為了降低脫硫廢液中的鹽濃度，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出分步結(jié)晶法、氧化法、萃取法、真空膜蒸餾、離子交換樹脂等方法，然而這些方法或工藝復(fù)雜、或消耗大量化學(xué)試劑，運(yùn)行成本偏高。濕法氧化脫硫通常以氨水或碳酸鈉溶液吸收待處理氣體中硫化氫，然后在催化劑作用下將硫化氫氧化為單質(zhì)硫加以回收。濕法氧化脫硫具有脫硫效果好、常溫常壓下可操作、脫硫液可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)化肥廠、焦化廠常采用的煤氣、合成氣和焦?fàn)t氣脫硫技術(shù)。
化學(xué)沉淀法，即在脫硫廢液中添加合適沉淀劑使得其中高溶解度的鹽轉(zhuǎn)化為沉淀去除，是簡(jiǎn)易有效的方法。如果進(jìn)一步能夠在提鹽過(guò)程中獲得物相純凈且價(jià)值高的化合物，將能夠在一定程度上減少處理成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
然而，硫化氫在催化氧化為單質(zhì)硫的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生其他含硫副產(chǎn)物，如硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽和硫酸鹽等，并且隨著脫硫液的循環(huán)使用而富集，導(dǎo)致脫硫效果大大降低，而其中鹽濃度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了排放標(biāo)準(zhǔn)，因此脫硫廢液已成為工廠生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的雙重難題。
無(wú)論水樣中Na2S2O3與NaSCN的比例如何，處理后水體中S2O32-的濃度都檢測(cè)不到。分析原因有兩點(diǎn)：一是脫硫廢液中的Na2S2O3起還原劑作用，在形成沉淀的過(guò)程中消耗一部分;二是由于形成CuSCN的反應(yīng)消耗大量OH-，即反應(yīng)后水體顯著酸化(從表1處理后水體水質(zhì)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果也可以看出)，在酸性介質(zhì)中Na2S2O3極易被空氣中的氧氣氧化為Na2SO4。所得沉淀的XRD圖譜與CuSCN圖譜吻合，且無(wú)雜峰出現(xiàn)，表明得到了物相純凈的CuSCN。在硫酸銅添加量為14.83g實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于分離沉淀后的水體采用低溫結(jié)晶法，析出Na2SO4晶體20.96g，處理后水體中含有Na2CO3為0，NaHCO3為1.6396g/L，表明僅有部分碳酸鹽損失，有可能在補(bǔ)加一定量的碳酸鈉后作為脫硫液使用。
在含有SCN-、S2O32-的脫硫廢液中加入適量硫酸銅固體，可形成單一物相的CuSCN沉淀，處理后SCN-濃度顯著降低，而S2O32-由于反應(yīng)消耗和體系酸化而全部轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，使得水體中Na2SO4濃度接近或達(dá)到飽和值。因此，在采用低溫結(jié)晶的方法或其他工業(yè)上可實(shí)現(xiàn)的方法除去大部分硫酸鈉，最終水體鹽濃度大大降低，可在補(bǔ)加碳酸鈉固體后作為脫硫液使用或直接作為脫硫液補(bǔ)水。
綜上所述，在含有Na2S2O3和NaSCN的模擬水樣中加入硫酸銅，在Cu2+的加入量不超過(guò)水樣中所含SCN-物質(zhì)的量的0.5倍時(shí)，可保證所得沉淀為物相純凈的CuSCN，而處理后水體中Cu2+濃度不可檢出，Na2SO4濃度超過(guò)或接近飽和值，可采用低溫結(jié)晶方法析出，使得水體中鹽濃度降低，而水體有可能循環(huán)應(yīng)用于脫硫液補(bǔ)水。
而處理后水體中剩余Cu2+離子濃度可以忽略不計(jì)，因而可以在采用低溫結(jié)晶法除去部分Na2SO4后，可作為脫硫液補(bǔ)水回用。CuSCN可用于油漆材料，也可以作船底防污涂料、果樹防護(hù)等，是高附加值產(chǎn)品，而β-CuSCN在光電化學(xué)太陽(yáng)電池中的應(yīng)用長(zhǎng)期以來(lái)受到人們的普遍關(guān)注。
筆者針對(duì)采用Na2CO3-NaHCO3緩沖溶液為吸收液的濕法氧化脫硫技術(shù)所形成的脫硫廢液，提出一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方案：通過(guò)向脫硫廢液中加入硫酸銅，使溶液中的SCN-以CuSCN形式沉淀析出，通過(guò)控制硫酸銅加入量，可以獲得物相純凈的CuSCN，同時(shí)水體中S2O32-轉(zhuǎn)化為SO42-。
來(lái)自【格林大講堂】
