有关有色金属废弃物火法冶炼烟气脱硫新工艺的探索

邓晓虎

（陕西盛华冶化有限公司，陕西汉中723300）

绿色发展

有关有色金属废弃物火法冶炼烟气脱硫新工艺的探索

邓晓虎

（陕西盛华冶化有限公司，陕西汉中723300）

通过分析有色金属废弃物冶炼烟气的脱硫现状，然后探索有色金属脱硫新工艺，从而研究出抛弃型氧化镁烟气脱硫工艺的技术创新之处和技术优势。

有色金属；废弃物；火法冶炼

引言

经高温焙烧后，硫化金属矿中的硫和金属能够相分离，分离后的硫可转化成为二氧化硫，并跟随冶炼烟气共同排放出去。但二氧化硫的排放会造成大气污染，这在某种程度上制约了有色金属工业的健康发展，有必要对有色金属废弃物火法冶炼烟气脱硫的新工艺进行探索，本文探讨了抛弃型氧化镁烟气脱硫工艺。

1 有色金属废弃物冶炼烟气脱硫现状分析

有色金属废弃物中含有多种稀贵金属，如锌、金、银、铜等，中国需对有色金属冶炼烟气进行治理，治理时既要处理高浓度的二氧化硫，又要处理低浓度的二氧化硫，对于高浓度的二氧化硫，一般通过冶炼烟气制酸的方式处理；对于低浓度的二氧化硫，一般通过脱硫工艺治理。有生产企业利用污泥火法对有色金属废弃物进行冶炼，既能够提炼有价金属元素，又能够得到无公害的炉渣，还能够实现有色金属废弃物的资源化。但污泥火法冶炼能够产生高浓度的二氧化硫，应采取措施对二氧化硫进行治理。镁法相对较新的脱硫技术，该技术已在美国、韩国、日本等国家成功应用。中国具有较多的氧化镁储量，因此镁法脱硫技术在中国具有广泛的应用前景［1］。

2 火法冶炼烟气脱硫的工艺

2.1 化学反应公式

抛弃型氧化镁烟气脱硫技术主要涉及4个化学反应方程式，具体介绍如下：

2.2 有色金属脱硫路线

抛弃型氧化镁烟气脱硫技术中，烟气产生之后，先用布袋除尘，除尘满意后，烟气通过烟道以及增压风机进入喷淋空塔（逆流式）当中，喷淋层能够向下喷射脱硫剂液滴，液滴喷出之后，能够与烟气充分接触，继而促使二氧化硫气体吸收，得到产物亚硫酸镁，亚硫酸镁能够被塔内的空气氧化，继而生成硫酸镁。与此同时，烟气中含有一定量的有机物质和重金属元素，有机物质和重金属元素成功被水吸收之后便会进入塔浆液当中，这就基本实现了烟气脱硫。脱硫的烟气可进入喷淋空塔的上部，上部俺有除雾器，烟气中的大雾滴能经除雾器去除，去除了大雾滴的烟气便能通过烟囱排放了。研究指出，应用这种方法进行脱硫，可收获95%以上的脱硫效率。脱硫浆液的pH值和CEMS值为依据，适当在浆液中添加氢氧化镁，符合排放标准后，按要求定期将脱硫液排放至废水处理系统当中，待脱硫废液沉淀后，借助纳米铁将当中的重金属物质，随后进行色度去除，直至硫酸废液达到排放标准后，再将其排放［2］。

