有關(guān)有色金屬?gòu)U棄物火法冶煉煙氣脫硫新工藝的探索

鄧曉虎

（陜西盛華冶化有限公司，陜西漢中723300）

綠色發(fā)展

有關(guān)有色金屬?gòu)U棄物火法冶煉煙氣脫硫新工藝的探索

鄧曉虎

（陜西盛華冶化有限公司，陜西漢中723300）

通過分析有色金屬?gòu)U棄物冶煉煙氣的脫硫現(xiàn)狀，然后探索有色金屬脫硫新工藝，從而研究出拋棄型氧化鎂煙氣脫硫工藝的技術(shù)創(chuàng)新之處和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

有色金屬；廢棄物；火法冶煉

引言

經(jīng)高溫焙燒后，硫化金屬礦中的硫和金屬能夠相分離，分離后的硫可轉(zhuǎn)化成為二氧化硫，并跟隨冶煉煙氣共同排放出去。但二氧化硫的排放會(huì)造成大氣污染，這在某種程度上制約了有色金屬工業(yè)的健康發(fā)展，有必要對(duì)有色金屬?gòu)U棄物火法冶煉煙氣脫硫的新工藝進(jìn)行探索，本文探討了拋棄型氧化鎂煙氣脫硫工藝。

1 有色金屬?gòu)U棄物冶煉煙氣脫硫現(xiàn)狀分析

有色金屬?gòu)U棄物中含有多種稀貴金屬，如鋅、金、銀、銅等，中國(guó)需對(duì)有色金屬冶煉煙氣進(jìn)行治理，治理時(shí)既要處理高濃度的二氧化硫，又要處理低濃度的二氧化硫，對(duì)于高濃度的二氧化硫，一般通過冶煉煙氣制酸的方式處理；對(duì)于低濃度的二氧化硫，一般通過脫硫工藝治理。有生產(chǎn)企業(yè)利用污泥火法對(duì)有色金屬?gòu)U棄物進(jìn)行冶煉，既能夠提煉有價(jià)金屬元素，又能夠得到無公害的爐渣，還能夠?qū)崿F(xiàn)有色金屬?gòu)U棄物的資源化。但污泥火法冶煉能夠產(chǎn)生高濃度的二氧化硫，應(yīng)采取措施對(duì)二氧化硫進(jìn)行治理。鎂法相對(duì)較新的脫硫技術(shù)，該技術(shù)已在美國(guó)、韓國(guó)、日本等國(guó)家成功應(yīng)用。中國(guó)具有較多的氧化鎂儲(chǔ)量，因此鎂法脫硫技術(shù)在中國(guó)具有廣泛的應(yīng)用前景［1］。

2 火法冶煉煙氣脫硫的工藝

2.1 化學(xué)反應(yīng)公式

拋棄型氧化鎂煙氣脫硫技術(shù)主要涉及4個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式，具體介紹如下：

2.2 有色金屬脫硫路線

拋棄型氧化鎂煙氣脫硫技術(shù)中，煙氣產(chǎn)生之后，先用布袋除塵，除塵滿意后，煙氣通過煙道以及增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入噴淋空塔（逆流式）當(dāng)中，噴淋層能夠向下噴射脫硫劑液滴，液滴噴出之后，能夠與煙氣充分接觸，繼而促使二氧化硫氣體吸收，得到產(chǎn)物亞硫酸鎂，亞硫酸鎂能夠被塔內(nèi)的空氣氧化，繼而生成硫酸鎂。與此同時(shí)，煙氣中含有一定量的有機(jī)物質(zhì)和重金屬元素，有機(jī)物質(zhì)和重金屬元素成功被水吸收之后便會(huì)進(jìn)入塔漿液當(dāng)中，這就基本實(shí)現(xiàn)了煙氣脫硫。脫硫的煙氣可進(jìn)入噴淋空塔的上部，上部俺有除霧器，煙氣中的大霧滴能經(jīng)除霧器去除，去除了大霧滴的煙氣便能通過煙囪排放了。研究指出，應(yīng)用這種方法進(jìn)行脫硫，可收獲95%以上的脫硫效率。脫硫漿液的pH值和CEMS值為依據(jù)，適當(dāng)在漿液中添加氫氧化鎂，符合排放標(biāo)準(zhǔn)后，按要求定期將脫硫液排放至廢水處理系統(tǒng)當(dāng)中，待脫硫廢液沉淀后，借助納米鐵將當(dāng)中的重金屬物質(zhì)，隨后進(jìn)行色度去除，直至硫酸廢液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，再將其排放［2］。

2.3 火法冶煉煙氣脫硫的主要工藝參數(shù)

