CN109210953B - 一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法 - Google Patents

一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109210953B
CN109210953B CN201810979363.2A CN201810979363A CN109210953B CN 109210953 B CN109210953 B CN 109210953B CN 201810979363 A CN201810979363 A CN 201810979363A CN 109210953 B CN109210953 B CN 109210953B
Authority
CN
China
Prior art keywords
deoxidizer
flue gas
flue
oxygen
blowing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810979363.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109210953A (zh
Inventor
张勤
杨洪英
陈佳程
吴雅楠
苏迎彬
刘海鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN201810979363.2A priority Critical patent/CN109210953B/zh
Publication of CN109210953A publication Critical patent/CN109210953A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109210953B publication Critical patent/CN109210953B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • F27D2017/006—Systems for reclaiming waste heat using a boiler
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法，包括以下步骤：(1)将黄铁矿、黄铜矿或铜镍硫化矿磨细制成矿粉作为脱氧剂；(2)在镍冶炼过程中，监测上升烟道，当氧气体积百分比>3％时，以氮气为载气喷吹脱氧剂；(3)当上升烟道内的烟气中氧气体积百分比<0.1％时停止喷吹。本发明的方法通过脱氧剂消耗氧气，导致生成三氧化硫反应逆向进行，最终提高了余热锅炉效率、提高了脱汞效率、减少了设备的腐蚀，进而保证整个工艺流程的正常运行。

