矿浆烟气脱硫及资源化研究进展

陶雷，王学谦，宁平，李子燕，王郎郎

（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650500）

矿浆烟气脱硫及资源化研究进展

陶雷，王学谦，宁平，李子燕，王郎郎

（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650500）

总结了矿浆在烟气脱硫及资源化的应用，全面综述了磷矿浆、锰矿浆、镁矿浆、赤泥浆、锌矿浆、铜矿浆、镍矿浆7种不同类型矿浆烟气脱硫及资源化，从矿渣的数量、赋存形态、烟气脱硫机理、影响因素、工艺路线、操作参数、应用案例等进行论述，并对比分析各自优点和缺点。总结出矿渣或贫矿与水配制矿浆作为新型脱硫剂可以高效脱除烟气中低浓度二氧化硫，同时综合利用矿渣中金属资源，达到“以废治废”目的。指出虽然矿浆烟气脱硫技术可行、运行成本低、副产物量大，可为烟气脱硫及资源化工业应用提供新思路，但是依然存在污染物同时治理研究较少、脱硫产物高效分离成本较高等问题，今后应加强多污染同时脱除、脱硫副产物分离及资源化利用途径的研究。

矿浆；烟气脱硫；多相反应；资源化利用

二氧化硫（SO2）是酸雨、雾霾的重要前体，可导致大气、水体、土壤等污染，严重危害生态环境。近些年来，环境保护不断受到重视，2014年全国SO2排放量为1974.4万吨，比2013年下降3.5%，但总量仍较大，且这些SO2主要来源于工业源[1]。现有脱硫方法较多，可按脱硫工艺的位置总体分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫（即烟气脱硫）[2]。当前，石灰石-石膏法作为一种湿法烟气脱硫方法广泛应用于燃煤电厂，但该工艺占地面积大，处理1t SO2运行成本高达600元，且副产物石膏在我国产量较高，常直接丢弃，未实现资源回收利用；同时，所得石膏品质低，可能含有其他重金属，处理不当会对土壤、水体造成新的污染[2-3]。因此，亟待开发一种高效、运行稳定、附加产值高的烟气脱硫技术。

我国矿产资源丰富，但部分贫矿及矿渣常由于可回收金属含量少而未能得到充分利用[4]。近些年来，大量学者对矿浆烟气脱硫展开了研究，但系统介绍矿浆烟气脱硫及资源化较少，有必要综合有关文献，对此领域进行总结。矿浆烟气脱硫及资源化是通过将一定粒径矿渣（＜75μm）与水等液体按照一定质量比混合，然后与烟气中低浓度SO2（体积分数小于2.5%）接触，从而矿渣中金属在酸性条件浸出，SO2被矿浆吸收并与矿浆中浸出的离子（Mn2+、Zn2+、Fe3+等）反应得到去除，并生成固态、液态混合物，反应后可进一步分离回收混合物中的有价成分并将固态混合物开发利用为建筑材料等，实现资源的有效利用。体系涉及气-液-固三相反应，包含质量传递、化学反应两个历程，根据使用矿渣的种类不同，矿浆烟气脱硫及资源化可分为磷矿浆、锰矿浆、镁矿浆、赤泥浆、锌矿浆脱硫、铜矿浆、镍矿浆脱硫及资源化等。

1 磷矿浆烟气脱硫及资源化

1.1 资源分布及反应机理

我国磷矿资源丰富，截至2014年，含量为214万吨，居世界第二，但多数矿品位低，分布不均匀，主要集中分布在云南、贵州、四川、湖南、湖北5个省份[4-5]。传统磷化工产业具有较好经济效益，但易对环境产生污染，如我国每年产生尾矿渣高达700万吨，排放烟气中SO2高达3531万吨[6]。传统工艺常从磷矿渣中回收稀土金属或将其直接开发为混凝土掺杂料等，但该方法存在经济效益低、所得混凝土干缩性差等缺点[7]。磷矿渣及低品位磷矿中含有丰富的钙、铁、镁、铝等杂质，含量如表1所示，其中磷矿渣主要以Ca3(PO4)2·CaR2（式中R为F、Cl、OH基团）形式存在，CaO、MgO主要以碳酸盐形式存在，同时伴有少量杂质，如Fe2O3、Al2O3、SiO2[6-7]。将磷矿渣与水制成矿浆作为吸收剂，其中碳酸钙、碳酸镁可与SO2反应，同时浆液中浸出的Fe3+可催化氧化，使硫酸尾气中的SO2转化成硫酸，反应后的料浆可资源化生产磷酸和磷复合肥[8]。磷矿浆脱硫主要反应方程式如式(1)～式(5)所示[9]。

表1 不同冶炼厂磷矿渣主要化学组成(质量分数)[6-8]单位：%

关于其反应机理，BRANDT等[10]认为在酸性有氧条件下涉及液相催化氧化，铁在反应过程中的价态变化由自由基SO3实现，反应过程中Fe3+与HSO3形成中间络合物并引发反应进行。

1.2 工艺设备及参数

国内湖南大学最先使用不同含镁量的碳酸盐磷矿浆脱除SO2并将滤渣作为植物肥料利用，同时对脱硫过程中的磷矿粒度、液固比、SO2回收、循环液利用以及脱硫设备展开研究[11]。宁平等[6，8，12]发现磷矿浆吸收低浓度SO2的最佳反应条件是：磷矿浆固液质量比48%，气速300mL/min，吸收温度20℃；同时，将磷矿在2450MHz、输出功率750W下的微波加热8min可使矿渣产生裂缝及凹面，增加有效反应面积，并促进催化剂Fe2O3在矿渣表面分布，从而利于其对低浓度SO2去除并增加矿浆吸收容量；最终使300kt/a硫酸生产设备成功应用在云南江川天湖化工等6家公司（如图1）。周晓东等[13]自主开发一种环珊式喷射式鼓泡塔并将其应用于磷矿浆脱硫，发现环珊式喷射式鼓泡塔可以突破鼓泡塔安装难度瓶颈，减少设备占地面积和降低投资费用，经济高效，适合于我国国情。孟蕾等[14]利用磷矿浆、石灰石液两级循环组合方式，通过调节吸收剂的pH和压力降控制，减少了运行成本。梅毅等[15]发明了一种磷矿浆脱除尾气中SO2的方法，将动力波洗涤器作为反应设备，降低了投资成本，同时强化了传质过程。宁平等[16]发明了一种采用磷化工企业排放的氟化铵废水与磷矿配浆脱除硫酸烟气中SO2的方法，克服了传统磷矿脱硫吸收效率波动问题，该方法同时实现废水利用，降低运行成本。

