CN105771632A - 利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中SO2、NOx、Hg的方法 - Google Patents

利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中SO2、NOx、Hg的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中SO2、NOX、Hg的方法，该方法以铜冶炼废渣制成的铜渣浆作为吸收剂，在常温常压下对有色冶炼烟气中的SO2、NOX、Hg进行液相催化氧化，达到同时脱除有色冶炼烟气中SO2、NOX、Hg的目的；本发明方法是通过铜冶炼废渣所含的金属氧化物及过渡金属离子的催化氧化作用实现烟气中SO2、NOX以及Hg氧化；本发明制备方法简单，原材料储量极大、易得、成本低廉、易实现工业化应用、脱除效果好，还能实现以废治废，达到清洁生产目的。

Description

利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中S02、N0x、Hg的方法
技术领域
[0001] 本发明属工业废气处理领域，涉及一种利用铜冶炼渣一体化同时脱硫脱硝脱汞的 方法。
背景技术
[0002] 我国有色金属冶炼厂在生产铜、铝、锌等主要有色金属时大多以硫化物精矿为原 料，在火法冶炼过程中产生大量的SO2烟气，此外，在高温、高氧冶炼条件下还产生大量的 ΝΟχ，部分有色重金属矿石含汞量较高，导致冶炼烟气汞含量较高，有色金属冶炼行业已经 成为我国汞排放的最主要污染源之一，其贡献量占我国非有意大气汞排放量的40%左右。 有色冶炼烟气中S0 2、N0X以及汞的排放对人类和生物的生存环境造成严重影响。有效控制和 削减有色冶炼过程中产生的S0 2、N0x以及汞，是我国面临的严峻挑战。
[0003] 目前处理这3种污染物较为成熟的方法分别是湿法脱硫、SCR脱硝和活性炭注入 脱汞(ACI)。湿法脱硫中石灰石-石膏脱硫是目前应用最广泛的脱硫技术，但此技术需要开 采大量石灰石，经济效益不高，而且副产物利用率低，容易造成二次污染物。SCR脱硝这种方 法工艺简单、脱硝效率高，可达90%以上，但还原剂NH 3的腐烛性强，对管道和设备材质的要 求高，但其价格昂贵，进一步的大规模工业化应用受到了经济方面的制约。多污染物分别逐 一处理存在占地面积大、能耗偏高的缺点，因此同时脱硫脱硝脱汞一体化技术成为国内外 研究热点，开发利用廉价高效的吸收剂联合脱除这3种污染物势在必行。
[0004] 近年来，脱硫脱硝脱汞一体化技术受到了各方的重视，期望能找到一种空间利用 率尚、运彳丁管理成本低、脱除效率尚、能回收副广物提尚经济性的脱硫脱硝脱萊一体化技 术。中国发明CN104801178A公开了一种基于自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱 汞方法，该方法采用紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基 氧化S0 2、N0X以及Hg,然后经过湿式吸收系统脱除。发明CN103736373A公开了由臭氧氧化后 由氧化镁浆液进行吸收，同时脱除S0 2、N0X以及Hg的方法;这两种方法主要的一个共同的缺 点就是需经氧化预处理，经济效益不明显，氧化剂产生大量的酸性废液，造成二次污染。
