转化率的提高。 实际生产中反应条件：常压下 400 C ?500 C 。为什么？？ .氧化硫在接触室里是如何氧化成三氧化硫的呢? 经过净化、干燥的炉气，通过接触室中部的热交换器被预热到 400 C ?500C ,通过上层 催化剂被第一次氧化， 因为二氧化硫的催化氧化是放热反应， 随着反应的进行，反应环境的 温度会不断升高，这不利于三氧化硫的生成。接触室中部安装的热交换器正是把反应生成的 热传递给接触室里需要预热的炉气， 同时降低反应后生成气体的温度， 使之通过下层催化剂 被第二次氧化。这是提高可逆反应转化率的一种非常有效的方法。 3?吸收塔 二氧化硫在接触室里经过催化氧化后得到的气体含三氧化硫一般不超过 10%，其余为N 2、 02及少量二氧化硫气体。这时进入硫酸生产的第三阶段，即成酸阶段。其反应的热化学方 程式为： S03（g ） + H 2O （I ）===H 2S04（I ）; △ H= - 130.3 kJ/mol 从反应原理上看，硫酸是由三氧化硫跟水化合制得的。事实上，工业上却是用 浓H 2SO 4来吸收S03的，为什么要这样操作呢? 1.沸腾炉 黄铁矿粉碎至细粒 過人强.大空气駅 增大凄触面，提离转化率〉 98.3% 的
工业制备硫酸方法的演变
工业制备硫酸方法的演变 一、铅室法（1764---1900） 1、铅室法的基本原理是利用高级氮氧化物（主要是三氧化二氮）使二氧化硫氧化并生成硫酸：SO2+N2O3+H2O—→H2SO4+2NO 生成的一氧化氮又迅速氧化成高级氮氧化物：2NO+O2—→2NO2 NO+NO2—→N2O3 因此，在理论上，氮氧化物 仅起着传递氧的作用，本身并无 消耗。 2、衰败的原因 用铅室法制得的硫酸浓度 低而且往往含有很多杂质，用途 受到限制，这也是铅室法被淘汰 的重要因素（见硫酸工业发展 史）。 二、接触法制硫酸（1831---2011,现在很少用了） 1、接触法制硫酸的原料是黄铁矿。废气的吸收用到了生石灰。 2、接触法制硫酸可以分成三个阶段:造气、接触氧化、三氧化硫的吸收。 造气所用的设备是沸腾炉,进入燃烧炉的应该是硫磺或者是经过粉碎的黄铁矿和空气,反应方程为 S(s)+O2 (g)==点燃==SO2(g) ΔH= -297kJ/mol FeS2(s)+11/4 O2(g)==高温==1/2 Fe2O3(g)+2SO2(g) ΔH=-853kJ/mol 从燃烧炉出来的气体叫做炉气.除去杂质和矿尘的目的是防止催化剂中毒,进行干燥的原因是防止水蒸气与二氧化硫形成酸对设备的腐蚀和在接触室里对催化氧化的不良影响。 净化、干燥的炉气进入接触室与催化剂接触发生反应,反应方程式为 SO2(g)+1/2O2(g) ==催化剂== SO3(g)；ΔH=98.3kJ/mol (反应条件为400摄氏度到500摄氏度,五氧化二钒做催化剂.) 3、吸收三氧化硫是在吸收塔中进行的,踏中堆有瓷环.一般用98.3%硫酸吸收三氧化硫,形成硫酸,然后在稀释成所需浓度的硫酸。
稀土分离冶炼工艺流程图
白云鄂博矿床的物质成分 白云鄂博矿床物质成分极为复杂，已查明有73种元素，170多种矿物。其中，铌、稀土、钛、锆、钍及铁的矿物共近60种，约占总数的35％。主要矿石类型有块状铌稀土铁矿石、条带状铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土铁矿石、钠闪石型铌稀土铁矿石、白云石型铌稀土铁矿石、黑云母型铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土矿石、白云石型铌稀土矿石和透辉石型铌矿石。 稀土生产工艺流程图
