硫铁矿制酸工艺 错误！未找到索引项 第一节装置概况 ............................ 2
第二节硫酸及硫氧化物的性质 ................ 3
第三节 工艺流程及其控制特点 .......... 16
第二章 硫铁矿制酸主要工艺原理 ............................................. 25 第一节 沸腾焙烧工艺原理 ............... 25
第二节 炉气净化工艺原理 ............... 33
第三节 三氧化硫吸收工艺原理 ........... 42
第四节 二氧化硫转化的工艺原理 ........ 48
第五节 循环水工艺原理 ................ .52
第一章概述 第一节装置概况 江西铜业集团化工有限公司老系统硫酸装置设计生产能力为 10万 吨/年，以德兴铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀 酸酸洗净化和两转两吸接触法制酸工艺。 本装置还具有高回收率和低 三废”排放等优点。总硫回收率期望值 可达97%（保证值为96.0%以上），工艺流程采用了二转二吸制酸工艺， “ 3+1四段转化，提高硫的利用率，使尾气中 S02及硫酸雾的排放指标 低于《大气污染物综合排放标准》，净化工段20%稀酸外运到大山厂和 泗州厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销 售给钢铁厂，达到综合利用的目的。鼓风机噪音采用消声、隔声及不设 固定岗位等有效措施。
第一早 概述 .......................................................... 2. 本装置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术：DCS 控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放 带出酸沫等。 现在建设的江西铜业（德兴）60万吨/年硫铁矿循环经济项目一期工 程规模为30万吨/年，项目建成后，年产98%工业硫酸25万吨，105% 发烟硫酸15万吨，优质铁精粉182万吨，余热发电量7800万度。计划 于2012年6月竣工投产。
第二节硫酸及硫氧化物的性质
1硫酸的物理性质 硫酸的分子量为98.078,分子式为H2SO4。从化学意义上讲，是三 氧化硫与水的等摩尔化合物，即 SO3H2O。 在工艺技术上，硫酸是指 SO3与H2O以任何比例结合的物质，当 SO3与 出0的摩尔比W1时，称为硫酸，它们的摩尔比〉1时，称为发烟 硫酸。 硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓
度表示。 硫酸的主要物理性质为： 20 C时密度 g/cm3 1.8305 熔点 C 10.37+0.05
沸点 C 100% 275+5 98.479%(最高) 326+5 气化潜热（326.1C时）,KJ/mol 50.124
熔解热(100%), KJ/mol 10.726 比热容(25 C), J/(g k) 98.5% 1.412 99.22% 1.405 1.1外观特性 浓硫酸是无色透明液体，能与水或乙醇混合，暴露在空气中迅速吸 收空气中的水份。 发烟硫酸是无色或微有颜色的粘稠状液体， 敞口则挥发窒息性三氧 化硫烟雾。 1・2化学组成 分子量：98.08 O 分子式：H2SO4 II 分子结构： HO — S — OH
II O
1・3密度 100%H2SO4在20C时的密度为1.8305g/cnf,同一温度下，硫酸溶 液的密度首先随它的浓度增加而增加，当浓度达到 98.3%时其密度达到 最大值。当酸浓由98.3%到100%,随酸浓增大而下降，当为100%浓度 时，出现密度的最小值（附表于后）。 发烟硫酸的密度随其中游离的 SO3含量的增加而增加，达到 62% 时密度为最大，以后随 SO3含量增加密度减小，直到100%液体SO3。 （附表于后） 随着温度的升高，硫酸密度减小、体积增大，硫酸密度于是成为函 数变量，其密度与浓度的关系见附表。
表1-1:硫酸溶液的密度（20C时） H2SO4含量 密度 克/厘米
3 SO3 含量
%总重量 %重量 克/升 10 106.6 1.0661 & 16
20 227.9 1.1394 16.33 30 365.5 1.2185 24.49
100.39% 1.394 40 521.1 1.3028 32.65 50 697.6 1.3951 40.80 60 898.9 1.4982 48.95