[0005] 中国发明CN1962034公开了一种烟气同时脱硫脱硝脱汞的方法，该方法制备出一 种成分较为复杂的吸收剂，吸收剂由以下重量单位的物质组成:粉煤灰20~70、消石灰27~ 80、添加剂0.5~3,添加剂为高锰酸钾KMn〇4、亚氯酸钠 NaCl〇2、氯化钠 NaCU次氯酸钙Ca (ClO)2或过氧乙酸CH3COOH中一种或多种组合，同时脱除烟气中的SO 2、N0X以及Hg。 CN102091517A公开了一种一体化同时脱硫脱硝脱汞的吸收液，对现有碱性脱硫吸收液的改 进，采用含氮还原剂+添加剂的混合吸收液洗涤脱除烟气中的SO 2、N0X和Hg，这些方法存在主 要问题该吸收剂成分复杂，而且使用添加剂使用种类多，产生的废液成分复杂，难以处理。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种新型、更加环保的一体化同时脱硫、脱硝、脱汞的方 法，即以铜渣浆作为吸收剂，在常温常压下对S0 2、N0x、Hg催化氧化，用于脱除有色冶炼烟气 中SO2、NOx以及Hg;所述铜渣浆是将铜冶炼废渣烘干、粉碎、筛分后与水混合制得，铜渣浆含 固量(铜渣)为质量百分比10%~60%。
[0007] 本发明所述烘干温度为80~100°C。
[0008] 本发明所述筛分至100~400目。
[0009] 所述铜冶炼废渣为铜矿石冶炼过程中浮选铜矿前产生的渣，即中矿；以及选矿完 成后的渣，即尾矿。
[0010]中矿和尾矿组分分析：
Figure CN105771632AD00041
锏泔烁渔中的(^0、4^0、卜>0、8102等金属氧化物，便得锏渔具有很奸的吸附能力。铜渣 中含有多种有色金属，如Fe、Mn、Zn、Al等，具有液相催化氧化的特性，本发明利用铜冶炼渣 中的金属氧化物和过渡金属离子对冶炼烟气中的SO 2、Ν0χ以及Hg催化氧化，该方法理论上不 消耗催化剂，不产生固体废物，无二次污染，是一种更为环保的工业废气处理工艺，不仅能 实现多种污染物联合脱除，还能达到以废治废，实现清洁生产，具有明显的社会与经济效 益。
[0011] 本发明的有益效果为： 相较于现有的技术，本发明原材料来源广，制备方法简单;材料的制备和应用都易实现 工业化;应用过程中能耗低;在常温常压下即可实现对S02、N0x以及Hg的有效吸收;铜渣浆催 化氧化效果好，不易中毒;不需要添加任何化学试剂，直接利用铜渣中所含的Cu、Fe、Ni等过 渡金属离子与及金属氧化物就可以达到较为理想的脱除效果，还能实现清洁生产。
附图说明
[0012] 图1为本发明实施例1所述铜渣浆同时脱硫、脱硝、脱汞效果图； 图2为本发明实施例2所述铜渣浆同时脱硫、脱硝、脱汞效果图； 图3为本发明实施例3所述铜渣浆同时脱硫、脱硝、脱汞效果图； 图4为本发明实施例4所述铜渣浆同时脱硫、脱硝、脱汞效果图； 图5为本发明实施例5所述铜渣浆同时脱硫、脱硝、脱汞效果图； 图6为本发明实施例6所述铜渣浆同时脱硫、脱硝、脱汞效果图。
具体实施方式
[0013] 下面结合具体的实施例及附图对本发明进一步的详细说明，但本发明的实施方式 不限于此。
[0014] 实施例1: 将取自云锡铜业的中矿，在80°C下烘干，然后研磨并筛分成200~400目；将所得铜渣粉 末与自来水按一定比例混合，混合后铜渣浆含固量为质量百分比15%;将气体通过含铜渣浆 的气体吸收瓶;铜渣浆用量为25mL;进气SO 2浓度为1000mg/L，N0浓度为300mg/L，Hg浓度为 30mg/L。三种污染物同时脱除效果见图1所示，由图可以看出，当选用云南铜业的中矿，制成 含固量为15%的铜渣浆后，测得吸收90min内，烟气中SO2浓度<20mg/L，N0浓度<90mg/L，Hg浓 度〈emg/I^SO〗平均去除率>98%，N0平均去除率>70%，Hg平均去除率>80%。
[0015] 实施例2: 将取自云锡铜业的中矿，在90°C下烘干，然后研磨并筛分成300~400目；将所得铜渣粉 末与自来水按一定比例混合，混合后铜渣浆含固量为质量百分比45%;将气体通过含铜渣浆 的气体吸收瓶;铜渣浆用量为25mL;进气SO 2浓度为1300mg/L，N0浓度为400mg/L，Hg浓度为 40mg/L。三种污染物同时脱除效果见图2所示，由图可以看出，当选用云南铜业的中矿，制成 含固量为45%的铜渣浆后，测得吸收90min内，烟气中SO 2浓度<15mg/L，N0浓度<100mg/L，Hg 浓度<4π^/Ι^02平均去除率>99%，N0平均去除率>75%，Hg平均去除率>90%。
