硫酸工業(yè)概況、不同原料的優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)價(jià)
作者： 日期：2022-11-14 來(lái)源： 關(guān)注：301
硫酸工業(yè)概況
首先我們來(lái)了解一下硫酸工業(yè)。硫酸工業(yè)屬基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)。由于硫酸是許多工業(yè)生產(chǎn)的重要原料，因此曾被譽(yù)為“工業(yè)之母”。世界上經(jīng)常把一個(gè)國(guó)家硫酸產(chǎn)量的多少，作為衡量其工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。21 世紀(jì)初，我國(guó)跨入了世界硫酸工業(yè)大國(guó)的行列。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)硫酸的產(chǎn)量高達(dá)9.1×107 t。
佛山工業(yè)硫酸是一種重要的基本化工原料，用途廣泛，幾乎半數(shù)的硫酸用于了化肥的生產(chǎn)，主要是制造過(guò)磷酸鈣、硫酸銨和磷酸等。在合成纖維、涂料、洗滌劑、制冷劑、飼料添加劑、石油的精煉、有色金屬冶煉、鋼鐵、醫(yī)藥、輕工及其他化學(xué)工業(yè)中也有重要的用途。
早在 8 世紀(jì)就有記載，硝石與綠礬一起加熱蒸餾可以得到硫酸。10世紀(jì)，波斯人指出將硫酸亞鐵干餾，可得一種油類即硫酸，殘余的固體為氧化鐵。12 世紀(jì)，德國(guó)煉金術(shù)士馬格勒斯稱硫酸亞鐵為綠礬，并指出蒸餾綠礬可獲得綠礬的精華（即硫酸），稱為綠礬油。
硫酸工業(yè)生產(chǎn)始于 18 世紀(jì)中葉，生產(chǎn)工藝在幾百年間不斷被優(yōu)化，直到發(fā)展為現(xiàn)代的接觸法硫酸工業(yè)。
二、硫酸工業(yè)不同原料的優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)價(jià)
下面請(qǐng)大家結(jié)合上學(xué)期所學(xué)硫及其化合物的相關(guān)性質(zhì)與反應(yīng)思考：從 H2SO4的組成、H2SO4中S的化合價(jià)等角度分析硫酸生產(chǎn)的原料和步驟。
從工業(yè)硫酸廠家的組成來(lái)看，原料應(yīng)該是自然界存在的含硫物質(zhì)，如硫黃、硫鐵礦（主要成分為 FeS2，大家要特別注意這里的化合價(jià)，既然叫二硫化亞鐵，從兩種元素化合價(jià)加和為零的角度可得，這里的Fe是+2價(jià)的，S是-1價(jià)的）。
硫酸中硫的化合價(jià)為+6價(jià)，而原料中的S的化合價(jià)往往比較低，不能直接得到硫酸，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)步驟逐步氧化，往往是先得到SO2，再被氧氣氧化為SO3，進(jìn)而與水反應(yīng)得到硫酸。
我們將這三個(gè)步驟概括為造氣、轉(zhuǎn)化和吸收。
19 世紀(jì)以前，硫黃是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的唯一原料。19 世紀(jì) 30 年代，英國(guó)和德國(guó)相繼開(kāi)發(fā)了以硫鐵礦為原料的制酸技術(shù)。隨著有色金屬冶煉工業(yè)的高速發(fā)展，冶煉過(guò)程產(chǎn)生的大量含硫氣體排放到大氣中造成嚴(yán)重污染。為了治理含硫廢氣，并加以綜合利用，以冶煉煙氣為原料生產(chǎn)硫酸的工藝應(yīng)運(yùn)而生。
這三種原料各有優(yōu)缺點(diǎn)，硫鐵礦分布廣泛，開(kāi)采成本低，副產(chǎn)品氧化鐵可做煉鐵的原料，但在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)“三廢”，治理成本大、能耗高、硫資源利用率低，這一工藝已經(jīng)逐漸被淘汰。
硫黃是生產(chǎn)硫酸的優(yōu)質(zhì)原料，生產(chǎn)流程短、“三廢”的治理量小，但我國(guó)的天然硫資源不多，硫資源的供給成為硫酸工業(yè)發(fā)展的瓶頸。國(guó)際硫黃價(jià)格維持高位的年份，以硫黃為原料的生產(chǎn)技術(shù)受到很大的限制，而在國(guó)際硫黃資源供給充分的年份，以硫黃為原料而生產(chǎn)的硫酸又會(huì)占據(jù)市場(chǎng)。
以金屬硫化礦冶煉煙氣中的SO2為原料生產(chǎn)硫酸可以變廢為寶，且省去造氣環(huán)節(jié)，但單靠冶煉煙氣中的SO2無(wú)法滿足對(duì)硫酸的巨大需求，且對(duì)原料氣的凈化環(huán)節(jié)又是不能忽略的成本
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