我國有色冶煉及煙氣制酸環保技術進展與展望

在自然界中，有色金屬礦物通常以硫化物的狀態存在，這就造成在冶煉階段，容易產生大量含有二氧化硫的煙氣。受到冶煉工藝、設備以及原料等因素的影響有色冶煉煙氣的種類相對較多，同時特性存在較大差異，煙氣量大，存在一定的波動，在煙氣二氧化硫濃度分布范圍方面相對較廣，這就對煙氣環保治理工作的開展帶來了嚴峻挑戰

。在近些年有色冶煉工業快速發展的過程中，有色金屬的產能與產量呈現出快速增長的狀態，在諸多有色金屬冶煉方面，我國已經達到世界先進水平。從冶煉煙氣制酸環保治理技術的發展來看，同樣呈現出多元化的發展趨勢，不同濃度二氧化硫煙氣采用的處理方式各不相同

。通過引進世界上工業化的先進技術與設備，我國在有色冶煉以及煙氣制酸環保治理方面已經取得了顯著成就，為生態環境的保護提供了可靠保障。

1 有色冶煉與制酸工業的發展現狀

1.1 有色冶煉煙氣制酸產量分析

從現階段有色冶煉制酸來看，我國已經位居世界首位，在大型化項目投產時候，實現了生產經營水平的提升，同時也引入了先進的技術，彌補了以往與國際先進水平之間存在的差距。比如在云南銅業公司、金川公司以及江西銅業公司的發展中，其硫酸生產能力得到了大幅提升，為有色金屬冶煉行業的發展注入了新的活力

。在目前諸多新工藝實現工業化運行以后，可以在發揮良好環保性能的同時，降低設備運行過程中產生的能耗，節約生產成本，同時對原料的適應性較強，為行業的可持續發展奠定堅實基礎。

1.2 有色冶煉煙氣處理方法

在進行冶煉煙氣處理的過程中，需要結合煙氣中的二氧化硫濃度來確定，結合不同濃度煙氣，采用不同的處理工藝。針對二氧化硫濃度在2.5%以下的煙氣，主要借助煙氣脫硫的方法處理，而在濃度大于1.5%的時候，則需要采用堿液中和法，小于1.5%則采用石灰-石膏拋棄法。對于濃度在2.5%～3.5%之間的煙氣，可以直接用于硫酸的制作，采用低濃度二氧化硫非穩態轉化工藝或者WSA濕法制酸工藝進行處理

。濃度在3.5%～5.0%之間的煙氣，通常借助常規的一轉一吸制酸工藝，然后利用尾氣吸收裝置，對尾氣進行處理。如果二氧化硫的濃度在5.0%以上，則主要采用兩轉兩吸的制酸工藝處理。

2 有色冶煉技術的進展

2.1 銅冶煉

在經過十多年的行業發展以后，我國銅冶煉行業的面貌發生了很大變化，小企業基本被市場淘汰，大中型冶金企業在先進吹煉與熔煉工藝的幫助下，實現了市場競爭力的提升。在現階段銅冶煉行業的發展中，我國在吹煉、熔煉技術方面已經取得了顯著成就，集中了世界先進技術，比如富氧底吹爐熔煉、氧氣側吹熔池熔煉、氧氣頂吹浸沒熔煉以及閃速爐熔煉等。銅熔煉的直收率甚至能夠達到98%，硫的回收率也超過了98%

。在中國恩菲與山東方圓有色合作之后，通過開發富氧底吹熔煉技術，可以達到與國外側吹、頂吹熔煉的效果，成為了當前銅冶煉行業發展中的主流技術。近年來，我國在吹煉技術方面也取得了顯著成就，不僅對傳統的轉爐吹煉技術進行改進，同時還進行了奧斯邁特爐吹煉技術與閃速爐吹煉技術等。赤峰云銅在自主開發的道路上，同樣取得了顯著成就，利用雙爐測頂吹連續吹煉技術，可以實現99%的硫捕集率，同時能夠環集煙氣，使之并入制酸系統中。在這些先進熔煉與吹煉技術的作用下，煙氣的二氧化硫濃度在不斷提升。

