專利名稱：一種廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備氧化鐵紅的方法。具體地說是一種廢脫硫劑制備氧化鐵紅 的方法。
背景技術：
氧化鐵脫硫劑(Fe2O3脫硫劑或Fe2O3 · H2O脫硫劑)具有脫硫活性好、硫容 高、可再生等優(yōu)點，是脫除H2S常用的脫硫劑，所述氧化鐵脫硫劑以氧化鐵為主要原 料，加入有機粘結劑制備。氧化鐵脫硫劑的脫硫機理如下所示 Fe2O3 +3H2S — Fe2S3 +3H20
Fe2O3 +3H2S — 2FeS+S+4H20
或 Fe2O3 · H20+3H2S — Fe2S3 · H20+3H20 Fe2O3 · H20+3H2S — 2FeS+S+4H20，
氧化鐵脫硫劑具有再生性，在有氧條件下，可再生為氧化鐵。公認的再生機理如下 所示
Fe2S3+3/202 — Fe203+3S 4FeS+02=2Fe203+4S
或 Fe2S3 · H20+3/202 — Fe203+3S + H2O 4FeS+02=2Fe203+4S
現(xiàn)有技術中，《煤炭學報》2009年第34卷第1期中公開了一篇題為“含氧氣氛 下氧化鐵基高溫煤氣脫硫劑再生行為”的文獻，其中以鋼廠赤泥為主要組分制備的氧化 鐵基高溫煤氣脫硫劑為例，稱取一定量使用后的脫硫劑裝于石英反應管中，首先升溫至 300此時廢脫硫劑中的硫與氧氣發(fā)生反應，然后通入高氮，溫度升至給定反應溫度后 再通入反應氣體進行脫硫劑再生，再生過程中伴隨有硫酸鹽的生成，收集再生后的氧化 鐵，可再次利用于脫硫劑的制備。雖然氧化鐵脫硫劑可以通過上述方法再生，但是上述方法成本較高，不適合應 用于大規(guī)模工業(yè)生產，所以一般的廢氧化鐵脫硫劑使用后直接遺棄或者掩埋，造成環(huán)境 污染資源浪費，如果充分利用這部分廢劑，將其再生為氧化鐵紅，可降低氧化鐵紅的生 產成本，變廢為寶。傳統(tǒng)的氧化鐵紅制備方法為，將鐵皮溶于硫酸，調節(jié)ph值至堿性得到鐵的氫 氧化物沉淀，對所得沉淀進行干燥、焙燒得到氧化鐵紅，該方法成本較高；專利文獻 CN1108618A “含鐵工業(yè)燒渣制取高含量氧化鐵紅顏料的方法”中公開了類似的氧化鐵紅 制備方法，將氧化鐵含量為40%以上的工業(yè)燒渣經100至210°C濃酸處理后，加入碳酸鈉 等堿性結晶劑在80至150°C條件下完成結晶，最后在煅燒設備中完成煅燒，煅燒溫度要 求為600至1300°C，上述方法使用濃酸處理，使用后的廢酸及硫化物排到外界環(huán)境中， 造成了嚴重的環(huán)境污染。
發(fā)明內容
為此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于現(xiàn)有技術中存在的廢脫硫劑排放造成環(huán) 境污染、再生成本高、氧化鐵紅生產成本高且環(huán)境不友好的問題，提供了一種生產成本 低、環(huán)境友好的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，包括以下 步驟(1)將氧化鐵脫硫劑脫硫后得到的廢脫硫劑進行粉碎研磨，得到廢劑顆粒；
(2)將廢劑顆粒在惰性氣體氣氛下加熱，使硫升華；(3)然后向所述廢劑顆粒中通空 氣并加熱使廢脫硫劑氧化；(4)停止加熱至粉末冷卻，產物中的氧化鐵具有磁性，將 所述產物中的氧化鐵進行磁性分離。所述氧化鐵脫硫劑包括氧化鐵和有機粘結劑。步驟(1)中所述廢劑顆粒過100目篩。步驟(2)中加熱至200至400°C。步驟(3)中加熱至250至600°C。步驟(3)中加熱時間為2至4個小時。本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點