磷矿浆脱硫绿色环保，是一种高效、节能的烟气脱硫方法，工艺简单，相比传统脱硫方法可回收磷酸、无固体，适用于磷化工制酸尾气及含有燃煤锅炉的磷酸企业，也可将此原理运用于磷矿浮选脱镁等，这样生产成本低，但由于原料分布不均，国内磷矿化学组分不同，应用前需研究磷矿性质，同时受到地域限制。

图1 磷矿浆烟气脱硫及资源化工艺流程示意图[6]

2 锰矿浆烟气脱硫及资源化

2.1 资源分布及反应机理

我国锰矿资源含量位居世界第六，截至2014年，已查明储量为12.2亿吨，但人均含量少，主要分布在广西、湖南、贵州、云南等省份[4，17]。锰矿以低品位贫矿（锰质量分数低于40%）为主，其中软锰矿中锰以MnO2形态存在，同时含有高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、赤铁矿（Fe2O3）；菱锰矿中锰、铁、钙主要以碳酸盐结合态存在，同时伴有高岭土，成分如表2所示。近些年来，锰及其化合物常用作钢铁、建材等工业原料，每年产生600万～700万吨废渣，同时，我国存在大量贫矿，这些矿渣利用难度大，资源浪费严重[18]。

表2 常见锰矿主要化学组成(质量分数)[19]单位：%

锰矿浆脱硫及资源化主要通过贫矿或尾矿中的MnO2与烟气中的SO2反应生成硫酸锰等含锰副产物，实现尾气净化与贫矿的资源利用[19-20]。研究表明锰矿浆脱除SO2时存在两种脱硫方式进行[21-22]。

（1）锰矿中的组分MnO2与通入的SO2发生氧化还原反应，即式(6)。

（2）软锰矿中的过渡金属离子Fe3+、Mn2+等催化氧化SO2，即式(7)。

朱晓帆等[21]利用理论分析及实验验证发现，软锰矿脱除烟气中SO2以氧化还原反应为主。蒋文举等[22]近一步研究低浓度软锰矿浆脱除烟气中SO2的作用机理，认为该反应20min以MnO2的氧化还原反应为主，反应20min后应以Mn(Ⅱ)的液相催化氧化作用为主。其中，Mn2+在液相中对SO2的催化氧化作用主要依靠自身的价态变化自动实现[23]，这一过程可用反应式(8)、式(9)表示，并用反应机理表示为如图2。

图2 Mn2+液相烟气脱硫机理

对于这一过程，PASIUK等[23]认为Mn2+对SO2的催化氧化反应为链反应；HUSS等[24]认为催化氧化过程中Mn2+以MnHSO3+存在，不涉及价态变化，通过与HSO3形成中间络合物引发反应。

2.2 工艺参数及设备

锰矿浆烟气脱硫涉及物理吸收、化学吸收等，因此体系温度、液固比、pH等对脱硫效率及产物有很大影响。覃事彪等[25]发现吸收液温度在10℃以下产物均为副产物MnS2O6，在20℃时MnS2O6含量达1/3，加热焙烧或浓缩结晶分离可使MnS2O6转化成MnSO4，但会重新释放SO2，增加运行成本。黄妍等[26]进行软锰矿浆对SO2浓度为10000mg/m3的烟气脱硫试，验发现在30～50℃范围内改变温度对脱硫效果几乎无影响，原因可能是升温虽然会降低SO2溶解度但可提升脱硫化学速率，同时她发现使用塞板塔，液固质量比4L/kg、液气体积比4L/m3、室温、pH为7及空塔气速1.51m/s有利于提升脱硫效率，并提出使用双循环系统可同时提高脱硫率与锰浸出率。为了实现软锰矿烟气脱硫体系脱硫率与锰浸出率同时达到较高值，刘云等[27]将菱锰矿与软锰矿以质量比1∶1混合，配制成固液质量比为1∶3的矿浆，通过间歇注入矿浆可在2.5h内保持高于90%的脱硫率及80%的锰浸出率，降低了后期中和及除杂成本；孙峻等[28]研究发现添加pH缓冲剂与控制烟气氧含量有利于在单级喷雾鼓泡反应器中同时实现高脱硫率与锰浸出率，并总结了21%、7%两种不同氧气含量下达到较高烟气脱硫率（＞80%）和锰浸出率相应的不同pH缓冲剂添加量。王维忠等[29-30]采用计算流体动力学（CFD）方法与FLUENT软件中的标准k-ε湍流模型及Eulerian多相流对鼓泡反应器烟气脱硫进行模拟，发现最佳运行条件为：搅拌转速200～300r/min，表观气速0.04～0.06m/s，液面高度260～280mm，上浆上下区埋深比（R）约为2。为了促进亚硫酸锰的氧化，王立东等[31]研究发现Co2+具有较好效果。

苏仕军等[32]将单级鼓泡反应器（JBR）应用于锰矿浆脱硫工艺并对中国物理研究院热电厂燃煤锅炉烟气完成工业中试，工艺流程如图3，结果发现MnO2质量分数为21%的软锰矿在SO2浓度约4300mg/m3、系统进口流量7000m3/h、烟气进口烟气温度70℃、料浆平均流量0.45m3/h、JBR反应器阻力4000Pa条件下连续运行70h烟气脱硫率可稳定高达94%，锰浸出率达到70%。该系统结构简单紧凑，降低了矿浆外循环的能耗及循环系统的磨损，从而促进了系统传质过程。后期，苏仕军等[33]应用电解工艺与软锰矿烟气脱硫结合，确定较好的工艺流程与条件，实现电解锰、碳酸锰、硫酸铵的资源回收，为电解锰行业的生产工艺提供新思路，可降低投资和运行费用，同时节能环保，具有显著的社会环境和经济效益。孙维义等[34]首次提出将烟气中氧气与二氧化硫的摩尔比作为关联软锰矿烟气脱硫体系中pH变化及锰浸出率与脱硫产物的参数，为脱硫工艺中pH及脱硫产物的自动化监控提供理论参考依据。孙维义等[35]将臭氧发生器应用于改装烟气脱硫系统，并分析了体系中O2/(SO2+0.5NOx)摩尔比对同时脱硫除硝的影响，实现了锰矿浆同时去除二氧化硫与氮氧化物并分离制得工业硫酸锰及硝酸锰产品。

图3 锰矿浆烟气脱硫及资源化工艺流程示意图[32]

