富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法技术

本发明专利技术公开了富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法，废气主要来自干吸工段第二吸收塔吸收SO3后的尾气，排放最大量为29905.948Nm3/h，采用两次转化工艺和先进的催化剂，可使SO2转化率达99.8％以上，经本发明专利技术所述的方法处理后，整个工艺的硫利用率高，大大降低了对周围环境的影响，废气中SO3浓度≤50mg/Nm3，酸雾浓度≤20mg/Nm3，经过60米烟囱排放，低于《铜、钴、镍工业污染物排放标准》(GB25467

【技术实现步骤摘要】
富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法


[0001]本专利技术涉及有色金属冶炼
，具体涉及富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法。

技术介绍

[0002]锑是我国保护性开采的特定矿种，也是我国的优势矿产资源。在发达国家，锑被列为战略物资。我国作为世界上最大的锑品生产和出口国，锑品的产量占全球的80％以上。锑冶金分为火法和湿法，锑冶金生产中火法冶金工艺占绝对优势，达到95％以上；目前，我国的锑冶炼主要采用鼓风炉挥发熔炼工艺，“锑精矿鼓风炉挥发熔炼
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粗三氧化二锑反射炉还原熔炼”的工艺流程是目前我国绝大部分锑冶炼厂的基本工艺，其将锑精矿、铁矿石、石灰石和焦碳分层布料于鼓风炉内进行吹氧熔炼，熔炼产出锑氧粉、锑锍和钙铁硅渣，该工艺虽然具有原料适应性强、床能力大等优点，但是，由于鼓风炉单位产能低、热利用率低、能耗高、燃料和还原剂为较昂贵的冶金焦炭，且每吨精锑需耗焦炭700
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800kg，导致生产成本高；其产生的烟气中SO2浓度极低，仅1
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2％，无法制酸回收，并且因炉子密封差，炉况不好时，烟尘、烟气会泄漏污染空气，生产环境较差。该工艺与国家的“节能降耗”产业政策不符，随着国家环境保护标准要求越来越严厉，鼓风炉熔炼工艺将处于技术落后状态而遭到淘汰。
[0003]中国专利申请CN200810031214公开了一种采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，该方法采用25
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48％的富氧空气冶炼锑矿或含锑物料，但是尾气SO2浓度＜1.1％，仍需要脱硫处理，难以实现硫资源高效、低成本利用，仍然存在环境风险。锑鼓风炉富氧挥发熔炼工艺较贫氧鼓风炉主要是床能力大幅提高，焦炭消耗大幅降低，但焦炭消耗仍然较高，达25％；锑鼓风炉富氧挥发熔炼工艺金银的回收率为90％。中国专利申请CN201310070398公开了一种硫化锑精矿富氧熔池熔炼方法及侧吹炉，该方法仅仅针对硫化锑精矿，处理原料单一，且原料需要制粒；产品为金属锑，但直收率低，只有10
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25％，金属锑杂质含量高难以处理；炉渣采用高铁渣，熔剂消耗高，渣率高，回收率低；需要的富氧压力高，高达1.6MPa，难以实现产业化。中国专利申请CN20131007039公开了一种硫化锑精矿富氧熔池熔炼的方法，该方法处理原料仅仅针对硫化锑精矿，处理原料单一，且原料需要制粒；产品分散，处理流程长；炉渣含锑产率高达30
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40％，含锑百分含量高达30％，必须进行二次处理以回收锑金属；炉渣采用高铁渣，熔剂消耗高，渣率高，回收率低；原料中的金基本进入炉渣，回收金流程长、效率低，难以实现产业化。锑鼓风炉挥发熔炼工艺具有原料适应性强、处理能力较大、易于机械操作的优点，但“低料柱、薄料层、高焦率、高温炉顶”的特殊作业条件也决定了该工艺存在能耗高，焦率30
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45％，尤其是尾气SO2浓度＜0.5％，严重污染生态环境，金属特别是贵金属回收率低，返回品率高，直收率低。目前开发的锑冶炼新技术，虽然采用了较先进的熔池熔炼装置，如氧气顶吹炉、底吹炉等，但熔炼原理仍然沿袭着鼓风炉挥发熔炼的技术特征，采用铁矿石、石灰石和石英石作造渣剂，基于FeO
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CaO
