本實(shí)用新型涉及一種利用提銅尾渣脫除煙氣中SO₂并進(jìn)一步資源化的裝置，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)煉銅工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，銅礦資源已日趨枯竭，目前含銅0.2~0.3%的銅礦已被開采利用，而在銅冶煉過(guò)程產(chǎn)出的爐渣其含銅量卻在0.5%以上。爐渣中含銅量比原生銅礦的含銅量還高，有必要進(jìn)行回收，該工藝稱為爐渣的貧化處理，經(jīng)貧化處理分離提取銅后的爐渣稱為提銅尾渣。

提銅尾渣具有很強(qiáng)的吸收SO₂能力，對(duì)提銅尾渣組分進(jìn)行了熱力學(xué)參數(shù)分析表明，鐵橄欖石、鐵酸鎂、鈣鐵輝礦等為脫除SO₂的活性物質(zhì)，可以代替目前普遍使用的石灰、石灰石以及氨水等脫硫劑，且在脫硫過(guò)程中回收其產(chǎn)品，物盡其用，為提銅尾渣開辟了一條資源化利用新路。

火法冶煉工藝過(guò)程中多硫化物如黃鐵礦（FeS₂）和黃銅礦（CuFeS₂），在爐中分解出硫，被空氣中的氧繼續(xù)氧化成SO₂隨煙氣排出，煙氣中SO₂含量很高。如空氣鼓風(fēng)，反應(yīng)爐出口煙氣中SO₂含量達(dá)7.7%；富氧鼓風(fēng)煙氣中SO₂含量高達(dá)15%，反應(yīng)爐出口煙氣大多設(shè)有回收SO₂生產(chǎn)成硫酸的裝置，但回收SO₂后的煙氣仍然還含有較高的SO₂，面源污染強(qiáng)度加大，治理更加困難；另一方面，無(wú)論是硫酸尾氣還是面源散煙排放尾氣的凈化，目前采用的脫硫方法面臨成本高、原料來(lái)源不便、綜合利用等困難，給企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了沉重的環(huán)保負(fù)擔(dān)。因此，針對(duì)有色冶金的大氣污染大戶，開發(fā)高效、適用、因地制宜的低濃度SO₂與重金屬協(xié)同控制技術(shù)勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種提銅尾渣脫除煙氣中SO₂和資源化的裝置，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種提銅尾渣脫除煙氣中SO₂和資源化的裝置，包括：加壓鼓風(fēng)機(jī)1、一級(jí)脫硫塔2、二級(jí)脫硫塔3、除霧器4、漿泵Ⅰ5、循環(huán)泵Ⅰ6、循環(huán)泵Ⅱ7、調(diào)漿槽8、脫硫漿貯槽9、漿泵Ⅱ10、脫硫漿高位槽11、真空過(guò)濾機(jī)Ⅰ12、接受槽Ⅰ13、真空泵Ⅰ14、除鋅槽15、螺桿泵16、板框壓濾機(jī)17、除鐵槽18、漿泵Ⅲ19、濃縮槽20、真空過(guò)濾機(jī)Ⅱ21、接受槽Ⅱ22、真空泵Ⅱ23、干燥器24、污水貯槽25、污水泵26、氨-石灰水蒸餾塔27、分縮器28、冷凝器29、氨水槽30；

加壓鼓風(fēng)機(jī)1與一級(jí)脫硫塔2進(jìn)氣口連接，一級(jí)脫硫塔2出氣口與二級(jí)脫硫塔3進(jìn)氣口連接，二級(jí)脫硫塔3出氣口通過(guò)除霧器4與外界連通；