钐铕钆富集物 氧化钕 少钕碳酸稀土 分组氯化稀土 碳酸铈 酸铈 石油催化裂化剂 汽车催化净化剂剂 氧化镧 氧化铈 氧化镨 氧化钕 氧化镝 氧化铕 氧化釓 氧化铽 氧化钐 重稀土富集物 矿石粉碎 铁精矿 稀土精矿 氯化稀土 萃取稀土 碳酸稀土 硫酸体系萃取 稀土合金 稀土硅铁 盐酸体系萃取 转型 钍产品 金属镧 金属铈 金属镨 金属钕 金属镝 金属钐 熔盐电解 电池级 混合稀 土金属 钕铁硼永磁体 抛光粉 荧光粉 磁致冷材料 存贮光盘 稀土玻璃 镍氢 电池 钐钴永磁体 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自 行车 磁悬浮 磁选机
稀土精矿硫酸法分解(decomposition of rare earth concentrate by suIphuric acid method) 稀土精矿用硫酸处理、生产氯化稀土或其他稀土化合物的稀土精矿分解方法。本法具有对原料适应性强、生产成本低等优点，是稀土精矿工业上常用的分解方法，广泛用于氟碳铈矿精矿、独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。主要有硫酸化焙烧一溶剂萃取法、硫酸分解一复盐沉淀法、氧化焙烧一硫酸浸出法三种工艺。 硫酸化焙烧-溶剂萃取主要用于分解白云鄂博混合型稀土矿精矿生产氯化稀土。白云鄂博混合型稀土矿精矿成分复杂，属于难处理矿，其典型的主要成分(％)为： RE2O350～55，P2.5～3.5，F7～9，Ca7～8，Ba1～4，Fe3～4，ThO2约0.2。精矿中放射性元素钍和铀含量低，冶炼的防护要求不高，适于用硫酸化焙烧法分解。 原理经瘩细的稀土精矿与浓硫酸混合后加热焙烧到423～673K温度时，稀土和钍均生成水溶性的硫酸盐。氟碳铈矿与硫酸的主要反应为： 2REFCO3+3H2SO4=RE2(SO4)3+3HF↑+2CO2+2H2O 独居石与硫酸的主要反应是： 2REPO4+3H2SO4=RE2(SO4)3+2H3PO4 Th3(PO4)4+6H2SO4=3Th(SO4)2+4H3PO4 铁、钙等杂质也生成相应的硫酸盐。分解产物用精矿质量12倍的水浸出，获得含稀土、铁、磷和钍的硫酸盐溶液。控制不同的焙烧温度、硫酸用量和水浸出的液固比，即可改变分解效果。当硫酸与稀土精矿的量比为1.5～2.5、分解温度503～523K、水浸出液含RE2O350～70g/L时，钍、稀土、磷、铁等同时进入溶液。上述焙烧和浸出条件主要用于独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2～1.4、分解温度 413～433K、水浸出溶液含游离硫酸50％时，主要是钍进入溶液，大部分稀土则留在渣中。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2～1.4、分解温度573～623K、水浸出液含RE2O350g/L时，则稀土进入溶液，钍和铁等留在渣中。通过控制焙烧和浸出条件，就可使稀土与主要伴生元素得以初步分离。 工艺过程从稀土精矿到获得氯化稀土，主要经过硫酸化焙烧、浸出除杂质和溶剂萃取转型等过程。 (1)硫酸化焙烧。白云鄂博混合型稀土矿精矿粉与浓硫酸在螺旋混料机内混合后，送入回转窑进行硫酸化焙烧分解。控制进料端(窑尾)炉气温度493～，523K，焙烧分解过程中炉料慢慢移向窑前高温带，氟碳铈矿和独居石与硫酸作用生成可溶性的硫酸稀土。铁、磷、钍等则形成难溶于水的磷酸盐。炉料随着向高温带移动温度不断升高，过量的硫酸逐渐被蒸发掉。当炉料运行到炉气温度为11’73K左右的窑前出料端时，炉料温度达到623K左右，并形成 5～10mm的小粒炉料，称为焙烧料，从燃烧室侧端排出。 (2)浸出除杂质。焙烧料含硫酸3％～7％，直接落入水浸槽中溶出稀土，而杂质几乎全部留在渣中与稀土分离。制得纯净的硫酸稀土溶液含RE2O340g/L、Fe0.03～0.05g/L、P约0.005g/L、Th<0.001g/L，酸0.1～0.15mol/L。用此溶液生产氯化稀土。 (3)溶剂萃取转型。用溶剂萃取法使硫酸稀土转变成为氯化稀土的过程。这种工艺已用于取代传统的硫酸复盐沉淀、碱转化等繁琐转型工艺。这是中国在20世纪80年代稀土提取流程的一次重大革新。溶剂萃取转型采用羧酸类(环烷酸、脂肪酸)萃取剂，预先用氨皂化，然后直接从硫酸稀土溶液中萃取稀土离子，稀土负载有机相用含 HCl6mol/L溶液反萃稀土，制得氯化稀土溶液。萃取和反萃取过程采用共流萃取(见溶剂革取)方式。萃余液pH为 7.5～8.0，含RE2O310mg/L左右，稀土萃取率超过99％。盐酸反萃液含RE2O3250～270g/L，含游离酸 0.1～0.3mol/L。采用减压浓缩方式将反萃液浓缩制成氯化稀土。氯化稀土的主要成分(质量分数ω/％)为：RE2O3约46，Fe0.01，P0.003，Th0.0002，SO42-<0.01，Ca1.25，NH4+1～2。1982年中国用上述流程在甘肃稀土公司建成一条年
硫酸钾生产工艺操作规程
硫酸钾生产工艺操作规程 第一部分硫酸钾生产工艺规程 一、制造硫酸钾的原料： 本公司制造硫酸钾的原料是氯化钾（KCL）其K2O≥60%，目前依赖进口。（国产KCL目前尚不能满足质量标准）98%硫酸来源于本公司硫酸车间。 该生产工艺过程中制取盐酸系统用水为清净自来水。燃料采用煤气，来自本厂煤气站。 二、硫酸钾的性质和用途： 分子式：K2SO4分子量：174.24 物化性质：无色或白色晶体或粉末，味苦而咸。密度：2.662。 熔点：1069℃溶于水，不溶于乙醇，丙酮和二氧化碳，其水溶性略呈酸性。 用途：1、农业用肥料，用于烟草、甘蔗、果木树、马铃薯、蔬菜等。 2、用作药物（缓泄剂）并用于制明矾、玻璃和碳酸钾等。 三、硫酸钾及盐酸的质量规格： （一）硫酸钾 外观：无色或白色结晶体或粉末。 农业用硫酸钾技术指标[HG/T3279——89] (二)盐酸： 工业盐酸技术指标（GB320—93） 四、硫酸钾生产基本原理和工艺流程： 采用固定床【酸 [液] 盐 [固] 】复分解反应法。固态的氯化钾与98%硫酸按一定的投料比连续加入反应室，在高于500℃高温（一般控制在540——560℃）推动耙齿推料
