[发明专利]一种制备二硫化亚铁联产硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备二硫化亚铁联产硫酸的方法，属于无机化合物制备方法领域。

背景技术

二硫化亚铁是一种重要的化工原料，在橡胶、造纸、纺织、食品、火柴、电池等工业以及农业中均有重要用途。二硫化亚铁在自然界中主要以硫铁矿形式存在，我国硫铁矿主要以中低品位为主，平均品位为15%～18%，由于其纯度较低，应用也受到很多限制。我国硫铁矿开发用途通常为两种：一是已被全面关闭的土法炼磺工艺，生产的硫磺主要用于生产硫酸和化工原料，此法硫资源利用率低，环境污染严重;二是被洗选成硫精砂作为硫酸生产原料，但在洗选过程中排放大量尾矿渣(含硫3％～8％)优质高岭土和洗选废液，这不仅浪费资源，同时给附近水域和周边环境造成严重污染。

长期以来，我国硫酸工业以硫铁矿为主要原料，硫铁矿制酸主要包括焙烧、气体净化、转化和干燥吸收四部分。硫铁矿制酸每生产1t硫酸就会产生0.8～0.9t硫铁矿烧渣，其中含有丰富的铁资源，但由于其含杂质较多，回收利用难度大，造成资源的浪费和对环境的污染。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种制备二硫化亚铁联产硫酸的方法，利用该方法所得二硫化亚铁的纯度一般能达80wt%以上，转化率可达95%以上。

本发明的技术方案：

本发明提供一种制备二硫化亚铁联产硫酸的方法，具体步骤包括：

a将铁的硫酸盐或铁氧化物于温度300～700℃中，通入气态硫磺，反应20～120min，制得二硫化亚铁和二氧化硫气体。

b步骤a所得的二氧化硫气体用于制备硫酸。

所述步骤a中的铁的硫酸铁盐为硫酸亚铁或硫酸高铁中的至少一种。

所述步骤a中的铁氧化物为三氧化二铁、四氧化三铁（Fe₃O₄）或氧化亚铁(FeO)中的至少一种。

所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物的含水量≤15wt%。

优选的，所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物控制其含水量≤15wt%的方法为：于50～300℃下干燥10～120min即可。

优选的，所述步骤a中还通入还原性小于气态硫的气体形成混合气体，其中，气态硫磺与混合气体的体积比≥15%，混合气体的气速标况下是100ml/min。

更优选的，所述气态硫磺与混合气体的体积比为15～85%。

所述还原性小于气态硫磺的气体为氮气、气态硫、二氧化碳或二氧化硫中的至少一种。

本发明的有益效果：

1、本发明制备二硫化亚铁的方法采用气态硫磺与铁的硫酸盐或铁氧化物反应制备二硫化亚铁，该方法制备工艺步骤简单，操作容易控制，生产效率高，便于推广。

2、由于本发明采用的是气态硫磺与原料反应，无论从理论反应发生温度还是反应物之间的接触面积来说，反应都更容易发生；本发明原料的转化率一般可达到90%以上，产物纯度一般也能达到80wt%以上。

3、本发明采用的是气-固反应机理，反应后的固体产物不会带入除原料外的其他杂质，因而所产生的二硫化亚铁质量高，且其副产的二氧化硫气体(其浓度为≥10vol%)可以用两转两吸工艺生产硫酸。

因此本发明不仅能耗低，还原率高，且工艺简单，生产周期短，易于控制，便于推广。

具体实施方式

本发明提供一种制备二硫化亚铁联产硫酸的方法，包括如下步骤：

a将铁的硫酸盐或铁氧化物于温度300～700℃中，通入气态硫磺，反应20～120min，制得二硫化亚铁和二氧化硫气体；该步骤中，若温度过低反应则难以进行，温度过高能耗高并且二硫化亚铁在较高温度下容易分解；反应时间过短原料转化率会较低，反应时间过长的话能耗也高；

b步骤a所得的二氧化硫气体用于制备硫酸。

所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物的含水量≤15wt%；因为体系中会产生SO₂，水量太高会腐蚀设备。

优选的，所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物控制其含水量≤15wt%的方法为：于50～300℃下干燥10～120min即可。