在近些年的發展中，我國再生銅冶煉的發展取得了顯著成就，技術水平不斷提升，不僅對傳統鼓風爐熔煉、固定式反射爐熔煉技術進行了改進，同時引入國外先進技術，在不斷創新的過程中，研發出具有自主知識產權的精煉搖爐、NGL爐以及頂吹爐等，甚至在部分技術裝備方面，已經超過了國外水平，在諸多大型再生銅項目中得到了廣泛推廣，實現了再生銅行業環保治理水平的提升。

2.2 鉛冶煉

在社會經濟快速發展下，必須要有充足的能源作為支撐，特別是在經濟增長迅速的階段，能源供需之間的矛盾更為激烈。而在有色冶煉企業的發展中，必須要重視廢熱在煙氣制酸中的應用，維持系統內的熱平衡，對現有的廢熱回收系統進行優化，實現系統運行效率的提升，將廢熱的作用充分發揮出來，其中可回收煙氣制酸中的轉化熱與吸收熱，分別產生中壓蒸汽與低壓蒸汽，利于余熱進行發電，減少外部購電，實現冶煉煙氣行業的碳中和目標。比如河南中原黃金冶煉廠有限責任公司在經營管理中，通過不斷的引入國際先進技術，同時強化自主創新，不僅發展為國內單系統最大煉銅廠，同時在生產規模方面也位居世界前列，通過強化廢熱回收利用，實現了生產成本的有效控制。廢熱回收技術在近些年得到了長足的進步，如有的將廢熱與當地的供暖系統相聯系，有的則與其他污染處理、回收、加熱等進行結合，有的將廢熱交換發電，有效提升了廢熱回收利用率也在資源使用方面得到了政府、公眾的一致認可。

在當前有色冶煉煙氣制酸過程中，對于環境保護的重視程度不斷提升。河南中原黃金冶煉廠有限責任公司在進行項目建設中，堅持落實“三同時”的原則，做到增產不增污，通過增加環保投資，完善各項基礎設施建設。在這一過程中，通過陽極爐、懸浮吹煉爐以及富氧底吹爐等環保設備的完善，尾氣分別單獨治理，從源頭減少污染物的濃度，同時推動余熱的全面回收利用，保障工廠在不增加燃煤低壓鍋爐的情況下，實現粉塵以及二氧化硫、氮氧化物等煙氣的超低排放。環境保護的思路在有色冶煉落實方面具有重要意義，在設備使用過程中需要進一步對有色冶煉的各個環境進行構建，突出環保理念并逐漸提升環保效果，在實際發展過程中對于有色冶煉中的廢氣、廢液等三廢進行及時處理，實現了資源的有效整合和地區環境保護的目標。

在現代市場競爭中，企業之間不僅需要開展核心力量的比較，同時需要從全方位進行綜合實力的對抗，只有實現自身綜合實力的提升，才能在激烈市場競爭中獲得生存。我國有色冶煉企業的發展，不僅需要在國內進行競爭，同時需要積極的與國外企業進行競爭，這就需要不斷增強自身的核心技術，實現核心競爭力的提升。在這種情況下，必須要構建集中化、裝置大型化產業發展體系，在政府政策的扶持下，實現自身技術與綜合實力的提升，推動煙氣制酸技術的發展。

2.3 鋅冶煉

近年來，我國在有色金屬冶煉方面取得了顯著成就，礦源眾多，同時存在許多的金屬礦伴生，在富礦緊缺的情況下，冶煉企業需要采用大量低品位礦以及復雜多元素礦，對冶煉工藝與具體操作提出了更高的要求。與此同時，也造成了煙氣氣量、組成出現了頻繁波動，在一氧化碳、砷、重金屬以及氯等有害雜質處理方面的難度較大。針對銅、鉛、鋅等有色金屬冶煉來說，在工藝方面已經處于行業領先，同時冶煉煙氣的氣量比較穩定，二氧化硫濃度較高，φ（SO

