揣孝林

摘 要：在現(xiàn)代化建設(shè)速度逐漸加快的趨勢下，社會生產(chǎn)對于金屬礦產(chǎn)資源的需求量也在逐年提升，這給冶煉與加工行業(yè)帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。有色冶煉煙氣驟冷收砷技術(shù)的運(yùn)用，能夠促進(jìn)高砷礦冶煉工作效率與質(zhì)量的提升，滿足企業(yè)對經(jīng)濟(jì)效益的追求，同時為社會生產(chǎn)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(shù)的工藝及應(yīng)用進(jìn)行分析，對有色冶煉煙氣驟冷收砷技術(shù)進(jìn)行相關(guān)試驗研究，提出生產(chǎn)中的相關(guān)實測參數(shù)，以實現(xiàn)對有色冶煉煙氣驟冷收砷工藝的逐步優(yōu)化，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升。

關(guān)鍵詞：有色冶煉煙氣;煙氣驟冷;收砷技術(shù)

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(chǎn)中，會有較大的成本投入，給企業(yè)發(fā)展帶來巨大壓力。而低品位高砷精礦的應(yīng)用，能夠有效緩解冶煉企業(yè)的經(jīng)濟(jì)壓力。高砷礦主要是指精礦含As>0.5%，在實際冶煉工作當(dāng)中，應(yīng)該對含As煙氣進(jìn)行有效處理，并對含As2O3的煙塵進(jìn)行回收。干法與濕法回收技術(shù)，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(shù)主要是以冷卻的形式實現(xiàn)，尤其是隨著有色冶煉煙氣驟冷收砷技術(shù)的運(yùn)用，使得回收效率得到明顯提升。當(dāng)玻璃砷溫度區(qū)間有煙氣通過時，其急冷的方式能夠防止玻璃砷粘結(jié)的現(xiàn)象發(fā)生，這也是緩冷工藝所不具備的一個優(yōu)勢。在含砷酸污水和含砷煙灰的處理當(dāng)中，主要采用的是濕法技術(shù)，但是與驟冷收砷技術(shù)相比，其成本投入較大。

1 工藝與應(yīng)用

1.1 工藝流程

余熱回收與收塵系統(tǒng)會有效凈化煙氣，收集絕大多數(shù)的固態(tài)煙塵，煙氣溫度能夠在短時間內(nèi)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(shù)時，其溫度可降至120℃，能夠析出的As2O3含量可以達(dá)到95%以上。與此同時，結(jié)合布袋收砷器的運(yùn)用，能夠達(dá)到99%以上的回收效率。煙氣露點(diǎn)和形成固態(tài)As2O3的溫度大體一致，但是在實際生產(chǎn)工作中，應(yīng)該確保煙氣溫度在露點(diǎn)溫度的30℃以上，這種問題會引發(fā)設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象[1]。將壓力溫度測點(diǎn)應(yīng)用于管路當(dāng)中，同時設(shè)置煙氣旁路，是驟冷收砷工藝中的關(guān)鍵步驟。

1.2 實際應(yīng)用

在吉林紫金銅業(yè)有限公司的產(chǎn)酸工作中，應(yīng)用有色冶煉煙氣驟冷收砷技術(shù)。首先，原料經(jīng)過熔煉廠進(jìn)行熔煉與吹煉工序產(chǎn)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(shè)備，達(dá)到降溫、除塵、除霧等目的。轉(zhuǎn)化設(shè)計采用進(jìn)口觸媒、“3+2”兩次轉(zhuǎn)化流程。SO2濃度≤7.5%-14.5%，一層進(jìn)口≤395-420℃，氧氣濃度≥11%。在干吸工藝當(dāng)中，入口酸霧≤0.005g/Nm3，含塵≤0.005g/Nm3，二吸塔酸濃：97.7%-99%。最后，經(jīng)四段、五段轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)Ⅳ、V換熱器后溫度降至160℃后進(jìn)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(dāng)中，As2O3是以氣體狀態(tài)存在，1100℃為頂吹熔煉爐中工藝煙氣的溫度值，對其進(jìn)行降溫處理，在收塵過程中主要運(yùn)用高溫電收塵器[3]。在對煙氣進(jìn)行驟冷降溫處理時，采用的主要設(shè)備是高效洗滌器、冷卻塔設(shè)備，目的是降溫、除塵、除霧、吸收。固態(tài)砷煙塵由氣態(tài)砷冷凝得到，在收集過程中運(yùn)砷溶于稀硫酸中，形成污酸，打到污水處理工序進(jìn)行硫化沉砷處理，有效促進(jìn)收塵效率的提升[4]。煙氣旁路應(yīng)用于蒸發(fā)冷卻器入口當(dāng)中，嚴(yán)格控制其壓力和溫度等參數(shù)。煙氣從電除塵器出來進(jìn)入凈化洗滌系統(tǒng)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(guān)系。污水處理的硫化沉砷方法耗費(fèi)大量成本，在未來發(fā)展中應(yīng)該對此類問題加以重視。

2.2 設(shè)備規(guī)格與性能

在收砷系統(tǒng)中，采用的設(shè)備包括了螺旋包裝機(jī)、高溫電收塵器、蒸發(fā)冷卻器、自動反饋旁路、布袋收砷器和高溫防腐風(fēng)機(jī)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(jìn)As2O3煙塵純度提升的有效方法。為了對煙塵進(jìn)行降溫處理，應(yīng)該采用蒸發(fā)冷卻器，當(dāng)停留于蒸發(fā)冷卻器時，應(yīng)該等待其液滴蒸[5]。在噴嘴位置，應(yīng)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(tài)As2O3煙塵的收集則采用布袋收砷器，在使用過程中應(yīng)該做好防腐處理。

3 實測參數(shù)

在正常狀態(tài)當(dāng)中，煙氣中二氧化硫的含量在10%-14%之間，收塵尾氣送制酸。側(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(jié)語

在硫鐵礦制酸和有色冶煉工作當(dāng)中，煙氣驟冷收砷技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對冶煉工況的優(yōu)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(tǒng)造成的影響，需要加強(qiáng)煙氣旁路的設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲勝利，董準(zhǔn)勤，陳濤.富氧底吹煉銅煙氣干法收砷存在的問題及解決方法[J].中國有色冶金，2016，45（05）：52-54.

[2]陳祿，李海友.收砷系統(tǒng)改良設(shè)計及制作應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（06）：273-274.

[3]李新軍.影響干法驟冷收砷效果的因素[J].硫酸工業(yè)，2015（02）：45-48.

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

[5]曲勝利，董準(zhǔn)勤.干法收砷工藝的應(yīng)用實踐[J].中國有色冶金，

2010，39（04）：37-39+71.