（搅拌混合作用）的条件下进行反应。在维持正常床面的条件下原料连续投入，成品硫酸钾则不断由反应室出口（对称二处）排入成品推料机，经冷却伴有搅拌粉碎的条件下经气封输送器进入皮带机，再经过筛粉碎机粉碎入成品料仓。反应中产生之氯化氢气体用水吸收制取盐酸装入储罐。尾气在符合国家废气排放标准的前提下排入大气。 反应式：H2SO4+2KCL→K2SO4+2HCL——Q (副反应) H2SO4→SO3+H2O——Q HCL+H2O→HCL?H2O+Q (副反应) SO3+H2O→H2SO4+Q 〔附工艺流程图〕 现将本公司硫酸钾生产工艺流程简述如下: 〔一〕生产装置 1、硫酸钾反应炉 反应炉主要由燃烧室〔上部〕反应室〔中部〕烟道室〔下部〕组成，并配有加料及机械搅拌推料装置。 （1）燃烧室：处于反应室内顶，入口为空气进口、煤气进口，空气量及煤气量均可调。所用煤气来自煤气站，经计量后进入烧嘴燃烧，燃烧室 维持680—730℃以供给反应室之热量。燃烧气经烟道进入烟道室，空 气由送风机经复热器与烟道气换热后送至燃烧室，部分冷空气送至主 机系统以起风冷之效力。 （2）烟道室：处于反应室底部，高温烟道气自燃烧室来由烟道室经烟道及烟道气管道送至复热器与冷空气换热后经引风机、烟囱排入大气，高 温烟气在烟道室继续提供反应室所需热量以保证其正常动作及热量的 充分利用。 （3）反应室：处于燃烧室与烟道室之环抱中间，下部为反应床约28平方米，顶部为耐高温圆穹型黑矽砖。反应床上部配有旋转耙齿，以电机传动 经减速机齿轮边速，有主机轴带动其转速约1.1r/min，作为物料搅拌、 混合、粉碎、成品转移，维持料床高度。主轴顶部依上而下分别装有 硫酸及氯化钾分布器，硫酸分布器配有导槽一只，氯化钾分布器配有 两只流槽，加料分布器上部装有加料套筒，套筒穿燃烧室自炉顶而下， 硫酸及氯化钾加料管自反应炉顶外部经套筒分别引入两分布器之上 端。反应室配置对称硫酸钾成品出料口分布两侧，经导筒与推料机相 连。反应炉顶上部分别设有氯化钾及硫酸加料计量装置以维持硫酸钾 生产过程中控制合理的投料比，保证该产品高品质，低消耗及反应床 耙齿之较长使用寿命。反应室正常作业时控制微负压。 2、反应炉系统附属设备概况： （1）复热器：∮800*4000[H2505*DI，一组55根S≈12.3m2]冷空气与烟道气换热交换，预热回收。 （2）主机（附大型减速机与马达带动主轴）提供布料、混料、产品移出之效能。 （3）硫酸钾成品推料机：推料机筒体拌有冷却用夹套，该机作用为成品破
硫酸工艺及操作规程
硫酸工艺及操作流程 1、制酸工艺 1.1 概述 制酸车间共有六个工段组成:净化工段、干吸工段、转化工段、脱硫工段、硫酸循环水、污酸处理。净化工段的4个任务：除尘、除雾、降温；净化工序主要设备有高效洗涤器、电除雾器、玻璃钢填料塔组成。干吸工段主要任务：把转化器送来的三氧化硫进行吸收制成硫酸。转化工段主要任务：把二氧化硫烟气氧化生成三氧化硫送去干吸工段。转化工段主要设备：SO2风机、转化器、换热器；脱硫工段主要任务：把干吸干吸工段送来的二氧化硫气体进行吸收达标排放。转化工段主要设备：五个换热器；风机工段主要设备：两台二氧化硫风机。 1.2 制酸工艺流程简图：详见附页。 1.3 制酸工艺流程简述 净化工艺简述：来自还原炉冶炼烟气经表冷器、布袋收尘器降温除尘后进入高效洗涤器（烟气温度110-150℃），与自上而下喷淋的稀酸逆流接触，使温度下降并洗下矿尘等杂质。从洗涤器出来的烟气温度小于68℃进入填料塔，与自上而下喷淋的稀酸在填料层逆流接触，以进一步降温除尘，使温度降至35℃左右，喷淋液从塔底流入填料塔循环槽，并用泵打至稀酸板式换热器，用水间接冷却后进入填料塔循环喷淋，从填料塔出来的烟气进入两级串联的电除雾器，使烟气中的烟尘及酸雾得到进一步进化后分两路：第一路径引风机送至脱硫工段脱硫，风量以进入干吸工段的烟气中的二氧化硫含量（4-6%）
