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铜冶炼烟气治理分析

  消除或减少铜冶炼过程中产生的烟气污染,并使其中的有价组分得到综合利用的过程。在铜冶炼生产中,原料制备和火法冶炼各作业中,由于燃料的燃烧、气流对物料的携带作用以及高温下金属的挥发和氧化等物理化学作用,不可避免地产生大量烟气和烟尘。烟气中主要含有SO2、SO3、CO和CO2。等气态污染物,烟尘中含有铜等多种金属及其化合物,并含有硒、碲、金、银等稀贵金属,它们皆是宝贵的综合利用原料。因此,对铜冶炼烟气若不加以净化回收,不仅会严重污染大气,而且也是资源的严重浪费。

  烟气产生和性质 铜冶炼烟气的性质与冶炼工艺过程、设备及其操作条件有关,其特点是烟气温度高,含尘量大,波动范围大,并含有气态污染物SO2、SO3、AS2O3、Pb蒸气等。在焙烧、烧结、吹炼和精炼过程中产生的烟气常有较高的温度,从500℃至1300℃,具有余热利用价值,进入除尘装置之前有时需经预先冷却。冶炼过程产生的烟尘,是某些金属在高温下挥发、氧化和冷凝形成的,颗粒较细,必须采用高效除尘器才能捕集下来。这些烟气不仅带出的尘量大(约占原料量的2%~50%);而且含尘浓度高,如流态化焙烧炉烟气含尘浓度可达100~300g/m3(在标准状态下)。烟气中含有的高浓度SO2,是制酸的原料,因而在烟尘净化中要考虑制酸的要求。

  治理方法 铜冶炼烟气的治理,首先要将产尘设备用密闭罩罩起来,并从罩子(或相当于罩子的设备外壳)内抽走含尘气流,防止烟尘逸散,然后将含尘气流输送至除尘装置中净化,再将捕集下来的烟尘进行适当处理,或返回冶炼系统利用,或对富集了有价元素的烟尘进行综合回收,或进行无害化处置。

  铜冶炼烟气除尘流程有干法流程、湿法流程和干湿混合流程。干法流程采用的除尘装置有重力沉降室、旋风除尘器袋式除尘器和电除尘器等,回收的是干烟尘,便于综合利用。湿法流程采用的湿式除尘器有文丘里除尘器、冲击式除尘器、泡沫除尘器和湍球塔等,回收的是泥浆,不便于综合利用,还存在着污水处理、稀有金属流失、设备腐蚀和堵塞等问题,中国过去较少采用。干湿混合流程是在湿式除尘器之前加一级或两级干式除尘,以减少泥浆量,多用于干燥作业的除尘。

  铜精矿干燥机烟气含水量较大,烟气温度不高,一般为120~200℃,烟尘成分与原料相似,颗粒较粗,在标准状态下含尘浓度为20g/m3左右,一般采用旋风除尘器、冲击式除尘器(或水膜除尘器)两级除尘。也有采用电除尘器除尘的。

  铜精矿流态化焙烧炉烟气,温度800~1000℃,在标准状态下烟气含尘浓度200~300g/m3,SO2浓度4%~l2%。烟气经除尘后,通常与其他烟气混合或单独进行制酸。除尘流程一般采用余热锅炉冷却、两级旋风除尘器和电除尘器净化流程。净化后烟尘浓度在标准状态下可降至0.5g/m3以下,以适应烟气制酸的要求。

  铜熔炼和吹炼炉中,除反射炉烟气中SO2浓度在1%~2%外,其他炉子烟气中SO2浓度均较高,其中闪速炉为10%~14%,密闭鼓风炉为4%~6%,电炉密闭得好时可达4%~7%;烟气含尘浓度在标准状态下一般为10~30g/m3(闪速炉为80~100g/m3)。烟气除尘基本上都可采用旋风除尘器、电除尘器两级除尘流程,其中反射炉、闪速炉烟气温度高达1000C以上,在除尘之前应经余热锅炉冷却。

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