铜冶炼过程中，废气主要来源于火法冶炼（闪速熔炼、顶吹熔炼、诺兰达法等）、湿法冶炼（浸出、萃取、电积）及制酸工序，其成分复杂，以二氧化硫（SO₂）、粉尘（金属/脉石颗粒）、重金属化合物（铅、锌、砷、镉等）、挥发性有机物（VOCs）为主，部分工序还含一氧化碳（CO）、氟化物（HF）等有害气体。以下从废气特性分析、治理工艺选择、系统设计要点三方面梳理治理方案。
一、铜冶炼废气特性分析
二、治理工艺选择与核心设备
铜冶炼废气治理需遵循“高温降温→除尘→SO₂回收→有害气体深度处理”流程，重点解决高浓度SO₂回收（资源化）、高粉尘捕集（金属回收）、重金属/酸雾控制三大问题，具体工艺组合如下：
1. 第一步：废气收集与降温
废气收集需覆盖所有排放源（如熔炼炉烟罩、制酸尾气筒、阳极炉排烟口），避免无组织排放。
收集方式：
熔炼炉：采用密闭烟罩+侧吸罩（覆盖炉口和排烟口），风速≥1.0m/s（防止高温烟气逸散）；
制酸尾气：利用设备自带排气筒（增设旁路或切换阀，确保稳定收集）；
阳极炉：采用全封闭炉体+顶部吸风罩（风速≥0.8m/s）；
降温处理：
火法熔炼废气温度高达800~1200℃，需先降温至300~400℃（避免后续设备高温损坏）：
余热锅炉：通过水冷壁换热，回收热量发电或供热（降温至400℃以下）；
表面冷却器（余热无法利用时）：喷淋循环水（去离子水）间接冷却，降温至200~300℃；
注意：降温后烟气需保持不结露（露点温度以上），防止设备腐蚀。
2. 第二步：除尘（捕集金属/脉石粉尘）
废气中粉尘含大量金属氧化物（如CuO、PbO）和脉石颗粒（SiO₂、Al₂O₃），需高效捕集以实现资源回收：
电除尘器（EP）（首选）：
原理：利用高压电场使粉尘荷电并沉积在极板上；
适用场景：高浓度、高温（≤400℃）烟气（如闪速熔炼烟气，含尘量100~300g/m³）；
优势：除尘效率高（≥99%），可回收金属粉尘（返回冶炼系统）；
注意：需控制烟气温度（≤400℃）和湿度（≤10%），避免极板结露或腐蚀。
袋式除尘器（布袋除尘器）（辅助或深度除尘）：
原理：滤袋拦截粉尘，过滤精度高（出口粉尘浓度≤10mg/m³）；
适用场景：电除尘器后二级除尘（确保排放达标），或处理低温（≤200℃）烟气；
滤料选型：选用耐高温、耐腐蚀滤料（如P84针刺毡、PTFE覆膜滤料）；
注意：需定期清灰（脉冲喷吹），滤袋寿命约2~3年（视粉尘磨损程度）。
3. 第三步：SO₂回收（核心治理）
SO₂是铜冶炼废气的核心污染物（体积比8%~15%），需高效回收制酸（资源化利用），工艺如下：
（1）接触法制酸（两转两吸工艺）
原理：SO₂催化氧化为SO₃（催化剂V₂O₅，400~600℃），SO₃与水结合生成H₂SO₄；
流程：
净化：烟气经除尘、降温、洗涤（去除As、Se等砷硒化合物）；
转化：SO₂→SO₃（第一转化器，温度420~500℃）；
吸收：SO₃被98%浓硫酸吸收（第一吸收塔）；
解吸：贫酸加热解吸SO₃（第二转化器，温度450~550℃）；
再次吸收：解吸的SO₃被99%浓硫酸吸收（第二吸收塔）；
优势：SO₂转化率≥99.5%，制酸浓度≥98%（可直接销售）；
适用场景：高浓度SO₂烟气（如闪速熔炼、顶吹熔炼），是铜冶炼SO₂治理的主流工艺。
（2）非稳态制酸（适用于低浓度SO₂）
若烟气SO₂浓度低（<3%），可采用非稳态制酸工艺（如富氧熔炼提升SO₂浓度至8%以上后再制酸），或通过吸附法（活性炭吸附SO₂，脱附后制酸）回收。