70 1127 1.6105 57.14 80 1382 1.7272 65.31 90 1633 1.8144 73.47 95 1742 1.8337 77.55 96 1762 1.8355 78.37 97 1781 1.8364 79.18
98 1799 1.8365 80.00 99 1816 1.8432 80.81
100 1830 1.8305 81.63
104.5 1981 1.902 85.31 表1-2硫酸密度与温度的关系 \ 密度sg
/cm \
温度'C
1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 93 95 96 97 98 99 100
0 1.00 1.07 1.15 1.23 1.31 1.41 1.51 1.62 1.74 1.83 1.84 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 10 1700 1307 1104 1262 1731 1140 1550 1931 1823 1682 1903 1444 1684 1684 1684 1584 1184 20 1600 1006 1533 1521 1030 1009 1679 1981 1772 1581 1882 1383 1573 1683 1583 1453 1093 30 1500 1661 1913 1851 1229 1538 1828 1060 1021 1440 1781 1382 1582 1682 1682 1482 1052 40 0229 1,7)6 1352 1120 1628 1737 1948 1459 1700 1889 1780 1381 1581 166 11681 1421 1081
50 0869 1705 1752 1461 1728 9537 1147 1258 1669 1338 1779 1380 1570 1.80 1670 1450 1080
60 0營1%4 1151 1专蔼 1仏1^7 1伊 1缪1% 1159
80 1603 1% 1443 15S4 1@6 仔1吩 1777 伤
100 0兮6 1208 1*6 1除 袂 1甲4 1乡5 17?5 1% 1% 1% 756 45 04 85 30 46 48 44 17 03 31 85 61 86 06 09 09 07 图1-1 SO3水溶液在40C时的密度变化趋势图 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0 20 40 60 80 100 120 40 60 80 100 硫酸浓度％ H2SO4。 发烟硫酸浓度％ SO3游离 1・4粘度 硫酸的粘度随温度的升高而降低。硫酸溶液与发烟硫酸的粘度随 其浓度增加而升咼，随温度提咼而降低。 表1-3硫酸粘度与温度的关系数据
硫酸 度% 浓
粘度（帕渺）
15C 20 C 30C 40 C 50 C
93 0.03 0.02 0.01 0.01 0.00 17 31 56 21 84
98 0.03 0.02 0.01 0.01 0.00 49 58 71 29 94 104 0・04 0・03 0.02 0.02 0.01 ・5 74 66 88 08 28
1・5结晶温度 硫酸溶液的结晶温度随硫酸含量的不同而在一个较大的范围内 波动。由于硫酸的结晶湿度随其浓度的不同有很大变化， 为储存和运 输方便，避免在冬季冻结或结晶，商品硫酸的浓度都规定为结晶浓度 低的浓度,如化工公司的主产品硫酸为98%酸，其结晶浓度为-0.7 C 左右。
表1-4不同浓度硫酸结晶温度 硫酸浓度% 92.5 93 97 97.5 98 9&5 100 104.5 结晶温度C -22 -29 -6.9 -3.7 -1.1 +1.8 +10.9 +2.5 1・6二氧化硫在硫酸及发烟硫酸中的溶解度 二氧化硫在同一浓度的硫酸中其溶解度随温度的升高而降低。 在 不同浓度的硫酸中随浓度增高而降低， 直到硫酸浓度83.3%最低。此 后，酸浓增加时，则二氧化硫溶解度又逐渐增加。 表1-5二氧化硫在硫酸及发烟硫酸中的溶解度 硫酸浓度
%H 2SO4
SO2溶解度（克/100克H2SO4）
10 20 30 40 50 80 100 75 5.70 2.46 2.04 1.50 1.15 0.56 0.42
85 4.60 1.38 1.29 1.00 0.73 0.37 0.30 90 4.72 3.04 1.96 1.49 1.16 0.62 0.37 95 5.80 3.02 2.23 1.66 1.38 0.75 0.42 100 6.99 3.82 2.72 2.02 1.72 0.99 0.54 100.4 10.87 5・94 4.31 3.26 2.71 2.07 1.24 1.7三氧化硫和水混合热