一種在鋅冶煉中使用的濕法收塵系統(tǒng)

黃榮滿，陳均寧，梁 媛，韋京汝，李福學，李 玨，張美義，付力豪

（廣西冶金研究院，廣西 南寧 530023）

目前，我國濕法煉鋅廠在使用揮發(fā)法從氧化礦、浸出渣等物料回收鋅過程中，普遍采用干法收塵，其中最常用的為布袋收塵［1-2］，得到的次氧化鋅還需火法（回轉窯、多膛爐）或濕法（減洗、離子交換）等脫氟氯后才能用于電解鋅［3-5］，次氧化鋅煙氣中夾帶的二氧化硫還需經(jīng)回轉窯脫硫處理。布袋收塵工藝復雜，現(xiàn)場操作環(huán)境惡劣，勞動強度大，運行費用也較高，越來越難以適應環(huán)保、節(jié)能、衛(wèi)生等方面日益嚴格的要求。

廣西冶金研究院自主研發(fā)的揮發(fā)氧化鋅清潔收塵方法及裝置——沖擊式霧化水沫濕法收塵系統(tǒng)于2012年獲得國家實用新型發(fā)明專利［6-7］。系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的表冷、布袋收塵和尾氣脫硫工序，用清潔收塵法將收塵、脫硫、脫氟氯等過程在一個系統(tǒng)中一次完成，解決了傳統(tǒng)流程中表冷和布袋收塵環(huán)境惡劣、尾氣處理不徹底、產(chǎn)出的次氧化鋅需專門設備脫除氟氯、能耗較大等弊端。該系統(tǒng)已在廣西金山銦鍺冶金化工有限公司成功進行了工業(yè)化試驗。本文重點介紹該工藝的特點及經(jīng)濟指標。

1 收塵工藝

1．1 收塵工藝及原理

收塵設備為沖擊式霧化水沫濕法收塵裝置。經(jīng)回轉窯窯尾沉降室出來的含塵煙氣溫度在300～400℃之間。多重沖擊式霧化器的高速扇葉將噴淋液和煙氣充分強烈混合，煙氣中的氧化鋅被淋洗下來，氟氯進入噴淋液中，二氧化硫形成亞硫酸鋅和硫酸鋅進入次氧化鋅漿液中，從濕法收塵裝置下部流入漿料池中，再經(jīng)壓濾分離，濾液返回循環(huán)使用，濾渣為次氧化鋅產(chǎn)品，可直接用于電解鋅［8］。工藝流程及所用設備如圖1所示。

圖1 沖擊式霧化水沫濕法收塵裝置結構示意圖

1．2 反應原理

同時，還有如下副反應：

反應生成的ZnSO3·2．5H2O主要以固體形式進入沉渣中。

2 工業(yè)應用

2．1 工藝運行效果

以φ2．5m×38m回轉窯生產(chǎn)低度氧化鋅為例，本工藝凈化煙氣量為84mg／m3，收塵率為99．61%，除氟率93．1%，除氯率85．51%，鋅回收率98．61%。次氧化鋅及尾氣組成見表1。

表1 次氧化鋅及尾氣組成

2．2 與傳統(tǒng)布袋收塵工藝對比

常用的布袋收塵工藝所得到的次氧化鋅需經(jīng)火法（回轉窯、多膛爐）或濕法（減洗、離子交換）脫硫才能用于電解鋅生產(chǎn)，次氧化鋅煙氣中夾帶的二氧化硫需經(jīng)回轉窯脫硫處理后才能排放。而新工藝取消了傳統(tǒng)的表冷、布袋收塵和尾氣脫硫過程，用清潔收塵方法及裝置將收塵、脫硫、脫氟氯等過程在一個系統(tǒng)中一次完成。其設備投資、能耗及人工成本見表2。

表2 新工藝與傳統(tǒng)工藝的經(jīng)濟指標對比

與傳統(tǒng)工藝相比，該工藝可節(jié)約投資1 020萬元，裝機容量減少207kW，年煤耗節(jié)約3 900t（按5 000t計），年節(jié)約加工費368．5萬元。與傳統(tǒng)回轉窯＋堿洗工藝相比，節(jié)約投資320萬元，減少裝機容量242kW，年煤耗節(jié)約6 600t（按5 000 t計），年節(jié)約用水15 000t，年節(jié)約加工費829．75萬元。

3 結論

沖擊式霧化水沫濕法收塵新工藝產(chǎn)出的次氧化鋅完全滿足電解鋅對原料的質(zhì)量要求；將原回轉窯后段的煙氣收塵中的表面冷卻、布袋收塵和尾氣堿洗脫硫過程改為收塵、脫氟氯、脫硫一體化，節(jié)省了大量投資和運行費用；由于流程縮短，項目占地面積大大減少。多重沖擊式霧化器結構簡單，不會產(chǎn)生沉積堵塞，運行平穩(wěn)，實用性強，操作方便、簡單，在閉合負壓環(huán)境中進行，無揚塵，自動化機械化程度高，生產(chǎn)效率高，運行及維護費用低。

［1］古爾維茨．冶金除塵手冊［M］．顧仁，沈惠琴譯．北京：冶金工業(yè)出版社，1991：410-411．

［2］北京有色冶金設計研究總院．重有色金屬冶煉設計手冊：冶煉煙氣收塵通用工程常用數(shù)據(jù)卷［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，1996：15-160．

［3］梅光貴，王德潤，周敬元，等．濕法煉鋅學［M］．長沙：中南大學出版社，2001：330-339．

［4］銅鉛鋅冶煉設計參考資料編寫組．銅鉛鋅冶煉設計參考資料：中冊［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，1978：530-535．

［5］彭容秋．重有色金屬冶金工廠技術培訓教材：鋅冶金［M］．長沙：中南大學出版社，2005：94-96．

［6］廣西冶金研究院．一種揮發(fā)氧化鋅的清潔收塵方法及其裝置：中國，ZL200910114251［P］．2009-12-23．

［7］廣西冶金研究院．氧化鋅揮發(fā)塵的沖擊式霧化水沫濕法收塵裝置：中國，ZL20110232759［P］．2012-03-14．

［8］陳均寧，黃金蓮，白盈盈，等．濕法堿洗脫除氧化鋅煙塵中的氟氯新工藝［J］．有色金屬：冶煉部分，2011（8）：9-12．

［9］覃寶桂，唐謨堂．次品氧化鋅吸收法處理低濃度二氧化硫煙氣的工業(yè)試驗［J］．中國有色冶金，2009（1）：54-56．