我國有色冶煉及煙氣制酸環(huán)保技術(shù)進(jìn)展與展望

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

。在近些年有色冶煉工業(yè)快速發(fā)展的過程中，有色金屬的產(chǎn)能與產(chǎn)量呈現(xiàn)出快速增長的狀態(tài)，在諸多有色金屬冶煉方面，我國已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。從冶煉煙氣制酸環(huán)保治理技術(shù)的發(fā)展來看，同樣呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)，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(jìn)世界上工業(yè)化的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，我國在有色冶煉以及煙氣制酸環(huán)保治理方面已經(jīng)取得了顯著成就，為生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供了可靠保障。

1 有色冶煉與制酸工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 有色冶煉煙氣制酸產(chǎn)量分析

從現(xiàn)階段有色冶煉制酸來看，我國已經(jīng)位居世界首位，在大型化項(xiàng)目投產(chǎn)時(shí)候，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)經(jīng)營水平的提升，同時(shí)也引入了先進(jìn)的技術(shù)，彌補(bǔ)了以往與國際先進(jìn)水平之間存在的差距。比如在云南銅業(yè)公司、金川公司以及江西銅業(yè)公司的發(fā)展中，其硫酸生產(chǎn)能力得到了大幅提升，為有色金屬冶煉行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力

。在目前諸多新工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化運(yùn)行以后，可以在發(fā)揮良好環(huán)保性能的同時(shí)，降低設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 有色冶煉煙氣處理方法

在進(jìn)行冶煉煙氣處理的過程中，需要結(jié)合煙氣中的二氧化硫濃度來確定，結(jié)合不同濃度煙氣，采用不同的處理工藝。針對(duì)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(shí)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(duì)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(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化工藝或者WSA濕法制酸工藝進(jìn)行處理

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

2 有色冶煉技術(shù)的進(jìn)展

2.1 銅冶煉

在經(jīng)過十多年的行業(yè)發(fā)展以后，我國銅冶煉行業(yè)的面貌發(fā)生了很大變化，小企業(yè)基本被市場(chǎng)淘汰，大中型冶金企業(yè)在先進(jìn)吹煉與熔煉工藝的幫助下，實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升。在現(xiàn)階段銅冶煉行業(yè)的發(fā)展中，我國在吹煉、熔煉技術(shù)方面已經(jīng)取得了顯著成就，集中了世界先進(jìn)技術(shù)，比如富氧底吹爐熔煉、氧氣側(cè)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(dá)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(fā)富氧底吹熔煉技術(shù)，可以達(dá)到與國外側(cè)吹、頂吹熔煉的效果，成為了當(dāng)前銅冶煉行業(yè)發(fā)展中的主流技術(shù)。近年來，我國在吹煉技術(shù)方面也取得了顯著成就，不僅對(duì)傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)還進(jìn)行了奧斯邁特爐吹煉技術(shù)與閃速爐吹煉技術(shù)等。赤峰云銅在自主開發(fā)的道路上，同樣取得了顯著成就，利用雙爐測(cè)頂吹連續(xù)吹煉技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)99%的硫捕集率，同時(shí)能夠環(huán)集煙氣，使之并入制酸系統(tǒng)中。在這些先進(jìn)熔煉與吹煉技術(shù)的作用下，煙氣的二氧化硫濃度在不斷提升。

在近些年的發(fā)展中，我國再生銅冶煉的發(fā)展取得了顯著成就，技術(shù)水平不斷提升，不僅對(duì)傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐熔煉、固定式反射爐熔煉技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)引入國外先進(jìn)技術(shù)，在不斷創(chuàng)新的過程中，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精煉搖爐、NGL爐以及頂吹爐等，甚至在部分技術(shù)裝備方面，已經(jīng)超過了國外水平，在諸多大型再生銅項(xiàng)目中得到了廣泛推廣，實(shí)現(xiàn)了再生銅行業(yè)環(huán)保治理水平的提升。