软锰矿烟气脱硫工艺具有吸收剂丰富，技术成熟、可靠，设备运行稳定、流程简短，操作简便，投资少等优点；同时，相比传统石灰-石灰石法，软锰矿脱硫后产物可资源化用作硫酸锰、碳酸锰、电解锰等产品，可用于火电厂、电解锰行业，但资源化过程中工艺存在的脱硫效率与高的锰浸出率存在矛盾，同时不同地区锰矿中存在差异，组分复杂，脱硫机制有待进一步深入研究。

3 镁矿浆烟气脱硫及资源化

3.1 资源分布及反应机理

我国镁质资源总量位居全球首位，按种类可分为菱镁矿、水镁石、水菱镁石、白云石，其中菱镁矿主要分布于东部，已探明资源量达29.1亿吨，主要以MgO、SiO2、CaO、Fe2O3存在；水镁石主要以Mg(OH)2存在；水菱镁石主要位于西部地区，已探明资源量达1亿吨，主要以3MgCO3·Mg(OH)2· 3H2O存在；白云石主要以碳酸盐（CaCO3·MgCO3）存在，含量如表3所示[36]；同时，国内镁矿冶炼过程中每年产生镁渣量达440万吨，这些废渣冷却后多为粉末态，常利用为建筑材料等，但处理不当会二次污染土壤等[37]。20世纪70年代后，由于氧化镁溶解度高于氧化钙，镁作为增加吸收液碱性以提升石灰烟气脱硫性能的添加剂被研究。随后，镁法烟气脱硫在日本、美国、波兰等国家不断发展，由于菱镁矿、水镁石、菱水镁石氧化钙含量低，降低了运行期间管道堵塞可能性，成为继钙法烟气脱硫后的一种新型脱硫方法[36，38-39]。该法主要利用矿中的氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁等和水制成料浆，与烟气中二氧化硫接触，最终生成亚硫酸镁等产物，实现“以废治废”， 主要反应为式(10)～式(14)[39-40]。

表3 不同类型镁矿主要化学组成（质量分数）[36]单位：%

3.2 工艺参数及设备

金明焕[41]研究表明在90℃高于常压活化处理中国水镁石3h可提升烟气脱硫效果，并发现浆液浓度在20%～50%，吸收液温度在50～80℃时水镁石对浓度为2800mg/m3的SO2烟气脱硫效果比传统镁法脱硫效果好，原因可能是升高温度可促进水镁石碱性活化，但该法需要考虑提高脱硫工艺循环水温度带来的成本。DEL VALLE-ZERMEÑO课题组对天然菱镁矿煅烧副产物用于烟气脱硫做出大量工作，研究发现煅烧工艺中副产物氧化镁在室温（25℃）下对26176mg/m3SO2完全去除时间高达100min，饱和pH为5.6～6.3，氧化镁消耗量为2.9 kg/m3SO2，同时液气比对脱硫效果影响较大，其主要原因是液气比影响体系传质过程，并提出将脱硫饱和时间、液气比（L/G）、饱和pH作为监测指标，为镁矿浆烟气脱硫工程应用提供了指导依据[42-44]。我国对镁矿烟气脱硫研究相对较迟，袁钢等[45]发现添加硫酸镁可改善氧化镁烟气脱硫效果，同时表明增加SO2在吸收液中的停留时间、改进鼓泡方式能促进烟气脱硫效果。近十年来，国内镁矿法脱硫工艺主要使用轻烧氧化镁，先后在山东滨化集团2× 240t/h锅炉、鲁北发电有限责任公司2×330MW锅炉、韶关钢铁集团有限公司、天津荣程联合钢铁有限公司等企业取得工业应用，流程如图4所示，但技术主要引进韩国、美国、日本等[46]。镁矿烟气脱硫效率高，与现存氧化钙脱硫工艺相同，可从脱硫副产物亚硫酸镁中加热回收SO2生产硫酸，同时再生氧化镁，实现资源循环利用及经济利益，但亚硫酸镁常结合为水合亚硫酸镁（MgSO3·6H2O、MgSO3·3H2O）等结晶产物，反应如式(15)、式(16)，同时MgSO3易被氧化成MgSO4，而MgSO4再生利用需要更高分解温度[47]。因此，如何促进镁法烟气脱硫副产物的资源化利用近些年受到广泛关注。沈志刚等[48]将影响亚硫酸镁氧化速率的因素概括为亚硫酸镁溶解、本征反应、氧气扩散3个步骤，其中氧气扩散为控制步骤，并发现硫代硫酸钠可经济有效抑制亚硫酸镁氧化，从而回收SO2。李蔷薇等[49]对比研究Co2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Cu2+共5种催化剂对亚硫酸镁氧化速率的影响，发现Co2+氧化性能最好，可以提升氧化速率5倍，节省氧化运行时间与投资成本，从而完善工业硫酸镁回收工艺，促进资源循环利用，但Co2+可能进入硫酸镁晶体，需要开发一种新的分离技术以满足回收需要。

镁矿浆法脱除烟气中二氧化硫，该工艺可使用现存石灰/石灰石法脱硫工艺改造，减少了设备改造费用，相比传统石灰/石灰石法，吸收剂制备简单，液气比小，吸收剂利用率高，可回收镁，运行稳定，不易堵塞，为我国大量产生的低品位镁矿资源化利用提供了新方向，但该法仍需关注脱硫副产物的资源化利用。

图4 镁矿浆烟气脱硫及资源化工艺流程示意图[46]

4 其他矿浆烟气脱硫及资源化

环境中仍存在大量其他矿产资源，如铝矿、锌矿、钒矿、铜矿、镍矿等。研究者将其应用于脱硫及资源化工艺的有赤泥浆、锌矿浆、铜矿浆、镍矿浆等，但其相关研究相对较少。

4.1 赤泥浆烟气脱硫及资源化

拜耳赤泥来源于氧化铝生产工艺，由铝土矿经苛性碱浸渍处理后产生，每生产1t氧化铝约产生0.7t拜耳赤泥，我国年产量较大，高达3000万吨，总堆存量约3.5亿吨，约占世界年均产量的1/3[50]。拜耳赤泥主要含有Al2O3、CaO、SiO2、Fe2O3等杂质，含量差距较大，以4种不同地区冶炼厂赤泥为例，组分如表4所示，其中赤泥渣中Al主要以水化石榴石（3CaO·Al2O3·SiO2·4H2O）、硅铝酸钙（CaO·Al2O3·2SiO2）形式存在，Ca除以上两形式外，主要以方解石（CaCO3）、钙钛矿（CaTiO3）形式存在，同时伴有少量杂质，如Fe2O3、SiO2[50-52]。由于拜耳赤泥活性硅含量较烧结赤泥含量低，且具有碱性较高、腐蚀性强等特点，不能直接用于生产建筑材料，不仅造成资源浪费，也对土壤及地下水环境等产生潜在危害[52]。

