硫铁矿砂制酸计算.docx
- 文档编号:29708570
- 上传时间:2023-07-26
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:19.96KB
硫铁矿砂制酸计算.docx
《硫铁矿砂制酸计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《硫铁矿砂制酸计算.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
硫铁矿砂制酸计算
硫铁矿制酸技术理论简易计算及综合说明
(梅虹)
第一篇在硫化铁全部被氧化成三氧化二铁(Fe2O3)的计算过程
一.黄铁矿(二硫化铁FeS2)制酸计算
1.造气(制SO2):
4FeS2+11O2===高温(850℃~980℃)===8SO2+2Fe2O3
以及:
S+O2==SO2
4FeS2的分子量:
4×(56+32×2)=4×120=480
2Fe2O3的分子量:
2×(56×2+16×3)=2×160=320
(从理论上讲:
100%的FeS2中,铁占其46.66%,硫占其53.34%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%)
即:
在完全反应的情况下,干基480单位的硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)能反应生成320单位的三氧化二铁(硫酸渣)。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为66.67%,也就是说一吨纯净干基的二硫化铁能产三氧化二铁666.7公斤。
但由于实际的工业硫精砂内有2.5%~4%的杂质,且反应不能完全,所以通常的产渣率在64%~65%之间,设备差一点的也应不低于63%。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
480单位的FeS2可以生成512单位的SO2,再经氧化可以生成640单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
640单位的SO3可以生成784单位的H2SO4,也就是说:
干基480单位的硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)能反应生成784单位的H2SO4,即理论上一吨优质硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)可以制成1.63吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)==H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
二.硫化亚铁(一硫化铁FeS)制酸计算
1.造气(制SO2):
4FeS+7O2===高温(850℃~980℃)===4SO2+2Fe2O3
以及:
S+O2==SO2
4FeS的分子量:
4×(56+32)=4×88=352
2Fe2O3的分子量:
2×(56×2+16×3)=2×160=320
(从理论上讲:
100%的FeS中,铁占其63.64%,硫占其36.36%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%)
即:
在完全反应的情况下,干基352单位的硫精砂(硫化亚铁)能反应生成320单位的三氧化二铁(硫酸渣)。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为90.9%,也就是说一吨纯净干基的硫化亚铁能产三氧化二铁909公斤。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
352单位的FeS可以生成256单位的SO2,再经氧化可以生成320单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
320单位的SO3可以生成392单位的H2SO4,也就是说:
干基352单位的硫精砂(硫化亚铁)能反应生成392单位的H2SO4,即理论上一吨优质硫化亚铁硫精砂可以制成1.11吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)====H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
三.黄铁矿与硫化亚铁混合物标准模型的制酸计算
1.造气(制SO2):
2FeS+2FeS2+9O2===高温(850℃~980℃)===6SO2+2Fe2O3
以及:
S+O2==SO2
2FeS的分子量:
2×(56+32)=2×88=176
2FeS2的分子量:
2×(56+32×2)=2×120=240
2Fe2O3的分子量:
2×(56×2+16×3)=2×160=320
(从理论上讲:
按以上比例100%的由FeS与FeS2组成的组分中,铁占其53.8%,硫占其46.2%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%)
即:
在完全反应的情况下,干基176单位的硫精砂(硫化亚铁)和干基240单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成320单位的三氧化二铁(硫酸渣),混合硫精砂合计为416单位。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为76.9%,也就是说一吨纯净干基的混合硫精砂能产三氧化二铁769公斤。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
176单位的FeS和240单位的FeS2可以生成384单位的SO2,再经氧化可以生成480单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
480单位的SO3可以生成588单位的H2SO4,也就是说:
干基416单位的混合物硫精砂能反应生成588单位的H2SO4,即理论上一吨这样的混合硫精砂可以制成1.41吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)==H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
四.黄铁矿与硫化亚铁混合物一般模型的制酸计算
1.造气(制SO2):
mFeS+nFeS2+(7m/4+11n/4)O2==高温(850℃~980℃)==(m+2n)SO2+(m/2+n/2)Fe2O3
以及:
S+O2==SO2
mFeS的分子量:
m×(56+32)=88m(m为FeS任意最小摩尔数值);
nFeS2的分子量:
n×(56+32×2)=120n(n为FeS2任意最小摩尔数值);
(m/2+n/2)Fe2O3的分子量:
(m/2+n/2)×(56×2+16×3)=80(m+n)
从理论上讲:
按以上比例100%由FeS与FeS2所组成的组分中,铁占其[7(m+n)/(11m+15n)]%,硫占其[4(m+2n)/(11m+15n)]%;而100%的Fe2O3中,铁占其70%,氧占其30%。
即:
在完全反应的情况下,干基88m单位的硫精砂(硫化亚铁)和干基120n单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成80(m+n)单位的三氧化二铁(硫酸渣),混合硫精砂合计为(88m+120n)单位。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为[10(m+n)/(11m+15n)]%,也就是说一吨纯净干基的混合硫精砂能产三氧化二铁[100(m+n)/(11m+15n)]公斤。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
88m单位的FeS和120n单位的FeS2可以生成64(m+2n)单位的SO2,再经氧化可以生成80(m+2n)单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
80(m+2n)单位的SO3可以生成98(m+2n)单位的H2SO4,也就是说:
干基88m单位的FeS和120n单位的FeS2这样的混合物硫精砂能反应生成98(m+2n)单位的H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)==H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
五.关于标矿的理论计算
下面将以含硫量为35%的硫铁矿(标矿)对上述计算数据进行修正:
1.针对黄铁矿(二硫化铁FeS2)制酸计算结果进行修正:
只要把与含硫量有关的参数乘以0.6562即可,这样可以得出理论上一吨硫精砂标矿可以制成1.07吨H2SO4。
2.针对硫化亚铁(一硫化铁FeS)制酸计算结果进行修正:
只要把与含硫量有关的参数乘以0.9626即可,这样可以得出理论上一吨硫精砂标矿可以制成1.068吨H2SO4。
3.针对标准混合型硫精砂制酸计算结果进行修正:
只要把与含硫量有关的参数乘以0.7576即可,这样可以得出理论上一吨混合硫精砂标矿可以制成1.068吨H2SO4。
六.根据硫铁矿中硫含量和铁含量的数据估算硫铁矿组分的方法(理论数据)
【本条款的计算前提是假设硫铁矿中只含硫S与Fe,并无其他杂质】
设:
在硫铁矿中有m摩尔数的FeS(硫化亚铁)、n摩尔数的FeS2(二硫化铁),则其总重量为mFeS+nFeS2;如设铁含量为X%、硫含量为Y%,根据第四条中的有关说明,则可得以下方程式:
[7(m+n)/(11m+15n)]%=X%
(1)
[4(m+2n)/(11m+15n)]%=Y%
(2)
关系:
X+Y=100
因X、Y值是已知数,所以代入公式
(1)、
(2)可得m、n的值。