調(diào)漿槽8通過(guò)漿泵Ⅰ5與二級(jí)脫硫塔3進(jìn)液口連接，二級(jí)脫硫塔3出液口與一級(jí)脫硫塔2進(jìn)液口連接，一級(jí)脫硫塔2出液口與脫硫漿貯槽9連接，兩級(jí)脫硫塔都設(shè)有循環(huán)泵把漿液加壓送往塔頂，并設(shè)有若干耐腐耐磨旋流實(shí)心噴頭；脫硫漿貯槽9通過(guò)漿泵Ⅱ10與脫硫漿高位槽11進(jìn)口連接，脫硫漿高位槽11出口通過(guò)真空過(guò)濾機(jī)Ⅰ12與接受槽Ⅰ13進(jìn)口連接，接受槽Ⅰ13設(shè)有真空泵Ⅰ14，接受槽Ⅰ13出口與除鋅槽15進(jìn)口連接，除鋅槽15出口通過(guò)螺桿泵16與板框壓濾機(jī)17連接，板框壓濾機(jī)17濾液出口與除鐵槽18進(jìn)口連接，除鐵槽18出口通過(guò)漿泵Ⅲ19與濃縮槽20連接，濃縮槽20上清液出口與污水貯槽25連接，濃縮槽20沉淀出口與真空過(guò)濾機(jī)Ⅱ21連接，真空過(guò)濾機(jī)Ⅱ21濾渣出口與干燥器24連接，真空過(guò)濾機(jī)Ⅱ21濾液出口與接受槽Ⅱ22進(jìn)口連接，接受槽Ⅱ22設(shè)有真空泵Ⅱ23，接受槽Ⅱ22出口與污水貯槽25連接；

污水貯槽25通過(guò)污水泵26與氨-石灰水蒸餾塔27進(jìn)液口連接，氨-石灰水蒸餾塔27出氣口通過(guò)分縮器28、冷凝器29與氨水槽30連接。

工作過(guò)程：煙氣經(jīng)加壓鼓風(fēng)機(jī)1加壓送入一級(jí)脫硫塔2進(jìn)行第一次脫硫，然后進(jìn)入二級(jí)脫硫塔3進(jìn)行第二次脫硫，脫硫凈化達(dá)標(biāo)后的煙氣經(jīng)由除霧器4除霧后排放；

提銅尾渣和水在調(diào)漿槽8制成提銅尾渣漿液，經(jīng)漿泵Ⅰ5送入二級(jí)脫硫塔3，經(jīng)循環(huán)泵Ⅱ7加壓至0.25MPa送往塔頂噴頭噴成霧狀與煙氣接觸進(jìn)行二級(jí)脫硫，二級(jí)脫硫后的漿液進(jìn)入一級(jí)脫硫塔2，經(jīng)循環(huán)泵Ⅰ6加壓至0.25MPa送往塔頂噴頭噴成霧狀與煙氣接觸吸收煙氣中的SO₂進(jìn)行一級(jí)脫硫，然后從一級(jí)脫硫塔2進(jìn)入脫硫漿貯槽9，供后續(xù)工序使用；兩級(jí)脫硫塔內(nèi)均裝有若干耐腐耐磨旋流實(shí)心噴頭；

脫硫漿貯槽9中的脫硫漿液用漿泵Ⅱ10送入漿液高位槽11，自流入真空過(guò)濾機(jī)12進(jìn)行過(guò)濾，濾渣排出，可用作建筑材料或水泥原料，過(guò)濾后的脫硫漿液由真空泵Ⅰ14吸入接受槽Ⅰ13，真空泵Ⅰ14間歇式工作，當(dāng)接受槽Ⅰ13盛滿液體后，真空泵Ⅰ14暫停工作，接受槽Ⅰ13排空后，真空泵Ⅰ14開始工作；過(guò)濾后的脫硫漿液從接受槽Ⅰ13進(jìn)入除鋅槽15，在除鋅槽15內(nèi)加入硫化銨反應(yīng)生成硫化鋅、硫化銅等沉淀物，混合物用螺桿泵16壓入板框壓濾機(jī)17，濾渣為硫化鋅泥用于濕法煉鋅提取鋅和銅，濾液進(jìn)入除鐵槽18，在除鐵槽18中加入碳酸氫銨生成碳酸亞鐵沉淀，用漿液泵Ⅲ19將混合物送往濃縮槽20進(jìn)行沉淀濃縮，上清液潷出作為污水進(jìn)入污水貯槽25中，碳酸亞鐵沉淀用真空過(guò)濾機(jī)21過(guò)濾，濾餅在干燥器24中進(jìn)行干燥后即為碳酸亞鐵產(chǎn)品，濾液由真空泵Ⅱ23吸入接受槽Ⅱ22，然后進(jìn)入污水貯槽25；