表4 不同冶炼厂赤泥渣主要化学组成（质量分数）[50-52]单位：%

20世纪以来，赤泥由于比表面积大被开发为吸收剂、吸附剂、催化剂等环保材料用于工业废水、废气处理[53-54]。除SiO2等酸不溶物外，赤泥中含有的Fe2O3、Al2O3、CaO、Na2O等可作为良好的脱硫剂，南相莉等[54]研究发现在液固质量比5∶1、搅拌转速150r/min、反应温度25℃条件下，拜耳赤泥对3850mg/m3的SO2去除率可达93.14%，同时赤泥脱碱率达70%；李惠萍等[50]通过自行设计170cm× 6cm玻璃吸收塔，使用装置如图5在郑州新力电力有限公司研究发现在液固质量比7∶1、烟气流量3.6m3/h、液气比12L/m3、常温条件下，拜耳赤泥对平均浓度为1900mg/m3的SO2去除率可达93%，并可维持4h，优于石灰石-石膏法，同时处理后的赤泥碱度降低，可用作水泥生产原料。为了更近一步利用拜耳赤泥，钱翌等[55]将拜耳赤泥通过硫酸浸取，再加入硅酸钠溶液制备出聚合硅酸硫酸铝铁（PSAFS）用作污水高效絮凝剂，这为赤泥脱硫产物的资源化利用提供了新的思路。

赤泥可使燃煤电厂烟气中二氧化硫达标排放，同时降低赤泥碱度，用作水泥、农用肥原料等，但此法高效处理SO2维持时间短，工艺参数待优化，需考虑采用多级结构等工艺应用于氧化铝工业热电厂。

图5 赤泥浆烟气脱硫及资源化工艺流程示意图[50]

4.2 氧化锌浆烟气脱硫及资源化

氧化锌是一种性能良好的材料，可用于环境保护领域，如烟气脱硫[56]。传统氧化锌烟气脱硫方法最早由日本于1948年开发并不断完善，该法利用氧化锌与水等配制成浆液作为吸收剂，再与烟气中的SO2反应生成亚硫酸锌、亚硫酸氢锌等，实现硫的固定；然后通过空气氧化、酸分解、热分解等处理方式，将亚硫酸锌转化为硫酸锌等化工产品，实现资源回收利用[56]。氧化锌脱硫剂具有较好地吸收效果，可用于治理铅锌冶炼厂、颜料化工厂低浓度含硫烟气，但运行成本较高。

截至2014年，我国查明锌矿资源储量为1.4486亿吨[4]，近些年来，我国铅锌冶炼行业不断发展，每年该行业产生含锌粉尘量达50万吨，含锌粉尘中锌以ZnO形式存在，铁以Fe3O4、Fe2O3、FeO存在，钙以CaO、CaCO3、CaMg(CO3)2形式存在，同时伴有SiO2，含量如表5所示，但缺少低廉处理工艺，未能有效回收利用[57]。叶树峰等[57]发现适当品位含锌粉尘可高效脱除燃煤烟气中硫，该法投资少，可降低脱硫运行成本。湘潭大学用氧化锌烟灰对含5700mg/m3的SO2烟气进行实验，发现在液气比3.0L/m3、空塔气速3.0m/s条件下，控制浆液pH为6.5，连续运行4h，出口SO2浓度低于200mg/m2（标况下），并在广东某化工厂顺利运行[58]。中国恩菲公司在云南蒙自矿业有限公司采用厂内挥发窑内电收尘氧化锌粉尘配制浆液对SO2浓度约5000mg/m3、系统进口流量10000m3/h、烟气温度290℃的烟气完成工业应用，工艺流程如图6，烟气经一级吸收降温至57℃送至二级吸收塔，结果发现ZnO质量分数为76%的氧化锌粉尘在料浆pH为5.0、二级吸收条件下连续运行一年烟气脱硫率可稳定高达95%，同时可回收滤液中金属锌，无固体废弃物[59]。

表5 某冶金含锌粉尘化学组成[57]

锌矿浆烟气脱硫可用于脱除铅锌冶炼厂、颜料化工厂挥发窑烟气中二氧化硫，同时回收锌资源，无固体废物产生，成本低，但此法运行过程中需关注氧化锌粉尘输运、亚硫酸锌氧化不足等问题，以防管道堵塞、锌回收率低。

4.3 铜矿浆烟气脱硫及资源化

铜矿是一种极其重要的矿产资源，截至2014年，我国查明铜矿资源储量为9689.6万吨[4]，这些铜矿在我国分布广泛，但相对集中于西藏、云南、江西等省份[60]。近些年来，我国铜矿开采使用量大，每年产生含铜炉渣达958万～1437万吨，其组分复杂，常含有Fe、Zn、Ca、Si、Ag等杂质，具体组成、含量与铜矿类型、冶炼工艺相关，以艾萨炉、Inco闪速炉、白银炉、奥斯麦特炉冶炼方法为例，组分如表6所示，其中Fe主要以铁橄榄石（Fe2SiO4）、镁铁橄榄石（MgFeSiO4）、磁铁矿（Fe3O4）等组成的玻璃体形式存在，Al主要以铝硅酸盐形式存在，Cu主要以冰铜（CuFeS2）形式存在，这些矿渣未能有效回收利用，处理不当对环境有潜在危害[61-62]。

图6 锌矿浆烟气脱硫及资源化工艺流程示意图[59]

表6 不同冶炼方法产生的铜渣化学组成（质量分数）[62]单位：%

近些年来，传统硫酸浸出法在冶金工艺得到广泛关注，可用于分离铜渣中铜、锌，但该法需要消耗大量硫酸，运行成本较高[63]；另外，国内外大量研究发现，Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)等金属离子可作为催化剂用于烟气脱硫。关于其酸性条件脱硫原理，主要包括水对SO2的吸收及铁离子催化氧化作用[64]，同时研究发现铁离子还可促进烟气氮氧化物的去除[65]，但该法添加剂成本高，推广较为困难。很少有学者利用铜矿浆对烟气脱硫，随着湿法冶金以及工业废气液相催化氧化技术的不断发展，由于铜矿渣具有大量铁、钙等，有望代替金属添加剂用于冶炼烟气脱硫，同时矿石中的铜硫化矿物不会被稀酸浸出，因此吸收尾矿浆中有价物质得到富集，脱硫后产物可进行分离并利用其铁、锌等生产环保材料、建筑材料等，工艺流程如图7所示，最终实现资源化利用[3，64-66]。

