试论有色冶炼烟气骤冷收砷技术
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摘 要：在现代化建设速度逐渐加快的趋势下，社会生产对于金属矿产资源的需求量也在逐年提升，这给冶炼与加工行业带来了巨大的机遇和挑战。有色冶炼烟气骤冷收砷技术的运用，能够促进高砷矿冶炼工作效率与质量的提升，满足企业对经济效益的追求，同时为社会生产活动提供丰富的资源。本文将对有色冶炼烟气骤冷收砷技术的工艺及应用进行分析，对有色冶炼烟气骤冷收砷技术进行相关试验研究，提出生产中的相关实测参数，以实现对有色冶煉烟气骤冷收砷工艺的逐步优化，促进企业生产效率的提升。
关键词：有色冶炼烟气;烟气骤冷;收砷技术
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.020
随着高品位精矿需求量的增加，对于冶炼与加工工艺也提出了更高的要求。在高品位精矿生产中，会有较大的成本投入，给企业发展带来巨大压力。而低品位高砷精矿的应用，能够有效缓解冶炼企业的经济压力。高砷矿主要是指精矿含As>0.5%，在实际冶炼工作当中，应该对含As烟气进行有效处理，并对含As2O3的烟尘进行回收。干法与湿法回收技术，是回收烟气中砷的主要方法。在分离烟气中的砷时，干法技术主要是以冷却的形式实现，尤其是随着有色冶炼烟气骤冷收砷技术的运用，使得回收效率得到明显提升。当玻璃砷温度区间有烟气通过时，其急冷的方式能够防止玻璃砷粘结的现象发生，这也是缓冷工艺所不具备的一个优势。在含砷酸污水和含砷烟灰的处理当中，主要采用的是湿法技术，但是与骤冷收砷技术相比，其成本投入较大。
1 工艺与应用
1.1 工艺流程
余热回收与收尘系统会有效净化烟气，收集绝大多数的固态烟尘，烟气温度能够在短时间内大幅下降，其中As4O6的则在冷凝处理中被析出。在采用有色冶炼烟气骤冷收砷技术时，其温度可降至120℃，能够析出的As2O3含量可以达到95%以上。与此同时，结合布袋收砷器的运用，能够达到99%以上的回收效率。烟气露点和形成固态As2O3的温度大体一致，但是在实际生产工作中，应该确保烟气温度在露点温度的30℃以上，这种问题会引发设备的腐蚀现象[1]。将压力温度测点应用于管路当中，同时设置烟气旁路，是骤冷收砷工艺中的关键步骤。
1.2 实际应用
在吉林紫金铜业有限公司的产酸工作中，应用有色冶炼烟气骤冷收砷技术。首先，原料经过熔炼厂进行熔炼与吹炼工序产生含二氧化硫烟气。其次，烟气通过净化工序的一级高效洗涤器、气体冷却塔、一级电除雾、二级电除雾等设备，达到降温、除尘、除雾等目的。转化设计采用进口触媒、“3+2”两次转化流程。SO2浓度≤7.5%-14.5%，一层进口≤395-420℃，氧气浓度≥11%。在干吸工艺当中，入口酸雾≤0.005g/Nm3，含尘≤0.005g/Nm3，二吸塔酸浓：97.7%-99%。最后，经四段、五段转化后的气体经Ⅳ、V换热器后温度降至160℃后进入第二吸收塔，用98%硫酸吸收其中SO3[2]。
2 试验研究
2.1 试验工艺流程
在烟气当中，As2O3是以气体状态存在，1100℃为顶吹熔炼炉中工艺烟气的温度值，对其进行降温处理，在收尘过程中主要运用高温电收尘器[3]。在对烟气进行骤冷降温处理时，采用的主要设备是高效洗涤器、冷却塔设备，目的是降温、除尘、除雾、吸收。固态砷烟尘由气态砷冷凝得到，在收集过程中运砷溶于稀硫酸中，形成污酸，打到污水处理工序进行硫化沉砷处理，有效促进收尘效率的提升[4]。烟气旁路应用于蒸发冷却器入口当中，严格控制其压力和温度等参数。烟气从电除尘器出来进入净化洗涤系统之前添加布袋除尘器，目的是除砷和烟气降温，做到一举两得，但是要考虑到我司目前污酸中含平均砷含量6000mg/m3，并考虑到成本投资和回报之间的关系。污水处理的硫化沉砷方法耗费大量成本，在未来发展中应该对此类问题加以重视。
2.2 设备规格与性能
在收砷系统中，采用的设备包括了螺旋包装机、高温电收尘器、蒸发冷却器、自动反馈旁路、布袋收砷器和高温防腐风机等等。在有价金属烟尘的收集中，需要借助于高温电收尘器，比如Pb、Cu和Zn等，这是促进As2O3烟尘纯度提升的有效方法。为了对烟尘进行降温处理，应该采用蒸发冷却器，当停留于蒸发冷却器时，应该等待其液滴蒸[5]。在喷嘴位置，应该采用压缩空气与冷却水雾化处理，50-150μm为液滴的直径范围。固态As2O3烟尘的收集则采用布袋收砷器，在使用过程中应该做好防腐处理。
3 实测参数
在正常状态当中，烟气中二氧化硫的含量在10%-14%之间，收尘尾气送制酸。侧吹炉白烟尘南1-2电场2018年6月-12月的实物量为534.314t，干量为531.4，含砷8.3184106%，砷重为44.2059，含铜为12.57074%，铜重为66.8037.侧吹炉白烟尘南3-4电场中2018年6月-12月的实物量为228.492t，干量为228.5，含砷8.53145%，砷重为19.4937，含铜为11.5027%，铜重为26.2827.侧吹炉白烟尘北1-2电场2018年6月-12月的实物量为519.909t，干量为519.9，含砷8.2416587%，砷重为42.8491，含铜为12.42203%，铜重为64.5832.侧吹炉白烟尘北3-4电场2018年6月-12月的实物量为153.581t，干量为34.53，含砷6.1450313%，砷重为2.12213，含铜为14.00107%，铜重为4.83153。
4 结语
在硫铁矿制酸和有色冶炼工作当中，烟气骤冷收砷技术的应用较为广泛，应该进一步加强对冶炼工况的优化处理，以确保砷平衡。为了降低工艺烟气波动幅度过大对骤冷收砷系统造成的影响，需要加强烟气旁路的设计。
参考文献：
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[3]李新军.影响干法骤冷收砷效果的因素[J].硫酸工业，2015（02）：45-48.
[4]姚亮，李旭朋.有色冶炼烟气骤冷收砷技术的研究与应用[J].中国有色冶金，2014，43（03）：41-44.
[5]曲胜利，董准勤.干法收砷工艺的应用实践[J].中国有色冶金，
2010，39（04）：37-39+71.
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