2.2 鉛冶煉

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，必須要有充足的能源作為支撐，特別是在經(jīng)濟(jì)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(yè)的發(fā)展中，必須要重視廢熱在煙氣制酸中的應(yīng)用，維持系統(tǒng)內(nèi)的熱平衡，對(duì)現(xiàn)有的廢熱回收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升，將廢熱的作用充分發(fā)揮出來，其中可回收煙氣制酸中的轉(zhuǎn)化熱與吸收熱，分別產(chǎn)生中壓蒸汽與低壓蒸汽，利于余熱進(jìn)行發(fā)電，減少外部購電，實(shí)現(xiàn)冶煉煙氣行業(yè)的碳中和目標(biāo)。比如河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司在經(jīng)營管理中，通過不斷的引入國際先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)強(qiáng)化自主創(chuàng)新，不僅發(fā)展為國內(nèi)單系統(tǒng)最大煉銅廠，同時(shí)在生產(chǎn)規(guī)模方面也位居世界前列，通過強(qiáng)化廢熱回收利用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)成本的有效控制。廢熱回收技術(shù)在近些年得到了長足的進(jìn)步，如有的將廢熱與當(dāng)?shù)氐墓┡到y(tǒng)相聯(lián)系，有的則與其他污染處理、回收、加熱等進(jìn)行結(jié)合，有的將廢熱交換發(fā)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(rèn)可。

在當(dāng)前有色冶煉煙氣制酸過程中，對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提升。河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司在進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)中，堅(jiān)持落實(shí)“三同時(shí)”的原則，做到增產(chǎn)不增污，通過增加環(huán)保投資，完善各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。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(huán)保設(shè)備的完善，尾氣分別單獨(dú)治理，從源頭減少污染物的濃度，同時(shí)推動(dòng)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(shí)現(xiàn)粉塵以及二氧化硫、氮氧化物等煙氣的超低排放。環(huán)境保護(hù)的思路在有色冶煉落實(shí)方面具有重要意義，在設(shè)備使用過程中需要進(jìn)一步對(duì)有色冶煉的各個(gè)環(huán)境進(jìn)行構(gòu)建，突出環(huán)保理念并逐漸提升環(huán)保效果，在實(shí)際發(fā)展過程中對(duì)于有色冶煉中的廢氣、廢液等三廢進(jìn)行及時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)了資源的有效整合和地區(qū)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

在現(xiàn)代市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)之間不僅需要開展核心力量的比較，同時(shí)需要從全方位進(jìn)行綜合實(shí)力的對(duì)抗，只有實(shí)現(xiàn)自身綜合實(shí)力的提升，才能在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存。我國有色冶煉企業(yè)的發(fā)展，不僅需要在國內(nèi)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)需要積極的與國外企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，這就需要不斷增強(qiáng)自身的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。在這種情況下，必須要構(gòu)建集中化、裝置大型化產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，在政府政策的扶持下，實(shí)現(xiàn)自身技術(shù)與綜合實(shí)力的提升，推動(dòng)煙氣制酸技術(shù)的發(fā)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(shí)存在許多的金屬礦伴生，在富礦緊缺的情況下，冶煉企業(yè)需要采用大量低品位礦以及復(fù)雜多元素礦，對(duì)冶煉工藝與具體操作提出了更高的要求。與此同時(shí)，也造成了煙氣氣量、組成出現(xiàn)了頻繁波動(dòng)，在一氧化碳、砷、重金屬以及氯等有害雜質(zhì)處理方面的難度較大。針對(duì)銅、鉛、鋅等有色金屬冶煉來說，在工藝方面已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先，同時(shí)冶煉煙氣的氣量比較穩(wěn)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(jìn)行制酸回收。但是針對(duì)一些稀有貴金屬冶煉來說，受到工藝限制，煙氣量相對(duì)較大，同時(shí)二氧化硫的濃度較低，制酸回收的難度相對(duì)較大。

