[D0I:10.13374/i.issm1001-053x.2002.04.007 第24卷第4期 北京科技大学学报 Vol.24 No.4 2002年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2002 真空蒸馏硫磺渣提取元素硫 黄鑫贺子凯 昆明理工大学冶金系，昆明650093 摘要对硫化镍电解阳极泥提硫后硫磺渣，进行了真空蒸馏硫磺渣提取元素硫的工艺研 究，并分析了影响蒸馏过程的因素.结果表明：采用真空蒸馏一冷凝方法从硫磺渣回收元素硫 并得到硫磺，其形态为a-型硫；残渣含化合态硫可降为15.10%，无元素硫；最大脱硫率达97.08%. 关键词真空蒸馏，硫化镍电解阳极泥，元素硫 分类号TQ125.1 硫化镍隔膜直接电解后的阳极泥中含大量 与其他成分蒸气压的差异也很大（温度低于 元素硫，少量镍、钴、铜及微量贵金属，具有综合 450℃时，其他成分的蒸气压<133×10~0Pa),加 利用的价值.但因其粒度不均、组成复杂等原 之元素硫的含量高，这便为真空蒸馏分离硫，使 因，难以有效回收.生产实践中常用热过滤和溶 Ni,Cu,Co,Fe,Au,Ag等固体物料留于残渣提供 剂萃取法提取镍电解过程中的阳极泥或含硫渣 了理论依据（试验研究中忽略其他成分的挥发）， 中的元素硫，而后回收其他元素.热过滤工艺设 在自制装置上（如图1和图2）进行了硫磺渣 备及操作过程简单，但工业生产的回收率不高 的真空蒸馏试验)脱除的硫直接以元素硫形态 (60%左右)，致使熔硫后的硫磺渣（热滤渣）含硫 回收.试验中设物料质量为m,g,提硫后渣质量 仍较高(50%以上)"，不利于其他有价元素的进 为m',g;则渣率为mm;物料的质量减少为△m= 一步回收；溶剂法脱硫率较高(90%以上)，但溶 m一m',由此确定硫的挥发率、脱硫率s及平均 剂不易选择，试剂损失大，工艺流程较复杂些， 蒸馏速率而等.计算公式如下： 本文采用真空蒸馏的方法处理硫磺渣以提取元 s=[(1-m1m)/0.8267]x100% (1) 素疏，在不添加任何试剂的情况下，可获得优于 s=[1-(m'ms)/mx0.8267)]×100% (2) 工业常用热滤脱硫工艺的脱硫效果. 式中，ms一提疏后残渣中的硫含量（分析值） 而=△m/(△S·△)，g(cm2.s) (3) 1试验研究 式中，△一恒温蒸馏时间；△S一物料的蒸发面积， 1.1原料 试验物料为国内某厂硫磺渣的烘干料，其 典型化学组成（质量分数）为：S82.67%(其中， 95%以上为元素硫，其余为化合物硫)，Ni1.5%, Cu1.5%,C00.035%,Fe2.3%,H,02%;Au10gt, 13 Ag65gt,Pt2gt.硫磺渣的组成复杂，由单体硫、 金属硫化物和硫酸盐组成，贵金属的存在形态 还不十分清楚，可能形成一些不连续的固溶体， 1机械泵2.U型真空计3.麦氏真空计4检流计 是非晶型的山 5.热电偶6.冷凝玻璃套7.管式电炉8.刚玉坩埚 1.2试验方法及基本原理 9.石棉网10.蒸馏玻璃管11试管夹12.温度计 原料中除硫以外其他元素皆为高沸点元 13.变压器14.缓冲器 素，各种硫化物的沸点也远高于硫的沸点硫 图1挥发条件试验装置 Fig.1 The experiment equipment of volatilization condi- 收稿日期2001-03-16 黄鑫女，27岁，工程师，硕士 tions第 2 4 卷 第 4期 2 0 20 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n vi e r s tiy o f S e i e n e e a n d Te e h n o le gy B e ji ni g V 6 1 . 2 4 N 0 . 4 A u g . 2 0 0 2 真 空蒸馏硫磺渣提取元素硫 黄 鑫 贺子 凯 昆明理工大学冶金系 , 昆明 6 5 0 0 93 摘 要 对硫化镍 电解 阳极 泥提硫后 硫磺渣 , 进行 了真空蒸馏硫磺渣提取 元素硫 的工 艺研 究 , 并分析 了影响 蒸馏过 程 的因素 结 果表 明 : 采 用真空蒸 馏一冷凝方 法从硫 磺渣 回 收元素硫 并得 到硫磺 ,其形 态为a 一 型硫 ; 残渣含化合态硫 可降为 15 . 