[发明专利]一种氧化锌脱硫废剂再生利用并联产硫酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌脱硫废剂再生利用并联产硫酸铵的方法，属于脱硫剂技术领域。

背景技术

氧化锌脱硫剂因为脱硫精度高、使用简便、性能稳定可靠在工业精脱硫领域占据着重要地位，广泛应用于合成氨、制氢、合成甲醇、煤化工、石油炼制等行业中。氧化锌脱硫剂在脱硫过程中，与待脱硫物料中的H₂S发生化学反应生成ZnS，使待脱硫物流中的气态硫固化，达到脱硫目的，而脱硫后的绝大部分氧化锌转换为ZnS而失去活性。每年国内排放的氧化锌脱硫废剂近万吨。造成脱硫系统运行费用高，并且堆放的脱硫废弃物占用大量土地对环境造成二次污染。为降低脱硫剂的成本，同时减少环境污染，需要对氧化锌脱硫废剂进行再生。

现有技术中，氧化锌脱硫废剂的再生方法常采用氧化再生法。氧化再生法是通过将氧化锌脱硫废剂在一定温度下高温焙烧，使氧化锌脱硫废剂中的硫化锌氧化生成氧化锌而再生。但是，氧化锌脱硫废剂氧化再生过程中，如果氧化再生在低温条件下进行，再生时易形成ZnSO₄，而ZnSO₄的存在会导致再生的氧化锌脱硫剂活性降低；而如果氧化再生在高温条件下进行，再生时氧化锌脱硫剂的比表面积会降低，而比表面积降低后会导致再生的氧化锌脱硫剂硫容降低，同时高温再生时，硫化锌中的锌还会生成部分单质锌而挥发，造成锌的损失，使氧化锌脱硫废剂的利用率降低。

由于氧化锌脱硫剂氧化再生时存在上述问题，因此现有技术中公开了一种通过将硫化锌转化为碱式碳酸锌、再进一步加工成氧化锌的再生方法，诸如《废氧化锌脱硫剂再生工艺研究》（陈坤等，无机盐工业，1998年，第30期第3卷，第40～42页）中公开了一种氧化锌脱硫废剂的湿法再生工艺，具体包括如下步骤：（1）将废脱硫剂缓慢加入到硫酸-双氧水混合液中，在一定温度下维持一定反应时间；（2）再用石灰乳调整pH值至5.0～5.3，保温陈化，过滤除铁硫，母液浓缩除粘结剂，用碘化钾-淀粉液检验残铁情况（不变色止）；（3）加入用氨水调整过的碳酸氢铵溶液至pH=6.8时，沉淀开始生成；（4）加热至70℃，调整pH=8后保温陈化1h，冷却、过滤，洗涤至母液不使氯化钡变浑为止，于250～300℃下干燥至恒重，得到碱式碳酸锌。

上述技术通过湿法工艺将氧化锌脱硫废剂中的硫化锌转化为碱式碳酸锌。在实际应用过程中，回收得到的碱式碳酸锌再进一步加工成氧化锌，以实现锌的循环利用。但是上述技术回收锌的过程中，步骤（1）采用硫酸-双氧水混合液直接处理废脱硫剂，处理过程中混合液中双氧水极易分解，而双氧水不足时易导致锌的浸取率不高，因此采用上述工艺处理时，需要不断添加双氧水，这样会导致上述处理工艺的费用较高，不适于氧化锌脱硫废剂的工业回收处理；所述步骤（3）采用氨水和碳酸氢铵溶液处理，存在处理后废液多，而废液排放易造成环境污染，增加再处理成本；此外，在步骤（4）的保温陈化过程中，为了使锌离子沉淀完全，现有技术中通常都需要调整溶液的pH值为8的条件下进行，但是在该pH值条件下，锌离子极易与铵盐或氨水形成锌氨络离子造成锌损失率高，回收效率低。

现有技术中，废氧化锌脱硫剂再生工艺的研究主要是考虑回收活性氧化锌，因此在工艺条件设置、技术参数选择上仅仅从回收活性氧化锌的角度上考虑，这样使得回收过程中产生了大量新的污染环境的副产物；同时，为了使废氧化锌脱硫剂中的锌能够尽可能多地形成沉淀物以便于其回收利用，现有技术中，在pH值设置时，又都选择碱性条件下陈化，但是却没有意识到如果选用碳酸氢铵作为沉淀剂后，碱性条件下沉淀的锌会进一步形成锌氨络离子，这样反而不利于对锌离子的回收。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中采用氧化锌脱硫废剂回收过程中存在处理费用高、废液排放量高、环境污染严重且锌损失率高的问题，进而提供一种处理费用低、经济环保、锌利用率高的氧化锌脱硫废剂再生利用并联产硫酸铵的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化锌脱硫废剂再生利用并联产硫酸铵的方法，包括如下步骤：

（1）焙烧：对氧化锌脱硫废剂在850～900℃下进行焙烧，得到非活性氧化锌物料；

（2）酸溶：将所述步骤（1）中的非活性氧化锌物料溶于水制备得到非活性氧化锌浆液，向所述非活性氧化锌浆液中加入硫酸，反应完成后过滤，得到滤渣和硫酸锌滤液；

（3）中和：向所述步骤（2）中的硫酸锌滤液中加入固体碳酸氢铵，在30～40℃下反应，反应过程中控制溶液pH值为6.8～6.9，至反应结束；