有色金属冶炼烟气脱硫技术

有色金属冶炼烟气脱硫技术

袁磊

内蒙古华云新材料有限 公司电解一厂 内蒙古包头市 014046

摘要：目前在我国，用于有色金属冶炼的原料主要是硫化矿，冶炼过程产生的烟气中含有大量的SO₂，不经过有效的脱硫处理，一方面将严重污染大气，一方面又造成了硫资源的严重浪费，因此研究经济可行、简单实用的烟气脱硫技术，对我国有色金属冶炼的发展至关重要，需要我们认真对待。本文通过讨论有色金属冶炼烟气脱硫技术的意义与现状，浅谈了几种应用广泛的烟气脱硫技术。

关键词：有色金属冶炼；脱硫技术；环保；

前言

我国大部分冶炼厂使用火法处理工艺，在火法冶炼过程中，会产生大量的二氧化硫气体和颗粒物，并且受到技术和经济的限制，难以在短时间取缔这种冶炼技术。随着时代的发展进步，国家越加重视环保技术，烟气脱硫是主流的处理方法，需要推行环保、使用的烟气脱硫技术，可以为环保事业做出巨大贡献。

一、有色冶炼烟气脱硫技术

1.烟气脱硫技术在我国的应用现状

（1）高浓度SO₂烟气的脱硫技术得到了大规模应用。对于SO2含量高于3%的烟气，一般采用催化制酸的方式，进行烟气脱硫，回收硫资源。该方法在我国起步很早，早在60年前我们就已经能通过钒催化剂的催化作用生产硫酸了，最早建成的制酸装置位于葫芦岛锌厂，至今仍能正常使用。据统计，1997年通过这种方式生产的硫酸就达到了2.78Mt，此后每年通过高浓度SO₂烟气的催化制酸所生产的硫酸量都超过了年总产量的10%，可见这一技术的应用之广泛。

（2）低浓度SO₂烟气的脱硫技术起步晚，应用程度不尽人意。对于SO₂含量低于3%的烟气，我们主要是通过引进国外的烟气脱硫技术或针对中小锅炉采取简易的脱尘除硫方式，进行烟气脱硫的。具体方法可分为干法和湿法两类。

2.湿法处理技术

（1）氧化锌—酸解法

该方法的核心是氧化锌溶液，可以起到吸收烟气中二氧化硫的效果，在完成吸收工作后，会产生化学反应，生产亚硫酸锌溶液，在对溶液进行酸解处理，可以将其内部蕴含的二氧化硫释放出来，并且气体纯净度较高，可以成为硫酸的生产原料。在使用该方法时，需要具备专业的设备，主要为吸收塔，可以对烟气中的二氧化硫进行吸取，并且吸收效率极高，可以达到95%以上。该方法具有吸收效率高、卡靠性高等应用优势，是目前应用最为广泛的技术之一，不会出现二次污染现象。由于该方法工作特性，特别适用于锌冶炼企业，将其作为其处理技术，可以为后续的精炼工作提供原料。

（2）再生胺吸收解吸法

该方法需要使用吸附剂，实现对烟气中二氧化硫的吸收，使其进入到溶液内部，在吸附环节结束以后，在进行二氧化硫的解析，得到的二氧化硫出精度较高，可以作为硫酸的生产原料，在冶炼厂中有着广泛的应用，并且成本低，不会出现二次污染的问题。

（3）石灰石—石膏法

将石灰石、石灰浆液作为原材料，可以与二氧化硫产生反应，也是应用比较广泛的陀螺技术之一。该方法核心设备为吸收塔，吸收效率可以达到95%，但是存在一定的缺陷，就会存在二次污染的风险。

（4）麻石水膜法

采用麻石作为搭建材料，建设出专门的反应池，可以进行二氧化硫的吸收，这种方法存在一定的限制，只能处理二氧化硫含量低的烟气，在含量超出一定范围以后，其脱硫效果直线下降。可以看出，湿法脱硫都是气体与液体之间产生反应，具有效率高、吸收率高等优势，也是现阶段市场上主流的脱硫技术，同样存在一定的缺陷，容易出现设备堵塞、腐蚀的问题，部分脱硫技术还具有二次污染的风险，为了对二次污染进行控制，需要采取一系列的善后处理措施，增加运行的费用。由于湿法脱硫技术对水资源需求较大，所以一般用于水资源封堵的地区，对于水资源紧缺的地区，该技术具有一定的局限性。

