試論有色冶煉煙氣驟冷收砷技術

揣孝林

摘 要：在現代化建設速度逐漸加快的趨勢下，社會生產對于金屬礦產資源的需求量也在逐年提升，這給冶煉與加工行業帶來了巨大的機遇和挑戰。有色冶煉煙氣驟冷收砷技術的運用，能夠促進高砷礦冶煉工作效率與質量的提升，滿足企業對經濟效益的追求，同時為社會生產活動提供豐富的資源。本文將對有色冶煉煙氣驟冷收砷技術的工藝及應用進行分析，對有色冶煉煙氣驟冷收砷技術進行相關試驗研究，提出生產中的相關實測參數，以實現對有色冶煉煙氣驟冷收砷工藝的逐步優化，促進企業生產效率的提升。

關鍵詞：有色冶煉煙氣;煙氣驟冷;收砷技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.020

隨著高品位精礦需求量的增加，對于冶煉與加工工藝也提出了更高的要求。在高品位精礦生產中，會有較大的成本投入，給企業發展帶來巨大壓力。而低品位高砷精礦的應用，能夠有效緩解冶煉企業的經濟壓力。高砷礦主要是指精礦含As>0.5%，在實際冶煉工作當中，應該對含As煙氣進行有效處理，并對含As2O3的煙塵進行回收。干法與濕法回收技術，是回收煙氣中砷的主要方法。在分離煙氣中的砷時，干法技術主要是以冷卻的形式實現，尤其是隨著有色冶煉煙氣驟冷收砷技術的運用，使得回收效率得到明顯提升。當玻璃砷溫度區間有煙氣通過時，其急冷的方式能夠防止玻璃砷粘結的現象發生，這也是緩冷工藝所不具備的一個優勢。在含砷酸污水和含砷煙灰的處理當中，主要采用的是濕法技術，但是與驟冷收砷技術相比，其成本投入較大。

1 工藝與應用

1.1 工藝流程

余熱回收與收塵系統會有效凈化煙氣，收集絕大多數的固態煙塵，煙氣溫度能夠在短時間內大幅下降，其中As4O6的則在冷凝處理中被析出。在采用有色冶煉煙氣驟冷收砷技術時，其溫度可降至120℃，能夠析出的As2O3含量可以達到95%以上。與此同時，結合布袋收砷器的運用，能夠達到99%以上的回收效率。煙氣露點和形成固態As2O3的溫度大體一致，但是在實際生產工作中，應該確保煙氣溫度在露點溫度的30℃以上，這種問題會引發設備的腐蝕現象[1]。將壓力溫度測點應用于管路當中，同時設置煙氣旁路，是驟冷收砷工藝中的關鍵步驟。

1.2 實際應用

在吉林紫金銅業有限公司的產酸工作中，應用有色冶煉煙氣驟冷收砷技術。首先，原料經過熔煉廠進行熔煉與吹煉工序產生含二氧化硫煙氣。其次，煙氣通過凈化工序的一級高效洗滌器、氣體冷卻塔、一級電除霧、二級電除霧等設備，達到降溫、除塵、除霧等目的。轉化設計采用進口觸媒、“3+2”兩次轉化流程。SO2濃度≤7.5%-14.5%，一層進口≤395-420℃，氧氣濃度≥11%。在干吸工藝當中，入口酸霧≤0.005g/Nm3，含塵≤0.005g/Nm3，二吸塔酸濃：97.7%-99%。最后，經四段、五段轉化后的氣體經Ⅳ、V換熱器后溫度降至160℃后進入第二吸收塔，用98%硫酸吸收其中SO3[2]。

2 試驗研究

2.1 試驗工藝流程

在煙氣當中，As2O3是以氣體狀態存在，1100℃為頂吹熔煉爐中工藝煙氣的溫度值，對其進行降溫處理，在收塵過程中主要運用高溫電收塵器[3]。在對煙氣進行驟冷降溫處理時，采用的主要設備是高效洗滌器、冷卻塔設備，目的是降溫、除塵、除霧、吸收。固態砷煙塵由氣態砷冷凝得到，在收集過程中運砷溶于稀硫酸中，形成污酸，打到污水處理工序進行硫化沉砷處理，有效促進收塵效率的提升[4]。煙氣旁路應用于蒸發冷卻器入口當中，嚴格控制其壓力和溫度等參數。煙氣從電除塵器出來進入凈化洗滌系統之前添加布袋除塵器，目的是除砷和煙氣降溫，做到一舉兩得，但是要考慮到我司目前污酸中含平均砷含量6000mg/m3，并考慮到成本投資和回報之間的關系。污水處理的硫化沉砷方法耗費大量成本，在未來發展中應該對此類問題加以重視。

2.2 設備規格與性能

在收砷系統中，采用的設備包括了螺旋包裝機、高溫電收塵器、蒸發冷卻器、自動反饋旁路、布袋收砷器和高溫防腐風機等等。在有價金屬煙塵的收集中，需要借助于高溫電收塵器，比如Pb、Cu和Zn等，這是促進As2O3煙塵純度提升的有效方法。為了對煙塵進行降溫處理，應該采用蒸發冷卻器，當停留于蒸發冷卻器時，應該等待其液滴蒸[5]。在噴嘴位置，應該采用壓縮空氣與冷卻水霧化處理，50-150μm為液滴的直徑范圍。固態As2O3煙塵的收集則采用布袋收砷器，在使用過程中應該做好防腐處理。

3 實測參數

在正常狀態當中，煙氣中二氧化硫的含量在10%-14%之間，收塵尾氣送制酸。側吹爐白煙塵南1-2電場2018年6月-12月的實物量為534.314t，干量為531.4，含砷8.3184106%，砷重為44.2059，含銅為12.57074%，銅重為66.8037.側吹爐白煙塵南3-4電場中2018年6月-12月的實物量為228.492t，干量為228.5，含砷8.53145%，砷重為19.4937，含銅為11.5027%，銅重為26.2827.側吹爐白煙塵北1-2電場2018年6月-12月的實物量為519.909t，干量為519.9，含砷8.2416587%，砷重為42.8491，含銅為12.42203%，銅重為64.5832.側吹爐白煙塵北3-4電場2018年6月-12月的實物量為153.581t，干量為34.53，含砷6.1450313%，砷重為2.12213，含銅為14.00107%，銅重為4.83153。

4 結語

在硫鐵礦制酸和有色冶煉工作當中，煙氣驟冷收砷技術的應用較為廣泛，應該進一步加強對冶煉工況的優化處理，以確保砷平衡。為了降低工藝煙氣波動幅度過大對驟冷收砷系統造成的影響，需要加強煙氣旁路的設計。

參考文獻：

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[4]姚亮，李旭朋.有色冶煉煙氣驟冷收砷技術的研究與應用[J].中國有色冶金，2014，43（03）：41-44.

[5]曲勝利，董準勤.干法收砷工藝的應用實踐[J].中國有色冶金，

2010，39（04）：37-39+71.