Description

一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法
技术领域
本发明属于有色金属冶金技术领域，特别涉及一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法。
背景技术
镍是所用元素中仅有的三个磁性金属之一，是组成许多磁性材料的成分，镍还能够与其他金属形成合金；镍的冶炼方法分为火法和湿法两种，我国目前硫化镍矿的冶炼工艺主要是火法冶炼，先将含镍的精矿进行造锍熔炼以获得镍锍，然后对镍锍进行吹炼以获得高镍锍，经磨浮分离后浇铸成阳极板，最后电解得到金属镍。
因为镍冶金的原料大部分是硫化矿，所以在造锍熔炼和转炉吹炼炼过程中会产生含大量SO2的烟气；SO2在整个工艺过程中会被氧化成SO3，SO3有很强的腐蚀性，是一种对冶炼工艺极具危害的气体，主要表现为以下几个方面：第一，SO3通过烟道泄露将会在泄露处产生“蓝羽”，会对环境产生巨大影响；第二，当SO3从炉内进入到余热锅炉以及电收尘后当温度降低到酸露点时，硫酸蒸汽将会冷凝下来，造成设备的低温腐蚀，其中SO3浓度和H2O浓度是影响酸露点的两个因素；第三，在脱汞过程中如果有SO3存在时，SO3会与汞产生竞争吸附，影响脱汞效率；第四，冶炼烟气中含有的SO3会在净化工序中生成稀硫酸，产生含各种重金属的污酸，SO3在烟气中的含量是影响污酸量生成的主要因素；污酸的无害化处理目前还是个难点；因此降低烟气中SO3浓度对减少设备腐蚀、提高脱汞效率、提高余热锅炉效率有重大的意义。
鉴于以上危害，众多科研人员对控制烟气中SO3的研究已有数十年，主要集中在燃煤电厂的烟气中，并取得了良好的成果；但是对有色冶炼烟气并未展开深入的研究，有色冶炼烟气不同于燃煤电厂的烟气，它主要有以下几个特征：烟气量大，成分复杂，二氧化硫浓度高；目前国内外对于控制镍冶炼烟气中SO3浓度的研究并不多，还没有较好的方法来解决此问题。
发明内容
针对现有镍冶炼过程中烟气处理存在的上述问题，本发明提供一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法，在炉喉及余热回收锅炉之间的上升烟道中用氮气喷入黄铁矿、黄铜矿或铜镍硫化矿粉料，作为烟气中氧气的脱除剂，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和脱汞效率，减少设备腐蚀。
本发明的方法包括以下步骤：
1、将黄铁矿、黄铜矿或铜镍硫化矿磨细至粒径≤2000μm，制成矿粉；将矿粉作为脱氧剂备用；
2、在镍冶炼过程中，监测从冶炼炉的炉喉到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或间歇喷吹脱氧剂，脱氧剂与烟气逆向流动；
3、当上升烟道内的烟气中氧气体积百分比<0.1％时，停止喷吹脱氧剂。
上述方法中，脱氧剂的喷吹量按单位时间内脱氧剂中的硫化物与烟气中的氧气的摩尔比为1～5。
上述方法中，脱氧剂的喷吹速度为50～300m/s。
上述方法中，制成矿粉时如果矿粉中水的质量百分比>8％，则将矿粉烘干至水的质量百分比≤8％作为脱氧剂备用。
上述方法中，制成矿粉后，向矿粉中加入粒径≤2000μm的煤粉并混合均匀，然后作为脱氧剂备用；其中煤粉占矿粉总质量的5～8％。
上述方法中，当间歇喷吹脱氧剂时，每分钟内20～40s喷吹脱氧剂，其余时间仅喷吹载气氮气。
上述方法中，经喷吹脱氧剂后，从余热锅炉排出的烟气中SO3体积百分比≤0.08％。
采用黄铁矿、黄铜矿或铜镍硫化矿(或其与粉煤的混合物料)来抑制镍冶炼过程烟气中三氧化硫浓度的原理是：二氧化硫和氧气生成三氧化硫是个可逆反应，氧气是生成三氧化硫的必要条件，通过采用向烟道中喷入脱氧剂消耗烟气中的氧气，一方面抑制二氧化硫和氧气生成三氧化硫反应正向进行，另一方面促使三氧化硫分解，并吸收三氧化硫分解所释放的氧气。
本发明的方法通过实时监测各个工艺中的氧含量，当氧含量达到预设值后，使脱氧剂在通过喷射的方式进入烟气，脱氧剂在烟气中以细小粉末的形式分布，通过与氧气进行反应来消耗烟气中的氧气；当氧气浓度降低后，导致生成三氧化硫反应逆向进行，最终提高了余热锅炉效率、提高了脱汞效率、减少了设备的腐蚀，进而保证整个工艺流程的正常运行。
具体实施方式
本发明实施例中采用EPA method 8A中的控制冷凝法检测烟道中的SO3含量。
本发明实施例中采用的黄铁矿为市购产品，按质量百分比含Fe 25～35％，S 30～45％，SiO2<10％，CaO<10％。
本发明实施例中采用的黄铜矿按质量百分比含Fe 20～30％，Cu 10～35％，S 25～35％，SiO2<10％，CaO<10％。
本发明实施例中采用的铜镍硫化矿按质量百分比含Fe 20～35％，S 20～35％，SiO2<10％，CaO<5％，MgO<10％。
本发明实施例中采用的煤粉按质量百分比含固定碳>60％，水分<5％。
本发明实施例中的烟气为硫化镍矿冶炼过程中产生的烟气，其SO2的体积百分比为10～50％，N2的体积百分比为10～60％。
本发明实施例中载气氮气的体积流速为500mL/s。
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
将黄铁矿磨细至粒径≤2000μm，制成矿粉；制成矿粉时矿粉中水的质量百分比>8％，将矿粉烘干至水的质量百分比≤8％；制成矿粉后，向矿粉中加入粒径≤2000μm的煤粉并混合均匀，然后作为脱氧剂备用；其中煤粉占矿粉总质量的5％；
在镍冶炼过程中，监测从冶炼炉的炉喉到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脱氧剂，脱氧剂与烟气逆向流动；脱氧剂的喷吹量按单位时间内脱氧剂中的硫化物与烟气中的氧气的摩尔比为1；脱氧剂的喷吹速度为50m/s；
当上升烟道内的烟气中氧气体积百分比<0.1％时，停止喷吹脱氧剂；经喷吹脱氧剂后，经过余热回收锅炉排出的烟气中SO3体积百分比0.07％，污酸量大幅减少，烟道基本无腐蚀现象。
实施例2
将黄铜矿磨细至粒径≤2000μm，制成矿粉，矿粉中水的质量百分比≤8％；制成矿粉后，向矿粉中加入粒径≤2000μm的煤粉并混合均匀，然后作为脱氧剂备用；其中煤粉占矿粉总质量的8％；
在镍冶炼过程中，监测从冶炼炉的炉喉到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脱氧剂，脱氧剂与烟气逆向流动；脱氧剂的喷吹量按单位时间内脱氧剂中的硫化物与烟气中的氧气的摩尔比为3；脱氧剂的喷吹速度为200m/s；
当上升烟道内的烟气中氧气体积百分比<0.1％时，停止喷吹脱氧剂；经喷吹脱氧剂后，经过余热回收锅炉排出的烟气中SO3体积百分比0.08％，污酸产生量较少，而且无烟道腐蚀现象。
实施例3
将铜镍硫化矿磨细至粒径≤2000μm，制成矿粉，其中水的质量百分比≤8％；制成矿粉后不加入煤粉，直接作为脱氧剂备用；
在镍冶炼过程中，监测从冶炼炉的炉喉到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间歇喷吹脱氧剂，脱氧剂与烟气逆向流动；脱氧剂的喷吹量按单位时间内脱氧剂中的硫化物与烟气中的氧气的摩尔比为5；脱氧剂的喷吹速度为300m/s；当间歇喷吹脱氧剂时，每分钟为一个循环，一分钟有20～40s喷吹脱氧剂，其余时间仅喷吹载气氮气；
当上升烟道内的烟气中氧气体积百分比<0.1％时，停止喷吹脱氧剂；经喷吹脱氧剂后，经过余热回收锅炉排出的烟气中SO3体积百分比0.04％，污酸产生量较少，而且无烟道腐蚀现象。

