介紹

亞硫酸鈣(Calcium Sulfite)是一種無機化合物，化學式為CaS03。它是一種白色或略帶黃色的結(jié)晶粉末，微溶于水，不溶于醇，溶于酸。在空氣中容易氧化為硫酸鈣。它的分子結(jié)構(gòu)中，硫和氧之間是共價雙鍵，鈣和硫之間是離子鍵。它的晶體結(jié)構(gòu)類似于氯化鈉，屬于立方晶系。它的晶體中，每個鈣離子與四個氧離子配位，每個硫離子與六個氧離子配位。在常溫下是穩(wěn)定的，但在高溫或強酸條件下容易發(fā)生化學反應(yīng)。例如，在高溫下它會分解為硫和二氧化硫，而在強酸條件下，亞硫酸根離子會被氧化為硫酸根離子。

亞硫酸鈣

應(yīng)用

亞硫酸鈣有很強的還原與吸附功能，在水處理和鈣塑板生產(chǎn)等方面廣泛應(yīng)用。如用于水體脫氯、漂白、過濾等。如在生產(chǎn)鈣塑板過程中，亞硫酸鈣用作填充劑。亞硫酸鈣主要用于造紙、紡織、制糖和食品加工等行業(yè)。在造紙工業(yè)中，亞硫酸鈣用于生產(chǎn)酸性紙張，可以防止紙張變黃和老化。在紡織工業(yè)中，亞硫酸鈣用于漂白棉織物和麻織物。

合成

以往合成的缺點

目前，生產(chǎn)亞硫酸鈣主要采用兩種方法：一、采用氯化鈣和亞硫酸鈉溶液中進行復(fù)分解反應(yīng)，過濾后烘干得亞硫酸鈣固體；二、氫氧化鈣溶液中通入二氧化硫氣體，沉淀出亞硫酸鈣，干燥后獲得亞硫酸鈣固體。這些生產(chǎn)方法都是采用工業(yè)原料生產(chǎn)亞硫酸鈣，不僅消耗資源，同時生產(chǎn)成本較高。

有關(guān)煙氣脫硫灰的利用已有相關(guān)的專利文獻公開，如中國專利申請?zhí)枮椋?018113949573，公開了一種煙氣脫硫灰渣中的亞硫酸鈣制備硫酸鈣的方法及裝置，把脫硫灰渣物料加入到裝有過量的稀硫酸的反應(yīng)釜中，硫酸與CaCO3、Ca(OH)2反應(yīng)生成硫酸鈣、CO2氣體、水；與CaSO3·5H2O反應(yīng)生成硫酸鈣并放出SO2氣體；該SO2氣體一部分在反應(yīng)釜內(nèi)水解成亞硫酸，采用ClO2把其氧化成硫酸根離子和氯離子，逸出的SO2氣體由引風機帶入以硫酸與ClO2組成的酸液為吸收液的吸收塔中被氧化生成硫酸根離子和氯離子，反應(yīng)完成后，用灰鈣粉中和反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)液到pH值為中性，用板框壓濾機壓濾后再用自來水洗滌，脫水干燥后即得硫酸鈣產(chǎn)品。整個灰渣處理過程沒有任何污染。并且反應(yīng)過程簡單快速，適于工業(yè)化應(yīng)用。

新合成方法

為解決亞硫酸鈣生產(chǎn)成本高以及脫硫灰難以利用的問題，吳六順[1]提供了一種以燒結(jié)煙氣脫硫灰為原料制備亞硫酸鈣的方法，不僅能夠有效解決亞硫酸鈣生產(chǎn)過程中大量消耗優(yōu)質(zhì)資源的問題，而且解決脫硫灰的利用問題，減少脫硫灰對環(huán)境的污染。該方法分為三步，具體步驟如下：