3 有色冶煉煙氣工況

3.1 有色冶煉煙氣工況特點(diǎn)

在鋅冶煉行業(yè)的發(fā)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(jīng)逐漸被淘汰。近年來在工藝不斷進(jìn)步的情況下，沸騰爐煉鋅技術(shù)水平不斷提升，目前已經(jīng)有30多套109平方米沸騰爐的100kt/a先冶煉項(xiàng)目，在硫回收率方面，同樣可以達(dá)到98%以上，處于世界先進(jìn)水平。尤其是中國恩菲設(shè)計(jì)沸騰爐項(xiàng)目，達(dá)到了152平方米，采用耐火材料進(jìn)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(yōu)化，將國際先進(jìn)的富氧常壓浸出技術(shù)以及加壓浸出技術(shù)引入其中，能夠進(jìn)行單質(zhì)硫的生產(chǎn)，回收率達(dá)到了90%以上。在今后鋅冶煉的發(fā)展中，需要重點(diǎn)針對(duì)鋅浸出渣高效回收利用以及高強(qiáng)化沸騰焙燒技術(shù)進(jìn)行研究，從而保證單系列規(guī)?？梢詫?shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)張。

3.2 煙氣治理技術(shù)狀況

在進(jìn)行二氧化硫煙氣制酸利用的過程中，需要考慮技術(shù)可靠性與經(jīng)濟(jì)性兩方面因素，必須要滿足系統(tǒng)水平衡與自熱平衡的要求，同時(shí)控制成本，不能使用高成本的外供熱源，維持系統(tǒng)內(nèi)的熱平衡。針對(duì)φ（SO

）在4.0%以上的冶煉煙氣，可以在保證經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，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(zhuǎn)一吸制酸以及尾氣脫硫工藝來進(jìn)行處理，保持穩(wěn)定的污染物減排以及熱能利用。φ（SO

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

）達(dá)到12.0%以上以后，則可以采用帶高濃度轉(zhuǎn)化的二轉(zhuǎn)二吸工藝，對(duì)這些煙氣進(jìn)行處理。在目前國內(nèi)的煙氣脫硫處理過程中，已經(jīng)形成了比較成熟的技術(shù)體系，脫硫運(yùn)行費(fèi)用具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，但是針對(duì)φ（SO

）在1.0%～4.0%之間的煙氣，經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較大，需要進(jìn)一步的進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。

4 有色冶煉煙氣制酸工作中的展望

4.1 構(gòu)建集中化、裝置大型化產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系

CT輻射劑量和對(duì)比劑用量 記錄患者CT容積劑量指數(shù)、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(zhuǎn)換系數(shù)，胸部的轉(zhuǎn)換系數(shù)k=0.014 mSv×mGy-1×cm-1[5]。碘的總量等于對(duì)比劑濃度乘以對(duì)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(shù)的發(fā)展中，通過引入國際先進(jìn)的冶煉工業(yè)，基本轉(zhuǎn)變了以往落后產(chǎn)生的面貌，同時(shí)在結(jié)合國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷的開展自主研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)了98%的硫回收率，在原有技術(shù)基礎(chǔ)之上，不斷的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了冶煉水平的提升。國內(nèi)諸多大型有色冶煉企業(yè)通過引入先進(jìn)的冶煉工藝，強(qiáng)化自我創(chuàng)新，推動(dòng)了整體行業(yè)的發(fā)展。而在再生鉛冶煉過程中，再生鉛火法冶煉技術(shù)的進(jìn)步，為企業(yè)發(fā)展提供了更為多樣的選擇。目前國內(nèi)已經(jīng)形成了多種鉛膏火法熔煉技術(shù)，包括低溫連續(xù)熔煉技術(shù)、富氧底吹熔煉技術(shù)以及全氧側(cè)吹熔煉技術(shù)等，在全行業(yè)廣泛的推廣應(yīng)用。在今后礦產(chǎn)鉛以及再生鉛冶煉規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，節(jié)能環(huán)保要求也愈加嚴(yán)格，我國在鉛冶煉技術(shù)與裝備方面將獲得進(jìn)一步發(fā)展。