4.4 镍矿浆烟气脱硫及资源化

图7 铜矿浆烟气脱硫及资源化工艺流程示意图

我国镍矿资源总量居全球第八，截至2014年，已查明镍矿资源储量为1016.9万吨，主要分布在甘肃、新疆、吉林、云南、陕西、四川等省份，其中87%为硫化镍矿，如金川镍矿，其余部分为品位较低的氧化镍矿，如红土镍矿[4，67]。镍矿组分丰富，含石英、蚊蛇石、蒙脱石等矿；同时，镍矿开采冶炼后产生大量尾渣，以福建某年产40万吨镍合金生产企业为例，每年产生30万吨镍铁尾渣，主要组分为橄榄石系矿物，组分含量见表7[68]。我国镍矿资源日益减少，因此提取、分离及资源化利用镍矿及尾渣极为重要，目前以常压硫酸选择性浸出的湿法研究较为热门，但该法运行成本高，同时镁等金属回收利用率低[69]。

近些年来，镍基改性催化剂不断用于脱除液体燃料的二苯并噻吩（DBT）等有机硫，该法在15～40℃具有较好效果[70]；同时，国内外研究发现，Ni2+等过渡金属离子可作为催化剂促进烟气脱硫副产物亚硫酸盐氧化，但添加剂成本较高。但尚未有学者将镍矿浆用于烟气脱硫，随着常压酸浸湿法冶金以及工业废气液相催化氧化技术的不断发展，由于镍尾矿渣具有大量铁镁橄榄石等，在酸溶条件可浸出尾矿渣中镁、铁、铝等，有望成为一种脱硫剂用于烟气脱硫，同时吸收尾矿浆中铁、镁得到富集，脱硫后产物可进行分离回收，最终实现资源化利用。因此，针对镍尾矿资源，合理配制浆液、运用工业废气中产生的二氧化硫代替硫酸浸出镍尾矿中的金属值得重视，这为镍尾矿资源化利用及烟气脱硫提供新思路。

表7 常见镍矿主要化学组成（质量分数）[67-69]单位：%

表8 不同烟气矿浆烟气脱硫工艺技术经济指标综合比较

5 矿浆烟气脱硫及资源化对比分析

表8汇总了7种矿浆脱硫及资源化工艺与传统石灰石-石膏法烟气脱硫工艺技术经济指标的综合比较概况。由表8可以发现，矿浆烟气脱硫及资源化主要使用企业自产渣尾矿或冶炼灰，实现烟气脱硫与资源回收的耦合，降低运行成本，除铜矿浆脱硫、镍矿浆脱硫外，其他矿浆脱硫工艺基本成熟，可适用于相关企业；同时，只要在经济合理距离内有相关低浓度烟气脱硫企业，并能与其达成长期的物料供应和脱硫产品回收协议，推广该技术势必会产生良好的经济、社会和环境效益。

6 结语

矿浆烟气脱硫是一种绿色、低成本的脱硫技术，可高效脱除烟气中低浓度二氧化硫，同时实现矿渣的资源化利用。磷矿浆烟气脱硫技术成熟，流程简单，可在磷化工企业推广使用；锰矿浆烟气脱硫可在电解锰行业应用，实现锰资源的回收利用；镁矿浆在烟气脱硫的同时回收镁资源，可大规模应用于烧结烟气；赤泥浆烟气脱硫可降低拜耳赤泥碱度，进一步制作农肥等；锌矿浆烟气脱硫可应用于铅锌冶炼行业，投资低，并可回收硫酸锌；铜矿浆、镍矿浆研究较少，具有较好的烟气脱硫与资源化潜力。然而，矿浆烟气脱硫及资源化仍存在多种污染物同时治理研究较少、脱硫产物高效分离成本较高等问题。因此，未来研究应加强矿浆同时脱硫脱硝及其他污染物（如汞、砷、细颗粒物）一体化研究，不断优化工艺流程以及结合电化学、表面活性剂、离子液体、微生物等强化处理技术，发展并完善新型脱硫方式，实现烟气脱硫与资源循环利用。

[1] 中华人民共和国环保部网.2014年环境统计年报[EB/OL].[2016-07-25].http://jcs.mep.gov.cn/hjzl/zkgb/2014zkgb/ 201506/t20150608_303142.shtml.

[2] 武春锦，吕武华，梅毅，等.湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析[J].化工进展，2015，34（12）：4368-4374.WU C J，LÜ W H，MEI Y，et al.Application and running economic analysis of wet flue gas desulfurization technology[J].Chemical Industry and Engineering Progress，2015，34（12）：4368-4374.

[3] ZHANG Y，GUO S Y，ZHOU J T，et al.Flue gas desulfurization by FeSO4solutions and coagulation performance of the polymeric ferric sulfate by-product[J].Chemical Engineering and Processing：Process Intensification，2010，49（8）：859-865.

[4] 中华人民共和国国土资源部.中国矿产资源报告（2015）[M].北京：地质出版社，2015：3-4.Ministry of Land and Resources of the People’s Republic of China.China mineral resources（2015）[M].Beijing：Geological Publishing House，2015：3-4.

[5] 李维，高辉，罗英杰，等.国内外磷矿资源利用现状、趋势分析及对策建议[J].中国矿业，2015，24（6）：6-10.LI W，GAO H，LUO Y J，et al.Status，trends and suggestions of phosphorus ore resources at home and abroad[J].China Mining Maganize，2015，24（6)：6-10.

[6] 贾丽娟，张冬冬，殷在飞，等.磷矿浆脱硫新技术及工业应用[J].磷肥与复肥，2016，31（3）：39-41.JIA L J，ZHANG D D，YIN Z F，et al.Application of newdesulfurization technique with phosphate ore slurry[J].Phosphate & Compound Fertilizer，2016，31（3）：39-41.

[7] ZHENG K，ZHOU J，GBOZEE M，et al.Influences of phosphate tailings on hydration and properties of Portland cement [J].Construction and Building Materials，2015，98：593-601.

[8] 刘卉卉.低浓度SO2磷矿浆液相催化氧化净化研究[D].昆明：昆明理工大学，2005.LIU H H.Study on the aqueous catalytic oxidization with phosphoric ore pulp in the low concentration SO2[D].Kunming：Kunming University of Science and Technology，2005.

[9] 路培，李彩亭，曾光明，等.自制模拟工业SO2吸收实验装置的改进[J].实验室研究与探索，2005，24（6）：54-55.LU P，LI C T，ZENG G M，et al.The improvement of self-manufacture simulation SO2industry absorption experiment equipment[J].Research and Exploration in Laboratory，2005，24（6）：54-55.

