有色金属矿物中硫资源的回收及综合利用研究

黄小龙，秦风华，周亚萍

（1.广西壮族自治区第六地质队，广西 贵港 537100；2.贵港市港北区大圩镇第一初级中学，广西 贵港 537100）

在有色金属矿物冶炼过程中，所产生的烟气与废物往往直接排出，在这些烟气与废物当中，含有大量硫元素，如果直接排放，不仅会造成环境污染，而且还浪费资源。因此，有必要采取合理可行的技术措施对硫资源进行回收与综合利用。

1 火法冶炼中的硫资源回收与资源化

1.1 湿法

（1）石灰石-石膏法：该方法是现阶段国际上应用最多也是最成熟的方法，主要具有以下优势：效率高，常规条件下的脱硫效率可以达到90%以上；可充分利用吸收剂，常规条件下的利用率可以达到90%以上；所用设备的实际运转率很高，常规条件下可以达到90%以上[1]。

（2）碱性溶液法：①钠碱法，利用含钠的碱溶液对二氧化硫进行吸收，目前已经成功开发出很多配套工艺。但该方法也存在一些问题，如设备腐蚀情况较为严重，所排废液需要进行处理以后才可以排放。②氨碱法，利用氨水作为吸收剂，在吸收二氧化硫以后，生成亚硫酸铵。对吸收液进行酸化，能制得铵盐与二氧化硫；对吸收液进行加工，生成不同的亚硫酸铵，在造纸业中直接取代烧碱。③双碱法，利用碱溶液对二氧化硫进行吸收后，与石灰乳等碱进行反应，促使二氧化硫生成硫酸钙。这一方法能使用石灰石对烟气进行处理，不仅经济合理，而且还能防止堵塞等问题的产生。

（3）海水吸收法：将海水直接作为脱硫剂，对二氧化硫进行吸收。这套工艺十分简单，由吸收塔与曝气池构成。基本不需要采用其它设备与试剂，也没有废水与废料产生，具有造价低、效率高等优势，目前在很多国家都得到了高度重视[2]。

1.2 半干法

（1）旋喷喷雾干燥法：将氧化钙作为吸收剂，根据喷雾干燥基本原理，以雾状形式向吸收塔中喷入吸收剂，对二氧化硫进行吸收，其脱硫率为80%～85%。相较于普通湿法，该方法成本低、能耗低，且设备简单，没有废水产生，然而在控制情况较差时，在管道、储浆池中产生结垢。

（2）炉内喷钙增湿活化法：该方法虽然脱硫效率一般，但前期投资与运行费用都很低。分以下两个阶段完成脱硫：第一阶段为向燃烧区持续喷入石灰石粉末，通过煅烧产生二氧化碳与氧化钙，其中的氧化钙和二氧化硫发生反应，生成亚硫酸钙。第二阶段为向增湿活化器当中喷入液滴，和氧化钙发生接触后，生成氢氧化钙，与二氧化硫反应后，生成亚硫酸钙，最后于增湿段形成固体粉末。

（3）干式循环流化床法：该方法最早由清华同方公司提出，采用石灰浆为脱硫剂，烟气通过循环流化床的底部进入到反应塔当中，和石灰浆发生脱硫反应，以此去除二氧化硫。该方法主要具有以下特点：高效、经济合理，能对脱硫剂进行循环使用。

1.3 干法

（1）荷电干式喷射脱硫法：该方法是全新的干法脱硫措施，这项技术的核心在于将氢氧化钙作为吸收剂，将其以较高的速度通过充电区，获得负电荷以后，喷射至烟气当中，通过扩散变成悬浊状。此时，吸收剂的粒子将完全暴露，和二氧化硫直接反应，并且电晕还能增强活性，加快反应速度，保证脱硫效率。

（2）等离子体法：该方法利用电子对烟气当中的大分子进行电力或激活，进而产生离子等不同的活性粒子，因这些粒子有很强的氧化性，能对二氧化硫及氮氧化物进行氧化，此时注入氨以后，可以得到硝铵化肥。

2 湿法冶金中的硫资源回收与资源化

2.1 物理法

（1）浮选法：该方法所用工艺十分简单，仅加入适量轻油就能实现浮选。但也存在所得硫磺品位相对较低等缺陷，所以只可以用于富集硫。

（2）热过滤法：该方法基本原理为当温度在125℃～158℃范围内时，硫粘度较低，通过过滤能将硫从其它物料中分离出来。其缺点为设备较为复杂，要在保温的情况下进行过滤，而且残渣中也含有一定量的硫。

（3）高压倾析法：该方法基本原理为借助高压釜在进行加压后加热含硫物料，将硫熔融，沉积于釜底，再通过阀门排出，进行降温处理后，直接得到固体产品。该方法的硫磺质量也相对较低。

（4）真空蒸馏法：该方法基本原理为在不低于450℃的温度条件下，硫将发生升华，然后通过冷凝予以回收。由于该方法成本很高，且对设备有特殊要求，所以实际应用较少。

2.2 化学法

（1）硫化铵法：常温条件下硫化铵能与硫发生反应，进而生成多硫化铵，在溶硫之后对多硫化铵进行过滤，通过加热对硫化氢、硫与氨气进行分离。其中，硫在容器的底部集中，硫化氢与氨气在挥发后通过冷凝能制得硫化铵，实现循环使用。但也存在操作环境较差的缺点，因为硫化铵有臭味。除此之外，硫化铵还能对硫化物产生溶解，所以如果物料当中有大量的硫化物，则该方法不适用。

（2）煤油法：充分利用煤油当中硫由很高的溶解度的特点，先通过加热实现溶解，再实施固液分离，待冷却至室温后即可制得硫磺。

（3）二甲苯法：充分利用硫在二甲苯当中的实际溶解度伴随温度不断升高而明显变大的特点，利用加热后的二甲苯对硫进行有选择性的溶解，然后进行过滤，待冷却后即可析出硫磺，分离出的二甲苯循环使用。这一方法具有硫磺纯度较高的优势，且反应过程简单，不会受到含硫量因素的影响等。但二甲苯有毒，且容易挥发，需要在反应中予以高度重视，做好通风与设备密封，否则将造成人员中毒等恶劣事件。

3 结语

实践表明，通过硫资源的回收与开发制成硫产品能获得良好的经济与社会效益。然而，在实际的资源回收与综合利用工作中，需要充分考虑下列几点：其一，坚持从长远角度出发，除了要满足当前的社会经济发展需要，更要保证环境效益，减小或避免因资源回收与综合利用造成的二次污染；其二，坚持从硫产品的种类、生产原料和运输等角度入手，充分结合实际情况，做好产品生产与未来开发规划。

[1]张利忠,周航,唐杰文.有色金属资源勘查中野外勘查要点分析[J].世界有色金属,2017(24)：153+155.

[2]陈烽.基于模糊图像处理的有色金属成分鉴定技术研究[J].世界有色金属 ,2016(15)：93-94.