Claims (1)

1.一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将黄铁矿、黄铜矿或铜镍硫化矿磨细至粒径≤2000μm，制成矿粉；制成矿粉后，向矿粉中加入粒径≤2000μm的煤粉并混合均匀，然后作为脱氧剂备用；其中煤粉占矿粉总质量的5~8%；黄铁矿按质量百分比含Fe 25~35%，S 30~45%，SiO2<10%，CaO<10%；黄铜矿按质量百分比含Fe 20~30% ，Cu 10~35% ，S 25~35%，SiO2<10%，CaO<10%；铜镍硫化矿按质量百分比含Fe 20~35%，S 20~35%，SiO2<10%，CaO<5%，MgO<10%；
（2）在镍冶炼过程中，监测从冶炼炉的炉喉到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或间歇喷吹脱氧剂，脱氧剂与烟气逆向流动；其中脱氧剂的喷吹量按单位时间内脱氧剂中的硫化物与烟气中的氧气的摩尔比为1~5；脱氧剂的喷吹速度为50~300m/s；当间歇喷吹脱氧剂时，每分钟内20~40s喷吹脱氧剂，其余时间仅喷吹载气氮气；
（3）当上升烟道内的烟气中氧气体积百分比<0.1%时，停止喷吹脱氧剂；经喷吹脱氧剂后，进入余热锅炉的烟气中SO3体积百分比≤0.08%。
CN201810979363.2A 2018-08-22 2018-08-22 一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法 Active CN109210953B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810979363.2A CN109210953B (zh) 2018-08-22 2018-08-22 一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810979363.2A CN109210953B (zh) 2018-08-22 2018-08-22 一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109210953A CN109210953A (zh) 2019-01-15
CN109210953B true CN109210953B (zh) 2020-11-24

Family

ID=64989289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810979363.2A Active CN109210953B (zh) 2018-08-22 2018-08-22 一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109210953B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111167274B (zh) * 2020-01-19 2021-11-12 中南大学 一种从冶炼烟气中脱除三氧化硫的方法及其脱除装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104232923B (zh) * 2014-07-28 2015-09-16 包头华鼎铜业发展有限公司 一种铜冶炼过程中减少so3产生的方法
CN107144144A (zh) * 2017-05-04 2017-09-08 中南大学 一种有效抑制冶炼烟气中三氧化硫及污酸产生的方法
CN108211711B (zh) * 2017-12-06 2022-08-19 中国恩菲工程技术有限公司 消除烟气中三氧化硫的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109210953A (zh) 2019-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100453148C (zh) 以炼铁炼钢炉渣为吸收剂吸收烟气中二氧化硫的方法
CN108975281B (zh) 一种铜冶炼过程中回收硫磺的系统及方法
US8771396B2 (en) Method for producing blister copper directly from copper concentrate
CN110280125B (zh) 一种含砷和so3的冶炼烟气的干式净化方法
CN103285711B (zh) 一种净化回收尾气中汞的方法
CN110090548B (zh) 一种铜渣尾矿协同锌冶炼除尘灰湿法脱硫并回收硫酸锌的方法
CN110548378A (zh) 低温干式单塔同步治理烧结烟气二氧化硫、氮氧化物方法
CN111330427A (zh) 一种金属硫化物脱汞剂在洗涤脱除烟气中汞方面的应用
CN103566728B (zh) 用于烟气脱硫脱氮的设备
CN103421958B (zh) 底吹炉富氧熔炼处理锌浸出渣的方法
Yu et al. A review on reduction technology of air pollutant in current China's iron and steel industry
CN110170241B (zh) 一种抑制重有色金属冶炼制酸烟气中三氧化硫产生的方法
CN109210953B (zh) 一种抑制镍冶炼烟气中三氧化硫浓度及污酸生成的方法
CN108905594B (zh) 一种抑制铅冶炼烟气中三氧化硫浓度的方法
CN103332750B (zh) 一种氧化锰矿选择性还原方法
CN113528843A (zh) 一种用于从失效铝基催化剂中熔炼捕集铂和铼的方法
CN110615409A (zh) 一种基于冶炼系统的二氧化硫烟气制酸工艺
WO2020124655A1 (zh) 硫/硝酸盐铁-炭还原制备硫磺并回收脱硫/硝剂的工艺
CN109439924A (zh) 一种二次含铅物料的处理方法
CN109136585B (zh) 一种铜冶炼过程中抑制高温烟气中三氧化硫产生的方法
CN112063848B (zh) 用于处理含铜污泥的冶金炉及其处理方法
CN112981136A (zh) 一种熔池喷射锌精矿的一步炼锌方法
CN110629054B (zh) 富锰渣的制备装置
CN109022818B (zh) 减少有色冶炼烟气中三氧化硫浓度并回收有价成分的方法
CN109126407B (zh) 镍转炉吹炼过程中抑制烟气中三氧化硫及污酸生成的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant