关于有色金属矿物中硫资源的回收及综合利用分析

　　摘要：针对在有色金属矿物中大量富含的硫资源，对硫资源的回收与综合利用技术进行深入分析，提出不同技术的原理和特点，为采取有效技术措施，保证资源回收和利用率提供可靠参考依据。

 

　　关键词：有色金属矿物;硫资源回收;硫资源利用

 

　　在有色金属矿物中，含有大量硫资源，若能对这部分硫资源进行回收利用，则能创造出良好的社会和经济效益。但这需要采取合理可行的技术方法。因此，有必要分析并掌握不同的回收和利用技术。

 

　　1.二氧化硫烟气处理与资源化

 

　　1.1石灰石或石灰与石膏法

 

　　该方法是现在世界范围内最常用和成熟的方法，主要具有以下几个特点：第一，具有较高的脱硫效率，当装置的钙、硫之比为1时，其脱硫效率可以达到90%以上;第二，具有较高的吸收剂实际利用率，一般情况下可以达到90%以上;第三，设备具有较高的运转率，一般情况下可以达到90%以上。截至目前，这一方法已经有超过30年的经验，其主要副产物——石膏能实现回收与二次利用[1]。

 

　　1.2海水吸收

 

　　该方法主要将海水作为脱硫剂，对二氧化硫气体进行吸收。其工艺与流程都较为简单，由曝气池与吸收塔构成。首先，烟气于吸收塔中和海水发生反应，再于曝气池内将海水恢复。不需要对脱硫剂进行制备与添加，具有很高的可靠性，且不会产生废料与废水，不仅投资较少，而且脱硫率很高。该方法工艺过程包括：海水输送、烟气输送、烟气吸收与海水恢复。目前该方法正受到很多国家重视，并正式用于二氧化硫的回收及资源化处理。

 

　　1.3再生吸收

 

　　该方法是指对二氧化硫进行吸收后，对吸收液进行再生，然后进行循环使用，通过再生产生的二氧化硫，可通过加工制备液态的硫酸、二氧化硫及硫磺。此外，该方法能在对二氧化硫进行有效治理的基础上，实现资源的回收和再利用，表现出良好应用及发展前景。

 

　　(1)亚硫酸钠法

 

　　该方法是指将亚硫酸钠作为吸收剂，与二氧化硫发生化学吸附反应，亚硫酸钠、二氧化硫与水反应后会生成亚硫酸氢钠。该方法的脱硫率为98%以上。

 

　　(2)碱式硫酸铝法

 

　　该方法是指将铝屑溶解至硫酸当中，制备硫酸铝，对二氧化硫进行吸收，同时通过回收和制造得到含硫产品。用硫酸铝对二氧化硫进行吸收以后，可生成络合物，伴随氧化铝不断消耗，溶液的吸收能力明显下降，此时可利用空气进行氧化，同时添加石灰石粉末来中和，实现对氧化铝的再生[2]。

 

　　(3)柠檬酸盐法

 

　　该方法的原理为柠檬酸盐和氢离子相结合制得缓冲溶液，将氢离子的浓度控制在允许范围内，以此提高二氧化硫溶解力，一般情况下二氧化硫脱除率能达到95%。

 

　　1.4旋转喷雾法

 

　　该方法将氧化钙浆液作为吸收剂，充分了利用喷雾干燥基本原理，使吸收剂以雾状进入到吸收塔中，和二氧化硫发生反应，将二氧化硫去除，该方法的脱硫率为80%~85%。与以上湿法相比，该方法的设备较为简单，且投资少，没有废水产生与排放，然而，如果控制不好，将使固态物沉积于吸收塔的塔壁，使喷嘴被堵塞，影响正常处理。

 

　　1.5循环流化床法

 

　　该方法是一项具有独立产权的新型技术，将石灰浆作为反应的脱硫剂，烟气由循环流化床的底部不断进入至反应塔，和石灰浆发生脱硫反应，从而将二氧化硫去除干净。再对烟气和脱硫剂进行分离，最后通过除尘使烟气排入到大气当中，反应过程中，能对脱硫剂进行循环使用。该方法主要具有以下特点和优势：第一，具有很高的脱硫效率;第二，具有良好的经济性能，且能对脱硫剂进行循环使用。

 

　　1.6荷电干式喷射脱硫

 

