焦化脱硫废液提取硫氰酸盐

项目持有方：安徽工业大学
成果简介
目前国内许多焦化厂采用 HPF 脱硫脱氰工艺,每天必须外排一部分脱硫废液并补充水分以保持较高的脱硫效率。全国三百多家焦化厂每天需要排出脱硫废液1 万多吨。脱硫废液中含有大量的硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸铵等，要经过无害化处理后才能排放，这是环保工作所必需的。由于脱硫废液中的硫氰酸铵难降解，目前焦化厂对此均无较好的处理方法。另一方面，脱硫废液中的硫氰酸铵含量较高，是附加值较高的化工产品。从外排脱硫废液中回收硫氰酸铵，具备一定的经济效益，是资源化处理脱硫废液切实可行的方法。
目前国内工业化处理焦化脱硫废液的技术主要有三大类。
第一类方法是将脱硫废液喷洒到煤场上，掺入炼焦煤中。这样的处理结果不仅增大了炼焦过程的设备腐蚀，增加了焦化脱硫系统的负担，而且废液掺入焦煤中不易做到搅拌均匀而流淌渗入地下水中，严重造成水体污染。
第二类方法是将脱硫废液蒸干水分，得到硫氰酸盐、硫代硫酸盐和硫酸盐的“三合一”固体混盐。但是这些混盐进一步深加工分离出硫氰酸盐的技术尚不成熟，造成焦化厂厂内混盐堆积，形成新的固废。
第三类方法是真空蒸馏---分步结晶法。该方法工艺较复杂，投资较高。特别是该方法所提取的硫氰酸盐即使纯度达到 98%，但硫酸根含量、重金属含量和铁含量等都大大超过国家产品标准，属于不合格产品，因而经济效益都不太好。
本项目独家首创的“三步法”技术成功地解决了上述难题，不仅大大促进了焦化厂脱硫废液处理的环保工作，而且提纯后的硫氰酸盐也带来了十分可观的经济效益。
成熟程度和所需建设条件
本项目技术已经在安徽某化工公司完成了工业化生产中试，现已达到 1000吨硫氰酸铵/年生产规模，并在逐年增大。
建设日处理废液 50 吨，即年处理废液 15000 吨生产线，需要场地 300 平方米，设备投资 160 万元，可提取优质硫氰酸铵三千吨/年，年产值 900 万元，毛利 500 万元。
技术指标
本项目的生产工艺是独家首创的“三步法”技术。
第一步为生产混盐：在焦化厂内用蒸汽将脱硫废液蒸干水分，得到硫氰酸盐、硫代硫酸盐和硫酸盐的“三合一”混盐。这一步许多焦化厂已经实施了，是无害化处理脱硫废液的简捷有效的方法。大多数厂家采用蒸发器或者反应釜配真空机组完成此步骤，能耗相当高。本项目此步骤的新技术是发明专利“焦化脱硫废液浓缩后提盐的方法”，可以节省能耗 50%以上。
第二步为生产粗盐：以“三合一”混盐为原料，在水相中将硫氰酸铵与硫酸铵进行分离，可得到纯度 90-95%的硫氰酸铵晶体。此步骤也有许多厂家已经实施，基本为蒸发浓缩过滤结晶的方法。本项目的新技术是独创的，不需要蒸发过程，所生产的纯度 90-95%的硫氰酸铵的成本小于 500 元/吨（不包括“三合一”混盐成本在内），这样的生产成本是其他厂家的生产方法所无法达到的。
第三步为生产精盐：对上述粗盐进行纯化处理，最终得到的硫氰酸铵产品达到国家标准 HG/T 2154-2004 中优质品标准（硫氰酸铵质量分数>98.0%；溶液外观清澈，除微小絮状物外不含不溶物质；水溶液 pH 值为 4.5-6.0；硫酸盐质量分数<0.04%；重金属(以 Pb 计)质量分数<0.002%；铁(Fe)质量分数<0.0005%；硫化物质量分数<0.005%。）。此步骤所生产的硫氰酸铵的成本为 600 元/吨。目前绝大多数提盐厂家即使硫氰酸铵的产品纯度达到 98%，但硫酸盐含量、重金属含量和铁含量都远远超过国家标准，属于不合格产品。此步骤技术具有独特性，所生产的产品质量和成本也是目前其他厂家尚无法做到的。
市场分析与应用前景
硫氰酸盐用作丙烯睛纤维抽丝溶剂，化学分析试剂，彩色电影胶片冲洗剂，某些植物脱叶剂以及机场道路除莠剂，还用于制药、印染、橡胶处理，黑色镀镍及制造人造芥子油等。目前，国内硫氰酸盐市场容量为 15 万吨，其中硫氰酸钠为 10 万吨，价格为 8500 元/吨；硫氰酸铵 3 万吨，价格为 6000 元/吨；其他为硫氰酸钾、硫氰酸钙等 2 万吨。我国每年硫氰酸盐出口总量约为 8 万吨。
这些硫氰酸盐产品以前主要由国内近百家化工厂采用化学合成的方法生产，近年来大部分属于提盐公司的产品。
硫氰酸铵是一个已经成熟的产品，市场售价为 4000-6000 元/吨。化工厂化学合成硫氰酸铵的生产成本不少于 6000 元/吨，在提盐产品大量冲击市场的压力下大多数已经无法再生产了。国内近百家提盐公司采用浓缩结晶的工艺，硫氰酸铵的生产成本不少于 3000 元/吨，而且产品基本都没有达到国家标准 HG/T2154-2004 中合格品标准。本项目采用特有的专利技术，生产成本为 1500 元/吨，产品硫氰酸铵达到国家标准 HG/T 2154-2004 中优质品标准，计划采用 3000 元/吨进行销售，毛利可达到 50%。
社会经济效益分析
（1）投资成本低。本项目技术的投资成本为目前国内各类脱硫废液提取硫氰酸铵方法中最低的。日处理废液 50 吨，设备投资只需要 160 万元，只有浓缩结晶法的 1/5。
（2）生产成本低。本项目技术生产优质硫氰酸铵的生产成本小于 1500 元/吨（不包括混盐成本在内），也是目前国内各类脱硫废液提取硫氰酸铵方法中最低的。
（3）产品质量优。本项目技术生产的硫氰酸铵产品达到国家标准 HG/T2154-2004 中优质品标准，这是目前国内各类脱硫废液提取硫氰酸铵方法尚无法达到的。
（4）经济效益好。本项目技术从脱硫废液提取硫氰酸铵的毛利润可达到 50%以上，这也是目前国内各类脱硫废液提取硫氰酸铵方法所无法达到的。
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