[发明专利]一种铜冶炼过程中抑制高温烟气中三氧化硫产生的方法

说明书

一种铜冶炼过程中抑制高温烟气中三氧化硫产生的方法，包括以下步骤：(1)铜冶炼过程中，控制烟气≥900℃，经余热回收锅炉换热后≤400℃；(2)将黄铁矿和/或黄铜矿磨细制成矿粉；加热至100～120℃作为抑制剂；(3)当上升烟道内烟气的氧气体积百分比3％时，以氮气为载气连续喷吹抑制剂降低烟气中氧含量；(4)当氧气0.1％时，停止喷吹抑制剂。本发明的方法以源头抑制三氧化硫的产生，控制漏风量以及喷入抑制剂，以源头抑制三氧化硫的产生。

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼行业中铜冶金及烟气处理的技术领域，具体涉及一种铜冶炼过程中抑制高温烟气中三氧化硫产生的方法。

背景技术

自然界中按铜存在形态，可分为自然铜(铜含量在99％以上)，但储量极少，氧化铜矿为数也不多，硫化铜矿含铜量极低，一般在2～3％左右，世界上70％以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的；目前，硫化铜矿的冶炼工艺大都为火法冶炼，通过硫化矿铜精矿造硫熔炼、吹炼、火法精炼以及电解精炼生产金属铜，在造硫熔炼、吹炼过程中会产生大量的SO₂，进入烟气。

SO₃在烟道中，当遇到水蒸气且烟气温度低于酸露点(ADP)，两者结合形成硫酸蒸汽，对冶炼过程有以下严重负面影响：1、对后续冶炼设备(空气换热器、除尘设备、烟气道道)造成严重腐蚀；2、造成硫损失，降低制酸工艺的硫可利用率；3、降低余热锅炉换热效率，造成能量损失；因此降低烟气中SO₃的浓度有着重大的意义，国外等发达国家对烟气中SO₃的研究已有数十年，而我国的研究主要集中在燃煤电厂的烟气中，且针对燃煤电厂的情况取得了较好的结果；但针对有色冶炼烟气如铜冶炼中，成分复杂、SO₂浓度较高的烟气，尚未有较好的方法来解决。

中国专利CN107144144A公布了一种有效抑制冶炼烟气中三氧化硫及污酸产生的方法，该方法涉及到富氧熔炼过程烟气中三氧化硫及污酸的抑制，通过调节烟气温度、漏风量、含水量等抑制烟气中三氧化硫及污酸的产生；但该方法仅从工艺参数角度控制未考虑金属冶炼的实际参数，且调节工艺参数的抑制效果甚微；中国专利CN104841265A公布了一种有色冶炼制酸烟气三氧化硫及重金属干式脱除方法，该方法是在高温余热锅炉初步回收热量后，通过除尘装置捕集，不能从源头上抑制三氧化硫的生成，且无法解决腐蚀烟道和余热锅炉的问题。

发明内容

针对现有铜冶炼过程中烟气处理存在的上述问题，本发明提供一种铜冶炼过程中抑制高温烟气中三氧化硫产生的方法，在控制工艺条件的基础上，向铜冶炼炉的炉喉及余热锅炉之间的上升烟道中连续喷入粉状或球团状抑制剂，使生成三氧化硫的反应逆向进行，从而降低三氧化硫在烟气中的浓度，提高了余热锅炉效率并减少了设备腐蚀。

本发明的方法包括以下步骤：

1、在铜冶炼过程中，控制熔炼阶段烟气从熔炼炉内出来时温度≥900℃，烟气经上升烟道进入余热回收锅炉，经余热回收锅炉换热，控制换热后的烟气温度≤400℃；

2、将黄铁矿和/或黄铜矿磨细至粒径≤3000μm，制成矿粉；将矿粉加热至温度在100～120℃，作为抑制剂备用；

3、监测熔炼炉的炉喉至余热回收锅炉之间的上升烟道，当上升烟道内烟气的氧气体积百分比3％时，以氮气为载气，通过喷嘴向上升烟道内连续喷吹抑制剂，抑制剂与烟气逆向流动；通过持续降低烟气中氧含量，使生成三氧化硫的反应逆向进行；

4、当上升烟道内的烟气的氧气体积百分比0.1％时，停止喷吹抑制剂。

上述方法中，抑制剂的喷吹量按单位时间内抑制剂中的硫化物与烟气中氧气的摩尔比为1～5。

上述方法中，铜冶炼过程所使用的原料中水的质量百分比≤8％。

上述方法中，抑制剂的喷吹速度为100～300m/s。