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SiO2渣型进行熔炼。
[0004]研究表明，锑矿物多以硫化物的形态存在，例如脆硫铅锑矿、铅锑混合矿等，在含铜、镍、铅、锌、钼、锡、锑、钴等有色金属冶炼过程中会产生大量含SO2的烟气。由于冶炼原
料、冶炼工艺及设备的差异，锑冶炼烟气种类繁多、特性各异，烟气量大且存在波动，烟气SO2浓度分布范围很广，低的浓度φ(SO2)在1.0％以下，高的φ(SO2)可达20.0
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30.0％，锑冶炼烟气中含有重金属、砷、氟、氯等多种有害杂质，这给烟气环保治理带来一定困难。
[0005]近年来，富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺成为重要的锑冶炼工艺，相应的冶炼烟气制酸环保治理技术也呈多元化发展的格局，低SO2浓度烟气采用各种先进适用工艺脱硫处理，中、高SO2浓度烟气则回收制酸。
[0006]因此，对富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺的制酸方法的研究很有必要。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中锑冶炼工艺的含SO2废气处理不完全的不足，本专利技术提供了富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法，废气主要来自干吸工段第二吸收塔吸收SO3后的尾气，排放最大量为29905.948Nm3/h，采用两次转化工艺和先进的催化剂，可使SO2转化率达99.8％以上，经本专利技术所述的方法处理后，整个工艺的硫利用率高，大大降低了对周围环境的影响，废气中SO3浓度≤50mg/Nm3，酸雾浓度≤20mg/Nm3，经过60米烟囱排放，低于《铜、钴、镍工业污染物排放标准》(GB25467
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2010)要求。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0009]富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法，包括如下步骤：
[0010]1)烟气净化：经过富氧侧吹挥发炉挥发熔炼后的烟气透过布袋收尘，进入一级高效洗涤器与质量浓度为10％的稀硫酸相接触，烟气温度降低到48℃，然后进入填料洗涤塔与质量浓度为2％的稀硫酸相接触，烟气温度降低到38℃以下，再进入二级高效洗涤器与质量浓度为0.5％的稀硫酸相接触，烟气温度降低在38℃以下；
[0011]由一级高效洗涤器出来的一部分质量浓度为10％的稀硫酸经过固液分离，分离后的污酸泥定期排至污酸池回收有价滤渣，上清液进入循环槽；另一部分质量浓度为10％的稀硫酸经脱吸塔脱除SO2后送入污水处理站综合处理；脱吸塔脱除的SO2气体返回填料塔或二级高效洗涤器进口；
[0012]由填料洗涤塔底部流出的质量浓度为2％的稀硫酸，用循环泵打入稀硫酸板式换热器，经循环水间接冷却后，温度控制在36℃，进入填料洗涤塔顶部循环洗涤和冷却烟气；
[0013]2)转化工序：上步骤中脱吸塔脱除的SO2气体返回填料塔或二级高效洗涤器进口，依次经过第Ⅲ换热器及第Ⅰ换热器壳程，与富氧侧吹挥发炉的三段、一段出口的高温转化气换热后，依次进入转化器一段、二段、三段转化，出三段的含SO3烟气经第Ⅲ换热器管程和低压锅炉换热降温至160℃进入第一吸收塔，吸收SO3后再经第Ⅳ、Ⅱ换热器壳程与富氧侧吹挥发炉的四段、二段出口的高温转化气换热升温后进入转化器四段进行第二次转化，转化后的气体经第Ⅳ换热器管程换热降温至120℃进入第二吸收塔；
[0014]3)干吸工序：上步骤得到SO2烟气调整SO2浓度至5.0％进入干燥塔，经喷淋质量浓度93
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94％的硫酸干燥使烟气中的水分降至0.1g/Nm3以下，除去酸沫后进入转化工序；
[0015]干燥塔内的质量浓度93
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94％的硫酸喷淋吸收SO2烟气中的水分后，流入循环槽，调节酸浓度至质量浓度93