2.3 火法冶炼烟气脱硫的主要工艺参数

火法冶炼烟气脱硫的主要工艺参数主要包括液气比、镁硫比、烟气流速等7方面内容。从氧化镁脱硫工艺的液气比看，尽量将液气比控制在3～5 L/m3之间。从镁硫比看，镁硫比的理论数值应该为1，但本次实验显示，当镁硫质量比在1.02～1.05时，能够实现最佳吸收剂利用效率，收获最高的脱硫效率。从逆流式吸收塔内的烟气流速看，一般需将其数值控制在2.5～3.8 m/s之间，本次工艺设计此项数值为3.5 m/s。从烟气停留时间（脱硫剂与烟气的接触反应时间）看，需将它控制在2～5 s之间，本次工艺中，综合考虑多种因素（如工程造价、氧化镁反应活性、除雾器受烟气流速影响等）之后，将烟气停留时间设置为3 s。从循环浆液固体物浓度看，菱镁矿粉中有诸多不溶物（其质量含量高于10%），不溶物含量过高会对阀门、管道、防腐层、搅拌器等产生较大的磨损。因此，脱硫产物硫酸镁具备较佳的溶解度，在设置循环浆液固体物浓度时，尽量将数值设置在2%～3%之间。从塔浆液pH值看，硫酸镁溶解度佳，即便高pH值环境下，硫酸镁也能够转化成为亚硫酸镁，这能够在一定程度上增加脱硫效率，因此，pH值只要在5～7之间便不会对脱硫效果造成负面影响。从氧化镁熟化温度看，可将其控制为80℃或者更高，这样能够收获较佳的脱硫效率。

2.4 工艺创新分析

本次抛弃型氧化镁烟气脱硫工艺实现了技术创新，这主要表现在两个方面，第一方面体现在实现了烟塔一体化改造，吸收塔和直排烟囱实现了一体化，这样能够获得更佳的美学效果，且能够减少占地面积，降低烟塔阻力损失，继而达到节省电能消耗的效果。第二方面表现在纳米铁技术的应用，本次工艺中建设了废水处理系统，纳米铁技术在废水处理系统中的应用能够在很大程度上减少废水中的重金属物质（如铜、锌、铅等），促使废水达到国家排放标准［3］。

2.5 技术优势分析

1）表现在投资费用低，本次脱硫工艺中需要应用大量的氧化镁，因中国氧化镁储量大，氧化镁的价格相远远低于液碱，能降低脱硫系统的资金投入成本，与此同时，烟塔一体化结构设计、较低的液气比系数以及被改进的吸收塔能够在很大程度上减少系统压降，并节约20%左右的电能消耗。2）表现在较高的脱硫效率，一般情况下，在脱硫工艺中结合应用氧化镁能够收获95%甚至更高的脱硫效率。3）主要表现在生成较少的固体废弃物，固体废弃物生成减少后，可在一定程度上减少固体废弃物处置成本。

2.6 综合效益分析

镁法脱硫产生的反应物不是硫酸镁便是亚硫酸镁，以上反应物能够分解成氧化镁和硫酸，且只需补充6%～10%的数量便可实现氧化镁返回应用，且能够得到副产品硫酸。因本次实验项目相对较小，为收获较高的综合经济效益，因此试验中采用了抛弃法。

3 结语

本文对抛弃型氧化镁烟气脱硫技术进行了探讨，认为抛弃型氧化镁烟气脱硫工艺具有一定技术创新和技术优势，能够提升烟气冶炼成效，值得进一步应用、推广。

［1］申屠洪飞.有色金属废弃物火法冶炼烟气脱硫新工艺［J］.资源节约与环保，2015（3）:270-271.

［2］黄远东，刘泽宇，许璇.中国有色金属行业的环境污染及其处理技术［J］.中国钨业，2015（3）:67-72.

［3］黄丽美.氧化锌脱硫技术在铅锌冶炼厂的应用与改进［J］.硫酸工业，2015（5）:42-45.

（编辑：刘楠）

New Technology of Flue Gas Desulfurization by Fire Method of Nonferrous Metal Waste

Deng Xiaohu
（Shenxi Shenghuazhihua Limited Company，Hanzhong Shanxi 723300）

In this paper，the present situation of flue gas desulfurization in non-ferrous metal smelting is analyzed，and the new process of nonferrous metal desulfurization is explored.The technological innovation and technological advantages of the discarded Magnesium Oxide flue gas desulfurization process are studied.

nonferrous metals；waste；smelting by fire method

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.05

X758

A

2095-0748（2016）14-0013-02

2016-06-08

邓晓虎（1975—），男，陕西汉中人，高中，技师，研究方向：矿热炉冶炼。