[发明专利]一种利用金属硫化物还原降低有色冶炼烟气中三氧化硫的方法

说明书

本发明涉及一种利用金属硫化物还原降低有色冶炼烟气中三氧化硫的方法，该方法以粉状金属硫化物为还原剂，将其喷入反应塔内，使得金属硫化物颗粒与烟气中的三氧化硫充分接触，从而将三氧化硫彻底还原为二氧化硫，该方法可以避免制酸烟气洗涤过程中因三氧化硫溶解形成大量污酸，同时提高硫酸的产率，且金属硫化物还原剂，利用率高，成本低，具有工艺过程简单、无特殊装备要求、经济和环保效益高等优点，产业化应用前景好。

技术领域

本发明涉及一种有色冶炼烟气的处理方法，特别涉及利用金属硫化物将有色冶炼烟气中三氧化硫还原为二氧化硫，以降低污酸产生的方法，属于有色金属冶金烟气处理技术领域。

背景技术

烟气是有色冶炼过程的主要副产物之一，其主要成分是二氧化硫、三氧化硫、氧气、氮气以及烟尘等。由于富含大量二氧化硫和三氧化硫，冶炼烟气通过经余热回收、降温除尘、洗涤净化后，送往制酸工序制取硫酸。其中，烟气洗涤净化是采用水为洗涤剂，将烟气中的氟、氯等杂质离子以及超细粉尘捕集下来，而二氧化硫几乎不溶于水，从而得到纯净的二氧化硫烟气，然而，在烟气洗涤时，三氧化硫会溶解形成硫酸，但所得硫酸含大量氟、氯等杂质，因而被称为污酸。污酸因杂质含量高，难以被利用，通常采用石灰中和法处理。由于污酸量大，因而采用石灰中和法处理后，产生大量高杂石膏渣和废水，这使得冶炼企业不仅每年需投入大量的资金，还需承受巨大的环保压力。

当然，除了石灰中和法外，科研工作者也开发了污酸综合利用工艺，其关键是脱除氟氯杂质，获得纯度较高的硫酸超，如蒸馏法，其利用氟化氢、氯化氢易于挥发，而硫酸难以挥发的特性，通过蒸发浓缩，不仅脱除氟、氯杂质，还可获得高浓度硫酸。除了蒸发浓缩外，也有学者提出反渗透膜、电渗析等处理工艺。尽管这些工艺可脱除大部分杂质，但所得硫酸纯度仍然较低，无法达到工业硫酸产品要求，更为棘手的是，这些酸回收工艺处理成本太高、设备腐蚀严重，因而难以被产业化应用。

因此，将烟气中三氧化硫的脱除是一种可以有效降低污酸产生的方法。中国专利(申请号为201711276876.9)公开了一种消除烟气中三氧化硫的方法，具体公开了一种向烟气中喷入H₂S来消除烟气中三氧化硫的技术。虽然其可脱除烟气中的三氧化硫，但是由于H₂S还原性太强，其还原选择性较差，这使得H₂S不仅可与SO₃反应，还可优先与氧气和SO₂反应，致使H₂S耗量大，烟气处理成本高。且由于H₂S属于易燃易爆、且具有剧毒的气体，这使得应用这一技术面临较大的安全和环境风险。

发明内容

针对现有技术中，有色冶炼烟气三氧化硫脱除过程中，还原剂消耗量大，还原选择性差，成本高等缺陷，本发明的目的是在于提供一种利用金属硫化物作为还原剂还原有色冶炼烟气中三氧化硫的方法，该方法对三氧化硫还原选择性好，还原效率高，且金属硫化物易于回收重复使用，耗量低，有利于工业化生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种利用金属硫化物还原降低有色冶炼烟气中三氧化硫的方法，该方法是将金属硫化物粉末从还原塔上部通过喷雾方式喷入还原塔内，与由还原塔下部通入还原塔内的有色冶炼烟气逆流接触反应，使得有色冶炼烟气中三氧化硫还原为二氧化硫。

优选的方案，所述金属硫化物粉末粒度大于160目，小于400目。金属硫化物粉末在适当粒度范围内能够保证金属硫化物粉末与三氧化硫较高的接触面积，以适应有色冶炼烟气中三氧化硫浓度较低的情况。

优选的方案，所述金属硫化物粉末包括锌、铅、铜、镍、铁的硫化物中至少一种，和/或包括硫质量百分比含量大于15％的硫化锌精矿、硫化铅精矿、硫化铜精矿、硫化镍精矿、硫化铁精矿中至少一种。优选的金属硫化物是现有技术中常见的冶炼原料，来源广，廉价。

优选的方案，所述有色冶炼烟气的三氧化硫浓度大于0.04％。