向污水貯槽25中加入石灰乳與污水混合，用污水泵26送往氨-石灰水蒸餾系統(tǒng)27，以直接蒸汽加熱至100℃，(NH₄)HSO₄分解，氨和水蒸氣從蒸餾柱頂部逸出，通過(guò)分縮器28控制溫度90～95℃，然后進(jìn)入冷凝器29冷凝成氨水儲(chǔ)于氨水槽30。

提銅尾渣漿液脫硫步驟，可根據(jù)煙氣中SO₂含量及對(duì)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，選擇采用一級(jí)或二級(jí)脫硫工藝流程。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果：

（1）脫硫塔內(nèi)裝有若干耐腐耐磨旋流實(shí)心噴頭，具有一定的噴淋密度，使整個(gè)脫硫塔內(nèi)充滿霧滴狀，接觸面積大，脫硫效率高；

（2）脫硫效率達(dá)到85～95%，實(shí)現(xiàn)以廢治污之目的，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義；

（3）脫硫漿液中的鋅離子和銅離子的回收通過(guò)除鋅槽完成，鋅、銅離子完全沉淀，鐵離子不被沉淀；脫硫漿液中的鐵離子的回收通過(guò)除鐵槽完成，鐵離子完全沉淀，實(shí)現(xiàn)了提銅尾渣中的鐵、鋅、銅等有回收價(jià)值的元素資源化利用之目的；

（4）本實(shí)用新型運(yùn)行成本低，結(jié)合冶煉煙氣脫硫進(jìn)行固體廢物資源化利用，具有突出的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型示意圖。

圖中：1-加壓鼓風(fēng)機(jī)，2-一級(jí)脫硫塔，3-二級(jí)脫硫塔，4-除霧器，5-漿泵Ⅰ，6-循環(huán)泵Ⅰ，7-循環(huán)泵Ⅱ，8-調(diào)漿槽，9-脫硫漿貯槽，10-漿泵Ⅱ，11-脫硫漿高位槽，12-真空過(guò)濾機(jī)Ⅰ，13-接受槽Ⅰ，14-真空泵Ⅰ，15-除鋅槽，16-螺桿泵，17-板框壓濾機(jī)，18-除鐵槽，19-漿泵Ⅲ，20-濃縮槽，21-真空過(guò)濾機(jī)Ⅱ，22-接受槽Ⅱ，23-真空泵Ⅱ，24-亞鐵干燥機(jī)，25-污水貯槽，26-污水泵，27-氨-石灰水蒸餾塔，28-分縮器，29-冷凝器，30-氨水槽，31-冷卻水，32-蒸汽，33-排水，34-石灰漿，35-碳酸亞鐵，36-碳酸氫銨，37-(NH₄)₂S，38-殘?jiān)?9-提銅尾渣，40-工藝水，41-煙氣。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

30萬(wàn)t/a硫酸，硫酸尾氣處理量100000Nm³/h，尾氣中SO₂含量2850mg/Nm³，尾氣出口要求SO₂含量100mg/Nm³。采用二級(jí)脫硫，如圖1所示。

硫酸尾氣經(jīng)加壓鼓風(fēng)機(jī)1加壓至0.2～0.3kPa，送入一級(jí)脫硫塔2第一次脫硫，然后進(jìn)入二級(jí)脫硫塔3進(jìn)行第二次脫硫，脫硫塔直徑φ5m，高23.5m，脫硫塔頂部需要漿液分別用循環(huán)泵6、7加壓至0.25Mpa，循環(huán)量為1500m³/h，送往塔頂噴頭噴成霧狀與煙氣接觸吸收煙氣中的SO₂，液氣比為8L/m³，凈化達(dá)標(biāo)后的煙氣經(jīng)由除霧器4除霧后排放；含固量為20%的提銅尾渣漿液補(bǔ)充量為10m³/h，用漿泵Ⅰ5送往二級(jí)脫硫塔3用于二級(jí)脫硫，二級(jí)脫硫后的漿液進(jìn)入一級(jí)脫硫塔2進(jìn)行一級(jí)脫硫，然后從一級(jí)脫硫塔2取出脫硫液10m³/h進(jìn)入脫硫漿貯槽9供后續(xù)工序使用。