火法冶煉煙氣脫硫的主要工藝參數(shù)主要包括液氣比、鎂硫比、煙氣流速等7方面內(nèi)容。從氧化鎂脫硫工藝的液氣比看，盡量將液氣比控制在3～5 L/m3之間。從鎂硫比看，鎂硫比的理論數(shù)值應(yīng)該為1，但本次實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)鎂硫質(zhì)量比在1.02～1.05時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳吸收劑利用效率，收獲最高的脫硫效率。從逆流式吸收塔內(nèi)的煙氣流速看，一般需將其數(shù)值控制在2.5～3.8 m/s之間，本次工藝設(shè)計(jì)此項(xiàng)數(shù)值為3.5 m/s。從煙氣停留時(shí)間（脫硫劑與煙氣的接觸反應(yīng)時(shí)間）看，需將它控制在2～5 s之間，本次工藝中，綜合考慮多種因素（如工程造價(jià)、氧化鎂反應(yīng)活性、除霧器受煙氣流速影響等）之后，將煙氣停留時(shí)間設(shè)置為3 s。從循環(huán)漿液固體物濃度看，菱鎂礦粉中有諸多不溶物（其質(zhì)量含量高于10%），不溶物含量過高會(huì)對(duì)閥門、管道、防腐層、攪拌器等產(chǎn)生較大的磨損。因此，脫硫產(chǎn)物硫酸鎂具備較佳的溶解度，在設(shè)置循環(huán)漿液固體物濃度時(shí)，盡量將數(shù)值設(shè)置在2%～3%之間。從塔漿液pH值看，硫酸鎂溶解度佳，即便高pH值環(huán)境下，硫酸鎂也能夠轉(zhuǎn)化成為亞硫酸鎂，這能夠在一定程度上增加脫硫效率，因此，pH值只要在5～7之間便不會(huì)對(duì)脫硫效果造成負(fù)面影響。從氧化鎂熟化溫度看，可將其控制為80℃或者更高，這樣能夠收獲較佳的脫硫效率。

2.4 工藝創(chuàng)新分析

本次拋棄型氧化鎂煙氣脫硫工藝實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，這主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一方面體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了煙塔一體化改造，吸收塔和直排煙囪實(shí)現(xiàn)了一體化，這樣能夠獲得更佳的美學(xué)效果，且能夠減少占地面積，降低煙塔阻力損失，繼而達(dá)到節(jié)省電能消耗的效果。第二方面表現(xiàn)在納米鐵技術(shù)的應(yīng)用，本次工藝中建設(shè)了廢水處理系統(tǒng)，納米鐵技術(shù)在廢水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠在很大程度上減少?gòu)U水中的重金屬物質(zhì)（如銅、鋅、鉛等），促使廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)［3］。

2.5 技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

1）表現(xiàn)在投資費(fèi)用低，本次脫硫工藝中需要應(yīng)用大量的氧化鎂，因中國(guó)氧化鎂儲(chǔ)量大，氧化鎂的價(jià)格相遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液堿，能降低脫硫系統(tǒng)的資金投入成本，與此同時(shí)，煙塔一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、較低的液氣比系數(shù)以及被改進(jìn)的吸收塔能夠在很大程度上減少系統(tǒng)壓降，并節(jié)約20%左右的電能消耗。2）表現(xiàn)在較高的脫硫效率，一般情況下，在脫硫工藝中結(jié)合應(yīng)用氧化鎂能夠收獲95%甚至更高的脫硫效率。3）主要表現(xiàn)在生成較少的固體廢棄物，固體廢棄物生成減少后，可在一定程度上減少固體廢棄物處置成本。

2.6 綜合效益分析

鎂法脫硫產(chǎn)生的反應(yīng)物不是硫酸鎂便是亞硫酸鎂，以上反應(yīng)物能夠分解成氧化鎂和硫酸，且只需補(bǔ)充6%～10%的數(shù)量便可實(shí)現(xiàn)氧化鎂返回應(yīng)用，且能夠得到副產(chǎn)品硫酸。因本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較小，為收獲較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益，因此試驗(yàn)中采用了拋棄法。

3 結(jié)語

本文對(duì)拋棄型氧化鎂煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了探討，認(rèn)為拋棄型氧化鎂煙氣脫硫工藝具有一定技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠提升煙氣冶煉成效，值得進(jìn)一步應(yīng)用、推廣。

［1］申屠洪飛.有色金屬?gòu)U棄物火法冶煉煙氣脫硫新工藝［J］.資源節(jié)約與環(huán)保，2015（3）:270-271.

［2］黃遠(yuǎn)東，劉澤宇，許璇.中國(guó)有色金屬行業(yè)的環(huán)境污染及其處理技術(shù)［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2015（3）:67-72.

［3］黃麗美.氧化鋅脫硫技術(shù)在鉛鋅冶煉廠的應(yīng)用與改進(jìn)［J］.硫酸工業(yè)，2015（5）:42-45.

（編輯：劉楠）

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

鄧曉虎（1975—），男，陜西漢中人，高中，技師，研究方向：礦熱爐冶煉。