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94％的硫酸由循环槽送入阳极保护酸冷却器，降温后进入干燥塔顶部的分酸器进行喷淋，增多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法，其特征在于：1)烟气净化：经过富氧侧吹挥发炉挥发熔炼后的烟气透过布袋收尘，进入一级高效洗涤器与质量浓度为10％的稀硫酸相接触，烟气温度降低到48℃，然后进入填料洗涤塔与质量浓度为2％的稀硫酸相接触，烟气温度降低到38℃以下，再进入二级高效洗涤器与质量浓度为0.5％的稀硫酸相接触，烟气温度降低在38℃以下；由一级高效洗涤器出来的一部分质量浓度为10％的稀硫酸经过固液分离，分离后的污酸泥定期排至污酸池回收有价滤渣，上清液进入循环槽；另一部分质量浓度为10％的稀硫酸经脱吸塔脱除SO2后送入污水处理站综合处理；脱吸塔脱除的SO2气体返回填料塔或二级高效洗涤器进口；由填料洗涤塔底部流出的质量浓度为2％的稀硫酸，用循环泵打入稀硫酸板式换热器，经循环水间接冷却后，温度控制在36℃，进入填料洗涤塔顶部循环洗涤和冷却烟气；2)转化工序：上步骤中脱吸塔脱除的SO2气体返回填料塔或二级高效洗涤器进口，依次经过第Ⅲ换热器及第Ⅰ换热器壳程，与富氧侧吹挥发炉的三段、一段出口的高温转化气换热后，依次进入转化器一段、二段、三段转化，出三段的含SO3烟气经第Ⅲ换热器管程和低压锅炉换热降温至160℃进入第一吸收塔，吸收SO3后再经第Ⅳ、Ⅱ换热器壳程与富氧侧吹挥发炉的四段、二段出口的高温转化气换热升温后进入转化器四段进行第二次转化，转化后的气体经第Ⅳ换热器管程换热降温至120℃进入第二吸收塔；3)干吸工序：上步骤得到SO2烟气调整SO2浓度至5.0％进入干燥塔，经喷淋质量浓度93
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94％的硫酸干燥使烟气中的水分降至0.1g/Nm3以下，除去酸沫后进入转化工序；干燥塔内的质量浓度93
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94％的硫酸喷淋吸收SO2烟气中的水分后，流入循环槽，调节酸浓度至质量浓度93
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94％的硫酸由循环槽送入阳极保护酸冷却器，降温后进入干燥塔顶部的分酸器进行喷淋，增多的质量浓度93
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94％的硫酸一部分串入第一吸收塔循环槽，来自转化工序的第一次转化气进入第一吸收塔吸收SO3，除去酸雾后再进入转化系统进行第二次转化；第一吸收塔用质量浓度98％的硫酸进行喷淋，吸收SO3后浓度升高流入循环槽；干燥塔串来的质量浓度93
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94％的硫酸调节维持酸浓度后，由循环酸泵打入第一吸收塔阳极保护酸冷却器降温后进入第一吸收塔喷淋，增多的质量浓度98％的硫酸一部分串入干燥塔循环槽，另一部分冷却后送入成品酸罐；来自步骤2)转化工段的二次转化气进入第二吸收塔吸收后初步除去酸雾进入尾吸，第二吸收塔用质量浓度98％的硫酸进行喷淋，吸收SO3后浓度升高的浓酸流入循环槽，加水调节维持酸浓度，再由循环酸泵送入第二吸收塔酸冷却器冷却降温后入第二吸收塔喷淋，增多的质量浓度98％的硫酸串入第一吸收塔循环槽；4)尾吸工序：自上步骤第二吸收塔气体出口过来的尾气依次自下而上通过一级尾吸塔和二级尾吸塔，在两个塔内分别与自一级尾吸塔循环泵和二级尾吸塔循环泵送来的质量浓度45
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50％的亚硫酸钠溶液逆向接触，出二级尾吸塔的气体进入顶置的尾吸电除雾器除去硫酸雾和颗粒物后，通过尾气烟囱实现排空；5)成品工序：将步骤3)干吸工段得到的质量浓度93％或98％的成品硫酸放入硫酸贮罐贮存。2.根据权利要求1所述的富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法，其特征在于：步骤1)所述的经过富氧侧吹挥发炉挥发熔炼后的烟气，烟气含尘在0.15g/Nm3以下，或者含
硫≥15％，温度为85
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95℃。3.根据权利要求1所述的富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼工艺中的制酸方法，其特征在于：步骤1)所述的烟气净化，经过富氧侧吹挥发炉挥发熔炼后的烟气透过布袋收尘，进入一级高效洗涤器与质量浓度为10％的稀硫酸相接触，稀硫酸中的水分被绝热蒸发，烟气的显热转变为潜热，烟气温度随之降低到48℃，除去其中的大部分尘、SO3杂质后，烟气再进入填料洗涤塔与质量浓度为2％的稀硫酸相接触，进一步除去烟气中的杂质并冷却，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞洲，杨世干，吴宝育，莫兴德，郭鼎，
申请(专利权)人：广西华远金属化工有限公司，
类型：发明
国别省市：