长春工业大学
可以认为，SO2在固体催化剂(触媒)上转化成SO3的过程，可以分以下四步进行：
①触媒表面的活性中心吸附氧分子，使氧分子中原子间的键断裂成为活泼的氧原子；
②触媒表面的活性中心吸附SO2分子；
③被吸附了的SO2和氧原子之间进行电子的重新排列，化合成为SO2分子：SO2+[O]+触媒→SO3.触媒
④SO3分子从触媒表面脱吸下来，进入气相。以上四步中氧的吸附阶段最慢。
触媒解决了平衡转化率和反应速度对温度要求的矛盾，使SO2转化得以实现工业生产。影响触媒特性的主要因素有：所有活性物质的成分、触媒颗粒中活性物质所占的比例、载体的多孔性以及触媒颗粒的形状和大小，为了获取最佳转化条件，对触媒性能的要求如下：．
①高活性，低起燃温度，在原料气中SO2浓度较高的条件下，能得到较高的转化率，即在原料气中SO2浓度一定的条件下，以最少的触媒用量，获取最大的SO3产量； ②机械强度高；
③具有良好的热稳定性和抗活性衰退的能力；
④要有一定的自由空间率，能容许一定量的矿尘累积而其阻力不上涨太快。
- 9 -
长春工业大学
2.5废渣及废气处理
2.5.1硫酸渣
硫酸渣是化工厂在用硫铁矿制备硫酸时所剩下的焙砂，呈朱红色,粒度细,粉状,物料疏松,吸水量大,无定型结构。黄铁矿经焙烧后，产生二氧化硫气体，经催化剂转换为三氧化硫，吸收后制备硫酸。而焙烧过程中产生的固体物质即焙砂则成为废弃物，即硫酸渣。 硫酸渣对用该法制酸的化工厂来讲，是废弃物，也是必然产物。目前在全国大量堆存有数千万吨的硫酸渣，每天还源源不断地产出。这些硫酸渣粒度极细，一般均在200目以下，经风一吹，四处飞扬，漫天红砂，不仅造成较严重的环境污染，而且影响附近地区农民的生活和农作物的生长。所以，在环保意识日益社会化、大众化的今天，如何处理硫酸渣，使其资源化，解决企业的重大环保问题，不仅非常必要，而且具有重大的社会效益和经济效益。
另外，硫酸渣也是一种可用原料，它的主要成分是三氧化二铁，平均含铁40%左右，有的甚至更高，可作为冶金工业中炼铁的原料。但是，如果直接冶炼，其含铁量低、杂质多，增加了炼铁成本，必须处理。
废硫酸渣的资源化开发与研究，正日益引起人们的广泛关注与重视。国外对硫铁矿烧渣的利用非常重视，在综合利用方面取得了很大的成果。日本硫铁矿烧渣的利用率为70%～80%，美国为80%～85%，德国和西班牙几乎为100%。我国硫铁矿烧渣的利用率较低，还不到50%。所以综合开发利用硫酸渣，已成为学科研究的前沿课题，正越来越引起人们的广泛重视。
硫酸渣高温煅烧后废渣怎么处理，硫酸渣洗选技术，磁选工艺处理欠氧硫酸渣。硫酸渣就是硫铁矿高温煅烧制取硫酸后的废渣，其成为主要是铁，另外还有硅，钙，铝，铁等元素。对于高铁硫酸
- 10 -
长春工业大学
渣最有效的利用价值就是提取铁精粉用于炼铁原料，余渣制砖，目前我国普遍采用此工艺处理硫酸渣。那么硫酸渣选铁工艺是怎样的？硫酸渣选铁精粉的设备又有哪些呢？ 2.5.2硫酸渣处理
作为炼铁的原料，铁含量不低于25%都有提取铁精粉的价值，硫酸渣选铁的工艺与普通磁铁矿的选矿工艺大致相同，但是对于不同类型的硫酸渣，选铁的工艺和方法也有所不同。硫酸渣大体上分为三种类型，一是过氧化硫酸渣：是在风料比偏高的条件下形成的，成红棕色，主要铁矿物为赤铁矿；正常硫酸渣：是在风料比适中的条件下形成的，呈铁黑色，赤铁矿与磁铁矿含量大致相等；欠氧硫酸渣：是在风料比偏低的条件下形成的，呈铁黑色，主要铁矿物是磁铁矿，有时含有方铁矿。