脫硫漿液用漿泵Ⅱ10送往漿液高位槽11，自流入真空過(guò)濾機(jī)12進(jìn)行過(guò)濾，濾餅為煉銅殘?jiān)逊湃宰鳛榻ㄖ牧?，濾液進(jìn)入接受槽Ⅰ13，然后進(jìn)入除鋅槽15，濾液9m³/h，加入硫化銨45～50kg/h，生成硫化鋅、硫化銅等沉淀物60～65kg/h，沉淀物用螺桿泵16壓入板框壓濾機(jī)17，獲得的硫化鋅泥100kg/h左右，送往濕法煉鋅提取鋅和銅。濾液進(jìn)入除鐵槽18中，加入碳酸氫銨280～290kg/h，生成碳酸亞鐵沉淀400～410kg/h，用漿液泵Ⅲ19將混合物送往濃縮槽20進(jìn)行沉淀濃縮，上清液潷出進(jìn)入污水貯槽25中，碳酸亞鐵沉淀用真空過(guò)濾機(jī)21過(guò)濾，濾餅在干燥器24中進(jìn)行干燥后即為碳酸亞鐵產(chǎn)品390～400kg/h。

向污水貯槽25中加入石灰乳35kg/h，污水與石灰乳混合，用污水泵26送往氨-石灰水蒸餾系統(tǒng)27，以直接蒸汽加熱至100℃，氨和水蒸氣從蒸餾柱頂部逸出，通過(guò)分縮器控制溫度90～95℃，然后進(jìn)入冷凝器29冷凝成氨水儲(chǔ)于氨水槽30，90～100kg/h。

實(shí)施例2

80萬(wàn)t/a硫酸，硫酸尾氣處理量200000Nm³/h，兩轉(zhuǎn)兩吸硫酸裝置的尾氣中SO₂含量800mg/Nm³，尾氣出口要求SO₂含量100mg/Nm³以下、脫硫效率87.5%。采用一級(jí)脫硫，參照?qǐng)D1去掉二級(jí)脫硫塔即可。

硫酸尾氣經(jīng)加壓鼓風(fēng)機(jī)1加壓至0.15～0.2kPa，送入脫硫塔，脫硫塔直徑φ6.2m，高24.5m，脫硫塔頂部需要漿液用循環(huán)泵加壓至0.25Mpa，循環(huán)量為3000m³/h，送往塔頂噴頭噴成霧狀與煙氣接觸吸收煙氣中的SO₂，液氣比為25L/m³凈化達(dá)標(biāo)后的煙氣經(jīng)由除霧器4除霧后排放；含固量為15%的提銅尾渣漿液補(bǔ)充量為1.5m³/h，用漿泵Ⅰ5送往脫硫塔進(jìn)行脫硫，然后從脫硫塔取出脫硫液1.5m³/h進(jìn)入脫硫漿貯槽9，供后續(xù)工序使用。

脫硫漿液用漿泵Ⅱ10送往漿液高位槽11，自流入真空過(guò)濾機(jī)12進(jìn)行過(guò)濾，濾餅為煉銅殘?jiān)?，堆放仍作為建筑材料，濾液進(jìn)入接受槽Ⅰ13，然后進(jìn)入除鋅槽15，濾液1.4m³/h，加入硫化銨7～9kg/h，生成硫化鋅、硫化銅等沉淀物9～10kg/h，沉淀物用螺桿泵16壓入板框壓濾機(jī)17，獲得的硫化鋅泥15～18kg/h左右，送往濕法煉鋅提取鋅和銅。濾液進(jìn)入除鐵槽18中，加入碳酸氫銨40～45kg/h，生成碳酸亞鐵沉淀60～65kg/h，用漿液泵Ⅲ19將混合物送往濃縮槽20進(jìn)行沉淀濃縮，上清液潷出進(jìn)入污水貯槽25中，碳酸亞鐵沉淀用真空過(guò)濾機(jī)21過(guò)濾，濾餅在流化床干燥器中進(jìn)行干燥后即為碳酸亞鐵產(chǎn)品55～60kg/h。

向污水貯槽25中加入石灰乳5～6kg/h，污水與石灰乳混合，用污水泵26送往氨-石灰水蒸餾系統(tǒng)27，以直接蒸汽加熱至100℃，氨和水蒸氣從蒸餾柱頂部逸出，通過(guò)分縮器控制溫度90～95℃，然后進(jìn)入冷凝器29冷凝成氨水儲(chǔ)于氨水槽30，15～20kg/h。