金川集团公司镍_铜冶炼烟气制酸情况介绍

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扩能思路
在 十五 末期, 金川集团公司镍铜生产能力要达
施 , 已经完成 的有硫酸一车间 ! 、 ∀ 系 统的扩能改 造 , 对硫酸三车间制酸系统的改造也逐渐展开。 3 2 1 硫酸一车间 ! 系统经过改造后, 于 2001 年 5 月 25 日正式复 产成功。改造中采用了 DCS 控制系统, 并引进了德 国 K K K 公司生产的 SFOG1- 11 2- 67 型 SO2 鼓 风机, 风量为 6 万 m3 / h, 压头为 0 03MPa, 电机功率 为 1 400kW, 配 置 了 高 压 变 频 器 , 使 生 产 能 力 由 32 5kt/ a 扩大到 93kt / a, 目前日产量均在 350t 左右。
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有色金属( 冶炼部分) 冶金炉窑二氧化硫烟气调查表 Table 1 The waste gas data
烟尘 浓度 / ( mg#m - 3 ) 排放量 / ( kg# h- 1 ) 286 11 7 380 120 570 249 757 397 3 160 317 160 762 559 370 4 220 950 546 1 956 821 683 9 14 26 1 92 28 63 8 95 13 3 78 76 13 3 15~ 20 2 4 44 9 8 78 85~ 90 6 7 47 1 26 3 10 6 3 96 4 浓度 / ( mg# m - 3 ) 45 760 52 052 31 460 171 600 7 142 29 713 69 248 1 143 约 300 000 14 285 128 565 24 284 约 100 000 108 680 168 740 155 012 291 720 37 180 106 816 3 8 1 3 5 9 10 2 1 3 0 04 12 0 5 4 5 0 85 二氧化硫 比例 / % 1 7 1 94 1 17 6 0 0 26 1 1
浓度 /% 6 5 9 5 9 10 2 6 04 12 4 5 8 06 7 42
排放量 / ( t# h- 1 ) 10 3 10 11 7 1 5 33 5 35 5 40 70
年排放 SO 2 量/ t 71 176 9 135 582 14 713 221 471 200 000 68 805 2 270 000 500 000
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冶炼烟气现状
金川集团有限公司( 以下简称金川公司) 的镍火
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烟气治理现状
金川公司镍 冶炼烟气 制酸始于 1987 年 4 月。
法冶炼目前主要采用闪速炉熔炼工艺, 同时还存在 以矿热电炉、 贫化电炉和卧式冶炼转炉为主的熔炼 工艺流程。铜火法冶炼采用回转窑焙烧、 矿热电炉 和转炉与自热炉 2 种工艺。由于镍、 铜火法冶炼过 程中 , 烟气来自多种不同的冶金炉窑, 所以其烟气成 分、 浓度等条件各异 , 处理方法 也不尽相 同。 2001 年 4 月份调查结果见表 1( 数据引自 金川公司烟气 治理小组 调查报告。表 2、 表 3 同) 。 综合考虑烟气条件 , 对 ( SO2 ) 大 于 2 5% , 且 烟气供应连续性好的烟气用于制酸。据统计, 目前 可 供 制 酸 的 烟 气 中, 二 氧 化 硫 的 利 用 率 已 达 78 93% , 主要供制酸与亚硫酸钠生产。其余冶金炉 窑烟气或因浓度低、 或因烟气量小、 或因作业连续性 差等原因而暂不能利用。
到 55kt/ a 和 120kt/ a 。其中镍火法冶炼主要集中在闪 速熔炼系统 , 铜火法冶炼集中在转炉、 自热炉系统。 3 1 烟气状况 十五 计划完成后, 主要冶金炉的烟气状况见表 3。 3 2 制酸系统改造 从 2000 年开始 , 硫酸系统的配套改造就开始实
有色金属( 冶炼部分)
2003 年 1 期 表 3 扩能后冶金炉窑二氧化硫烟气状况 Table 3 The waste gas data after the capacity expanded
