[发明专利]一种利用纳米氧化锌回收硫酸尾气中二氧化硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对锌冶炼企业硫酸尾气中二氧化硫资源回收的方法，同时达到治理硫酸尾气当中二氧化硫的目的。

背景技术

目前国内大多数锌冶炼企业硫酸尾气中的二氧化硫不通过治理，直接外排，导致污染严重。同时随着国家环保标准的提高，硫酸尾气当中的二氧化硫难以达到排放标准，硫酸尾气的治理成为目前锌冶炼行业的一个重要环保工作。

含二氧化硫的废气其湿法治理技术大多采用石灰、石灰石作为吸收剂，吸收后的产物亚硫酸钙或硫酸钙大多抛弃，往往造成二次污染。这类工艺存在污染转移，硫资源流失、设备易结垢等问题。

锌冶炼企业生产过程中中间产物纳米氧化锌，这种产物通过与硫酸反应，用于生产硫酸锌或者用来电解生产锌锭。

锌冶炼企业含二氧化硫资源废气主要来源为硫酸尾气，硫酸尾气通过前端的转化、吸收、干燥等工艺，使得硫酸尾气中的二氧化硫相对来说较为洁净。如果直接外排，将导致二氧化硫资源流失，若采用其他尾气治理工艺处理的话，其脱硫渣成为固体废物，同样造成二次污染。如果能够加以回收利用，将产生一定的经济效益。本发明涉及的利用纳米氧化锌回收二氧化硫的方法，回收后的产物能够直接利用，不存在二次污染等问题。

发明内容

本发明的目的是利用纳米氧化锌回收硫酸尾气当中的二氧化硫，同时达到废气处理的目的。

本发明的另一目的是考察该方法的二氧化硫回收率。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

本发明以纳米氧化锌和水均匀混合后，作为吸收剂，吸收硫酸尾气当中的二氧化硫，再通过空气强制氧化，将吸收后的浆液氧化成硫酸锌，将硫酸锌送至电解系统回收。其中纳米氧化锌的氧化锌含量为95％-98％之间，氧化铅含量为0.006％-0.003％之间，盐酸不溶物为0.02％-0.05％，灼烧失重为1％-4％，堆积密度为0.1-0.5g/cm³，比表面积为36-58m²/g，XRD线宽化法平均晶粒为14-100nm。

本发明的另一目的是通过如下方式实现的：

1)、取纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为2％～15％；

2)、将该溶液与硫酸尾气在吸收反应器内进行吸收反应，其中硫酸尾气中二氧化硫浓度为500-3000mg/m³；

3)、将反应后的产物鼓入空气进行强制氧化，强制氧化所需的氧和硫的摩尔比例为1～10；

4)、测试尾气中二氧化硫浓度和溶液中锌离子浓度，测量二氧化硫的回收率。

本发明回收效果较好的条件为选择氧化锌含量为98％的纳米氧化锌在C_S02＝2000mg/m³，纳米氧化锌与水溶液浓度为10％，强制氧化所需的氧硫的摩尔比例为6的操作条件下，二氧化硫的回收率达到95％以上，产物的锌离子浓度达到60g/L。

具体实施方式

实施例1：

称取一定质量的纳米氧化锌均匀混合于水溶液中，均匀混合后的浓度为10％，制氧化所需的氧和硫的摩尔比例为6的操作条件下，用于测试其回收率和产品的利用率。

其回收率测试的方法是：将模拟硫酸尾气和配置好的纳米氧化锌溶液在吸收反应器中进行反应，其中模拟硫酸尾气以N₂，O₂，SO₂(以N₂稀释的SO₂)混合而成。检测进口和出口的SO₂的浓度值，计算SO₂的回收率。吸收反应器中，纳米氧化锌和二氧化硫进行吸收反应。其反应如下：

ZnO+SO₂+5/2H₂O＝＝ZnSO₃·5/2H₂O   (1)

反应(1)生成的ZnSO₃·5/2H₂O溶解度较小，绝大部分以固体状态进入沉渣。

反应过程也可生成可溶性的Zn(HSO₃)，反应为：

ZnO+2SO₂+H₂O＝＝Zn(HSO₃)₂   (2)

同时将空气鼓入以上产物中，将ZnSO₃和Zn(HSO₃)₂氧化为ZnSO₄，反应如下：