[10] BRANDT C，ELDIK R.Transition metal-catalyzed oxidation of sulfur(Ⅳ) oxides.Atmospheric-relevant processes and mechanisms[J]. Chemical Reviews，1995，95（1）：119-190.

[11] 陈昭宜，沈德树，甘海明.磷矿石脱除废气中SO2的研究[J].环境科学，1984，5（6）：32-36.CHEN Z Y，SHEN D S，GAN H M.Study on removal of sulfur dioxide with phosphoric ore[J].Environmental Science，1984，5（6）：32-36.

[12] 刘卉卉，宁平.微波辐照对磷矿浆吸收SO2的影响[J].中国工程科学，2005，7（s1）：425-429.LIU H H，NING P.Microwave heat effect of aqueous catalytic oxidization of sulphur dioxide removal by phosphoric ore pulp[J].Engineering Science，2005，7（s1）：425-429.

[13] 周晓东，瞿畏，杨春平，等.新型喷射鼓泡塔与传统鼓泡塔脱硫的性能比较[J].环境工程，2009，27（4）：79-82.ZHOU X D，QU W，YANG C P，et al.Comparison of desulfurization performance between conventional and novel jet bubble reactor with pierced cylindrical gas inlet device[J]. Environmental Engineering，2009，27（4）：79-82.

[14] 孟蕾，杨春平，甘海明，等.磷矿与石灰双循环脱硫的工艺性能[J]. 环境科学学报，2008，28（7）：1354-1359.MENG L，YANG C P，GAN H M，etal.Performance of a two-cycle flue gas desulphurization process using slurries of phosphorite and lime[J].Acta Scientiae Circumstantiae，2008，28（7）：1354-1359.

[15] 梅毅，武春锦，李慧，等.一种脱除尾气中SO2的方法：201410496692.3[P].2015-01-07.MEI Y，WU C J，LI H，et al.A method for removing SO2from tail gas：201410496692.3[P].2015-01-07.

[16] 宁平，李永辉，陶俊法，等.一种氟化铵废水制备磷矿浆脱硫剂的方法：201510986141X[P].2015-12-25.NING P，LI Y H，TAO J F，et al.A method for preparing slurry desulfurization agent using ammonium fluoride wastewater：201510986141X[P].2015-12-25.

[17] 洪世琨.我国锰矿资源开采现状与可持续发展的研究[J].中国锰业，2011，29（3）：13-16.HONG S K.Status of China Mn-ore in resources exploitation and the sustainable development[J].China's Manganese Industry，2011，29（3）：13-16.

[18] 刘作华，李明艳，陶长元，等.从电解锰渣中湿法回收锰[J].化工进展，2009，28（s1）：166-168. LIU Z H，LI M Y，TAO C Y，et al.Recovery of manganese from electrolytic manganese residue[J]. Chemical Industry and Engineering Progress，2009，28（s1）：166-168.

[19] 吴复忠，李军旗，金会心，等.利用软锰矿进行烧结烟气脱硫的反应机理研究[J].钢铁，2009，44（10）：87-91.WU F Z，LI J Q，JIN H X，et al.Study on reaction mechanism of flue gas desulfurization in sintering with pyrolusite[J].Iron & Steel，2009，44（10）：87-91.

[20] SUN W Y，SU S J，WANG Q Y，et al.Lab-scale circulation process of electrolytic manganese production with low-grade pyrolusite leaching by SO2[J].Hydrometallurgy，2013，133：118-125.

[21] 朱晓帆，蒋文举，苏仕军，等.软锰矿浆烟气脱硫反应机理研究[J].环境污染治理技术与设备，2002，3（3）：44-46.ZHU X F，JIANG W J，SU S J，et al.The study of reaction mechanism of desulfurization in flue gas with pyrolusite pulp[J].Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control，2002，3（3）：44-46.

[22] 刘建英，蒋文举，谭显东，等.低浓度软锰矿浆烟气脱硫过程中的催化作用[J].环境工程学报，2007，1（6）：72-76.LIU J Y，JIANG W J，TAN X D，et al.Catalysis in the process of flue gas desulphurization by low concentration pyrolusite slurry[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering，2007，1（6）：72-76.

[23] PASIUK-BRONIKOWSKA W，BRONIKOWSKI T.The rate equation for SO2autoxidation in aqueous MnSO4solution containing H2SO4[J].Chemical Engineering Science，1981，36（2）：215-219.

[24] HUSS J A，LIM P K.Oxidation of aqueous SO2homogenese manganese(Ⅱ) and iron(Ⅱ) catalysts at low pH[J].Journal of Chemical Physics，1982，86（21）：4224-4228.

[25] 覃事彪，贺万宁.制粒氧化锰吸收低浓度SO2气体试验[J].中国锰业，1995，13（4）：29-32.QIN S B，HE W N.Test of absorption of SO2gas of low concentration by pelletized manages oxidized ore[J].China’s Manganese Industry，1995，13（4）：29-32.

[26] 黄妍，王治军，童志权.软锰矿浆脱除烟气中SO2的研究[J].环境工程，1998，16（4）：43-46.HUANG Y，WANG Z J，TONG Z Q.Study on desulfurization of flue gas with pyrolusite slurry[J].Environmental Engineering，1998，16（4）：43-46.

[27] 刘云，孙峻，胡响响，等.菱锰矿与软锰矿混合矿浆烟气脱硫研究[J].中国锰业，2008，26（4）：19-23.LIU Y，SUN J，HU X X，et al.Study on flue gas desulfurization with rhodochrosite and pyrolusite pulp[J].China’s Manganese Industry，2008，26（4）：19-23.

[28] 孙峻，苏仕军，丁桑岚，等.pH值缓冲剂及烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响[J].四川大学学报（工程科学版），2007，39（4）：73-78.SUN J，SU S J，DING S L，et al.Influence of pH buffer and oxygen concentration in flue gas on the system of flue gas desulfurization with pyrolusite pulp[J].Journal of Sichuan University（Engineering Science Edition），2007，39（4）：73-78.

[29] 王维忠，蒋文涛，苏仕军，等.软锰矿浆烟气脱硫反应器内气-液两相流的数值模拟[J].环境工程，2011，29（5）：92-97.WANG W Z，JIANG W T，SU S J，et al.Numerical simulation of gas-liquid flow in flue gas desulfurization reactor with pyrolusite slurry[J].Environmental Engineering，2011，29（5）：92-97.

[30] 王维忠，蒋文涛，苏仕军，等.桨叶埋深与液面高度对JBR内气-液混合影响的数值模拟[J].环境科学学报，2013，33（4）：1017-1022.WANG W Z，JIANG W T，SU S J，et al.Numerical simulation on the influences of the impeller submergence depth and liquid height on gas-liquid mixing in JBR[J].Acta Scientiae Circumstantiae，2013，33（4）：1017-1022.

