【摘 要】
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铅膏存量大、产量高且含有多种有价金属,已被用于回收二次金属资源。工业上多采用火法处理铅膏,但会产生含SO2、NOX等污染物的烟气,使该技术面临新的挑战。为减少污染物的排放,再生铅冶炼行业常利用烟气中含量较高的SO2制备浓硫酸以实现烟气的再利用。洗涤净化工序是烟气制酸工艺的关键环节,主要去除烟气中的烟尘和其他杂质,此时烟气中的酸雾也一并被洗至废水中,使洗涤废水呈酸性,增加该废水的处理难度。SO2向S
【基金项目】
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《复杂铅基多金属固废协同冶炼技术与大型化装备》-课题“典型及大宗铅基固废协同冶炼技术及大型化装备”（课题编号:2019YFC1907302）-任务“典型及大宗铅基固废协同侧-顶吹冶炼烟气余热利用及污染物原位资源化转化技术及机制研究”——科技部固废资源化专项（2020.01~2022.12）；
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铅膏存量大、产量高且含有多种有价金属,已被用于回收二次金属资源。工业上多采用火法处理铅膏,但会产生含SO2、NOX等污染物的烟气,使该技术面临新的挑战。为减少污染物的排放,再生铅冶炼行业常利用烟气中含量较高的SO2制备浓硫酸以实现烟气的再利用。洗涤净化工序是烟气制酸工艺的关键环节,主要去除烟气中的烟尘和其他杂质,此时烟气中的酸雾也一并被洗至废水中,使洗涤废水呈酸性,增加该废水的处理难度。SO2向SO3的转化不仅会降低冶炼烟气中SO2的含量,SO3的增加也更有利于酸雾的形成,进而影响烟气净化工序洗涤废水的性质,故提升烟气中SO2的浓度而减少SO2的转化以及抑制NOX的产生对该行业烟气污染控制更有利。本文针对铅膏冶炼过程中产生的SO2和NOX炉内控制技术开展研究工作,主要研究内容及结论包括:（1）铅膏热稳定性及热分解动力学研究结果表明,在25℃～1200℃,铅膏热分解出现两个失重阶段,第一失重阶段出现在300℃～600℃,失重率3.3%;第二失重阶段出现在900℃之后,失重率50.2%。铅膏热失重第一阶段的平均活化能为158.32 k J/mol;失重第二阶段是硫酸铅分解释放SO2的主要阶段,该阶段所发生反应的平均活化能为158.32 k J/mol,固相分解机理符合三维扩散反应模型。（2）对铅膏热解过程中SO2的产生特征的研究结果表明,在氧浓度、温度、反应时间及气体流速四个影响因素中,氧浓度和温度对SO2的产生及转化过程影响最大,温度为1300℃,氧浓度为30%～40%,有利于提升炉内SO2浓度而减少SO3的产生。（3）对铅膏冶炼炉内NOX的产生行为的模拟研究结果表明,氧浓度、温度及喷氧速度均会影响铅膏冶炼炉内NOX的生成。温度为1300℃、氧浓度为30%～50%,喷氧速度大于220 m/s有利于抑制炉内NOX的产生。研究提出了铅膏冶炼炉内提升SO2浓度而减少SO3和NOX产生的冶炼条件,为铅膏冶炼工艺参数提出优化建议。在铅膏冶炼工艺中的实验结果显示,温度为1300℃,氧浓度为30%,喷氧速度为240 m/s的条件下,烟气制酸过程产生的污酸量有所下降且硫酸产量相对上升,废气经处理后可达标排放。
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