4. 第四步：有害气体深度处理
制酸尾气或湿法冶炼废气中可能残留低浓度SO₂、酸雾（H₂SO₄）、重金属（As、Pb），需进一步处理：
（1）制酸尾气处理
问题：制酸尾气含残余SO₂（≤0.1%，即300~1000mg/m³）、酸雾（H₂SO₄≤50mg/m³）；
工艺：
氨法脱硫：喷淋氨水（NH₃·H₂O）吸收SO₂，生成亚硫酸铵（(NH₄)₂SO₃），氧化后结晶为硫酸铵（化肥）；
石灰石-石膏法：喷淋石灰石浆液（CaCO₃）吸收SO₂，生成石膏（CaSO₄·2H₂O），适用于大烟气量；
优势：SO₂去除率≥95%，副产物（硫酸铵、石膏）可综合利用。
（2）湿法冶炼废气处理
酸雾控制：采用动力波洗涤塔（逆喷洗涤，液气比10~20L/m³），喷淋稀硫酸（pH≤1）吸收H₂SO₄雾滴；
重金属控制：洗涤液中加碱（NaOH）中和，沉淀重金属离子（如Pb²⁺→Pb(OH)₂），污泥委托危废处理（HW48有色金属冶炼废物）。
三、治理系统设计要点
工艺组合优化：
火法熔炼废气：高温烟气→余热锅炉降温→电除尘器除尘→制酸系统（两转两吸）→制酸尾气→氨法脱硫→排放；
湿法冶炼废气：酸雾废气→动力波洗涤塔除酸雾→石灰石-石膏法除SO₂→排放；
阳极炉废气：高温烟气→表面冷却器降温→布袋除尘器除尘→制酸系统→排放。
材料与设备选型：
电除尘器：材质选Q235B（内壁涂覆耐酸胶泥防腐），极板/极线选C480或ZT24（抗变形）；
制酸设备：转化器内衬耐火砖（保温），管道材质选316L不锈钢（耐腐蚀）；
洗涤塔：材质选玻璃钢（FRP）或316L不锈钢（防酸腐蚀）。
监测与运维：
安装在线监测设备（如SO₂在线监测仪、粉尘浓度检测仪、酸雾监测仪），实时监控排放浓度（需符合《铜、镍、钴工业污染物排放标准》GB 25467-2010，特别排放限值：SO₂≤100mg/m³，粉尘≤10mg/m³）；
定期检查电除尘器极板积灰（清灰周期≤24h）、制酸催化剂活性（定期更换，寿命约3~5年）、洗涤塔pH值（调整氨水/石灰石浆液投加量）；
废硫酸、含重金属污泥需委托有资质单位处置（危废代码HW34、HW48）。
四、典型案例参考
某大型铜冶炼厂（闪速熔炼工艺）：
废气参数：熔炼烟气量50万m³/h，温度1000℃，SO₂浓度12%，粉尘浓度200g/m³。
治理方案：
烟气→余热锅炉（发电）→电除尘器（除尘效率99.5%，粉尘浓度≤10g/m³）→制酸系统（两转两吸，SO₂转化率99.8%）→制酸尾气→氨法脱硫（SO₂≤50mg/m³）→排放。
某湿法铜冶炼厂（浸出-萃取工序）：
废气参数：浸出槽尾气量10万m³/h，温度50℃，酸雾浓度300mg/m³，SO₂浓度200mg/m³。
治理方案：
尾气→动力波洗涤塔（除酸雾，H₂SO₄≤10mg/m³）→石灰石-石膏法（SO₂≤50mg/m³）→排放。
五、总结
铜冶炼废气治理需“资源化回收+高效净化”，核心是通过余热利用→电除尘捕集金属粉尘→接触法制酸回收SO₂→深度处理有害气体实现达标排放与资源循环：
高浓度SO₂烟气：优先制酸（两转两吸），副产硫酸；
低浓度SO₂烟气：氨法/石膏法脱硫；
含重金属废气：洗涤+沉淀回收金属；
酸雾控制：动力波洗涤塔高效除雾。
同时需注重源头控制（如使用低硫矿石、优化熔炼工艺降低SO₂排放）和合规性（符合GB 25467等标准），确保长期稳定运行。
本文链接：http://shouchenqi.com/?id=200 转载注明出处！
