廢硫酸回收利用技術(shù)探討

楊友丹

摘要：化工或冶金生產(chǎn)中會(huì)消耗大量的硫酸，產(chǎn)出的硫酸物質(zhì)主要是混有各種混合物的有機(jī)廢硫酸，對(duì)生產(chǎn)成本及周邊生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。針對(duì)廢硫酸處理問題，我國(guó)開發(fā)了多種廢硫酸回收利用技術(shù)，有效提高了廢硫酸的利用率，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大化的發(fā)展目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：廢硫酸;回收技術(shù);分析研究

1廢硫酸回收利用的意義

20世紀(jì)90年代，中國(guó)硫酸年產(chǎn)量達(dá)到2100萬噸，居世界第一。目前，硫酸常用于鈣、磷酸銨等化肥生產(chǎn)，實(shí)際產(chǎn)出的廢硫酸也集中在這些行業(yè)。與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)廢硫酸的回收利用起步較晚，實(shí)際的回收利用一直處于有待提高的階段。偷廢硫酸和直接排放問題普遍存在，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重不利影響。因此，為有效提高硫酸生產(chǎn)的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有關(guān)管理部門應(yīng)積極開展廢硫酸稅收利用技術(shù)的研究開發(fā)，不斷優(yōu)化廢硫酸回收利用工藝，有效提高廢硫酸的利用率。

2廢硫酸現(xiàn)狀及來源分析

2.1廢硫酸現(xiàn)狀

中國(guó)是硫酸和廢硫酸的生產(chǎn)大國(guó)。隨著各領(lǐng)域?qū)α蛩嵝枨蟮脑黾?，生活垃圾硫酸的產(chǎn)量也隨之增加。從鈦白粉等行業(yè)產(chǎn)生的廢硫酸來看，21世紀(jì)初，我國(guó)廢硫酸年產(chǎn)量達(dá)到8900噸，比上年增長(zhǎng)10個(gè)百分點(diǎn)。目前，我國(guó)廢硫酸產(chǎn)量雖然較大，但實(shí)際增長(zhǎng)率較低。同時(shí)，隨著二氧化鈦等工業(yè)硫酸消耗量的增長(zhǎng)、工業(yè)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和社會(huì)環(huán)境保護(hù)，廢硫酸回收利用技術(shù)的開發(fā)利用已被提上實(shí)際生產(chǎn)日程，我相信在未來綠色生產(chǎn)過程的推動(dòng)下，廢硫酸的產(chǎn)量會(huì)越來越少。

2.2廢硫酸的來源

從工業(yè)生產(chǎn)來看，廢硫酸主要來源于有機(jī)物的硝化、磺化、酯化等各種生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)廢硫酸中的雜質(zhì)，可將廢硫酸分為有機(jī)廢硫酸和無機(jī)廢硫酸。其中，有機(jī)廢硫酸占全年廢硫酸總產(chǎn)量的65%，無機(jī)廢硫酸占全年廢硫酸總產(chǎn)量的35%。中國(guó)的廢硫酸主要來自以下幾個(gè)方面：

2.2.1二氧化鈦廢硫酸

在二氧化鈦生產(chǎn)過程中，經(jīng)常使用硫酸生產(chǎn)，其中二氧化鈦產(chǎn)量在20%至25%的情況下，廢硫酸將產(chǎn)生約8T。二氧化鈦廢硫酸中含有大量的鋁、錳、鈣等金屬鹽，已成為我國(guó)廢硫酸的主要輸出領(lǐng)域。

2.2.2染料廢硫酸

染料生產(chǎn)和加工過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的廢硫酸。染料和中間體的生產(chǎn)需要使用硫酸。由于生產(chǎn)需要，大部分硫酸被添加到其他物質(zhì)中，最終轉(zhuǎn)化為硫酸鹽或染料廢硫酸。根據(jù)實(shí)際調(diào)查，染料生產(chǎn)產(chǎn)生的廢硫酸量占全年廢硫酸產(chǎn)量的7.9%。

2.2.3原油加工產(chǎn)生的廢硫酸

原油加工產(chǎn)生廢硫酸的工藝主要包括以下兩個(gè)部分：一是原油加工過程中高純度清潔汽油和組分油的硫酸生產(chǎn)裝置。每生產(chǎn)1t清潔汽油調(diào)和油，就會(huì)產(chǎn)生80至90kg廢硫酸。其中，廢硫酸中含有8%-14%的碳?xì)浠衔?第二，在原油加工過程中，硫化物大多以硫化氫狀態(tài)存在。原油加工產(chǎn)生的廢硫酸占年廢硫酸產(chǎn)量的6.7%。

2.2.4鋼鐵加工廢硫酸

鋼鐵加工廢硫酸主要產(chǎn)生于鋼鐵酸洗環(huán)節(jié)。在鋼鐵酸洗過程中，硫酸與鐵氧化物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成大量鋼鐵酸洗廢硫酸。其中，廢硫酸中含有部分硫酸鐵和少量油脂，實(shí)際回收難度大。

