Переработка отходов производства серной кислоты

В основной химической промышленности — промышленности тя­желого неорганического синтеза наибольшее количество твердых отходов образуется в производст­вах серной кислоты, минеральных удобрений и кальцинирован­ной соды.

Основное количество серной кислоты производят из диоксида серы, получаемого путем обжига серного колчедана. Оксид железа, образующийся при обжиге колчедана выходит из печи в виде огарка и поступает в отвал. Пиритные огарки состоят главным обра­зом из железа (40—63%).

Утилизация пиритных огарков возможна по нескольким на­правлениям: для извлечения цветных металлов и производства чугуна и стали, в цементной и стекольной промышленности, в сельском хозяйстве и др. В нашей стране около 75% массы образующихся пиритных огарков находит использование в ос­новном в производстве строи тельных материалов и в сельском хозяйстве.

Извлечение цветных металлов из огарков. Для извлечения ценных компонентов из пиритных огарков используют различные методы обжига (хлорирующий, сульфатизирующий и др.).

Суммарно и приближенно процесс хлорирующего обжига относительна меди может быть выражен следующим уравнением:

Cu+2S+4NaCI+3,5O₂+H₂O=CuCI₂+2Nf₂SO₄+2HCI.

В результате обжига 85—90% огарковой меди превращается в водорастворимую соль СuС1₂. Из обожженной массы медь выщелачивают теплой водой.

Использование огарков в доменном производстве. Огарки, содержащие 40-63% железа, представляют собой ценный вид сырья для черной металлургии. Наиболее распространенным процессом для подготовки огарков к доменному процессу ­является агломерация — высокотемпературная обработка огарка, приводящая к выгоранию из него серы и получению кускового материала, пригодного для доменной плавки.

Производство пигментов из огарков и огарковой пыли. Небольшие количества огарка и пыли сухих электрофильтров ис­пользуют для получения минеральных пигментов: железного су­рика, мумии, охры. Технология их приготовления может быть различной.

Обычно для получения пигментов типа мумии и железного сурика огарок при нагревании обрабатывают концентрирован­ной серной кислотой. Полученный сульфат железа смешивают с алебастром, мелом, глиной и обжигают в печах. В зависимости от температуры обжига и выбранных добавок в результате химических взаимодействий получают пигменты различных от­тенков. Недостатком такой технологии является присутствие в получаемых пигментах серы и ее соединений, вследствие чего краски на основе таких пигментов нельзя использовать для по­крытия металлических поверхностей, поскольку сера способст­вует коррозии металла.

Разработана и технология минеральных пигментов, на основе которых получают краски, пригодные для покрытия всевозмож­ных поверхностей, в том числе и металлических. Согласно этой технологии, исключающей использование серной кислоты, для приготовления пигмента типа железного сурика используют фракцию огарка 1,3—0,27 мм, наиболее богатую оксидом же­леза. Этот огарок измельчают, сушат и прокаливают перед смешением с наполнителями.

Огарковая пыль, осаждаемая в сухих электрофильтрах, от­личается от огарка несколько большим содержанием водорас­творимых солей железа. Ее используют как сырье для получе­ния пигментов типа желтой охры. Нерастворимый остаток, со­стоящий в основном из оксида железа, служит в этом случае сырьем для приготовления пигментов типа мумии.

Получаемые согласно описанным процессам минеральные пигменты являются стабильными по цвету и неизменяемыми во времени. Масляная краска на их основе не сворачивается, а из­вестковая хорошо схватывается.

Другие направления использования огарков. Наиболь­шее количество пиритных огарков в нашей стране используется в промышленности строительных материа­лов, где они служат в качестве добавки к шихте для получе­ния цемента. Другим значительным потребителем пиритных огарков является сельское хозяйство, где их применяют в ка­честве удобрений, содержащих медь.

В значительно меньших масштабах пиритные огарки исполь­зуются в цветной металлургии — в качестве железосодержащих флюсов, в промышленности строительных материалов — в ка­честве железистого красителя, для получения инсектицидов, а также по ряду других направлений, где их потребление явля­ется крайне незначительным по сравнению с имеющимися ре­сурсами.