硫铁矿制酸技术理论简易计算及综合说明(梅虹)第一篇在硫化铁全部被氧化成三氧化二铁(Fe2O3)的计算过程一.黄铁矿(二硫化铁FeS2)制酸计算1. 造气(制SO2):4 FeS2 + 11 O2 ===高温(850℃~980℃)=== 8 SO2 + 2 Fe2O3以及:S + O2 == SO24 FeS2的分子量:4×(56 + 32×2)= 4×120 = 4802 Fe2O3的分子量:2×(56×2 + 16×3)= 2×160 = 320(从理论上讲:100%的FeS2中,铁占其46.66%,硫占其53.34%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%)即:在完全反应的情况下,干基480单位的硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)能反应生成320单位的三氧化二铁(硫酸渣)。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为66.67%,也就是说一吨纯净干基的二硫化铁能产三氧化二铁666.7公斤。
但由于实际的工业硫精砂内有2.5%~4% 的杂质,且反应不能完全,所以通常的产渣率在64%~65%之间,设备差一点的也应不低于63%。
2. 接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):2 SO2 + O2 ===催化剂V2O5(400℃~500℃)=== 2 SO3 (制SO3)即:480单位的FeS2可以生成512单位的SO2,再经氧化可以生成640单位的SO3。
3. 三氧化硫的吸收(制H2SO4):SO3 + H2O ==== H2SO4 (制硫酸)即:640单位的SO3可以生成784单位的H2SO4,也就是说:干基480单位的硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)能反应生成784单位的H2SO4,即理论上一吨优质硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)可以制成1.63吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:SO3 + H2SO4(浓) == H2S2O7 再加水配成各种浓度的H2SO4二.硫化亚铁(一硫化铁FeS)制酸计算1. 造气(制SO2):4 FeS + 7 O2 ===高温(850℃~980℃)=== 4 SO2 + 2 Fe2O3以及:S + O2 == SO24 FeS的分子量:4×(56 + 32)= 4×88 = 3522 Fe2O3的分子量:2×(56×2 + 16×3)= 2×160 = 320(从理论上讲:100%的FeS中,铁占其63.64%,硫占其36.36%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%)即:在完全反应的情况下,干基352单位的硫精砂(硫化亚铁)能反应生成320单位的三氧化二铁(硫酸渣)。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为90.9%,也就是说一吨纯净干基的硫化亚铁能产三氧化二铁909公斤。
2. 接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):2 SO2 + O2 ===催化剂V2O5(400℃~500℃)=== 2 SO3 (制SO3)即:352单位的FeS可以生成256单位的SO2,再经氧化可以生成320单位的SO3。
3. 三氧化硫的吸收(制H2SO4):SO3 + H2O ==== H2SO4 (制硫酸)即:320单位的SO3可以生成392单位的H2SO4,也就是说:干基352单位的硫精砂(硫化亚铁)能反应生成392单位的H2SO4,即理论上一吨优质硫化亚铁硫精砂可以制成1.11吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:SO3 + H2SO4(浓) ==== H2S2O7 再加水配成各种浓度的H2SO4三.黄铁矿与硫化亚铁混合物标准模型的制酸计算1. 造气(制SO2):2 FeS + 2 FeS2 + 9 O2 ===高温(850℃~980℃)=== 6SO2 + 2 Fe2O3以及:S + O2 == SO22 FeS的分子量:2×(56 + 32)= 2×88 = 1762 FeS2的分子量:2×(56 + 32×2)= 2×120 = 2402 Fe2O3的分子量:2×(56×2 + 16×3)= 2×160 = 320(从理论上讲:按以上比例100%的由FeS与FeS2组成的组分中,铁占其53.8%,硫占其46.2%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%)即:在完全反应的情况下,干基176单位的硫精砂(硫化亚铁)和干基240单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成320单位的三氧化二铁(硫酸渣),混合硫精砂合计为416单位。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为76.9%,也就是说一吨纯净干基的混合硫精砂能产三氧化二铁769公斤。
2. 接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):2 SO2 + O2 ===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2 SO3 (制SO3)即:176单位的FeS 和240单位的FeS2可以生成384单位的SO2,再经氧化可以生成480单位的SO3。