本發(fā)明提供的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，步驟(1)中將廢脫硫劑研磨成顆粒， 有較大的比表面積，利于加熱時硫的升華，并且使得廢脫硫劑受熱均勻，與氧氣充分反 應；步驟(2)隔絕空氣通惰性氣體加熱，所述惰性氣體包括VDIA族氣體及氮氣，廢脫硫 劑中硫以多種形態(tài)存在，在隔絕氧氣的條件下，可有效將部分硫分離出來，從而提高產 物純度；步驟(3)中達到一定溫度后，通空氣加熱，經隔絕加熱后的產物與氧氣反應 不易產生硫酸鹽，易于生成三氧化二鐵，也利于有機粘合劑的分解；兩步分段處理的加 熱方式，利于不同形態(tài)硫的脫除，并且有利于有機粘結劑的分解；通過上述步驟處理的 氧化鐵具備磁性，步驟(4)中選擇磁性分離，回收得到的氧化鐵純度較高，具有較好的 環(huán)境意義和經濟意義。利用上述方法制備的氧化鐵紅無脫硫活性，而再生后用于脫硫劑 的氧化鐵顆粒孔徑不同于氧化鐵紅，具有脫硫活性，兩者的晶態(tài)也不同，利用上述方法 得到的氧化鐵紅純度達到90%，根據國家標準GB/T1863-2008-氧化鐵顏料的評價標準， 達到國家要求。所述脫硫劑包括氧化鐵和有機粘結劑，其中的有機粘結劑在高溫條件下通氧氣 時，燃燒生成CO2和H2O得以去除，利于高純度氧化鐵紅的回收。步驟(1)中所述廢劑顆粒過100目篩，這樣的粒度有助于所述廢劑中雜質升 華、鐵硫化物的氧化較大程度的進行，也有利于后續(xù)步驟中的磁性分離。步驟(2)中隔絕空氣加熱至200至400°C，加熱至此溫度后再通氧氣進行氧 化，廢劑中其他形態(tài)的硫已經除去，避免發(fā)生副反應產生其他形態(tài)的鐵的化合物，影響 產物中的氧化鐵的產率；加熱時間為1至3個小時，使得廢劑中的其他形態(tài)的硫充分升 華、分離。步驟(3)中加熱至250至600°C，在此溫度下脫硫劑廢劑與空氣進行的氧化反 應進行的比較徹底；加熱時間為2至4個小時，保證了脫硫劑廢劑與空氣進行的氧化反應 有足夠的反應時間，有機粘結劑能夠充分分解除去，保證了氧化鐵紅的高收率。下面根據本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
具體實施例方式實施例1
以主要成分為活性氧化鐵和有機粘結劑羧甲基纖維素(CMC)的脫硫劑為例，使用 后硫含量為干基脫硫劑的15%。利用該廢脫硫劑制備氧化鐵紅的步驟為(1)將使用后的廢脫硫劑進行粉碎 并用100目篩子進行分離去除大顆粒，取粉碎好的脫硫劑IOg放置于密閉石英管內；
(2)隔絕空氣通氮氣的情況下加熱至200至300°C，時間控制在2至3h，在此環(huán)境 下，廢脫硫劑中所含的不同形態(tài)硫會有一定升華；
(3)停止通氮氣，改為通空氣，控制溫度在250至350°C之間，時間控制在3至 4h，廢脫硫劑的主要成分FeS會與氧氣發(fā)生反應生成氧化鐵紅，而廢脫硫劑中的剩余有 機物會燃燒生成CO2和H2O得以去除；
(4)停止加熱后，持續(xù)通入空氣至粉末冷卻。將獲得的7.5g氧化鐵進行磁性分離， 磁性分離的步驟是將粉末放置于薄木板上，薄木板下方放置普通磁鐵，將磁鐵從粉末下 方進行移動，有磁性物質會隨著磁鐵一起移動，無磁性物質仍在原處，通過磁分離后制 得6g氧化鐵紅。其中無磁性物質共計1.5g，作為廢物處理。經分離后的氧化鐵紅純度 達至Ij 90.3%。實施例2
以主要成分為活性氧化鐵和有機粘結劑淀粉的脫硫劑為例，使用后硫含量為干基脫 硫劑的13%。利用該廢脫硫劑制備氧化鐵紅的步驟為(1)將使用后的廢脫硫劑進行粉碎 并用100目篩子進行分離去除大顆粒，取粉碎好的脫硫劑IOg放置于密閉石英管內；
(2)隔絕空氣通氮氣的情況下加熱至250至350°C，時間控制在1.5至2.5h，在此環(huán) 境下，廢脫硫劑中所含的不同形態(tài)硫會有一定升華；
(3)停止通氮氣，改為通空氣，控制溫度在350至500°C之間，時間控制在2.5至 3.5h，廢脫硫劑的主要成分FeS會與氧氣發(fā)生反應生成氧化鐵紅，而廢脫硫劑中的剩余有 機物會燃燒生成CO2和H2O得以去除；
(4)停止加熱后，持續(xù)通入空氣至粉末冷卻。將獲得的7.5g氧化鐵進行磁性分離， 磁性分離的步驟是將粉末放置于薄木板上，薄木板下方放置普通磁鐵，將磁鐵從粉末下 方進行移動，有磁性物質會隨著磁鐵一起移動，無磁性物質仍在原處，通過磁分離后制 得6g氧化鐵紅。其中無磁性物質共計1.5g，作為廢物處理。經分離后的氧化鐵紅純度 達至Ij 90.3%。實施例3