10 %, 无元素硫 ;最大脱硫率达 97 . 08 % 关键 词 真 空蒸馏 , 硫化镍 电解 阳极泥 , 元素硫 分类 号 T Q 1 2 5 . 1 硫化镍隔膜直接电解后 的阳极泥 中含大量 元素硫 , 少量镍 、 钻 、 铜及微量贵金属 , 具有综合 利 用的价值 . 但因 其粒度不均 、 组成复杂等原 因 , 难以有效 回收 . 生产实践 中常用热过滤和溶 剂萃取法提取镍 电解过程 中的 阳极 泥 或含硫渣 中的元素硫 , 而后 回 收其他元 素 . 热过滤工艺设 备及操作过程简单 , 但工业生 产的 回收率不高 (6 0 % 左右 ) , 致使熔硫后 的硫磺渣 (热滤渣)含硫 仍较高 ( 50 % 以上 ) `, , , 不利 于其他有价元 素的进 一 步回 收 ; 溶剂法脱硫率较高 (90 % 以上) l2] , 但溶 剂不易选择 , 试剂损失大 , 工艺 流程较 复杂些 . 本文采用 真空 蒸馏 的方法处理硫磺渣 以提取元 素硫 , 在不添加任何试剂 的情况 下 , 可 获得优于 工业 常用 热滤脱硫 工艺 的 脱硫 效果 . 1 试验研究 1 1 原料 试验 物料 为国 内某厂硫磺渣的 烘于料 , 其 典型 化学组成 (质量分数 ) 为 : 5 82 . 67 % (其 中 , 95 % 以 上 为元 素硫 , 其余为化合物硫 ) , iN 1 . 5% , C u 1 . 5% , C o 0 . 0 3 5% , F e 2 . 3% , H Z O Z % : A u 1 0 沙 , A g 65 幼 , tP Z 动 . 硫磺渣的组成复杂 , 由单体硫 、 金属 硫化物 和硫 酸盐组成 , 贵金属 的存在形态 还 不十分清楚 , 可能形成一些不连续 的固溶体 , 是非 晶型 的 ` .l] 1 . 2 试验方法及基本原理 原料 中除硫 以 外 其他 元 素 皆为高 沸点 元 素 , 各种硫化物的沸点也远高于硫的 沸点 口’,J . 硫 与其 他 成分 蒸气 压 的差异 也 很大 (温 度低 于 4 5 0℃ 时 , 其他成分 的蒸气压 < 13 3 x l o 一 ’ 。 P a ) , 加 之元素硫 的含量高 , 这便为真空蒸馏分离硫 , 使 iN , c u , c o , eF , A u , A g 等固体物料 留 于残 渣 提供 了理论依据(试验研究 中忽略其他成分 的挥发 .) 在 自制装置上 (如 图 1 和 图 2 )进行 了硫磺渣 的真空 蒸馏试验 ISJ . 脱除的硫直接 以元素硫形态 回收 ` 试验 中设物料质量 为m , g , 提硫后 渣质量 为m ` , g ; 则渣率为 m ,m/ ;物料 的质量减少为△ m 二 m一 m 护, 由此确定硫 的挥发率水 、 脱硫率华及 平均 蒸馏速率面等 . 计算公式如下 : 叮二= 【( 1一 m 丫m ) /0 . 8 2 6 7 ] x 10 0 % ( 1) 即 , = [ l 一 ( m ’ · m s ) / ( m x 0 . 8 2 6 7 )〕 x l 0 0% ( 2 ) 式 中 , m厂提硫后 残渣 中的硫含量 (分析值 ) . 面 二 △m / (△S · △)t , g · ( c m 一 , · s 一 , ) ( 3 ) 式中 ,△产一 J恒温蒸馏时间 ; 八夕一物料 的蒸发面积 , 叮 匹三 门, 声 一 , , / , 夕7 二口r 尸尹, C H C 1 . 机械 泵 .2 U 型真空计 3 . 麦氏真空计 4 . 检流计 5 . 热 电偶 6 . 冷凝玻 璃套 7 . 管式电炉 8 . 刚玉 柑祸 .9 石棉网 10 . 蒸馏玻 璃管 H . 试管 夹 12 . 温度计 1 3 . 变 压器 14 . 缓 冲器 收稿 日期 2 0 01 刁3 一 16 黄鑫 女 , 27 岁 ,工 程师 , 硕士 图 1 挥发条 件试验 装置 F ig . l T h e e x P e r i m e n t e q u i P m e n t o f v o l a t i l挂 a it o n e o n d i - t fo n s DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 04. 007