[发明专利]一种冶炼烟气制酸净化污酸的回收工艺

说明书

本发明公开了一种冶炼烟气制酸净化污酸的回收工艺，属于冶金化工环保领域，本发明工艺无石灰中和过程，无石膏废渣产生；有价金属铜回收利用，减少危废渣量，创造经济效益和环保效益；对熔炼高温烟气余热进行余热利用，降低净化工序循环水消耗；活化硫磺加入量少，运行成本低；污水处理过程无石灰或石灰石加入，无石膏固废产生，是一种节能降耗减排的净化污酸处理技术；净化工序洗涤产生的污酸，通过活化硫磺和高温SO₂烟气，选择性分步分离沉淀出铜、砷，分离后的污酸通过熔炼系统产生的高温烟气分级蒸发出其中的氟和氯，通过沉淀和蒸发，分离污酸中的有害杂质，满足污酸直接回用的要求。

技术领域

本发明属于冶金化工环保领域，具体涉及一种冶炼烟气制酸净化污酸的回收工艺。

背景技术

铜、铅、锌、黄金等火法冶炼过程中产生的SO₂烟气，含有铜、砷、氟、氯等杂质，温度为150～380℃，该烟气通过硫酸净化工序洗涤冷却后去硫酸转化干吸生产硫酸产品。为保证洗涤效率及物料和水平衡，需要外排一定量的污酸，该污酸中含有1～20％的硫酸、0.5～5g/L铜、0.5～15g/L砷、0.5～5g/L氟和氯。

目前污酸的处理方法主要采用硫化法，在污酸中加入硫化钠，与污酸中的砷、铜等重金属元素反应生成固体沉淀物，压滤后的含砷滤渣交由有资质的危废处理公司处理，含硫酸的清液用石灰或石灰石粉中和生成硫酸钙沉淀，据相关统计，一个普通的铜冶炼项目的石膏量每年达到5万吨以上，而产生的石膏一般经压滤后外卖或作为一般固体废物堆存，清液再用石灰铁盐法深度除砷后回用或降钙后回用。该处理工艺污酸中的铜等有价金属不能回收，并产生大量的含砷危废渣和石膏渣，同时消耗大量的石灰或石灰石资源，投资及生产成本极高。同时采用硫化钠作为硫化剂，回用水中带入了大量的钠离子，影响回用水的使用。

另外，150～380℃的SO₂烟气在净化工序洗涤冷却中需要通过循环水冷却，使净化出口烟气温度降低到40℃以下，消耗大量的冷却水，投资及运行成本较高，浪费大量的水资源。

发明内容

为解决目前净化污酸硫化法工艺存在的缺点以及高温烟气余热回收等问题，本发明的目的在于提供一种冶炼烟气制酸净化污酸的回收工艺，采用活化硫磺作为硫化剂，分步沉淀出污酸中的铜、砷，采用冶炼过程产生的高温烟气加热污酸脱除污酸中的氟、氯，同时对污酸进行浓缩，避免产生大量的石膏固废，以节约能耗，降低成本。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种冶炼烟气制酸净化污酸的回收工艺，包括以下步骤：

(1)沉铜反应：硫酸净化工序产生的污酸，首先进入缓冲池进行缓存，缓存后的污酸泵送到沉铜反应器，在沉铜反应器中同时加入活化硫磺和高温SO₂烟气，以控制反应器内的温度、酸度、电位参数，反应结束后，固液分离出硫化铜沉淀渣，滤液去下一级沉砷反应；

(2)沉砷反应：在沉砷反应器中同时加入活化硫磺和高温SO₂烟气，以控制反应器内的温度、酸度、电位参数，反应结束后，固液分离出砷滤渣，滤液去脱氟工序；

(3)脱氟工序：利用熔炼系统的高温烟气作为热源，在一级蒸发器蒸发步骤(2)所得滤液，蒸发出氟化氢气体，用石灰乳吸收反应生成氟化钙，固液分离后得到氟化钙产品，剩余污酸去脱氯工序；

(4)脱氯工序：在二级蒸发器蒸发出氯化氢气体，用循环水冷凝生成盐酸溶液，经过两级蒸发的污酸，硫酸浓度可以浓缩到30～50％；

(5)浓缩工序：对步骤(5)所得污酸进行三级蒸发，使硫酸浓度浓缩到50～60％，作为硫酸干吸工序的补水，最终产93～98％的硫酸。