探究硫铁矿法生产焦亚硫酸钠的工艺技术及生产装置

黄顺兴

合肥四方磷复肥有限责任公司 231607

焦亚硫酸钠（分子式Na2S2O5）为白色或微黄色晶体粉末，带有强烈的SO2的气味，具有很强的还原性，久置空气中，则氧化成Na2S2O6。焦亚硫酸钠是一种重要的无机盐原料，其广泛应用于医药、印染、橡胶和皮革处理等行业，并在食品行业也可以作为漂白剂和保鲜剂进行使用。

一、焦亚硫酸钠的生产工艺

焦亚硫酸钠的生产工艺分为湿法和干法两种。干法工艺是将纯碱和水按一定比例混合，形成NaCO3·nH2O的块状固体，然后通入SO2，二者进行反应得到焦硫酸钠。由于干法工艺材料损耗较高，产品纯度低等缺点，目前国内大多采用硫磺和纯碱为原料的湿法工艺。

1.以硫磺和纯碱为原料的湿法传统工艺

目前国内焦亚硫酸钠的生产一般都采用该工艺，将粒状硫磺在压缩空气的作用下送入燃烧炉内，产生浓度约为10%—13%的SO2气体，将气体净化之后，通入到串联的三级反应釜内，与加入到反应釜的纯碱溶液依次发生反应，生成亚硫酸氢钠，在SO2过量时即产生焦亚硫酸钠结晶，焦亚硫酸钠结晶液再经过离心、干燥步骤得到成品。

2.以硫铁矿和纯碱为原料的湿法工艺

该工艺适用于一些小硫酸装置的的转产改造，同时也是利用另一种含硫资源——硫铁矿来生产焦亚硫酸钠的工艺，该工艺是利用利用沸腾炉焙烧硫铁矿产生原料气SO2，通过SO2风机鼓入到反应釜内与纯碱料浆反应，生产焦亚硫酸钠产品。

二、硫铁矿法生产焦亚硫酸钠的技术要点

1.SO2气体的制备

硫铁矿的焙烧：将硫铁矿加入到沸腾炉内并鼓入空气在微负压的条件下进行弱氧焙烧，在沸腾炉出口可得到浓度为10%—13%的SO2炉气，弱氧焙烧可提高SO2浓度，还可降低炉气中的氧含量，减少在SO2的吸收反应中生产的焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠，从而提高产品的质量。

二氧化硫炉气的净化：从沸腾炉出来的二氧化硫炉气经废热锅炉、电除尘器除尘降温后，再经稀酸洗涤净化进一步将其中的尘、少量的升化硫和SO3等杂质除去，成为干净的SO2炉气，此时进入反应釜的SO2浓度一般为可达9%—11%。

2.SO2的吸收反应

硫铁矿焙烧产生的SO2气体，经除尘、净化后由SO2风机引出，依次通入串联的三级反应釜与纯碱溶液进行反应，当第一级反应釜内的料浆颜色通过视镜看到由黄色变为白色，且PH值达到4.0时，该反应釜料浆反应完全成熟，可以进行放料；当第一级反应釜放料完成，将第二级反应釜的料放入到第一级反应釜并维持原料位，同样完成第三级到第二级反应釜的料位操作，第三级釜则由纯碱配制槽加入纯碱来补充料位。SO2炉气在经过第三级反应釜吸收后，其尾气还含有少量的SO2再进入碱液洗涤塔进一步吸收后达标排放，当碱液洗涤塔内循环洗液PH值达到7.0时引入纯碱配制槽用于纯碱溶液的配制。

反应釜的大小一般由反应速率和设备结构来决定，通常采用鼓泡反应釜，其生产能力控制在30-50kg/m3·h为宜。

3.离心与干燥

第一级反应釜排出的料浆首先放入地下储槽，再泵入成品槽，然后放入离心机进行固液分离，离心脱水完成后，进入半成品料斗，由螺旋给料机送入气流干燥管中用150℃的热风进行干燥，烘干后的产品经旋风分离，合格的产品进行称量包装[2]。干燥尾气通过引风机送至尾气碱液洗涤塔，干燥尾气经碱洗达标合格后的由烟筒排空；离心母液进入母液储罐供纯碱化碱用。由于干燥温度过高会使焦亚硫酸钠分解和氧化，因此控制干燥管尾气出口温度为60-70℃为宜。

三、工艺操作及设备的选择注意事项

1.沸腾炉的焙烧操作

利用氧表控制沸腾炉的氧含量进行焙烧操作，可采用弱氧焙烧，尽可能降低沸腾炉内氧含量和提高SO2浓度。

沸腾炉硫铁矿与空气焙烧反应产生SO2和大量的反应热，利用余热锅炉的蒸汽经管道换热器与空气换热形成热风，可以作为焦亚硫酸钠的烘干热源，实行能源内部自给。

2.离心阶段的工艺及设备改进

对于间歇式刮刀出料离心机，操作劳动强度大，日常内部检查、更换滤布等维护工作量也很大。离心机应选择连续进料和卸料的螺旋出料离心机，这样更方便操作维护。

总而言之，利用硫铁矿制酸装置进行技术改造生产焦亚硫酸钠的工艺，能够使传统硫酸行业向精细化工行业拓展，有利于企业产业结构的调整和升级。

[1]吴斌.小硫酸装置改产无水亚硫酸钠的技术[J].磷肥与复肥，2011（05）.

[2]孙佚.焦亚硫酸钠及其生产工艺[J].上海化工，2001（06）.