[0016] 实施例3: 将取自云锡铜业的中矿，在l〇〇°C下烘干，然后研磨并筛分成200~300目；将所得铜渣粉 末与自来水按一定比例混合，混合后铜渣浆含固量为质量百分比60%;将气体通过含铜渣浆 的气体吸收瓶;铜渣浆用量为25mL;进气SO 2浓度为1500mg/L，N0浓度为500mg/L，Hg浓度为 50mg/L。三种污染物同时脱除效果见图3所示，由图可以看出，当选用云南铜业的中矿，制成 含固量为60%的铜渣浆后，测得吸收90min内，烟气中SO 2浓度<80mg/L，NO浓度〈100mg/L，Hg 浓度<6π^/υ〇2平均去除率>95%，N0平均去除率>75%，Hg平均去除率>90%。
[0017] 实施例4: 将取自云锡铜业的尾矿，在80°C下烘干，然后研磨并筛分成100~300目；将所得铜渣粉 末与自来水按一定比例混合，混合后铜渣浆含固量为质量百分比15%;将气体通过含铜渣浆 的气体吸收瓶;铜渣浆用量为25mL;进气SO 2浓度为1000mg/L，N0浓度为300mg/L，Hg浓度为 30mg/L。三种污染物同时脱除效果见图4所示，由图可以看出，当选用云南铜业的尾矿，制成 含固量为15%的铜渣浆后，测得吸收90min内，烟气中SO 2浓度<35mg/L，N0浓度<105mg/L，Hg 浓度<6π^/υ〇2平均去除率>97%，N0平均去除率>65%，Hg平均去除率>80%。
[0018] 实施例5: 将取自云锡铜业的尾矿，在90°C下烘干，然后研磨并筛分成200~400目；将所得铜渣粉 末与自来水按一定比例混合，混合后铜渣浆含固量为质量百分比45%;将气体通过含铜渣浆 的气体吸收瓶;铜渣浆用量为25mL;进气SO 2浓度为1300mg/L，N0浓度为400mg/L，Hg浓度为 40mg/L。三种污染物同时脱除效果见图5所示，由图可以看出，当选用云南铜业的尾矿，制成 含固量为15%的铜渣浆后，测得吸收90min内，烟气中SO 2浓度<13mg/L，N0浓度<110mg/L，Hg 浓度〈emg/I^SO〗平均去除率>99%，N0平均去除率>80%，Hg平均去除率>80%。
[0019] 实施例6: 将取自云锡铜业的尾矿，在l〇〇°C下烘干，然后研磨并筛分成150~300目；将所得铜渣粉 末与自来水按一定比例混合，混合后铜渣浆含固量为质量百分比60%;将气体通过含铜渣浆 的气体吸收瓶;铜渣浆用量为25mL;进气SO 2浓度为1500mg/L，N0浓度为500mg/L，Hg浓度为 50mg/L。三种污染物同时脱除效果见图6所示，由图可以看出，当选用云南铜业的尾矿，制成 含固量为60%的铜渣浆后，测得吸收90min内，烟气中SO 2浓度<65mg/L，NO浓度〈150mg/L，Hg 浓度<13π^/Ι^02平均去除率>96%，N0平均去除率>70%，Hg平均去除率>75%。

Claims (4)

1. 一种利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中S〇2、NOx、Hg的方法，其特征在于：以铜冶 炼废渣制成的铜渣浆作为吸收剂，在常温常压下对有色冶炼烟气中的S0 2、N0x、Hg进行液相 催化氧化。
2. 根据权利要求1所述的利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中S02、NOx、Hg的方法，其 特征在于:铜渣浆是将铜冶炼废渣烘干、粉碎、筛分后与水混合制得，铜渣浆含固量为质量 百分比10%~60%。
3. 根据权利要求1所述的利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中S02、NOx、Hg的方法，其 特征在于:烘干温度为80~100°C。
4. 根据权利要求2所述的利用铜冶炼渣同时脱除有色冶炼烟气中S02、N0x、Hg的方法，其 特征在于:筛分至100~400目。
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