3. 三氧化硫的吸收(制H2SO4):SO3 + H2O ==== H2SO4 (制硫酸)即:480单位的SO3可以生成588单位的H2SO4,也就是说:干基416单位的混合物硫精砂能反应生成588单位的H2SO4,即理论上一吨这样的混合硫精砂可以制成1.41吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:SO3 + H2SO4(浓) == H2S2O7 再加水配成各种浓度的H2SO4四.黄铁矿与硫化亚铁混合物一般模型的制酸计算1. 造气(制SO2):mFeS + nFeS2 + (7m/4+11n/4)O2 ==高温(850℃~980℃)==(m+2n)SO2 + (m/2+n/2)Fe2O3以及:S + O2 == SO2m FeS的分子量:m×(56+32)= 88m (m为FeS任意最小摩尔数值);n FeS2的分子量:n×(56+32×2)= 120n (n为FeS2任意最小摩尔数值);(m/2+n/2) Fe2O3的分子量:(m/2+n/2)×(56×2 + 16×3)= 80 ( m + n )从理论上讲:按以上比例100%由FeS与FeS2所组成的组分中,铁占其[7(m+n)/(11m+15n)]%,硫占其[4(m+2n)/(11m+15n)]%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%。
即:在完全反应的情况下,干基88m单位的硫精砂(硫化亚铁)和干基120n单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成80 ( m + n ) 单位的三氧化二铁(硫酸渣),混合硫精砂合计为( 88m + 120n ) 单位。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为[10(m+n)/(11m+15n)]%,也就是说一吨纯净干基的混合硫精砂能产三氧化二铁[100(m+n)/(11m+15n)]公斤。
2. 接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):2 SO2 + O2 ===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2 SO3 (制SO3)即:88m单位的FeS 和120n单位的FeS2可以生成64(m+2n)单位的SO2,再经氧化可以生成80(m+2n)单位的SO3。
3. 三氧化硫的吸收(制H2SO4):SO3 + H2O ==== H2SO4 (制硫酸)即:80(m+2n)单位的SO3可以生成98(m+2n)单位的H2SO4,也就是说:干基88m单位的FeS和120n单位的FeS2这样的混合物硫精砂能反应生成98(m+2n)单位的H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:SO3 + H2SO4(浓) == H2S2O7 再加水配成各种浓度的H2SO4五.关于标矿的理论计算下面将以含硫量为35%的硫铁矿(标矿)对上述计算数据进行修正:1. 针对黄铁矿(二硫化铁FeS 2)制酸计算结果进行修正:只要把与含硫量有关的参数乘以0.6562即可,这样可以得出理论上一吨硫精砂标矿可以制成1.07吨H 2SO 4。
2. 针对硫化亚铁(一硫化铁FeS )制酸计算结果进行修正:只要把与含硫量有关的参数乘以0.9626即可,这样可以得出理论上一吨硫精砂标矿可以制成1.068吨H 2SO 4。
3. 针对标准混合型硫精砂制酸计算结果进行修正:只要把与含硫量有关的参数乘以0.7576即可,这样可以得出理论上一吨混合硫精砂标矿可以制成1.068吨H 2SO 4。
六. 根据硫铁矿中硫含量和铁含量的数据估算硫铁矿组分的方法(理论数据)【本条款的计算前提是假设硫铁矿中只含硫S 与Fe ,并无其他杂质】设:在硫铁矿中有m 摩尔数的FeS (硫化亚铁)、n 摩尔数的FeS 2(二硫化铁),则其总重量为mFeS + nFeS 2;如设铁含量为X%、硫含量为Y%,根据第四条中的有关说明,则可得以下方程式:[7(m+n)/(11m+15n)]% = X% (1)[4(m+2n)/(11m+15n)]% = Y% (2)关系:X + Y = 100因X 、Y 值是已知数,所以代入公式(1)、(2)可得m 、n 的值。
注:实际上的X + Y ≠ 100;如X + Y = 90,则以此式代入公式(1)、(2)也可得m 、n 的值,这就是已经考虑了杂质含量的计算方式。
七. 硫铁矿烧渣(硫酸渣)中全铁T Fe 与硫品位β(硫质量百分数)的关系0.875βs1. 全硫公式:T Fe = ×100%式中βs 表示全硫。
0.927β0s 2. 有效硫公式:T Fe =×100%式中β0s 表示有效硫。
第二篇 在硫化铁全部被氧化成四氧化三铁(Fe 3O 4)的计算过程一. 黄铁矿(二硫化铁FeS 2)制酸计算1. 造气(制SO 2): 3 FeS 2 + 8 O 2 ===高温(850℃~980℃)=== 6 SO 2 + Fe 3O 4以及:S + O 2 == SO 23 FeS 2 的分子量: 3×(56 + 32×2)= 3×120 = 360Fe 3O 4的分子量: 56×3 + 16×4 = 232(从理论上讲:100%的FeS 2中,铁占其46.66%,硫占其53.34%;而100%100 — 0.625βs100 — 0.625β0s的Fe3O4中,铁占其72.4%,氧占其27.6%)即:在完全反应的情况下,干基360单位的硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)能反应生成232单位的四氧化三铁(硫酸渣)。