8.3. Сырье для производства серной кислоты

Сырьем для производства сернистого газа могут служить природные минералы и отходы других производств, содержащие серу.

В природе сера встречается в основном в трех видах: 1) элементная самородная сера, механически смешанная с другими минералами; 2) в сульфидных рудах, таких, как пирит FeS₂, пирротин Fe_nS_n+1, медный колчедан CuFeS₂, медный блеск Cu₂S и др.,; 3) в сульфатах: гипс CaSO₄∙2H₂O, ангидрит CaSO₄, мирабилит Na₂SO₄∙10H₂O и др.

Около 25% серной кислоты производится из газа полученного обжигом природного железного (серного) колчедана, который состоит из пирита FeS₂, сульфидов других металлов, (меди, цинка, свинца, никеля, кобольда), карбонатов металлов, примесей As и Se и пустой породы. Применяется рядовой и флотационный колчедан. Последний получают в результате обогащения медных руд. Содержание серы в колчедане может колебаться от 35 до 50%.

При переработке сульфидов цветных металлов образуется сернистый газ, который частично используется в сернокислотном производстве. При переработке нефтепродуктов, коксовании углей и получении генераторного газа в качестве побочного продукта образуется сероводород, который улавливают, концентрируют, а затем сжиганием его получают сернистый газ, перерабатываемый в дальнейшем на серную кислоту.

Свыше половины производства сернистого газа базируется на сжигании серы. Элементную серу получают из самородных руд или как побочный продукт в производстве ряда цветных металлов, при очистке газов, в процессе нефтепереработки.

Сера плавится при 113⁰С и легко сгорает в токе воздуха без образования отходов и побочных продуктов. Однако следует иметь в виду, что сера в несколько раз дороже колчедана.

При сжигании в топках паровых котлов (в том числе на топливных электростанциях) угля и сернистого мазута в отходящих газах содержится 0,2-0,5% SO₂,который в будущем, с целью охраны природы, будет извлекаться и перерабатываться на серную кислоту.

В целях защиты окружающей среды во всем мире принимаются меры как по ограничению выбросов сернистого газа в атмосферу, так и по использованию отходов промышленности, содержащих серу. В атмосферу с отходящими газами тепловых электростанций и металлургических заводов выбрасывается диоксида серы примерно в 1,5 раза больше, чем необходимо для мирового производства серной кислоты. Переработка отходящих газов пока ещё не всегда осуществима из-за низкой концентрации диоксида серы.

Доля сырья в себестоимости продукции сернокислотного производства достаточно велика. Поэтому технико-экономические показатели этого производства существенно зависят от вида используемого сырья. В табл.8.1 приведены основные ТЭП производства серной кислоты из различного сырья (за100% взяты показатели производства на основе железного колчедана).

Таблица 8.1

Технико-экономические показатели сернокислотного производства (%)

Показатели	Сырье
	Железный колчедан	Самородная сера	Газовая сера	Сероводород
Удельные капиталовложения Себестоимость кислоты Приведенные затраты	100 100 100	57 125 118	57 67 75	63 80 72

Замена колчедана серой приводит к снижению капитальных затрат на строительство и улучшению экологической обстановки в результате ликвидации отвалов огарка и уменьшению выбросов токсичных веществ в атмосферу.

Вследствие сложностей с транспортом серной кислоты сернокислотные заводы располагаются преимущественно в районах их потребления.