首先建成的硫酸一车间的两个制酸系统均采用三塔 两电稀酸洗涤净化、 单转单吸 工艺, 制 酸能力均为 32 5kt/ a, 治理镍转炉烟气。之后, 又建成硫酸二车 间 , 采用双转双吸工艺 , 制酸能力 110kt / a, 回收沸腾 焙烧炉烟气, 后因 故停产。 1996 年 , 用来专门治理 镍闪速炉烟气的硫酸三车间投产, 采用大型单系列 设备 , 绝热蒸发封闭酸洗净化、 双转双吸工艺制酸, 设计产能 220kt / a 。经过改造完善, 实际生产能力已 达到 300kt / a。 目前金川镍铜冶炼烟气制酸系统主要由硫酸三 车间、 硫酸一车间 ! 、 ∀ 系统 ( 治理一期镍铜混合烟 气) 组成, 生产能力已达 400kt / a。这两个系统治理 的冶炼烟气现状见表 2。另外 , 还有 20kt / a 的亚硫 酸钠生产系统, 也是以冶炼烟气为原料, 治理铜系统 烟气。
作者简介 : 刘玉强 ( 1962 ) , 男 , 陕西佛坪人 , 高级工程师
# 32 # 表1
烟气量 生产系统 1# 回转窑 一 期 镍 生 产 系 统 3# 电炉 贫化电炉 1# 转炉 一熔炼 合金炉 合计 ( 平均 ) 干燥窑 二 期 镍 生 产 系 统 闪速炉 贫化电炉 转炉 二熔炼 合计 ( 平均 ) 2# 回转窑 铜 生 产 系 统 2# 电炉 4# 转炉 自热炉 卡尔多炉 合计 ( 平均 ) / ( m #h ) 40 913
37 533 16 040 50 223 35 960 17 568 198 237 86 800 50 000~ 70 000 15 068 58 921 15 714 约 240 000 30 456 49 541 48 143 5 120 7 688 140 948
表2 Table 2
炉窑名称 一期炼镍 转炉 一期炼铜 转炉 铜熔炼自 热炉 小计或 平均 二期闪 速炉 二期转炉 小计或 平均 制酸合计 或平均 炉窑数量 / 台 2 1 1 4 1 1 2 6 烟气量 / ( m 3#h - 1 ) 100 446 48 143 5 120 153 709 50 000~ 75 000 58 921 133 997 约 250 000
SO 2 比率 /% 10 31 19 63 2 13 32 07 35 54 9 96 45 50 77 57
二期闪速炉 1 二期转炉 2 小计或平均 3 制酸合计或平均
∀系统原设计工艺、 规模与 ! 系统完全相同, 即 三塔 两 电 稀 酸 洗 涤 净 化、 单 转 单 吸 工 艺, 产 能 32 5kt / a 。为处理即将增 加的 6 万 t 铜的冶炼 烟 气, 2002 年对 ∀ 系统进行改造, 使之生产能 力扩大 到 116kt / a 。主要改造内容: 净化改为绝热蒸发稀酸 洗涤工艺 ; 转化与干吸仍采用单转单吸工艺, 但对干 吸塔结构作较大改进 , 将传统的干吸塔、 循环槽、 捕 沫器分体式设置改为三合一型 , 高温区内衬及填料 支撑均 采用 DS 合 金 材料 ; 转化 系统 风 机也 采 用 SFOG1- 11 2- 67 型 SO 2 鼓风机 , 电炉与 ! 系统公 用; 全流程采用 DCS 控制系统。改造于 2002 年 10 月完成 , 试运行效果良好。 ∀ 系统改造的主要技术 经济指标见表 4。 表4 Table 4 ∀ 系统改造主要技术经济指标 The technical and economical index of system ∀ after reconstructing
数量 116 125 8 7 备注
期间 , 已经将第一吸收塔的循环酸铸铁排管冷却器 改为阳极保护管壳式浓酸换热器; 把干吸循环酸管 道改为 DS 合金钢管道。根据闪速炉正在进行的扩 能改造要求 ( 烟气条件见表 3) , 还需要将该系统制 酸能力相应扩大到 470kt / a。按照该系统目前主要 设备如二氧化硫风机、 转化器等的能力计算, 要达到 这一目标显然存在很大的困难。但第一步在投资不 大的情况下 , 可以将生产能力扩大到 350kt / a。需改 造的重点一是换热器, 即转化的气体换热器、 干吸的 浓酸换热器 ; 二是高效、 低阻力的触媒; 三是风机的 控制系统以及水系统等配套设施; 四是提高烟气浓 度 , 减少烟气量。要达到 470kt / a 的生产能力 , 还需 要对关键设备作较大改造。
