第10卷第6期 2010年12月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
硫酸铁氧化浸出脱除煤中硫研究
吴复忠，金会心，焦东伟(贵州大学材料与冶金学院，贵阳550003)
Vol.10 No.6 Dec.2010
摘要：采用硫酸铁溶液氧化浸出法脱除贵州某矿煤中的硫，考察了硫酸铁溶液浓度、浸没出温度、浸出时间及液固比对脱疏率的影再.实验结果表明，在没出温度100℃，没出时间8h，硫酸铁溶液浓度1mol/L，液固比10:1时，能有效脱除煤中硫份，股脱硫率达到48.56%.脱硫前后煤样的对比分析结果表明，殖酸铁氧化没出煤中硫的同时，不仅没有
破坏煤中的有效成分，而且提高了煤样的热值，提升了煤的质量. 关键词：煤：脱硫：硫酸铁；氧化没出
中图分类号：TD94 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)06-110406
氧水氧化脱硫实验发现，在25℃时，用15%的双氧水处理煤，可达到76%的黄铁矿脱除率和70%的硫酸盐脱
高硫煤直接使用会造成很多问题：高硫煤直接燃烧会产生大量的二氧化硫，如将其产物直接排放会造成严重的大气污染；用高硫煤做炼焦原料，其中的硫分进入到焦炭中，在炼铁过程中会导致铁中硫含量超标.所以，有效的脱除煤中的硫，对于发展经济，加强环境保护，治理严重的酸雨问题都是有极其重要的意义
煤中硫可分为两种：无机硫和有机硫，无机硫主要费是以二硫化物和硫酸盐形式存在，二硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫，少部分为白铁矿硫，两者是同质多晶体，硫酸盐硫主要存在于CaSO中.有机硫以硫醇(-SH)、硫化物、二硫化物(-S-S-)和以嗪分系为代表的芳香环硫的形态和煤基体直接键合。另外，在煤中也会有少量的单质硫、PbS、CuFeS、FeAsS、Zns]
对于高硫煤脱硫技术的研究，从20世纪初至今已
有90多年的历史，根据脱硫原理的不同可分为物理法、化学法、生物法，其中化学法脱硫因具有脱硫效果好，煤回收率高而具有较好的应用前景.Shirley3]对美国肯塔基州煤脱硫(总硫含量2.71%)研究发现，在350C时，使用蒸汽和空气混合气体可氧化煤中黄铁矿，可以达到 35%的总硫脱除率和55%的黄铁矿脱除率，Li)对美国匹兹堡和伊利诺斯州的高硫煤脱硫实验发现，在90℃ 时，用0.4mol/L次氯酸钠和0.4mol/L氢氧化钠混合溶液浸出煤中硫，可达到高于70%的硫铁矿脱除率， Sydorovych[3]用空气和水蒸气混合气体氧化乌克兰 DonetskBasin煤，在煤粒度小于200μm，温度623~673 K时，能脱除煤中几乎全部的硫铁矿，全硫脱除率能达到80%.Mukherjeel]对印度Makum煤田的次烟煤用双
收稳日期：2010-08-19，修回日期：2010-11-21
除率，
以上研究中均采用化学法脱硫，但是化学法脱硫通常在高温高压条件下进行，采用强酸、强碱或者强氧化剂与煤相互作用来脱除其中的硫份，脱硫过程往往会对煤质造成影响，使得其脱硫后失去粘结性和膨胀性(7) 研究表明[8-10]，利用Fe离子能够有选择性的氧化黄铁矿而对煤基体基本不造成影响，用这种方法处理富含黄铁矿的煤能起到比较好的脱硫效果。另外，利用Fe处理高硫煤，Fe*容易循环利用，节约脱硫成本，
为了脱除贵州某矿煤中的硫，选用硫酸铁做氧化剂，在温度不高于100℃的条件下，对贵州某矿含硫原煤进行脱硫实验，并研究了各种因素对脱硫效果的影响。
浸出过程的热力学分析 2
黄铁矿是煤中硫份的主要存在形式，煤中硫的浸出
过程主要是基于煤中黄铁矿在溶液中的没出过程。黄铁矿在水溶液中的稳定性可由S-Fe-H;O系E-pH图(10]得到很好的说明，此图集中表达了该系统中稳定性物种的热力学平衡关系，由图1可知，FeS,的稳定区是由若干条氧化-还原半反应的E-pH平衡线所构成，其稳定性与系统的电位E、溶液pH值大小、离子浓度及温度等因素有关，FeS2的稳定性低于硫酸盐、FeO,而高于单质硫及FeS，升高系统电位或增大溶液pH值可使FeSz 氧化进入SO,2-溶液区，从而可将FeS,从煤中脱除出来
氧化过程中黄铁矿在溶液中发生主要反应有23,10),
Fe2*+2S+2e=FeSE(298.15K)=0.42 V,
基金项目：贵阴市科技局工业类资助项目(编号：筑科工字(2009)第1号)
作者简介：吴复忠(1970-)，男，安微省数阳县人，博士，副教授，主要研究方向为清洁能源，E-mail:gutwfz@sina.com 万方数据
(1)