[发明专利]有色冶金烟气脱硫脱重金属的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种有色冶金烟气脱硫脱重金属的方法及装置。

背景技术

有色冶金冶炼排放的烟气中，除含SO₂外，还含有重金属和有毒非金属，重金属中有铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、铜（Cu）、砷（As）等。这些物质排放到空气中扩散，或带入脱硫产品中，污染空气、土壤和水体，造成巨大的危害。

有色冶金工业中硫化矿及其它矿物的焙烧或冶炼过程中产生的除尘后的含砷烟气，一般在SO₂制酸之前采用废酸或废水洗涤法来除去其中的砷。得到的废酸和废水经过无害化处理后排放，由于烟气中含砷量少，最终得到的渣量也很少，很容易处理。但需要增加处理工序并增加系统投资和运行费用。

有色冶金工业中，某些工艺过程烟气中的SO₂浓度低，不能直接制取硫酸。通过除尘后的含重金属和SO₂烟气，常规方法是热烟气脱硫前用水洗涤冷却，产生大量含NH₃-N和重金属的难处理废水，需要对含NH₃-N和重金属的废水进行处理，投资和运行费用高。或是热烟气经酸性气体捕捉剂、脱除吸收剂和强氧化剂臭氧或者双氧水进行脱硫、脱重金属，存在着脱硫、脱重金属不完全，难以回收的缺点，如申请号为201110091281.2的中国发明专利“烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备”，还存在着投资、运行费用高等缺点。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有色冶金烟气脱硫脱重金属的方法及装置，可有效除去烟气中的烟尘、SO₂、砷和重金属，从而解决烟气排放污染环境的问题。

本发明所采取的技术方案是一种有色冶金烟气脱硫脱重金属的方法，该方法包括以下步骤：

a、湿法降温除尘：将有色冶金烟气用硫酸铵溶液进行喷淋洗涤，使有色冶金烟气的温度降至45～55℃，并利用硫酸铵溶液的表面活性将有色冶金烟气中含有重金属离子的烟尘捕集下来，得含有不溶于硫酸铵溶液的重金属离子烟尘和溶于硫酸铵溶液的重金属离子烟尘的洗涤后液；

b、脱除SO₂气体：经硫酸铵溶液喷淋洗涤后的烟气，用氨水溶液进行喷淋，吸收烟气中的SO₂气体生成含有亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的亚盐混合溶液；被吸收SO₂气体后的达标烟气对外排放，所得亚盐混合溶液的一部分经空气曝气氧化得到硫酸铵溶液，该硫酸铵溶液用于循环喷淋所述步骤a中的有色冶金烟气；所得亚盐混合溶液的另一部分补加氨水溶液，使亚盐混合溶液中的部分亚硫酸氢铵转化为亚硫酸铵，得补有氨水溶液并含有亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的混合溶液，该混合溶液用于替代氨水溶液并循环喷淋上述经硫酸铵溶液喷淋洗涤后的烟气；

c、铁氧体法脱除重金属：所述步骤a中的洗涤后液经检测含有As离子时，在该洗涤后液中加入Fe²⁺或Fe³⁺脱砷试剂并鼓入空气进行反应，使洗涤后液中的As和部分Pb离子生成铁氧体尖晶石结构的沉淀物，过滤去除沉淀，得过滤液；

d、深度脱除重金属：将所述过滤液加入重金属脱除剂进行反应，使过滤液中的重金属离子生成难溶性沉淀，过滤去除沉淀，得纯净的硫酸铵溶液；收集所得沉淀待回收再利用，所得纯净的硫酸铵溶液经浓缩干燥后得硫酸铵化肥。

作为优选，所述步骤a中的洗涤后液经检测不含有As离子时，将省略所述步骤c，直接将洗涤后液加入重金属脱除剂进行反应，使洗涤后液中的重金属离子生成难溶性沉淀，过滤去除沉淀，得纯净的硫酸铵溶液；收集所得沉淀待回收再利用，所得纯净的硫酸铵溶液经浓缩干燥后得硫酸铵化肥。

作为优选，所述步骤a洗涤后液中的重金属离子包括Pb、Cd、Cu、Ni或Zn离子的任意组合。

作为优选，所述步骤b中在亚盐混合溶液中补加氨水溶液的量与所述吸收烟气中的SO2气体的摩尔总量相匹配。

作为优选，所述步骤c中的Fe²⁺脱砷试剂选自FeSO₄或FeCl₂中的一种。

作为优选，所述步骤c中的Fe³⁺脱砷试剂选自Fe₂（SO₄）₃或FeCl₃中的一种。