一、二氧化硫氣體的來源
SO2是目前大氣污染物中危害最大的一種,我國(guó)年排放量達(dá)1520萬t,排在世界第三位,造成了環(huán)境污染和硫資源浪費(fèi)。
在黃金生產(chǎn)過程中,SO2氣體主要來源于高硫原礦。在焙燒黃鐵礦、金精礦及煉金所產(chǎn)生的中含有SO2氣體。
二、二氧化硫的凈化與回收
(一)高濃度二氧化硫氣體的
此類二氧化硫中含SO2濃度在3.5%(體積含量百分比:VSO2/V空氣)以上稱為高濃度SO2煙氣。采用接觸法生產(chǎn)硫酸,免于外排大氣中造成污染,同時(shí)煙氣變成產(chǎn)品,既有經(jīng)濟(jì)效益,又凈化了空氣。
(二)低濃度二氧化硫氣體的處理
1、低濃度的含SO2煙氣,采用高空排放的措施(通常采用50m左右的高煙囪)。但在陰雨、氣壓低的天氣情況下,SO2氣體將危害地面的莊稼和果樹、蔬菜,特別是蔬菜和豆類尤為敏感。因此,需要處理。
2、石灰石—石灰法
用石灰凈化以除去SO2是最有效的傳統(tǒng)方法。在某些情況下,當(dāng)要去除的SO2濃度很低時(shí),使用氫氧化鈉或碳酸鈉是很有效的。
雖然石灰凈化能符合大氣規(guī)定,但是,存在SO2與石灰反應(yīng)產(chǎn)生的石膏固體廢料的處理問題。產(chǎn)生的石膏,其中可能有其他有害元素,如砷、鎘、鉛、汞等。
SO2的排放量規(guī)定在美國(guó)的各州之間有很大差別。下式是美國(guó)內(nèi)華達(dá)州用于計(jì)算容許的硫排放量公式(因?yàn)閮?nèi)華達(dá)州發(fā)現(xiàn)有大量難浸出金礦):
E=0.292×P0.904
式中:E—容許的硫(S)排放量,kg/h;
P—礦料中總硫(S)排放量,kg/h。
應(yīng)當(dāng)指出,上式是表示硫的排放量;為得到容許的SO2排放量,上式E還必須乘以2。此外,料中的硫是表示總硫,包括硫化物中硫和其他的硫化合物。
如果上述表示硫排放量的公式表明,每年有相當(dāng)于250t的SO2排放出來,那么焙燒操作將受到漫長(zhǎng)的和昂貴“點(diǎn)排放”的審查。因此,希望將SO2的排放量保持在250t以下。
如果焙燒產(chǎn)生的SO2數(shù)量很大,則需要高效率的凈化系統(tǒng),以確保SO2的排放量低于250t。為獲得這樣高凈化效率,或者技術(shù)上不可行,或者很昂貴。當(dāng)然,如果減少中的SO2數(shù)量,那么只需要較低的凈化效率。如上所述,任何在焙燒時(shí)與CaO或MgO反應(yīng)而被固定SO2的數(shù)量,都將減少進(jìn)入廢氣中的SO2的數(shù)量。因此,按焙燒方案進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),估價(jià)和提高SO2的固定是很重要的。
3、活性炭干法回收
長(zhǎng)沙礦山研究院通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為用活性炭干法回收SO2,不僅技術(shù)上可行,而且還有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
三、鈉堿吸收法處理與回收二氧化硫
鈉堿吸收法采用Na2CO3或NaOH來吸收煙氣中的SO2,并可獲得較高濃度SO2氣體和Na2SO4。
堿性吸收劑具有更多優(yōu)點(diǎn):(1)吸收劑在洗滌過程中不揮發(fā);(2)具有較高的溶解度;(3)不存在吸收系統(tǒng)中結(jié)垢、堵塞問題;(4)吸收能力高。根據(jù)方法不同有亞硫酸鈉循環(huán)法、鈉鹽—酸分解法、亞硫酸鈉法。其中亞硫酸鈉循環(huán)—熱法發(fā)展較快。
亞硫酸鈉循環(huán)法是利用NaOH或者Na2CO3溶液作初始吸收劑,在低溫下吸收煙氣中的SO2,并生成Na2SO3,Na2SO3再繼續(xù)吸收SO2生成NaHSO3,將含Na2SO3-NaHSO3的吸收液熱,釋放出純SO2氣體,可送去制成液態(tài)SO2或制硫酸和硫,加熱再生過程中得到Na2SO3結(jié)晶,經(jīng)固液分離,并用水溶解后返回吸收系統(tǒng)。
四、吸附法除二氧化硫
吸附劑常用活性炭、活化煤、活性氧化鋁、沸石、硅膠吸附SO2。吸附過程有物理吸附,也有化學(xué)吸附。通過加熱或減壓將已被吸附的SO2解析出來。