注:
实际上的X+Y≠100;如X+Y=90,则以此式代入公式
(1)、
(2)也可得m、n的值,这就是已经考虑了杂质含量的计算方式。
七.硫铁矿烧渣(硫酸渣)中全铁TFe与硫品位β(硫质量百分数)的关系
0.875βs
100—0.625βs
1.全硫公式:
TFe=×100%
式中βs表示全硫。
0.927β0s
100—0.625β0s
2.有效硫公式:
TFe=×100%
式中β0s表示有效硫。
第二篇在硫化铁全部被氧化成四氧化三铁(Fe3O4)的计算过程
一.黄铁矿(二硫化铁FeS2)制酸计算
1.造气(制SO2):
3FeS2+8O2===高温(850℃~980℃)===6SO2+Fe3O4
以及:
S+O2==SO2
3FeS2的分子量:
3×(56+32×2)=3×120=360
Fe3O4的分子量:
56×3+16×4=232
(从理论上讲:
100%的FeS2中,铁占其46.66%,硫占其53.34%;而100%的Fe3O4中,铁占其72.4%,氧占其27.6%)
即:
在完全反应的情况下,干基360单位的硫精砂(二硫化铁——黄铁矿砂)能反应生成232单位的四氧化三铁(硫酸渣)。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为64.44%,也就是说一吨纯净干基的二硫化铁能产四氧化三铁644.4公斤。
但由于实际的工业硫精砂内有2.5%~4%的杂质,且反应不能完全,所以通常的产渣率在61.5%~63%之间,设备差一点的也应不低于61%。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
360单位的FeS2可以生成384单位的SO2,再经氧化可以生成480单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
480单位的SO3可以生成588单位的H2SO4,也就是说:
干基360单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成588单位的H2SO4,即理论上一吨优质硫精砂可以制成1.63吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)==H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
二.硫化亚铁(一硫化铁FeS)制酸计算
1.造气(制SO2):
3FeS+8O2===高温(850℃~980℃)===3SO2+Fe3O4
以及:
S+O2==SO2
3FeS的分子量:
3×(56+32)=3×88=264
Fe3O4的分子量:
56×3+16×4=232
(从理论上讲:
100%的FeS中,铁占其63.64%,硫占其36.36%;而100%的Fe3O4中,铁占其72.4%,氧占其27.6%)
即:
在完全反应的情况下,干基264单位的硫精砂(硫化亚铁)能反应生成232单位的四氧化三铁(硫酸渣)。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为87.88%,也就是说一吨纯净干基的硫化亚铁能产四氧化三铁878.8公斤。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
264单位的FeS可以生成192单位的SO2,再经氧化可以生成240单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
240单位的SO3可以生成294单位的H2SO4,也就是说:
干基264单位的硫精砂(硫化亚铁)能反应生成294单位的H2SO4,即理论上一吨优质硫化亚铁硫精砂可以制成1.11吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)====H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
三.黄铁矿与硫化亚铁混合物标准模型的制酸计算
1.造气(制SO2):
2FeS+FeS2+6O2===高温(850℃~980℃)===4SO2+Fe3O4
以及:
S+O2==SO2
2FeS的分子量:
2×(56+32)=2×88=176
FeS2的分子量:
56+32×2=120
Fe3O4的分子量:
56×3+16×4=232
(从理论上讲:
按以上比例100%的由FeS与FeS2组成的组分中,铁占其53.8%,硫占其46.2%;而100%的Fe3O4中,铁占其72.4%,氧占其27.6%)
即:
在完全反应的情况下,干基176单位的硫精砂(硫化亚铁)和干基120单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成232单位的四氧化三铁(硫酸渣),混合硫精砂合计为296单位。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为78.4%,也就是说一吨纯净干基的混合硫精砂(按反应方程式中所示意的各组份的摩尔数比例配烧)能产四氧化三铁784公斤。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
