Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
sernaya_kislota.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
121.86 Кб
Скачать

3.4. Газы цветной металлургии

В этих газах содержится от 4 до 10% оксида серы (IV) и они могут непосредственно использоваться для производства серной кислоты. Ограниченное использование таких видов сырья, как топочные газы тепловых электростанций и газы медеплавильного производства, объясняется низкой концентрацией в них оксида серы (IV). При этом доля колчедана в балансе сырья уменьшается, а доля серы возрастает.

4. Параметры процесса

Продукты окислительного обжига колчедана - обжиговый газ и огарок, состоящий из оксида железа Fe2O5, пустой породы и невыгоревшего остатка сульфида железа. Огарок после соответствующей подготовки может быть использован для производства чугуна. Состав обжигового газа зависит от природы сырья, состава и избытка воздуха при обжиге. В него входят сернистый ангидрид, кислород и азот. Печные газы, получаемые при обжиге колчедана, содержат много пыли, для улавливания которой применяют циклоны и электрофильтры. В циклонах пыль оседает под действием центробежной силы пылинок в завихряющемся потоке газа. Электрофильтры представляют собой конденсаторы высоко напряжения. Запыленный газ проходит между пластинками электрофильтра, где пылинки заряжаются и оседают на противоположно заряженных пластинах. При встряхивании пластин осевшая пыль падает в бункер электрофильтра, из которого выгружаются.

5. Характеристика продуктов процесса

Безводная серная кислота – тяжелая маслянистая бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой и триоксидом серы в любом соотношении. Физические свойства серной кислоты, такие, как плотность, температура, кристаллизация, температура кипения, зависят от ее состава.

Безводная 100%-ная кислота имеет сравнительно высокую температуру кристаллизации – 10,7 С. Чтобы уменьшить возможность замерзания товарного продукта при перевозке и хранении, концентрацию технической серной кислоты выбирают такой, чтобы она имела достаточно низкую температуру кристаллизации.

Серная кислота весьма активна. Она растворяет оксиды металлов и большинство чистых металлов, вытесняет при повышенной температуре все другие кислоты из солей.

Олеум - H2SO4· nSO3, представляет собой серную кислоту, в которой растворен оксид серы (VI). Вязкая маслянистая бесцветная жидкость или легкоплавкие кристаллы, которые, однако, могут приобретать самые различные оттенки вследствие наличия примесей. На воздухе «дымит», реагирует с водой с выделением очень большого количества тепла. Концентрация серного ангидрида может варьировать в очень широких пределах: от единиц до десятков процентов. Олеум по сравнению с концентрированной серной кислотой обладает ещё большим водоотнимающим и окислительным действием. 

6. Технологическое оформление процесса

I. Обжиг.

Из серосодержащего сырья получают оксид серы (IV).

а) При использовании железного колчедана протекает реакция:

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Это реакция необратимая, экзотермическая, гетерогенная, идет между газом и твердым веществом. Для интенсификации процесса используется измельчение сырья для увеличения поверхности контакта, чистый кислород, противоток.

Измельчённый очищенный влажный (после флотации) железный колчедан сверху засыпают в печь для обжига. Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 8000С. Твердая масса раскаляется докрасна и находится в "подвешенном состоянии" из-за продуваемого снизу воздуха. Это похоже на кипящую жидкость и называется кипящий или псевдоожиженный слой. За счёт выделяющейся теплоты в результате реакции поддерживается температура в печи. Избыточное количество теплоты отводят: по периметру печи проходят трубы с водой, которая нагревается.

Образовавшийся оксид железа Fe2O3 (огарок) в производстве серной кислоты не используют. Но его собирают и отправляют на металлургический комбинат, на котором из оксида железа получают металл железо и его сплавы с углеродом - сталь (2% углерода в сплаве) и чугун (4% углерода в сплаве).

Из печи выходит обжиговый газ, состав которого: SO2, O2, пары воды и мельчайшие частицы огарка (в основном оксида железа). Такой газ необходимо очистить от примесей твёрдых частиц огарка и паров воды.

Очистка обжигового газа от твёрдых частичек огарка проводят в несколько этапов - в циклоне, на волокнистом фильтре и в электрофильтрах. Выделение тумана серной кислоты происходит при пропускании газа через волокнистый фильтр, промывные башни и мокрый электрофильтр. Для удаления паров воды из обжигового газа используют серную концентрированную кислоту. Обжиговый газ после очистки представляет собой смесь оксида серы SO2 и кислорода О2.

б) при использовании элементарной серы первая стадия – получение обжигового газа - осуществляется в печах особой конструкции. При сжигании серы образуется повышенное содержание оксида серы (IV) в печном газе. Химическая реакция:

S + O2 SO2 + Q

Последующие стадии (окисление серы и получение серной кислоты) не зависят от того, что использовалось в качестве сырья: серный колчедан или природная сера.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]