　　该方法的核心为吸收剂以较高的速度通过充电区，以此获取较强负电荷，然后将其喷射至烟气流当中，通过扩散变成悬浊状态。此时，吸收剂粒子将完全暴露，和二氧化硫充分接触和反应，并因粒子表面存在电晕，所以能提高活性，有效缩短反应的总时间，保证脱硫效率，一般情况下脱硫率能达到70%以上[3]。

 

　　1.7等离子体法

 

　　该方法借助高能电子对氧气、二氧化硫、氮氧化物和水分子进行激活与电离，由此产生一系列活性粒子，因这些粒子具有强氧化性，所以能使二氧化硫和氮氧化物发生氧化反应，此时再注入氨，能生成硝铵化肥与硫胺。以高能电子来源为依据，可将该方法分成以下几种：

 

　　(1)电子束法

 

　　这是一种不会产生污染，而且可以对资源进行综合利用的技术，主要具有以下特点：第一，工艺较为简单，能在高效脱硫的同时实现脱氮;第二，脱硫时不会产生废水，所以不涉及废水处理;第三，其反应的副产品主要是硝酸铵与硫酸铵，这两个副产品都能用于化肥的生产;第四，完成处理后可对烟气进行直接排放;第五，前期投资与运行的费用都较低。

 

　　(2)脉冲电晕法

 

　　该方法是以电子束法为基础通过不断发展得出的，均利用高能电子来脱除二氧化硫。它的作用机理为采用脉冲高压电源产生等离子体与高能电子，对氧气与水进行电力和裂解，生成具有氧化性的活性粒子，这些粒子和二氧化硫经过反应后会生成大量三氧化硫，同时和水发生反应，最终生成硫酸。此时，添加氨以后，还能生成硫酸铵，采用收集器进行收集后可用于化肥的生产。因该方法仅需对电子的温度进行提高，无需调整离子温度，所以能量效率高于电子束法。这一反应在常规的反应器当中即可实现，无需配置电子加速装置，前期投资只有电子书法的一半左右。

 

　　2.硫资源的综合利用

 

　　我国的硫资源较为匮乏，天然硫磺的实际产量较少，通过回收得到的硫，其数量可以达到总产量50%，硫产品在很多行业都有重要作用，其产值可以达到硫磺很多倍。基于此，需要以产物特征为依据，结合市场对产品提出的需求，积极开发出新型产品，特别是能需求量不断增加的新产品[4]。

 

　　就硫磺而言，可生产制造出多种产品，主要包括下列几种：

 

　　(1)硫化物，包括金属硫化物与多硫化物。

 

　　(2)二硫化碳，由硫与碳生产制备出硫化碳以后进行硫脲的生产，然后进行代森系列与有机剂类产品的生产。

 

　　(3)硫氰酸，由硫生产制备出硫氰酸以后，对硫氰酸酯与硫氰酸盐进行生产制备。

 

　　(4)生产硫化燃料。

 

　　(5)由硫和黄磷生产五硫化二磷，然后用于农药、润滑油等的生产制备。

 

　　(6)三氯硫磷，它是有机农药的重要原材料。

 

　　(7)卤化硫，包括氯化亚砜、六氟化硫及二氯化硫与其衍生物。

 

　　(8)硫化氢，它在硫脲生产、硫醚生产、硫醇生产和金属硫化物的生产中有重要作用。

 

　　(9)硫磺精制品，如不溶性的硫磺和荧光级硫磺。

 

　　充分利用硫资源对硫化工产品进行开发加工，能获得很好的经济与社会效益，然而，在硫资源实际利用过程中，需要注意下列几点：第一，必须从长远角度发出，不仅要满足社会经济效益要求，而且还要注重环境效益，防止产生二次污染;第二，必须从产品原材料、运输及品种等角度出发，以实际情况为依据，做好产品开发。

 

　　相关期刊推荐：《世界有色金属》(月刊)创刊于1986年，由有色金属技术经济研究院主办。是有色金属工业刊物。旨在提供涉及有色金属工业所有领域的综合性、战略性和消息性的技术、经济情报，以促进我国有色金属工业的发展。

 

　　3.结束语

 

　　综上所述，在技术装备不断更新发展的局势下，可用于回收和利用有色金属矿物中硫资源的技术越来越多，不同技术运用不同原理和机理，而且也具有不同的性质、特点及适用范围，在实际情况中，需要根据具体要求，采取合理可行的技术工艺，并重视并做好硫资源综合利用。