摘要：有色金属冶炼行业中，因金属硫化物的原态而导致过程中产生大量的硫氧化物，对环境治理工作带来难度。本文围绕有色冶炼及烟气制酸环保技术的议题进行了探讨，分析了当前国内有色金属冶炼及烟气制酸产业发展状况，阐述了有色冶炼烟气特点，论述了低浓度烟气脱硫技术发展，供相关人士参考。
关键词：烟气回收;冶炼;制酸工艺;环保
1引言
在冶炼行业中，因矿物原料中含有硫化态的金属物质导致在冶炼工艺过程中产生大量的二氧化硫，这些含有高浓度二氧化硫的烟气不仅对工艺设备造成腐蚀，而且还会增加企业环保治理的工作难度。在实际的冶金生产中，针对含有硫氧化物烟气的处理技术大致分为两类，一类是低浓度硫氧化物烟气采取脱硫处理，另一类是中高浓度硫氧化物烟气通过回收硫氧化物制酸，实现资源的高效利用。随着环保政策的实施，有色冶炼中烟气制酸环保技术也有了较快发展。
2我国有色冶炼及烟气制酸产业分析
近年来，我国有色金属冶炼产业进入到快速发展时期，精炼铜、锌、铅、镍等产量均呈现稳步增长。据硫酸工业协会统计，2018年我国硫酸的总产量为9685万吨，同比上升0.9%，其中金属冶炼制酸产量为3496万吨，同比上升5.6%，占总产量的36.1%，增长势头稳健。而国内硫酸市场的消费量却比往年下降0.1%，呈现负增长趋势。这些数据表明，我国硫酸消费进入到平台期，硫酸市场呈现出供需不平衡。初步统计，2019年至2023年新建或拟建的冶金硫酸产能约2300万吨，冶金制酸将面临较大的产能过剩压力，在淘汰落后产能的同时，产业集中向着规模化发展成为重要的发展趋势，有色冶金企业将面临更激烈的市场竞争。
3有色冶炼烟气技术特点
由于冶炼原料矿品质参差不齐，近年来富矿资源紧缺，大部分原料属伴生矿，杂质含量较多，有色冶炼烟气中的组分出现更多的波动，烟气中含有大量的有害杂质，给冶炼工艺操作、品质控制以及烟气环保处理增加了很大的难度。利用烟气中含有的二氧化硫制酸主要工艺技术需要从两方面考虑，一方面是技术的合理性和可行性，具体从工艺系统的热平衡以及水平衡来看，是否满足系统平衡的要求;另一方面是技术的经济性，由于硫酸没有较多的附加值，因此只有尽可能降低工艺成本才有更多的竞争优势。根据业内经验，当冶炼烟气中二氧化硫的浓度超过4%时，烟气制酸具有资源回收的经济性。根据烟气中二氧化硫的不同浓度，制酸工艺也有差异。当烟气中二氧化硫浓度在4%～6%时，可采用一转一吸工艺;二氧化硫浓度在6%～12%时，可采用一转一吸工艺或二转二吸工艺;二氧化硫浓度在12%以上时，可采用二转二吸工艺。而冶炼烟气中二氧化硫浓度低于4%时，烟气制酸的经济性不高，目前采取的技术思路主要是将低浓度的二氧化硫提高至4%以上，然后安装上述常规制酸工艺进行生产。另外，当烟气中二氧化硫浓度在3%～3.5%时，可采用湿法转化制酸工艺。对于烟气中二氧化硫浓度在1%～3%范围内的，还没有较好的脱硫处理工艺。
4低浓度烟气脱硫技术进展分析
目前，在冶炼行业中采取的烟气脱硫技术主要包括石灰石-石膏法、钠碱法、双碱法、金属氧化物法、有机溶剂吸收法、双氧水法、活性焦法。
石灰石-石膏法：该方法以石灰石为脱硫剂，经过乳化与烟气中的二氧化硫发生反应生成亚硫酸钙，再经过氧化曝气生成硫酸钙。该方法可实现90%以上的脱硫效率，同时石灰石来源丰富，成本低廉，是一种较为经济的脱硫技术。但是在实际的工艺中应注意管道堵塞和结垢问题。
钠碱法：该方法是利用氢氧化钠溶于水且具有强碱性的特点，实现对烟气中二氧化硫的去除。不同的条件会产生不同的副产物，如硫酸反应过程中生成亚硫酸钠，硫酸与亚硫酸钠又生成硫酸钠和二氧化硫，这种钠碱法被称为钠-硫酸钠法。硫酸反应过程中通过控制溶液的pH值继而得到较为稳定的亚硫酸钠，基本不产生硫酸钠，这种钠碱为钠-亚硫酸钠法。钠碱法工艺简单，具有较高的脱硫效率，可达到98%以上，通常应用在二氧化硫浓度在0.5%以下的情况。
双碱法：该方法是上述两种方法的结合，既发挥出两种方法的各自优势，具有优异的脱硫效率，可到到98%以上，同时生成高品质的石膏产品，而且可以消除管道堵塞和结垢的问题。在实际中，一般应用在二氧化硫浓度在1%以下的情况。
金属氧化物法：该方法以氧化锌法为代表。氧化锌法采用氧化锌吸收液来吸收二氧化硫，生成亚硫酸锌，然后通过电解使亚硫酸锌亚硫酸锌生成硫酸锌和二氧化硫，二氧化硫进入到制酸系统，硫酸锌进入电解系统实现锌的回收。该方法脱硫效率达到90%以上，主要应用与铅锌冶炼厂，适用于二氧化硫濃度在2%以下的情况。
双氧水法：该方法利用双氧水的强氧化性，能够将烟气中的二氧化硫直接氧化为三氧化硫，然后在水溶液中形成硫酸。此法流程简单，具有99%以上的脱硫效率，而且没有副产物，因而不需要再进行废弃物回收或处理。不足之处在于双氧水中因含有一定的水分，因此对反应系统的水平衡性要求较高，而且双氧水本身具有高化学活性，运输存储过程中具有很大的危险性。该方法适用于二氧化硫浓度在0.5%以下的情况。
活性焦法：此法是利用煤燃烧制成的活性焦对烟气中的二氧化硫进行吸附和催化还原，在水蒸气和氧气环境下生成硫酸。活性焦的再生是通过加热释放吸附态的硫酸。此法脱硫效率可达到90%以上，具有很高的适应性，在脱硫的同时也能够对烟气中的重金属物质进行吸附，适用于二氧化硫浓度在1%以下的情况。
5结语
随着时代的进步和科技的发展，有色金属冶炼企业也面临更高的要求和标准。2018年，国家生态环境部公布了多项环保标准文件。面对新形势，冶金企业必须认真贯彻文件中的内容和标准，针对冶炼烟气制酸系统进行废弃排放指标的严格监测，根据实际监测状况改进和优化工艺环保技术和策略，使有色冶炼企业的环保治理工作水平符合行业新标准和新要求，跟上冶金行业发展的新步伐。
参考文献：
[1]解读《污染源源强核算技术指南有色金属冶炼》等五项环保标准，生态环保部，《有色冶金节能》，2019（1）
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