对于过氧硫酸渣的处理比较复杂，由于其中的铁矿物为赤铁矿，导磁性非常差，因此需要细磨后进入强磁选机提取铁矿物，此种类型的硫酸渣选别成分非常高，设备投资也非常大，处理工程和工艺都非常复杂。
对于正常的硫酸渣，通过普通的磁选方法即可提取铁矿物，由于其中的赤铁矿与磁铁矿共生，回收磁铁矿的同时大部分的赤铁矿也可以得到有效的回收，但是铁精粉的品味较难提升，一般只能达到58%左右。
对于欠氧硫酸渣，从中提取铁精粉的工艺就与磁铁矿选矿的工艺大致相同，一般需要经过细磨，旋流器分级后再进入磁选流程选铁，铁精粉品位和回收都能达到理想要求，此类硫酸渣是最易回收的硫酸渣，也是经济价值最高的硫酸渣。
不同类型的硫酸渣选铁工艺都是不同的，采用与之相对应的选
- 11 -
长春工业大学
铁工艺和选铁设备才能获得最佳的选铁效果，如果不根据渣型设计工艺和设备配置，往往会造成铁精粉品味不高或回收率低下的情况。
1.用选矿法处理硫酸渣
硫铁矿是生产硫酸的主要原料,其含硫量有高低之分。硫铁矿经高温焙烧硫化处理后,其烧渣中的组分为铁氧化物、金属硫酸盐、硅酸盐和其他氧化物,还有少量的铜、铅、锌、砷、金和银等有色金属。这些具有经济价值的组分,有些可用选矿的方法进行回收,有的可通过再氯化焙烧回收,有的还可用化学浸取法回收。总之要回收这些有价物质,都需经过选别处理。尤其对于粒度细的硫酸渣,采用重选法回收铁矿物是合理的选择。其流程如下:硫酸渣原矿→水洗搅拌槽→多组联合溜槽→分级→铁精矿。采用这种工艺开发硫酸渣废弃物,技术成熟可靠。如果烧渣中含铁量为59%～60%,通过选别处理后,其铁品位可达63%以上,可满足氧化球团生产原料的要求。如这种精矿再通过磁选工艺处理,其品位可提高到65%以上,基本能满足金属化球团的原料要求。对于品位较低的硫酸渣就更需进行选矿处理,使精矿铁品位达到55%以上,以满足烧结对原料的要求。由此可见,用选矿的方法来处理固体废弃物,其工艺作用不可低估。 2． 用硫酸渣精矿生产金属化球团
金属化球团是速程炼钢的精料,它比废钢冶炼周期短,产品质量优,销售价格高,是炼钢厂不可多得的制钢原料。速程炼钢法的成功,是炼钢技术的又一次飞跃。国外较我国起步早,如南非、日本、美国、韩国和澳大利亚等国用高品位的块矿和铁精矿,采用直接还原的方法,生产海绵铁和金属化球团,取代了高炉冶炼,直接作为炼钢的金属原料入炉冶炼优质钢,既节能又省电,取得了非常显著的经济效益。我国虽起步较晚,但速程炼钢的技术早已掌握。因此,用粒度细、品位高的硫酸渣精矿生产金属化球团不存在技术问题,作者已做过专门的试验研究,
- 12 -
长春工业大学
取得了金属化率达95.3%的试验结果,与相关资料报道的试验结果相吻合。实际上,球团的金属化率达到80%以上,就能满足电炉炼钢的要求。由此可见,发展金属化球团的空间非常大。其生产工艺流程见图1。
图1 金属化球团生产工艺流程 由图1可见,该流程中,还原焙烧设备的选择很关键,因为它是确定生产规模和工艺配置的主要参数。目前较成熟的焙烧设备有回转窑、竖窑、隧道窑等还原焙烧设备。除此之外,生产直接还原铁的设备就更多,这里不一一列举。利用硫酸渣生产金属化球团,只要将硫酸渣选别提纯至TFe65%以上,其成本将比用磁铁精矿低。 3. 用硫酸渣生产氧化球团
- 13 -