3.干法脱硫技术

（1）活性焦烟气脱硫法

该法主要是利用活性焦的吸附特性和催化特性使烟气中二氧化硫与烟气中的水蒸气和氧反应生中H₂SO₄吸附在活性焦的表面，吸附二氧化硫的活性焦加热后再生，释放出高浓度二氧化硫气体，解吸二氧化硫的活性焦循环使用，高浓度二氧化硫气体可加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。

（2）荷电干粉喷射脱硫法

该法主要为石灰干粉高速通过高压静电电晕充电区，干荷粉电后波喷射到烟气中，由于荷电干粉同性相斥，因此在烟气中呈悬浮状态，增加了与二氧化硫反应的机会，提高了脱硫效率，该技术为美国专利，我国目前尚未有实验应用。

（3）电化学方法脱硫法

该方法主要是依靠氧化原理，将二氧化硫激发为自由基，并且产生化学反应，不需要复杂的设备，并且反应物质都处干态，不会出现腐蚀设备的现象。在反应过程中，不需要水资源，也不会产生废水，但是受到技术等原因的限制，无法大规模应用，仍然处在实验研究阶段。

二、烟气脱硫技术应用上存在的问题以及发展方向

1.应用上存在的问题

烟气脱硫一直受到有关部门的着重强调，在近60年的发展中，理应产生不少实际效果，然而现实却远非如此，烟气脱硫在我国推广应用还亟待增强，这一方面受经济实力的限制，与我国国情密切相关，一方面又和盲目引进国外技术有关。

（1）脱硫投资高、产物出路差。

受具体国情影响，从国外购买的脱硫装置往往价格高昂，运行与维护成本极大，以重庆珞璜电厂为例，其购入的日本产“石灰石－石膏烟气脱硫装置”，仅购买费用就超过了4000万美元，而且运行成本在4000万人民币/每年以上，普通有色金属冶炼厂往往难以负担。而即便购入了这类先进的烟气脱硫装置，正常运行并净化了烟气，其生产出的硫产品却往往因为卖不出去，而不得不作为废弃物被丢弃，使得投入得不到回报，影响企业的正常发展。

（2）不联系国内实际，盲目引进国外技术

诚然，国外的先进脱硫技术对国内的有色金属冶炼烟气脱硫工作非常有价值，但是盲目引进，一方面将滞后自主化技术水平的提高，一方面国情不一样，又会对实际的经济效益产生影响。举个很简单的例子，日本本土对“石灰石－石膏烟气脱硫技术”的应用广泛，主要是因为其国内缺乏石膏资源，采用该技术，一方面能有效解决烟气脱硫问题，一方面能生产石膏供本国使用，而与之相对，我国石膏资源充足，采用同种技术必将造成副产物找不到出路等问题，使企业陷入循环不良的情况。

2.烟气脱硫技术的发展方向

（1）从上面的讨论不难看出，湿法脱硫技术将在很长一段时间内占据我国烟气脱硫市场的主导地位，然而其设备投资大、运行维护困难，从发展的角度而言，应综合考虑合理取舍。就目前的国情而言，针对中小锅炉烟气脱硫技术和设备的开发和制造前景广阔、意义重大，值得相关科研人员积极进行探索与推广。例如新型的电化学脱硫技术、电子束脱硫技术，既保证了脱硫效果，又保证了脱硫成本，在国内已有相关示范项目，值得同行消化利用。又如针对中小机组对投资和占地面积的要求，所研发的烟气循环流化床脱硫工艺，兼具效率高和成本低的特点，值得大为推广。

（2）首先，各有色金属生产企业需积极推广节能减排技术，加大转型力度，关闭部分能耗严重、环境污染大的生产机组，从管理上减少SO₂的产出量；其次，还应关注前期脱硫技术的发展，从减少原料矿石的含硫量为基础，来减少烟气的硫含量；再次，加强对有色金属冶炼新工艺的研究，从冶炼过程入手，减少含硫废气的排放量；最后，还应积极进行防腐材料、防垢材料的研究，进而提高湿法脱硫技术的适应性。

结束语

综上所述，在短时间内，我国仍然会用火法冶炼作为主流的冶炼工艺，为此，要加强对烟气脱硫技术的研发，可以减少大气污染，延缓全球变暖。随着科技水平的不断提升，会涌现出更多先进的技术和材料，为脱硫技术的研发奠定良好的基础。

参考文献：

[1]苏晨阳,胡学军,冯权莉.有色金属冶炼尾气脱硫脱硝处理技术研究进展[J].化工科技,2018,(06):77-81.

[2]林磊,潘浩辉.离子液循环吸收法有色冶炼烟气脱硫新技术[J].世界有色金属,2018,(07):32-33.