探究硫鐵礦法生產焦亞硫酸鈉的工藝技術及生產裝置

黃順興

合肥四方磷復肥有限責任公司 231607

焦亞硫酸鈉（分子式Na2S2O5）為白色或微黃色晶體粉末，帶有強烈的SO2的氣味，具有很強的還原性，久置空氣中，則氧化成Na2S2O6。焦亞硫酸鈉是一種重要的無機鹽原料，其廣泛應用于醫藥、印染、橡膠和皮革處理等行業，并在食品行業也可以作為漂白劑和保鮮劑進行使用。

一、焦亞硫酸鈉的生產工藝

焦亞硫酸鈉的生產工藝分為濕法和干法兩種。干法工藝是將純堿和水按一定比例混合，形成NaCO3·nH2O的塊狀固體，然后通入SO2，二者進行反應得到焦硫酸鈉。由于干法工藝材料損耗較高，產品純度低等缺點，目前國內大多采用硫磺和純堿為原料的濕法工藝。

1.以硫磺和純堿為原料的濕法傳統工藝

目前國內焦亞硫酸鈉的生產一般都采用該工藝，將粒狀硫磺在壓縮空氣的作用下送入燃燒爐內，產生濃度約為10%—13%的SO2氣體，將氣體凈化之后，通入到串聯的三級反應釜內，與加入到反應釜的純堿溶液依次發生反應，生成亞硫酸氫鈉，在SO2過量時即產生焦亞硫酸鈉結晶，焦亞硫酸鈉結晶液再經過離心、干燥步驟得到成品。

2.以硫鐵礦和純堿為原料的濕法工藝

該工藝適用于一些小硫酸裝置的的轉產改造，同時也是利用另一種含硫資源——硫鐵礦來生產焦亞硫酸鈉的工藝，該工藝是利用利用沸騰爐焙燒硫鐵礦產生原料氣SO2，通過SO2風機鼓入到反應釜內與純堿料漿反應，生產焦亞硫酸鈉產品。

二、硫鐵礦法生產焦亞硫酸鈉的技術要點

1.SO2氣體的制備

硫鐵礦的焙燒：將硫鐵礦加入到沸騰爐內并鼓入空氣在微負壓的條件下進行弱氧焙燒，在沸騰爐出口可得到濃度為10%—13%的SO2爐氣，弱氧焙燒可提高SO2濃度，還可降低爐氣中的氧含量，減少在SO2的吸收反應中生產的焦亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，從而提高產品的質量。

二氧化硫爐氣的凈化：從沸騰爐出來的二氧化硫爐氣經廢熱鍋爐、電除塵器除塵降溫后，再經稀酸洗滌凈化進一步將其中的塵、少量的升化硫和SO3等雜質除去，成為干凈的SO2爐氣，此時進入反應釜的SO2濃度一般為可達9%—11%。

2.SO2的吸收反應

硫鐵礦焙燒產生的SO2氣體，經除塵、凈化后由SO2風機引出，依次通入串聯的三級反應釜與純堿溶液進行反應，當第一級反應釜內的料漿顏色通過視鏡看到由黃色變為白色，且PH值達到4.0時，該反應釜料漿反應完全成熟，可以進行放料；當第一級反應釜放料完成，將第二級反應釜的料放入到第一級反應釜并維持原料位，同樣完成第三級到第二級反應釜的料位操作，第三級釜則由純堿配制槽加入純堿來補充料位。SO2爐氣在經過第三級反應釜吸收后，其尾氣還含有少量的SO2再進入堿液洗滌塔進一步吸收后達標排放，當堿液洗滌塔內循環洗液PH值達到7.0時引入純堿配制槽用于純堿溶液的配制。

反應釜的大小一般由反應速率和設備結構來決定，通常采用鼓泡反應釜，其生產能力控制在30-50kg/m3·h為宜。

3.離心與干燥

第一級反應釜排出的料漿首先放入地下儲槽，再泵入成品槽，然后放入離心機進行固液分離，離心脫水完成后，進入半成品料斗，由螺旋給料機送入氣流干燥管中用150℃的熱風進行干燥，烘干后的產品經旋風分離，合格的產品進行稱量包裝[2]。干燥尾氣通過引風機送至尾氣堿液洗滌塔，干燥尾氣經堿洗達標合格后的由煙筒排空；離心母液進入母液儲罐供純堿化堿用。由于干燥溫度過高會使焦亞硫酸鈉分解和氧化，因此控制干燥管尾氣出口溫度為60-70℃為宜。

三、工藝操作及設備的選擇注意事項

1.沸騰爐的焙燒操作

利用氧表控制沸騰爐的氧含量進行焙燒操作，可采用弱氧焙燒，盡可能降低沸騰爐內氧含量和提高SO2濃度。

沸騰爐硫鐵礦與空氣焙燒反應產生SO2和大量的反應熱，利用余熱鍋爐的蒸汽經管道換熱器與空氣換熱形成熱風，可以作為焦亞硫酸鈉的烘干熱源，實行能源內部自給。

2.離心階段的工藝及設備改進

對于間歇式刮刀出料離心機，操作勞動強度大，日常內部檢查、更換濾布等維護工作量也很大。離心機應選擇連續進料和卸料的螺旋出料離心機，這樣更方便操作維護。

總而言之，利用硫鐵礦制酸裝置進行技術改造生產焦亞硫酸鈉的工藝，能夠使傳統硫酸行業向精細化工行業拓展，有利于企業產業結構的調整和升級。

[1]吳斌.小硫酸裝置改產無水亞硫酸鈉的技術[J].磷肥與復肥，2011（05）.

[2]孫佚.焦亞硫酸鈉及其生產工藝[J].上海化工，2001（06）.