4.3 重視環(huán)境保護(hù)工作

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

機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)（以下簡稱機(jī)制專業(yè)）是一個(gè)傳統(tǒng)的工科專業(yè)，包括高職高專在內(nèi)的各工科院校一般都開設(shè)有此專業(yè)?，F(xiàn)階段，省內(nèi)外高職院校在知識(shí)必須夠用的原則下對(duì)機(jī)制專業(yè)進(jìn)行了一些積極的改革，培養(yǎng)目標(biāo)更精準(zhǔn)，培養(yǎng)模式更實(shí)用，課程體系更科學(xué)，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

彭措和丹增是最先熟識(shí)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?yàn)槊恐芏嫉剿略豪锷险Z文課。一天晚上他倆放學(xué)回來，手里拿著作業(yè)本，課后還得練習(xí)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?guī)Щ亓宋业男W(xué)五年級(jí)。

5 環(huán)保政策探究

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，國家在有色冶煉行業(yè)發(fā)展中的污染控制提出了更高的要求，出臺(tái)了諸多政策法規(guī)，對(duì)行業(yè)節(jié)能減排工作進(jìn)行規(guī)范。這些政策的出臺(tái)，為有色冶煉以及煙氣環(huán)保治理工作的開展提供了可靠保障。針對(duì)銅、鎳、鈷等冶煉中，明確規(guī)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(qū)則需要以100mg/m

作為標(biāo)準(zhǔn)。工信部在針對(duì)銅冶煉行業(yè)的發(fā)展中，要求在銅冶煉項(xiàng)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(jié)能等設(shè)施，在進(jìn)行煙氣制酸的過程中，需要采用二轉(zhuǎn)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(duì)鉛、鋅行業(yè)的發(fā)展來說，生態(tài)環(huán)境部同樣出臺(tái)了相關(guān)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(qū)同樣按照100mg/m

作為標(biāo)準(zhǔn)。在鉛鋅冶煉工業(yè)的發(fā)展中，國家出臺(tái)了諸多扶持政策，鼓勵(lì)企業(yè)采用各種新型織物材料進(jìn)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(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行二氧化硫的回收，進(jìn)行硫酸或者其他產(chǎn)品的生產(chǎn)，積極的借助雙接觸法以及絕熱蒸發(fā)稀酸凈化等制酸技術(shù)，改善處理效果。

結(jié)束語：在當(dāng)前有色冶煉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，整體的技術(shù)水平已經(jīng)不斷提升，借助冶煉煙氣制酸行業(yè)新技術(shù)、新材料、新設(shè)備不斷升級(jí)，隨著生態(tài)環(huán)保理念的不斷深化，對(duì)于煙氣制酸環(huán)保技術(shù)的重視程度也在不斷提升。我國通過借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，在新工藝、新設(shè)備研發(fā)方面已經(jīng)取得了顯著成就，并擁有了一定水平的行業(yè)隊(duì)伍，具有良好潛力在未來發(fā)展中，必須要不斷的創(chuàng)新，深入的挖掘有色冶煉煙氣制酸的潛力；同時(shí)受疫情和全球貿(mào)易戰(zhàn)影響，硫酸價(jià)格偏高的態(tài)勢(shì)要延續(xù)一定時(shí)間。 此外，硫磺制酸企業(yè)受規(guī)模限制、設(shè)備事故、裝置檢修、 進(jìn)口原料不到位等原因影響 ，硫酸產(chǎn)量下降， 硫酸進(jìn)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(qū)硫酸市場(chǎng)壓力，國內(nèi)市場(chǎng)需求增大，硫酸價(jià)格持續(xù)高價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)提升迎來前所未有的機(jī)遇，也為社會(huì)發(fā)展做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

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