176单位的FeS和120单位的FeS2可以生成256单位的SO2,再经氧化可以生成320单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
320单位的SO3可以生成392单位的H2SO4,也就是说:
干基296单位的混合物硫精砂能反应生成392单位的H2SO4,即理论上一吨这样的混合硫精砂可以制成1.32吨H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)==H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
四.黄铁矿与硫化亚铁混合物一般模型的制酸计算
1.造气(制SO2):
mFeS+nFeS2+(5m/3+8n/3)O2==高温(850℃~980℃)==(m+2n)SO2+(m/3+n/3)Fe3O4
以及:
S+O2==SO2
mFeS的分子量:
m×(56+32)=88m(m为FeS任意最小摩尔数值);
nFeS2的分子量:
n×(56+32×2)=120n(n为FeS2任意最小摩尔数值);
(m/3+n/3)Fe3O4的分子量:
(m/3+n/3)×(56×3+16×4)=232(m/3+n/3)
从理论上讲:
按以上比例100%由FeS与FeS2所组成的组分中,铁占其[7(m+n)/(11m+15n)]%,硫占其[4(m+2n)/(11m+15n)]%;而100%的Fe3O4中,铁占其72.4%,氧占其27.6%
即:
在完全反应的情况下,干基88m单位的硫精砂(硫化亚铁)和干基120n单位的硫精砂(二硫化铁)能反应生成232(m/3+n/3)单位的四氧化三铁(硫酸渣),混合硫精砂合计为(88m+120n)单位。
在不考虑杂质含量的前提下,理论产渣率为[29(m+n)/3(11m+15n)]%,也就是说一吨纯净干基的混合硫精砂能产四氧化三铁[290(m+n)/3(11m+15n)]公斤。
2.接触氧化(SO2再经氧化,制成SO3):
2SO2+O2===催化剂V2O5(400℃~500℃)===2SO3(制SO3)
即:
88m单位的FeS和120n单位的FeS2可以生成64(m+2n)单位的SO2,再经氧化可以生成80(m+2n)单位的SO3。
3.三氧化硫的吸收(制H2SO4):
SO3+H2O====H2SO4(制硫酸)
即:
80(m+2n)单位的SO3可以生成98(m+2n)单位的H2SO4,也就是说:
干基88m单位的FeS和120n单位的FeS2这样的混合物硫精砂能反应生成98(m+2n)单位的H2SO4。
工业上为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,则:
SO3+H2SO4(浓)==H2S2O7再加水配成各种浓度的H2SO4
五.关于标矿的理论计算
下面将以含硫量为35%的硫铁矿(标矿)对上述计算数据进行修正:
1.针对黄铁矿(二硫化铁FeS2)制酸计算结果进行修正:
只要把与含硫量有关的参数乘以0.6562即可,这样可以得出理论上一吨硫精砂标矿可以制成1.07吨H2SO4。
2.针对硫化亚铁(一硫化铁FeS)制酸计算结果进行修正:
只要把与含硫量有关的参数乘以0.9626即可,这样可以得出理论上一吨硫精砂标矿可以制成1.068吨H2SO4。
3.针对标准混合型硫精砂制酸计算结果进行修正:
只要把与含硫量有关的参数乘以0.7576即可,这样可以得出理论上一吨混合硫精砂标矿可以制成1.068吨H2SO4。
六.根据硫铁矿中硫含量和铁含量的数据估算硫铁矿组分的方法(理论数据)
【本条款的计算前提是假设硫铁矿中只含硫S与Fe,并无其他杂质】
设:
在硫铁矿中有m摩尔数的FeS(硫化亚铁)、n摩尔数的FeS2(二硫化铁),则其总重量为mFeS+nFeS2;如设铁含量为X%、硫含量为Y%,根据第四条中的有关说明,则可得以下方程式:
[7(m+n)/(11m+15n)]%=X%
(1)
[4(m+2n)/(11m+15n)]%=Y%
(2)
关系:
X+Y=100
因X、Y值是已知数,所以代入公式
(1)、
(2)可得m、n的值。
注:
实际上的X+Y≠100;如X+Y=90,则以此式代入公式
(1)、
(2)也可得m、n的值,这就是已经考虑了杂质含量的计算方式。
七.硫铁矿烧渣(硫酸渣)中全铁TFe与硫品位β(硫质量百分数)的关系
0.875βs
100—0.625βs
3.全硫公式:
TFe=×100%
式中βs表示全硫。
0.927β0s
100—0.625β0s
4.有效硫公式:
TFe=×100%
式中β0s表示有效硫。
(完)
2012年元月20日
WelcomeTo
Download!
!
!
欢迎您的下载,资料仅供参考!
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 硫铁矿 砂制酸 计算