濃度）通常在7.0%～28.0%之間，可以進行制酸回收。但是針對一些稀有貴金屬冶煉來說，受到工藝限制，煙氣量相對較大，同時二氧化硫的濃度較低，制酸回收的難度相對較大。

3 有色冶煉煙氣工況

3.1 有色冶煉煙氣工況特點

在鋅冶煉行業的發展中，通常采用濕法煉鋅的工藝，火法豎罐煉鋅以及ISP法煉鋅的工藝已經逐漸被淘汰。近年來在工藝不斷進步的情況下，沸騰爐煉鋅技術水平不斷提升，目前已經有30多套109平方米沸騰爐的100kt/a先冶煉項目，在硫回收率方面，同樣可以達到98%以上，處于世界先進水平。尤其是中國恩菲設計沸騰爐項目，達到了152平方米，采用耐火材料進行整體澆筑，在白銀西北鉛鋅投入使用。隨著浸出工藝的不斷優化，將國際先進的富氧常壓浸出技術以及加壓浸出技術引入其中，能夠進行單質硫的生產，回收率達到了90%以上。在今后鋅冶煉的發展中，需要重點針對鋅浸出渣高效回收利用以及高強化沸騰焙燒技術進行研究，從而保證單系列規模可以實現進一步擴張。

3.2 煙氣治理技術狀況

在進行二氧化硫煙氣制酸利用的過程中，需要考慮技術可靠性與經濟性兩方面因素，必須要滿足系統水平衡與自熱平衡的要求，同時控制成本，不能使用高成本的外供熱源，維持系統內的熱平衡。針對φ（SO

）在4.0%以上的冶煉煙氣，可以在保證經濟性的同時，開展硫資源的制酸回收。通常來說，煙氣φ（SO

）在4.0%～6.0%之間的情況下，一般借助一轉一吸制酸以及尾氣脫硫工藝來進行處理，保持穩定的污染物減排以及熱能利用。φ（SO

）在6.0%-12.0%之間時，則需要借助二轉二吸的方式，同時進行尾氣的脫硫處理。在煙氣φ（SO

）達到12.0%以上以后，則可以采用帶高濃度轉化的二轉二吸工藝，對這些煙氣進行處理。在目前國內的煙氣脫硫處理過程中，已經形成了比較成熟的技術體系，脫硫運行費用具有較強競爭力，但是針對φ（SO

）在1.0%～4.0%之間的煙氣，經濟成本相對較大，需要進一步的進行技術研發。

4 有色冶煉煙氣制酸工作中的展望

4.1 構建集中化、裝置大型化產業發展體系

CT輻射劑量和對比劑用量 記錄患者CT容積劑量指數、掃描長度、劑量長度乘積。有效射線劑量等于劑量長度乘積乘以轉換系數，胸部的轉換系數k=0.014 mSv×mGy-1×cm-1[5]。碘的總量等于對比劑濃度乘以對比劑用量。

4.2 重視廢熱回收利用

在我國近年來鉛冶煉技術的發展中，通過引入國際先進的冶煉工業，基本轉變了以往落后產生的面貌，同時在結合國外先進技術的基礎上，不斷的開展自主研發工作，實現了鉛冶煉水平的提升。在目前鉛冶煉過程中，主要采用富氧底吹爐冶煉工藝，實現了98%的硫回收率，在原有技術基礎之上，不斷的創新，實現了冶煉水平的提升。國內諸多大型有色冶煉企業通過引入先進的冶煉工藝，強化自我創新，推動了整體行業的發展。而在再生鉛冶煉過程中，再生鉛火法冶煉技術的進步，為企業發展提供了更為多樣的選擇。目前國內已經形成了多種鉛膏火法熔煉技術，包括低溫連續熔煉技術、富氧底吹熔煉技術以及全氧側吹熔煉技術等，在全行業廣泛的推廣應用。在今后礦產鉛以及再生鉛冶煉規模不斷擴大的情況下，節能環保要求也愈加嚴格，我國在鉛冶煉技術與裝備方面將獲得進一步發展。