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存在的问题及对策
金川集团公司在治理冶炼烟气方面, 经过 15 年
指标名称 产品年产量 折 100% 工业硫酸 / kt 折 93% 工业硫酸 / kt 处理烟气量 净化入口 / ( 万 m 3# h- 1 ) 转化入口 / ( 万 m 3# h- 1 ) 处理烟气成分 / % SO 2 5 5, SO3 0 05, O 2 8 0, CO 2 4 2, N2 81 85, H 2 0 4 生产工艺指标 转化率 / % 吸收率 / %
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2003 年 1 期
排放量 / ( kg# h- 1 ) 1 872 2 1 953 7 504 6 8 618 3 256 8 522 13 727 6 101 约 20 000 215 3 7 575 6 381 6 约 28 273 3 310 1 842 8 123 6 1 494 286 15 055 6
有色金属( 冶炼部分)
2003 年 1 期
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金川集团公司镍、 铜冶炼烟气制酸情况介绍
刘玉强
( 金川集团有限公司化工厂, 甘肃金昌 737104)
摘要 : 关键词 : 介绍了金川集团有限公司镍、 铜冶炼烟气制酸情况 , 并 分析了存在的问题 , 提出了相应的对策。 镍 ; 铜 ; 硫酸 ; 冶炼烟气 文献标识码 : A 文章编号 : 1007 7545( 2003) 01 0031 03
中图分类号 : TF815, X701
Introduction on the Sulfuric Acid Making Using the Cu, Ni Smelting Waste Gas
L IU Yu- qiang
( Chem ical Plant of J inchuan G roup Ltd Jinchang, Gansu 737104, China)
Abstract: w ard Keywords:
T he status of the sulf uric acid making in Jinchuan Group Lt d using copper and nickel smelting
w aste gas are int roduced in detail, t he exit ing problems are analyzed and t he count ermeasures are also put for Ni; Cu; Sulfuric acid; Smelting w ast e gas
已用于制酸的主要冶金炉的烟气现状 The waste gas data used to make sulfuric acid
浓度 / ( g#m - 3 ) 171 6 155 291 7 206 1 约 300 128 6 235 7 200 /% 6 5 9 10 2 6 11 6~ 12 4 5 8 7 7 32 排放量 / ( t# h- 1) 17 2 8 1 1 5 26 9 约 20 7 6 33 3 55 年排放 SO 2 量 /t 83 309 7 53 912 9 13 185 150 407 130 000 46 410 209 810 300 000 SO 2 比例 / % 18 25 11 81 2 89 32 96 35 80 10 17 45 97 78 93
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生产 系统 一 硫 酸 系 统 三 硫 酸 系 统
炉窑名称 一期炼镍转炉 一期炼铜转炉 ! 一期炼铜转炉 ∀ 铜熔炼自热炉 小计或平均
炉窑 数量 / 台 1 1 1 1 4
烟气量 / ( m 3# h- 1 ) 60 000 64 332 75 520 5 120 204 972 50 000~ 70 000 58 921 约 120 000 约 300 000 / ( g# m - 3) 171 6 155 155 291 7 193 4 500 128 6 300 200