[31] WANG L D，WANG J，XU P Y，et al.Selectivity of transition metal catalysts in promoting the oxidation of solid sulfites in flue gas desulfurization[J].Applied Catalysis A：General，2015，508：52-60.

[32] SU S J，ZHU X F，LIU Y J，et al.A pilot-scale jet bubbling reactor for flue gas desulfurization with pyrolusite[J].Journal of Environmental Science，2005，17（5）：827-831.

[33] 孙峻，苏仕军，丁桑岚，等.软锰矿浆烟气脱硫资源化利用新工艺[J].环境工程，2007，25（4）：49-52.SUN J，SU S J，DING S L，et al.The new process of utilizing the resource from flue gas desulfurization with pyrolusite pulp[J].Environmental Engineering，2007，25（4）：49-52.

[34] 孙维义，苏仕军，丁桑岚，等.烟气氧硫比对软锰矿浆烟气脱硫体系浸锰过程及脱硫产物的影响[J].高校化学工程学报，2011，25（1）：143-148.SUN W Y，SU S J，DING S L，et al.Effect of O2/SO2ratio in the flue gas on manganese extract process and byproduct in the process of flue gas desulfurization with pyrolusite pulp[J].Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities，2011，25（1）：143-148.

[35] SUN W Y，WANG Q Y，DING S L，et al.Simultaneous absorption of SO2and NOxwith pyrolusite slurry combined with gas-phase oxidation of NO using ozone：effect of molar ratio of O2/(SO2+ 0.5NOx) in flue gas[J]. Chemical Engineering Journal，2013，228：700-707.

[36] 郭如新.中国镁质资源概况与镁法烟气脱硫[J].硫磷设计与粉体工程，2009（6）：24-29.GUO R X.China’s magnesium-based resources and flue gas desulfurization by magnesium oxide[J]. Sulphur Phosphorus & Bulk Materials Handling Related Engineering，2009（6）：24-29.

[37] 樊保国，段丽萍，姬克刚，等.镁渣脱硫剂孔隙结构分形特性的研究[J].工程热物理学报，2015，36（3）：678-682.FAN B G，DUAN L P，JI K G，et al.Fractal characteristics on pore structure of magnesium slag as desulfurizer[J].Journal of Engineering Thermophysics，2015，36（3）：678-682.

[38] CHEN H，GE H H，DOU B L，et al.Thermogravimetric kinetics of MgSO3·6H2O byproduct from magnesia wet flue gas desulfurization[J].Energy & Fuels，2009，23（5）：2552-2556.

[39] 沈志刚.基于产物资源化的湿式镁法烟气脱硫技术研究[D].上海：华东理工大学，2013.SHEN Z G.Research on magnesium-based wet flue gas desulfurization technology based on the resources of the product[D].Shanghai：East China University of Science and Technology，2013.

[40] SHEN Z G，CHEN X，TONG M，et al.Studies on magnesium-based wet flue gas desulfurization process with oxidation inhibition of the byproduct[J].Fuel，2013，105：578-584.

[41] 金明焕.利用水镁石浆液脱硫方法：2007100033081[P]. 2009-12-16.JIN M H.A desulfurization method using water magnesium stone slurry：2007100033081[P].2009-12-16.

[42] DEL VALLE-ZERMEÑO R，FORMOSA J，APARICIO J A，et al.Reutilization of low-grade magnesium oxides for flue gas desulfurization during calcination of natural magnesite：a closed-loop process[J].Chemical Engineering Journal，2014，254：63-72.

[43] DEL Valle-Zermeño R，NIUBO M，FORMOSA J，et al.Synergistic effect of the parameters affecting wet flue gas desulfurization using magnesium oxides by-products[J].Chemical Engineering Journal，2015，262：268-277.

[44] DEL VALLE-ZERMEÑO R，FORMOSA J，Gómez-Manrique J，et al.Desulfurization performance of MgO byproducts as a function of particle size[J].Energy & Fuels，2016，30（3）：2328-2335.

[45] 袁钢，马永亮，汪黎东.氧化镁烟气脱硫反应特性研究[J].环境工程学报，2010，4（5）：1134-1138.YUAN G，MA Y L，WANG L D.Study on the characteristics of flue gas desulfurization by magnesium oxide[J].Chinese Journal of Environmental Engineering，2010，4（5）：1134-1138.

[46] 邓春玲.氧化镁法烟气脱硫技术在钢铁行业的应用与发展[J].南方金属，2012（1）：48-51.DENG C L.Application and development of the desulphurization of flue gas by magnesia in steel industry[J].Southern Metals，2012（1）：48-51.

[47] 郭东明.脱硫工程技术与设备[M].2版.北京：化学工业出版社，2011：105-106.GUO D M.Engineering technology and equipment of desulfurization[M].2nd ed. Beijing：Chemical Industry Press，2011：105-106.

[48] SHEN Z G，GUO S P，KANG W Z，et al.Kinetics and mechanism of sulfite oxidation in the magnesium-based wet flue gas desulfurization process[J].Industrial & Engineering Chemistry Research，2012，51（11）：4192-4198.

[49] LI Q W，WANG L D，ZHAO L，et al.Oxidation rate of magnesium sulfite catalyzed by cobalt ions[J].Environmental Science & Technology，2014，48（7）：4145-4152.

[50] 李惠萍，靳苏静，李雪平，等.工业烟气的赤泥脱硫研究[J].郑州大学学报（工学版），2013，34（3）：34-37.LI H P，JING S J，LI X P，et al.Journal of Zhengzhou University（Engineering Science），2013，34（3）：34-37.

[51] ELISABETTA F，ANTONIO L，GIAMPAOLO M.Sulfur dioxide absorption in a bubbling reactor with suspensions of Bayer red mud[J].Industrial & Engineering Chemistry Research，2007，46（21）：6770-6776.

[52] LIU W C，CHEN X Q，LI W X，et al.Environmental assessment，management and utilization of red mud in China[J].Journal of Cleaner Production，2014，84：606-610.

[53] BENTO N I，SANTOS P S，DE SOUZA T E，et al.Composites based on PET and red mud residues as catalyst for organic removal from water[J].Journal of Hazardous Materials，2016，314：304-311.

[54] 南相莉，张廷安，吴易全，等.拜耳赤泥吸收低浓度二氧化硫的研究[J].东北大学学报（自然科学版），2010，31（7）：986-989.NAN X L，ZHANG T G，WU Y Q，et al.A study on absorption of low-concentration SO2by Bayer red mud[J].Journal of Northeastern University（Natural Science），2010，31（7）：986-989.