为准；另一路进入干吸工段。 干吸工艺简述：从二级电除雾出来的烟气及从脱硫工段来的纯净的二氧化硫气体汇合后进入干燥塔，与塔内自上喷淋而下的93﹪酸逆流接触，喷淋酸吸收烟气中的水份，使达到规定的含水标准，干燥塔出来的烟气通过设在塔顶的除沫器后进入二氧化硫（SO2）风机，吸收烟气中水份的酸回流至干燥循环槽。经一次转化后的三氧化硫（SO3）烟气进入吸收塔下部，与自上而下的98﹪浓硫酸逆流接触，吸收烟气中的SO3生成硫酸，从吸收塔出来的烟气经设在塔顶的除沫器除酸雾后去脱硫工段。 转化工艺流程：一次三段转化工艺；来自干燥塔的SO2浓度4﹪～6﹪的烟气，经SO2风机升压入Ⅲ换热器及第Ⅰ换热器壳侧与管侧SO3气体换热，以1＃电炉使温度升至420℃左右后进入转化口器一段进行一次转化。经一段催化剂反应，转化后气体进入第Ⅰ换热器管侧与SO2气体换热后进入二段反应，转化后气体进入Ⅱ热器壳侧与管侧SO2气体换热，然后进入三段反应，转化后气体进入Ⅲ器管侧与壳侧SO2气体换热，温度降至190℃进入干吸吸收塔进行吸收；SO3气体被吸收后的气体去脱硫工段进一步脱硫后排空。 脱硫工艺流程：从净化工段二级电除雾器出来的冶炼烟气，分两部分：第一部分去干吸工段，经一转一吸制酸后，剩余尾气送脱硫工段，另一部分烟气经电动调节阀调节流量后（流量控制以进入以进入干吸工段的烟气中的二氧化硫含量4-6%为准），送脱硫脱硫，与干吸工段吸收塔来的硫酸尾气合并，进入吸收塔下部，在吸收塔内与从吸收塔上部进
硫酸生产工艺技术标准
大冶有色金属公司企业标准 Q/DYJ.J.04.20-2002 硫酸生产工艺技术标准
2002-12-02-发布2002-12-10实施大冶有色金属公司发布
大冶有色金属公司企业标准 硫酸生产工艺技术标准 Q/DYJ.J.04.20-2002 1 主题内容与适用范围 本标准规定了利用转炉烟气和诺兰达炉烟气生产硫酸原、燃料的要求，主要设备、工艺及操作要点。 本标准适用于硫酸三系列（二工段）、硫酸四系列（一工段）及污酸处理（污酸工段）生产管理。 ２原料及主要材料质量标准 2.1 含二氧化硫烟气 2.1.1 硫酸四系列烟气量和烟气成分（设计值）见表1。 表 1 烟气量和烟气成份（净化入口） 烟气流量/m3.h-1（含量Ψ%） 成份 SO2SO3O2CO2N2H2O ∑（湿） 最大值13232(8.27) 341(0.21) 16960(10.60) 800(0.5) 11857(74.12) 100080(6.30) 160000(100) 最小值8932(6.38) 175(0.12) 14280(10.20) 700(0.5) 106393(76.00) 9520(6.80) 140000(100) 其他条件： （1）烟气含尘0.5g/m3 （2）烟气含砷87.5mg/m3（设计考虑短时间最大400mg/m3）（3）烟气含氟43.75mg/m3（设计考虑短时间最大200mg/m3）（4）烟气含氯25mg/m3（设计考虑短时间最大100mg/m3）2.1.2 硫酸三系列（设计值） a）进空塔烟气成分（V%）(平均) SO2 SO3 O2 CO2 N2H2O 7.06 0.28 11.15 4.8 65.3 11.2 b）进空塔烟气中含尘总量＜0.95g/m3，As＜0.40g/m3,