[发明专利]沸腾炉焙烧镍钼矿制备硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于制备硫酸的技术领域，具体涉及一种沸腾炉焙烧镍钼矿制备硫酸的方法。

背景技术

工业硫酸的制备方法，因采用原料的不同，主要分为冶炼烟气制酸，硫铁矿制酸，硫磺制酸及磷石膏制酸等。

1、冶炼烟气制酸

随着我国有色金属工业的迅速发展，冶炼烟气的治理，主要是利用其中的SO₂生产硫酸，铜、铅、锌、镍、金、钴、钼、铬等有色金属大部分是硫化矿，在冶炼过程中，因硫化矿在高温反应下，放出含有SO₂的烟气，其烟气组成随有色金属矿的特性、组成及冶炼工艺而异，其SO₂体积浓度在0.05%～25.0%，从环境保护和资源利用考虑，这烟气中的SO₂绝大部分都得利用和回收，其回收装置就是配套的副产品工程。排出烟气中的SO₂绝大部分采用常规方法制备工业硫酸，对于SO₂含量较低的烟气应用非稳态转化工艺和WSA工艺制成，对于SO₂含量较高的烟气用LuReeTM工艺制成。对于SO₂含量高采用常规方法，设备成熟，生产成本较低，而对于SO₂含量低采用于非稳态和WSA工艺方法，就存在着使用设备昂贵，生产成本高的缺点。

2、硫铁矿制酸

硫铁矿是我国自有资源，我国占有全球总量的72.70%，硫铁矿制酸起到了补充冶炼烟气制酸（这是环保要求必产的酸）和磷石膏制酸（充分利用世界磷石膏资源）之外不足的部分，起到平衡调节作用。我国经过几十年的自我研发和国外引进，其工艺技术、设备水平和制酸装置已接近国外水平。由于2000年后，我国矿山企业生产成本逐步升高，加之2007年金融危机后，工业硫酸价格一路下滑，其矿山生产企业逐步萎缩，经济效益下降。

3、硫磺制酸

在20世纪90年代前，硫磺价格低，全世界大都采用硫磺制酸，大大冲击了硫铁矿制酸企业，2002年后，硫磺价格暴涨，使工业硫酸企业成本增加，效益严重下降，其生产成本反而比硫铁矿制酸高许多，其工艺要求设备倒是非常成熟的。

4、镍钼矿制酸

我国贵州遵义和湖南张家界藴藏着丰富的镍钼矿资源，但钼镍品位并不太高，含C高，成分复杂，属难选、难冶矿物，其加工镍钼矿的工艺分为火法和湿法工艺。

a、火法工艺：国内传统工艺为直接还原焙烧法制取镍钼铁合金；或用氧化焙烧，钠盐焙烧后水浸制取钼酸、氧化钼或钼酸铵等系列钼制品。但该两种工艺过程产生的SO₂烟气，环境污染大，产品档次低，镍钼矿中的S、C都未被利用，且由于C的存在，还存在着制备的浓硫酸质量差的缺点。

b、湿法工艺：采用碱性氧化试剂NaCLO+NaOH直接分解，或用硝酸分解，再从浸出液中制取钼酸铵等系列产品，其生产成本高，后续工序处理繁杂，其中的S、C也未被利用，且由于C的存在，还存在着制备的浓硫酸质量差的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供了一种沸腾炉焙烧镍钼矿制备硫酸的方法，加工成本低，所得硫酸质量优良。

本发明所采取的技术方案是一种沸腾炉焙烧镍钼矿制备硫酸的方法，该方法包括以下步骤：将镍钼矿和含硫物料混合，至混合物料中S的重量含量为20%～35%、水的重量含量为5%～15%，然后将该混合物料置于沸腾炉内，通入富氧焙烧，即得。

作为优选，所述镍钼矿和含硫物料的混合比例为1:0～5。

作为优选，所述含硫物料选自含硫矿物、硫磺或二氧化硫中的一种，或它们的混合物。

作为优选，所述富氧为含氧量为20%～40%（体积比）的空气。

作为优选，在焙烧时，所述沸腾炉中的沸腾层温度为650℃～900℃，沸腾炉底部的压力为900mmHg～1300mmHg，沸腾炉的出口温度为450℃～660℃。

本发明中，镍钼矿的含C量为10%左右，其燃烧发热量每摩尔C相当于3摩尔S发热量。通过控制焙烧物料的S含量和水分含量，在通入富氧共同焙烧，不但充分利用矿物中的S和C，还克服了原矿中C对制酸过程的影响，其制备所得的硫酸完全符合国家标准，焙烧后所得的焙砂中残硫重量比很低（低于4%），为后续镍、钼产品的生产提供了良好的条件。

本发明中，镍钼矿又称为金属镍钼、碳硫钼矿、胶硫矿和石煤。