[55] 钱翌，李龙.拜耳赤泥制备聚硅酸硫酸铝铁及絮凝效果评价[J].环境科学与技术，2012，35（10）：134-138.QIAN Y，LI L.Synthesis of PSAFS using Bayer red mud and its flocculation effect evaluation[J]. Environmental Science & Technology，2012，35（10）：134-138.

[56] 刘俊兰.低浓度二氧化硫烟气氧化锌吸收与利用工艺研究[D].长沙：中南大学，2012.LIU J L.Study on absorption and utilization process of low concentration sulfur dioxide flue gas using zinc oxide[D].Changsha：Central South University，2012.

[57] YE S F，ZHAO R F，KUNIYUKI K，et al.Study on utilizing zinc and lead-bearing metallurgical dust as sulfur absorbent during briquette combustion[J].Energy，2005，30：2251-2260.

[58] 黄明，张俊丰.氧化锌烟灰脱除废气中二氧化硫[J].化工进展，2007，26（5）：720-724.HUANG M，ZHANG J F.SO2removal with ash containing zinc oxide[J].Chemical Industry and Engineering Progress，2007，26（5）：720-724.

[59] 岳焕玲，高飞.氧化锌法脱硫技术在挥发窑烟气处理中的应用[J].硫酸工业，2014（2）：38-40.YUE H L，GAO F.Application of zinc oxide desulphurization flue gas technology in the volatilizezing kiln flue gas treatment[J]. Sulphuric Acid Industry，2014（2）：38-40.

[60] 陈建平，张莹，王江霞，等.中国铜矿现状及潜力分析[J].地质学刊，2013，37（3）：358-365.CHEN J P，ZHANG Ying，WANG J X，et al.On present situation and potential analysis of copper resources in China[J].Journal of Geology，2013，37（3）：358-365.

[61] PATRA A K，GAUTAM S，MAJUMDAR S，et al.Prediction of particulate matter concentration profile in an opencast copper mine in India using an artificial neural network model[J].Air Quality Atmosphere and Health，2016，9（6）：697-711.

[62] 朱心明，陈茂生，宁平，等.铜渣的湿法处理现状[J].材料导报，2013，27（s2）：280-284.ZHU X M，CHEN M S，NING P，et al.Research status of wet process for copper slag[J].Materials Review，2013，27（s2）：280-284.

[63] MAXIM I M，NATALYA V F，ALEXEYL V U，et al. Leaching of copper and zinc from copper converter slag flotation tailings using H2SO4and biologically generated Fe2(SO4)3[J].Hydrometallurgy，2012，39：40-46.

[64] JIANG J H，YAN H，LI Y H，et al.SO2removal with ferric sulfate solution[J].Environmental Technology，2008，29（4）：445-449.

[65] 颜小禹，李瑛，张恒，等.碳酸钙/铜渣复合固硫剂热解性能分析研究[J].材料导报（研究篇），2015，29（3）：93-97.YAN X Y，LI Y，ZHANG H，et al.Pyrolysis analysis of calcium carbonate/copper residue compound desulfurization agent[J]. Materials Review（Research），2015，29（3）：93-97

[66] LI Y T，YI H H，TANG X L，et al.Study on the performance of simultaneous desulfurization and denitrification of Fe3O4-TiO2composite[J]. Chemical Engineering Journal，2016，304：89-97.

[67] 路长远，鲁熊刚，邹星礼，等.中国镍矿资源现状及技术进展[J].自然杂志，2015，37（4）：269-277.LU C Y，LU X G，ZOU X L，et al.Current situation and utilization technology of nickel ore in China[J].Chinese Journal of Nature，2015，37（4）：269-277.

[68] 陈安安，周少奇，黄鹏飞，等.镍铁尾矿硫酸浸出动力学研究[J].环境科学，2013，34（7）：2729-2734.CHEN A A，ZHOU S Q，HUANG P F，et al.Leaching kinetics of josephinite tailings with sulfuric acid[J].Environmental Science，2013，34（7）：2729-2734.

[69] 王玲，刘玉强，鲁安怀，等.金川镍矿尾矿砂矿物组成特征与酸溶特性研究[J].地学前缘，2013，20（3）：138-146.WANG L，LIU Y Q，LU A H，et al.The characteristics of mineralogy and acid dissolution of Jinchuan nickel tailings[J].Earth Science Frontiers，2013，20（3）：138-146.

[70] THALIGARI S K，GUPTA S，SRIVASTAVA V C，et al.Simultaneous desulfurization and denitrogenation of liquid fuel by nickel-modified granular activated carbon[J]. Energy & Fuels，2016，30（7）：6161-6168.

Research progress on flue gas desulfurization and utilization with slurry

TAO Lei，WANG Xueqian，NING Ping，LI Ziyan，WANG Langlang
（Faculty of Environmental Science and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，Yunnan，China）

This paper summarized the applications of flue gas desulfurization and utilization withslurry. Applications of flue gas desulfurization and utilization about seven slurries including phosphate rock，pyrolusite，magnesium ore，red mud，zinc ore，copper mine and nickel ore were described, respectively. The quantities，occurrence forms of ores，flue gas desulfurization mechanisms，influencing factors，craft routes，operating parameters and application cases of desulfurization were discussed. Then advantages and disadvantages were compared and analyzed. It can be summarized that slurry prepared from the mixture of slag and water is used as a novel desulfurization agent for flue gas desulfurization，which could achieve the purpose of using waste to treat waste by realizing the removal of sulfur dioxide in flue gas and obtaining the comprehensive utilization of resources simultaneously. Analysis indicates that flue gas desulfurization with slurry has a feasible application prospect with low cost and large by-products，which could provide a promising new idea for flue gas desulfurization. However，there are still several problems such as less research on simultaneous treatment of many pollutants and high cost for separations of by-products. Therefore，it is important to strength subsequent researches on simultaneous treatment of many pollutants and separation and resource utilization of by-products in these fields.

slurry；flue gas desulfurization；multiphase reaction；resource utilization

X701.3

：A

：1000–6613（2017）05–1868–12

10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.040

2016-09-30；修改稿日期：2016-11-24。

国家自然科学基金（51368026,51568027）及昆明理工大学分析测试基金（2016M20152207036）项目。

陶雷（1993—），男，硕士研究生，主要从事工业废气中二氧化硫净化研究。联系人：王学谦，博士，教授，博士生导师，研究方向为工业废气净化研究。E-mail：wxqian3000@aliyun.com。宁平，博士，教授，博士生导师，研究方向为空气废气净化及资源化。E-mail：ningping58@sina.com。