有色金属冶炼烟气制酸净化工艺探究

摘要：烟气制酸净化工艺的有效利用为金属生产提供了保障。有色金属进行冶炼的过程中，会产生一定数量的二氧化硫，这不但会对生态环境产生破坏，而且会造成硫资源浪费。因此，本文在阐述有色金屬冶炼烟气危害的基础上，对干法净化工艺、湿法净化工艺进行深度探究，以期减少有色金属冶炼对生态环境造成的影响，并降低有色金属冶炼过程中硫的流失率。

关键词：有色金属冶炼;烟气制酸;净化工艺

引言：

有色金属冶炼时，会产生一种成分复杂的烟气，其中含有大量有害物质，这些烟气在空气中扩散，会造成硫资源的大量浪费及生态环境的严重污染。对冶炼烟气进行净化的目的，便是对烟气进行过滤，清除其中含硫化合物等杂质，控制烟气排放对生态环境的影响，并且最大程度降低硫流失率。2018年6月，国家发布《关于全国加强生态环境保护 坚决打好污染防治攻坚战的意见》文件，可见我国对生态环境治理问题的高度重视与决心。因此，为了净化冶炼烟气，更好地实现生态环境保护目标，研究人员需加强对有色金属冶炼烟气制酸净化工艺的探究，在确保工业稳步前进的同时，助力社会可持续发展。

1.有色金属冶炼烟气的危害

1.1损害人体健康

有色金属冶炼伴随着一定量的工艺烟气产生，其含有大量硫的氧化物，会对人体健康造成严重损害。因此，工业烟气排放过多，则会导致空气中硫的氧化物浓度不断升高，当其浓度达至0.2ppm时，会对人体呼吸系统造成较大影响;当浓度达至0.3ppm，会导致心肺病死亡率大幅度上升。同时，在冶炼过程中，也会造成含有重金属废水的大量排放，严重影响饮用水质量，从而损害人体健康。

1.2危害植物农田

有色金属在冶炼过程中，会产生一定的有害物物质，比如二氧化硫、氧化铁等，在这些化学物质里，二氧化硫的有害性是最大的。其中对人体影响最大的是二氧化硫。当二氧化硫排放量较大时，雨水中硫酸根离子浓会不断度升高，从而导致空气中PH值降低，进而致使酸雨的形成。酸雨会对土壤成分进行破坏，使农作物缺乏其生长发育所需的矿物质;同时也会对土壤环境造成影响，使土壤中的微生物种群产生改变，导致农作物和树木枯黄而死，严重危害植物农田的生长。

1.3腐蚀建筑及金属设备

在金属冶炼过程中排放出的化学物质二氧化硫，遇到空气中的漂尘，便会产生催化作用，从而加速空气的潮湿。同时，冶炼过程中产生的二氧化硫被空气中的氧气氧化为三氧化硫时，便会产生具有高腐蚀性的硫酸，对金属设备及建筑物造成严重腐蚀伤害。并且二氧化硫溶于水，会导致酸雨的产生，对建筑物造成腐蚀破坏。

2.冶炼烟气制酸净化工艺

目前，有色金属冶炼烟气制酸净化工艺一般分为干法净化和湿法净化两种形式。

2.1干法净化工艺

干法净化过程是在高温环境下进行的，又称为“CO法”。此工艺在实施过程中，无需采用洗涤剂对酸成分采取循环吸收，资金投入相比于其他工艺可节省20%-30%，动力消耗节省25%。同时，干洗净化过程对场地面积没有太大要求，不对污水、污泥进行排放，因此，无需建立相应的处理设备。但是，因采用的是无水参与的干法处理，对烟气中产生的氟氯砷等化学物质，吸收清除效率低，易发生排烟管堵塞等现象，甚至导致迫运行的情况发生。目前，干法净化已不再单独作为除尘净化方式使用，而与湿法净化方式进行结合，共同烟气发挥净化作用。

