
- •Содержание
- •Введение
- •1. Название процесса
- •2. Назначение процесса
- •3. Сырье процесса и его характеристика
- •3.1. Железный колчедан
- •3.2. Сера
- •3.3. Сероводород
- •3.4. Газы цветной металлургии
- •4. Параметры процесса
- •5. Характеристика продуктов процесса
- •6. Технологическое оформление процесса
- •I. Обжиг.
- •II. Окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI).
- •III. Образование серной кислоты.
- •6.1. Технологическая схема производства серной кислоты из железного колчедана.
- •7. Экологические проблемы, возникшие при производстве серной кислоты
- •7.1. Обжиговый газ
- •7.2. Сернистый ангидрид so
- •Заключение
- •2. Сера;
- •3. Сероводород;
- •4. Газы цветной металлургии.
- •Список литературы
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.