[发明专利]一种协同脱除冶炼烟气中低浓度二氧化硫和汞的方法

说明书

本发明公开了一种利用磷尾矿协同脱除冶炼烟气中低浓度二氧化硫和汞的方法，属于工业废气净化及固体废物资源化领域。磷尾矿含有Mg²⁺、Al²⁺和Fe³⁺等具有催化氧化作用的过渡金属离子，将磷尾矿进行煅烧后和MnO₂混合，混合物再与水配制成磷矿浆，将含有低浓度二氧化硫和汞的烟气通入磷矿浆中，二氧化硫和Hg⁰分别被催化氧化成硫酸和Hg²⁺；随着反应进行，当浆液pH值下降到2‑5之间时，往磷矿浆中加入抗坏血酸和H₂O₂，进一步提高脱硫脱汞效率及抑制浆液中Hg²⁺还原再释放。本方法不仅提高了磷尾矿协同脱除低浓度二氧化硫和汞的能力，而且还能抑制浆液中Hg²⁺还原再释放，使得磷尾矿协同脱除低浓度二氧化硫的效率在98%以上，汞的脱除效率在95%以上，Hg²⁺的还原率在3%以下。

技术领域

本发明涉及一种利用磷尾矿协同脱除冶炼烟气中低浓度二氧化硫和汞的方法，属于工业废气净化及固体废物资源化领域。

背景技术

冶炼烟气中含有二氧化硫、汞等有毒有害的物质。二氧化硫排放到大气中，不仅会危害人类健康，而且还会对生态环境造成严重的破坏。对于大多数冶炼厂而言，高浓度二氧化硫烟气通常采用接触法转化为硫酸，该工艺已发展成熟，但制酸后的尾气中仍存在少量二氧化硫和汞。而低浓度二氧化硫烟气无法直接用于制酸工艺，只能净化处理，目前国内外普遍采用的是石灰法、氨法，存在二次污染等问题。烟气中汞有三种形态，氧化态汞（Hg²⁺）、颗粒态汞和单质汞（Hg⁰）。其中氧化态和颗粒态的汞可以通过除尘、湿法洗涤或者吸附的方法去除,而单质汞不仅含量高，约占烟气中汞总量的80%左右，而且性质稳定难溶于水，极易在大气中通过长距离输送形成全球性的汞污染，常规的湿法洗涤与化学沉淀都难以将其有效去除，是烟气脱汞的难点所在。吸附法是目前最成熟的一种烟气脱汞技术，但成本过高，难以大规模工业化。目前对于冶炼烟气中二氧化硫和汞的脱除，大多采用石灰石/石膏法脱硫+吸附法脱汞的方式分级串联脱除，导致工艺系统复杂、占地面积大、运行费用高。因此如何高效经济的协同脱除冶炼烟气中低浓度二氧化硫和汞具有重要的研究价值。

磷尾矿是对原矿进行生产、加工后所遗留下来的副产物。据统计近年来我国每年产生近1000万吨的磷尾矿。这些磷尾矿中P₂O₅含量较低，镁、钙等有害杂质含量较高，未能被有效开发利用而大量堆积，不仅造成土地和矿产资源浪费，而且还污染生态环境。目前发现Mn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Mg²⁺等过渡金属离子有一定的催化氧化作用。磷尾矿中含Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺等过渡金属离子，是一种潜在的二次资源。将磷尾矿进行优化调控后用来协同脱除烟气中SO₂和Hg⁰，不仅可以使磷尾矿得到充分的资源化利用，而且可以使烟气中的SO₂和Hg⁰得到有效控制，从而达到以废治废的目的。