S1：硫浸出：將脫硫灰加入到碳酸鈉溶液中均勻攪拌浸漬一段時間后，過濾得到濾渣1和濾液1，其中碳酸鈉溶液濃度為10％～20％，碳酸鈉溶液的溫度為20℃～60℃，且攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min～800轉(zhuǎn)/min，液固比為6～10，浸出時間為30min～60min。其中燒結(jié)煙氣脫硫灰，其中化學組分按其重量百分比計：35％～45％Ca，8％～16％S，2％～5％Cl，1％～3％Fe，0.8％～2.0％(K+Na)，0.2％～1.0％Si，以及O、Mg、Al和少量的其它組分。具體地，碳酸鈉溶液濃度為10％，碳酸鈉溶液的溫度為60℃，且攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，液固比為6，浸出時間為30min。其中燒結(jié)煙氣脫硫灰，其中化學組分按其重量百分比計：35％Ca，8％S，2％Cl，1％Fe，0.8％(K+Na)，0.2％Si，以及O、Mg、Al和少量的其它組分。其中硫浸出步驟的化學反應(yīng)式如下所示：CaSO3+Na2CO3＝CaCO3↓+Na2SO3

S2：碳酸化處理：將S1步驟中的濾渣1浸漬在水中，并向水中通入二氧化碳氣體，過濾得到濾渣2和濾液2，其中碳酸化處理條件為：液固比為6?10，浸出時間為20min～40min，二氧化碳氣體流量為0.5L/min～2L/min，攪拌速度為400L/min～800r/min。具體地，本實施例中碳酸化處理條件為：液固比為6，浸出時間為40min，二氧化碳氣體流量為0.5L/min，攪拌速度為400L/min。其中碳酸化處理的化學反應(yīng)式如下所示：CaCO3+H2O+CO2＝Ca(HCO3)2

S3：沉淀亞硫酸鈣：將S2步驟中濾液2加入到S1步驟中的濾液1，過濾得到濾渣3和濾液3，濾渣3烘干獲得亞硫酸鈣粉末，具體地，本實施例中將濾液2加入到濾液1，當混合溶液的pH值為11時則停止繼續(xù)加入。S3步驟中的濾液3加熱后得到濾液4，濾液4重新返回S1步驟中循環(huán)使用，其中加熱溫度為60℃～80℃，具體地，本實施例中加熱溫度為60℃。S3步驟中的濾液4可以循環(huán)利用，不外排、無需廢水處理。其中沉淀亞硫酸鈣步驟中的化學反應(yīng)式如下所示：Ca(HCO3)2+Na2SO3＝NaHCO3+CaSO3↓

該方法以脫硫灰為原料生產(chǎn)亞硫酸鈣，消除了脫硫灰?guī)淼沫h(huán)境污染，大大提高了脫硫灰的利用價值；同時將脫硫灰作為制備亞硫酸鈣的原料，不僅降低了優(yōu)質(zhì)資源的消耗和亞硫酸鈣的生產(chǎn)成本；制備過程中的溶液循環(huán)利用，無廢液產(chǎn)生，固體產(chǎn)物高效利用，無二次污染，減少了生產(chǎn)過程中的環(huán)保投資，提高了亞硫酸鈣生產(chǎn)的效益。

毒性

亞硫酸鈣是一種低毒物質(zhì)，對皮膚、眼晴和呼吸道有一定的刺激作用。在正常工況下，生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的粉塵和氣體對人體健康的影響較小。但是，如果生產(chǎn)和使用過程中發(fā)生泄漏或事故，會導(dǎo)致大量粉塵和氣體外泄，可能會對現(xiàn)場工人和周圍居民的健康造成危害。因此，在生產(chǎn)和使用過程中，應(yīng)該采取有效的防護措施，確保工人和居民的健康安全。此外，它在高溫或強酸條件下容易發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生有害氣體和廢渣。這些廢氣和廢渣如果未經(jīng)處理直接排放或處理不當，會對環(huán)境造成污染。因此，在生產(chǎn)和使用過程中，應(yīng)該采取有效的環(huán)保措施，確保廢氣和廢渣得到妥善處理。

參考文獻

[1]吳六順,梅海琴,李慧等. 一種以燒結(jié)煙氣脫硫灰為原料制備亞硫酸鈣的方法[P]. 安徽?。篊N115520890A,2022-12-27.