2.2湿法净化工艺

湿法净化工艺主要包括水洗净化和酸洗净化两种形式。

2.2.1水洗净化工艺

其中水洗净化工艺采用生活中常用物质水为洗涤液，对污染水质进行二次转化，从而生成二氧化硫进行排放。水洗净化工艺一般在含尘及杂质较少的情况中使用。同时，水洗净化工艺也具有较多不足之处，如净化中硫的流失较大，导致硫提取率低，不具备推广应用价值。另外，水洗净化工艺会排放出大量酸性废水，对环境造成严重污染，需要建立完善的污水处理系统对其进行配套使用，经济性能低。因此，目前水洗净化工艺已逐渐被酸洗净化工艺取代。

2.2.2酸洗净化工艺

酸洗净化方式分为两类，包括热浓酸洗净化及稀酸洗净化。

第一，热浓酸洗净化工艺主要特点是控制了酸雾量的生成。当温度升至180°-300°范围内，三氧化硫类烟气飘进热酸塔，并使用浓度为93%的高温酸对其进行洗涤处理，将烟气中的酸与水汽发生反应，生成硫酸蒸汽。未参与反应的酸滴直接在塔壁上参与冷凝处理，反应环节少，并控制了成本。但因热浓酸具有强还原性特征，不适在砷氟含量较高的烟气中使用，导致其工艺使用具有很强的局限性。

第二，稀酸洗净化工艺。目前，稀酸洗净化工艺分为：普通稀酸洗净化工艺和绝热增湿洗净化工艺。一方面，普通稀酸洗净化过程中，产生的烟气热量在冷却器中被带走，减少净化过程中污水、污泥排放量。同时，也会对污水、污泥中有价金属进行收集，实现资源利用的最大化。但普通稀酸净化也有其缺点：工艺流程多，金属器材消耗大，导致其经济性较差。另一方面，绝热增湿洗净化工艺是指在绝热的环境中，利用高温烟气在洗涤器内与喷射稀酸进行传热，并借助洗涤液的融合功能，使一定数量的三氧化硫生成稀硫酸。前两级洗涤塔设备不装置冷却器，采用绝热蒸发法进行降温处理，这样既遵循绿色理念，又提高经济性。

综上分析，发现在烟气制酸净化工艺中，稀酸洗净化工艺与水洗净化工艺进行对比，其硫利用率相对较高，而与热浓酸洗净化工艺和干法净化工艺对照，其烟气净化数据指标也相对较高。因此，在现阶段，冶炼烟气制酸中采用稀酸洗净化工艺缺陷较少，适用性较高。

3.结语

综上所述，有色金属冶炼烟气过程中会排放大量固态及气态有害物质，对人体健康、植物农田、建筑物及金属设备都产生极大影响，同时也会造成二氧化硫资源的流失浪费。随着国家形势的不断变化，可持续发展理念的提出，相应地对金属冶炼行业也提出了更高的要求：如何在保护好生态环境的基础上，最大程度地平衡好经济与生态之间的关系，从而使其进行合理的转化，进而帮助工业又好又快发展。基于此，研究人员需要依据新时代形势的要求，谨慎选择出更加高效且环保经济的金属冶炼烟气制酸视净化工艺，为国家有色金属冶炼行业作出自己的贡献。

参考文献

[1]张光玉，尹振香，路家超.有色金属冶炼行业发展及近况探讨[J].中国金属通报，2019，000（006）：15，17.

[2]屠年松，谢冉，王欣.中国有色金属产业链转型效率研究[J].中国矿业，2020，29（02）：32-39.

[3]康义.新时代有色金属工业高质量发展的战略思考[J].中国有色金属，2020（12）：26-29.

作者简介：方晓（1971年7月12日），性别：女，民族汉，江西省南昌市人，学历：本科，职称讲师，单位：江西省化学工业学校，单位邮编：330012，研究方向：化学工艺。