以主要成分為活性氧化鐵和有機粘結劑淀粉的脫硫劑為例，使用后硫含量為干基脫 硫劑的13%。利用該廢脫硫劑制備氧化鐵紅的步驟為(1)將使用后的廢脫硫劑進行粉碎 并用100目篩子進行分離去除大顆粒，取粉碎好的脫硫劑IOg放置于密閉石英管內；
(2)隔絕空氣通氮氣的情況下加熱至300至400°C，時間控制在1至2h，在此環(huán)境 下，廢脫硫劑中所含的不同形態(tài)硫會有一定升華；(3)停止通氮氣，改為通空氣，控制溫度在500至600°C之間，時間控制在2至 3h，廢脫硫劑的主要成分FeS會與氧氣發(fā)生反應生成氧化鐵紅，而廢脫硫劑中的剩余有 機物會燃燒生成CO2和H2O得以去除；
(4)停止加熱后，持續(xù)通入空氣至粉末冷卻。將獲得的7.5g氧化鐵進行磁性分離， 磁性分離的步驟是將粉末放置于薄木板上，薄木板下方放置普通磁鐵，將磁鐵從粉末下 方進行移動，有磁性物質會隨著磁鐵一起移動，無磁性物質仍在原處，通過磁分離后制 得6g氧化鐵紅。其中無磁性物質共計1.5g，作為廢物處理。經分離后的氧化鐵紅純度 達至Ij 90.3%。 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限 定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式 的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易 見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
權利要求
1.一種廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將氧化鐵 脫硫劑脫硫后得到的廢脫硫劑進行粉碎研磨，得到廢劑顆粒；(2)將廢劑顆粒在惰性 氣體氣氛下加熱，使硫升華；(3)然后向所述廢劑顆粒中通空氣并加熱使廢脫硫劑氧 化；(4)停止加熱至粉末冷卻，產物中的氧化鐵具有磁性，將所述產物中的氧化鐵進 行磁性分離。
2.根據權利要求1所述的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在于所述氧化鐵 脫硫劑包括氧化鐵和有機粘結劑。
3.根據權利要求2所述的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在于步驟(1)中 所述廢劑顆粒過100目篩。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在 于步驟(2)中加熱至200°C至400°C。
5.根據權利要求4所述的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在于步驟(2)中 加熱時間為1至3個小時。
6.根據權利要求5所述的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在于步驟(3)中 加熱至250°C至600°C。
7.根據權利要求6所述的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，其特征在于步驟(3)中 加熱時間為2至4個小時。
全文摘要
一種廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法，包括以下步驟所述廢脫硫劑進行粉碎研磨成顆粒；使廢劑顆粒隔絕空氣并加熱至一定溫度；向所述廢劑顆粒中通空氣并加熱；持續(xù)通空氣至粉末冷卻，將得到的氧化鐵進行磁性分離。該方法克服了現(xiàn)有技術中存在的廢脫硫劑排放造成環(huán)境污染、再生成本高的問題，提供了一種生產成本低、環(huán)境友好的廢脫硫劑制備氧化鐵紅的方法。
文檔編號C01G49/06GK102010014SQ201010613559
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者劉彥芳, 吳永濤, 蒲延芳, 趙文濤, 聞學兵 申請人:北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司