3常見廢硫酸回收利用技術(shù)

3.1廢硫酸濃縮技術(shù)

3.1.1高溫濃縮技術(shù)

廢硫酸高溫濃縮技術(shù)是將廢硫酸液預(yù)沉淀過濾，用煤加熱蒸餾廢硫酸，回收無色透明的濃硫酸。在廢硫酸中硫酸質(zhì)量大于95%且未檢出三氯乙醇的情況下，可通過堿水解、蒸餾、過濾等方法回收三氯甲烷物質(zhì)，有效提高廢硫酸的利用率。但其存在實(shí)際運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)高、前期設(shè)備投入大等缺陷。

3.1.2低溫濃縮技術(shù)

低溫廢硫酸濃縮技術(shù)是利用強(qiáng)耐酸泵設(shè)備將廢硫酸液輸送到循環(huán)濃縮塔進(jìn)行濃縮，經(jīng)換熱器加熱后進(jìn)入制霧裝置和擴(kuò)散裝置，強(qiáng)制霧化蒸發(fā)，最后通過除霧器處理和凈化分離硫酸氣體，使煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。分離后的酸液再次進(jìn)入循環(huán)濃縮塔，濃硫酸經(jīng)過反復(fù)處理和萃取，使其再次成為工業(yè)生產(chǎn)的原料。與高溫濃縮技術(shù)相比，低溫濃縮技術(shù)具有蒸發(fā)溫度低、能耗低、稅收成本低等優(yōu)點(diǎn)。

3.2廢硫酸氧化技術(shù)

廢硫酸氧化回收利用技術(shù)已使用多年，主要是利用合適的氧化劑將廢硫酸氧化分離出有機(jī)物，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等氧化性物質(zhì)并與硫酸分離，實(shí)現(xiàn)廢硫酸回收利用目標(biāo)。常用的廢硫酸氧化劑有過氧化氫、硝酸、高氯酸和臭氧。在應(yīng)用廢硫酸氧化技術(shù)時(shí)，生產(chǎn)部門需要根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)和需求選擇合適的氧化劑組成。

3.3廢硫酸提取技術(shù)

廢硫酸提取回收工藝中使用的萃取劑應(yīng)滿足以下要求：一是不能與硫酸反應(yīng)，不溶于硫酸;第二，廢硫酸中的雜質(zhì)需要與萃取劑具有較高的分配系數(shù);第三，萃取劑的成本應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。目前常用的萃取劑有甲苯、雜酚油和鹵代烴。

3.4廢硫酸結(jié)晶技術(shù)

當(dāng)廢硫酸中含有大量有機(jī)和無機(jī)雜物時(shí)，可采用結(jié)晶法回收。例如，南京某鋼廠生產(chǎn)的廢硫酸中含有大量硫酸亞鐵。因此，采用廢硫酸回收法結(jié)合濃縮結(jié)晶技術(shù)，使硫酸亞鐵中去除的廢硫酸重新成為原料，大大提高了實(shí)際生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。

4廢硫酸回收利用的安全管理

與其他生產(chǎn)廢液相比，廢硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性和刺激性，嚴(yán)重?fù)p害人體皮膚、粘膜等組織。如果排放不達(dá)標(biāo)，將直接造成嚴(yán)重的污染問題。因此，在廢硫酸回收過程中，相關(guān)管理部門應(yīng)結(jié)合回收效率和經(jīng)濟(jì)效益，不僅要選擇合適的廢硫酸回收技術(shù)，還應(yīng)堅(jiān)持廢硫酸回收過程中的安全管理，要求所有生產(chǎn)人員佩戴橡膠耐酸堿和耐酸堿橡膠手套和/或過濾式防毒面具，防止廢硫酸接觸人體造成傷害。注重深入落實(shí)廢硫酸回收利用過程中的安全責(zé)任機(jī)制，根據(jù)各部門、崗位特點(diǎn)，將生產(chǎn)責(zé)任落實(shí)到廢硫酸回收利用的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)危險(xiǎn)事故發(fā)生的概率。同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)違法經(jīng)營(yíng)的懲戒措施，禁止直接排放不合格廢硫酸，更好地實(shí)現(xiàn)減排和環(huán)保目標(biāo)，為促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5結(jié)論

總之，化工、冶金行業(yè)廢硫酸的生產(chǎn)產(chǎn)量會(huì)直接影響周邊生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)成本，因此為了更好地解決廢硫酸的處理問題，生產(chǎn)管理部門應(yīng)結(jié)合自身生產(chǎn)特點(diǎn)，通過對(duì)廢硫酸濃度、雜質(zhì)成分的分析，選擇更有效、更經(jīng)濟(jì)適用的廢硫酸回收技術(shù)，以最小的投資回收和處置廢硫酸，換取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]謝書杰.廢硫酸回收新工藝[J].化工管理，2017（21）：71.