有色金属冶炼烟气制酸净化工艺初探

冯宁 马锦红

摘 要：冶炼烟气制酸净化工艺是有色金属生产中主要技术，该技术在应用过程中会产生大量的二氧化硫，不仅造成资源浪费，而且会污染环境。加上硫资源匮乏程度日益加重，使得相关领域研究学者更加关注对冶炼烟气净化技术的研究。由于冶炼烟气必须经过净化才能够制酸，因此冶炼烟气净化过程必须达到制酸的要求。鉴于此，研究中以有色金属冶炼烟气为研究对象，分别介绍了有色金属冶炼烟气制酸湿法净化工艺，并对其处理工艺及技术创新进行展望，供参考。

关键词：有色金属冶炼;烟气制酸;净化;工艺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.013

当前有色金属冶炼过程中烟气净化作业模式主要涉及两类，分别是干式净化和湿式净化。由于有色金属冶炼过程中排放的大量烟气中含硫物质居多，因此会造成空气酸化，对环境造成较大危害，同时会对人身体产生一定程度危害。如何对冶炼烟气进行净化，是提高空气质量，实现环保生产的关键。由此，相关化工领域研究学者将研究重心倾向于开展冶炼烟气制酸法工艺研究[1]。

1 有色金属冶炼烟气的特点及危害

（1）有色金属冶炼烟气的特点。有色金属冶炼烟气的气体实际流量与正常状态下的二氧化硫浓度保持一定动态变化，有效控制进出料频率是利用转炉冶炼生产的重要技术手段，如果进出料频率的控制不得当，会造成烟气流量波动幅度大，但是随着富氧底吹工艺的应用能够有效控制烟气排出量，最大化减小烟气排放过程中对空气环境污染造成的影响。（2）金属冶炼烟气的危害。金属冶炼烟气带来危害的主要来源是固态物质和气态有害物，例如氧化铁、石粉粒、二氧化硫、氟化物等，其中二氧化硫产生的危害最大。例如，冶炼烟气中含有的二氧化硫排放到大气中，会造成环境污染，危害人类健康，同时会导致土壤酸化、水生生物生长受到抑制，腐蚀建筑材料等。

2 有色金属冶炼烟气制酸净化工艺及流程

（1）稀酸洗工艺及流程。与水洗流程相比，稀酸洗法工藝硫利用效率高;而与热浓酸洗法、干法净化流程相比较，烟气净化的指标数据较高。稀酸洗工艺能够有效的减少金属冶炼过程产生的污水排放，使得大量的有价金属得到富集，利于综合回收。但此工艺应用时需要进行大量投入，成本高，经济性差。稀酸洗工艺流程可分为普通稀酸洗净化工艺流程和绝热增湿酸洗净化流程。本文主要针对绝热增湿酸法净化工艺流程展开研究[2]。

洗涤液循环使用是绝热增湿酸法净化工艺主要步骤，通过洗涤液的吸收，能够将部分三氧化硫经过化学反应生成稀硫酸，其中在整个循环系统中，第一洗涤塔循环系统和第二循环塔洗涤系统不设置对应的冷却器，降温过程主要采用绝热蒸发法，这样既环保，又能够减少设备的投入，更具经济性。此净化工艺中，常用的设备涉及到空塔、填料塔和二级电除雾器。处理效率高、效果好，能够保证生产高质量浓硫酸。其中，在整个工艺流程中，在经过二级电除雾器作用后，烟气送往干燥塔进一步进行净化的指标，如酸雾、水分、尘、砷和氟的具体达标值见下表1。

（2）水洗净化工艺及流程。水洗净化工艺过程中，是以水作为洗涤液，将经过污染的水质进行加工处理，转化为二氧化硫排放[3]。此工艺流程简易，耗材少，具备一定经济性，主要适用于炉中含尘或者杂质较少的应用中。同时，水洗净化工艺也存在较多的缺点，其中不仅需要处理酸性废水外，还要处理砷、氟等杂志，污水处理系统的规模及处理工艺应先进且具有针对性;硫利用率低，最后制成的硫酸浓度较低，难以溶于水，回收的难度加大，此中状况造成的损失约占总系统中流入总硫量的1%，此外，二氧化硫脱除效率在80%～90%之间，造成减量的硫量约占总硫量的0.5%。

（3）热浓酸洗工艺及流程。热浓酸洗工艺主要达成减少生成酸雾的生产目的，在温度达到180℃～300℃范围内，三氧化硫类烟气进入热流塔，并用纯度为93%的高温酸进行洗涤处理，并将烟气中含有的酸和相应的水汽结合，形成硫酸蒸汽，剩余的酸滴能够在塔壁进行冷凝处理，减少了电除雾其器的投入和使用，从而简化了整个工艺流程，使得工艺生产及处理的效率更高，且使用的处理工艺中，相关的设备使用量较少，材料利用率高，具有一定经济性。但是，热浓酸洗工艺处理具有一定的局限性，其不适用于含氟量大的烟气。

（4）干法净化工艺及流程。干法净化俗称“CO法”，其不需要洗涤液对酸进行循环吸收，能够提高热利用率，投入可节省20%～30%，使用过程中的占地面积较少，且不涉及到污水和污泥的排放，因此无需针对此方法建立污水处理厂。但是由于是干法处理，对于烟气中排放的尘难以吸收，易造成堵塞排烟管道现象发生，甚至可能会造成被迫运行。

3 有色金属冶炼烟气处理先进工艺及技术应用展望

通过大量国内外文献对比研究发现，直接铅冶炼工艺是烟气处理工艺改进的最佳途径，虽然工作原理具有一定的技术组合性，理论分析较为复杂，但是其操作简便，后期污水处理工艺及流程简易，节省人力和物力，具有经济性。此外石灰强化还原工艺主要以添加脱硫剂和还原剂，来实现烟气净化[4]，也能够达到一定处理标准。由此可知，先进的工艺及流程需要结合工程应用实践展开，以达到排放标准为前提，同时要考虑设备使用效率、工艺流程及周期和经济性等条件。

4 结束语

综上所述，有色金属冶炼烟气排放会对大气环境、人类健康、水生生物生长等带来一系列危害，但是只要选择科学合理高效的处理工艺，能够最大化降低其危害程度。因此在冶炼烟气制酸净化工艺选择中，相应技术人员，应综合分析和比较各方面因素，将研究的重心放在研制更有效、更经济性的生产工艺中。

参考文献：

[1]吴建江.有色金属冶炼烟气制酸净化工艺探讨[J].新疆有色金属，2012，35（04）：62-64.

[2]方项林，邵志恒.有色金属冶炼烟气制酸湿法净化工艺研究[J].世界有色金属，2015（09）：79-80.

[3]何平.有色金属冶炼中冶炼烟气制酸工艺及烟气含杂影响的初步探讨[J].化工管理，2017（20）：46.

[4]张涛，杨德鑫，李娜，etal.冶炼烟气制酸废酸废水处理中水综合利用[J].硫酸工业，2017（02）：21-23.

作者简介：冯宁（1977-），女，辽宁锦州人，本科，工程师，研究方向：冶金化工。