[发明专利]一种铅电极电催化还原二氧化硫回收单质硫的方法

说明书

本发明公开了一种铅电极电催化还原二氧化硫回收单质硫的方法，该方法是二氧化硫吸收液在铅电极电催化还原作用下生成单质硫沉淀；该方法可在常温常压条件下进行，条件温和，低能耗，操作简单，有利于大规模推广应用。该方法与传统高温还原二氧化硫方法相比，可大幅降低能耗，避免硫磺高温板结的问题，与单质Se催化还原SO₂的方法相比，步骤简单。

技术领域

本发明涉及一种二氧化硫废气回收处理方法，特别涉及一种将有色冶炼烟气中高浓度SO₂吸收并通过电化学还原转变为具有经济价值的单质硫的方法，属于有色冶炼烟气回收有用资源技术领域。

背景技术

基于环境保护以及资源循环使用的理念，目前对于大气污染的研究已逐渐着重于将污染物如何资源化利用的方向。对于二氧化硫污染气体的资源化利用，主要为通过氧化制备硫酸或者通过还原制备硫磺。随着我国硫磺需求量的增大，如何将二氧化硫简单有效的转化为单质硫的技术得到了持续的关注与发展。如中国专利(申请号CN201610831968.8)介绍了一种通过还原剂还原SO₂制备硫磺的方法，该方法还原反应需要在600～1000℃高温环境下进行，且反应过程中生成的硫化物副产物需要进一步处理转化，很容易造成二次污染；又如中国专利(CN201210391355.9)介绍了一种利用单质Se催化将SO₂转化为单质硫的方法，该方法催化剂与硫胶体分离困难，且生成硫胶体需要采用高温脱稳得到单质硫。目前急需要一种条件温和，操作简单的实现SO₂转化成单质硫的方法。

发明内容

针对现有技术中二氧化硫转化成单质硫的方法存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种利用铅电极电催化还原SO₂转化成单质硫的方法，该方法条件温和，可在常温下实施，且低能耗、操作简单，有利于大规模推广应用，该方法与传统高温还原二氧化硫方法相比，可大幅降低能耗，避免硫磺高温板结的问题，与单质Se催化还原SO₂的方法相比，步骤简单。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种铅电极电催化还原二氧化硫回收单质硫的方法，该方法是二氧化硫吸收液在铅电极电催化还原作用下生成单质硫沉淀。

优选的方案，二氧化硫吸收液采用三电极体系进行电催化还原，阴极室和阳极室采用质子膜(杜邦N117)隔开，阴极室内电解液为二氧化硫吸收液，阳极室内电解液Na₂SO₄/H₂SO₄混合溶液，铅片作为工作电极，Pt作为对电极，饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极。采用质子膜将阴阳电极室隔开，以防止电解产物的再电解。还原电压可以选取-0.6V～-1.2V。

优选的方案，所述二氧化硫吸收液为二氧化硫水吸收液或二氧化硫碱性吸收液。二氧化硫的水吸收液主要为H₂SO₃溶液，二氧化硫碱性吸收液如亚硫酸氨溶液、亚硫酸钾溶液、亚硫酸钠溶液等，这些吸收液都适用于本发明的技术方案。

优选的方案，电催化还原过程中控制二氧化硫吸收液的pH2。控制pH小于2的酸性环境有利于电催化还原过程的进行，如果pH高于2电催化还原过程难以进行，可以借助无机酸调节pH。

优选的方案，电催化还原过程中控制温度在室温以上。电催化还原过程在室温下即可以顺利进行。

优选的方案，电催化还原过程中控制电极还原电位为-0.6～-1.2V。还原电位在-0.6V-0V条件下电解过程难以获得单质硫，而还原电位在超过-1.2V条件下，电解过程析氢反应严重，大幅降低了还原单质硫的法拉第效率。