4.3 重視環境保護工作

當波包以不同于精確相速度傳輸時, 即誤差|Δc|=|ν-c|, 就可產生虛假行為. 本文提出的色散-耗散條件的核心假設是, 要求偽波的對流特征時間尺度rh/|Δc|與特征衰減時間尺度同量階:

機械制造與自動化專業（以下簡稱機制專業）是一個傳統的工科專業，包括高職高專在內的各工科院校一般都開設有此專業。現階段，省內外高職院校在知識必須夠用的原則下對機制專業進行了一些積極的改革，培養目標更精準，培養模式更實用，課程體系更科學，積累了寶貴的經驗。

彭措和丹增是最先熟識的，每次去，他們總熱情地倒茶，還分給我泡泡糖。他們的漢話說得最流利，因為每周都到寺院里上語文課。一天晚上他倆放學回來，手里拿著作業本，課后還得練習漢字。彭措要我念一篇課文《金色的魚鉤》給他們聽，這篇課文把我帶回了我的小學五年級。

5 環保政策探究

在社會經濟快速發展的過程中，國家在有色冶煉行業發展中的污染控制提出了更高的要求，出臺了諸多政策法規，對行業節能減排工作進行規范。這些政策的出臺，為有色冶煉以及煙氣環保治理工作的開展提供了可靠保障。針對銅、鎳、鈷等冶煉中，明確規定其煙氣制酸二氧化硫排放濃度需要在400mg/m

以下，特殊地區則需要以100mg/m

作為標準。工信部在針對銅冶煉行業的發展中，要求在銅冶煉項目的新建或者改革中，必須要配備資源綜合利用、煙氣制酸以及節能等設施，在進行煙氣制酸的過程中，需要采用二轉二吸、稀酸洗滌凈化等工藝，開展更為高效的煙氣處理干工作。針對鉛、鋅行業的發展來說，生態環境部同樣出臺了相關政策，要求煙氣制酸二氧化硫的排放濃度必須在400mg/m

以下，特殊地區同樣按照100mg/m

作為標準。在鉛鋅冶煉工業的發展中，國家出臺了諸多扶持政策，鼓勵企業采用各種新型織物材料進行鉛、鋅等重金屬顆粒物煙氣的處理工作。在煙氣冶煉過程中，應該及時的進行二氧化硫的回收，進行硫酸或者其他產品的生產，積極的借助雙接觸法以及絕熱蒸發稀酸凈化等制酸技術，改善處理效果。

結束語：在當前有色冶煉產業的發展中，整體的技術水平已經不斷提升，借助冶煉煙氣制酸行業新技術、新材料、新設備不斷升級，隨著生態環保理念的不斷深化，對于煙氣制酸環保技術的重視程度也在不斷提升。我國通過借鑒發達國家的先進技術與經驗，在新工藝、新設備研發方面已經取得了顯著成就，并擁有了一定水平的行業隊伍，具有良好潛力在未來發展中，必須要不斷的創新，深入的挖掘有色冶煉煙氣制酸的潛力；同時受疫情和全球貿易戰影響，硫酸價格偏高的態勢要延續一定時間。 此外，硫磺制酸企業受規模限制、設備事故、裝置檢修、 進口原料不到位等原因影響 ，硫酸產量下降， 硫酸進口量也有減少，主要是到各港口硫酸量減少 ，從而增大了華東、華中地區硫酸市場壓力，國內市場需求增大，硫酸價格持續高價，經濟效益和技術提升迎來前所未有的機遇，也為社會發展做出相應的貢獻。

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