黃榮滿，陳均寧，梁 媛，韋京汝，李福學(xué)，李 玨，張美義，付力豪

（廣西冶金研究院，廣西 南寧 530023）

目前，我國(guó)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(guò)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(zhuǎn)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(zhuǎn)窯脫硫處理。布袋收塵工藝復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，運(yùn)行費(fèi)用也較高，越來(lái)越難以適應(yīng)環(huán)保、節(jié)能、衛(wèi)生等方面日益嚴(yán)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(guó)家實(shí)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(guò)程在一個(gè)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(shè)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(jìn)行了工業(yè)化試驗(yàn)。本文重點(diǎn)介紹該工藝的特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1 收塵工藝

1．1 收塵工藝及原理

收塵設(shè)備為沖擊式霧化水沫濕法收塵裝置。經(jīng)回轉(zhuǎn)窯窯尾沉降室出來(lái)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(qiáng)烈混合，煙氣中的氧化鋅被淋洗下來(lái)，氟氯進(jìn)入噴淋液中，二氧化硫形成亞硫酸鋅和硫酸鋅進(jìn)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(shè)備如圖1所示。

圖1 沖擊式霧化水沫濕法收塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1．2 反應(yīng)原理

同時(shí)，還有如下副反應(yīng)：

反應(yīng)生成的ZnSO3·2．5H2O主要以固體形式進(jìn)入沉渣中。

2 工業(yè)應(yīng)用

2．1 工藝運(yùn)行效果

以φ2．5m×38m回轉(zhuǎn)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(jiàn)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(duì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guò)程，用清潔收塵方法及裝置將收塵、脫硫、脫氟氯等過(guò)程在一個(gè)系統(tǒng)中一次完成。其設(shè)備投資、能耗及人工成本見(jiàn)表2。

表2 新工藝與傳統(tǒng)工藝的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

與傳統(tǒng)工藝相比，該工藝可節(jié)約投資1 020萬(wàn)元，裝機(jī)容量減少207kW，年煤耗節(jié)約3 900t（按5 000t計(jì)），年節(jié)約加工費(fèi)368．5萬(wàn)元。與傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯＋堿洗工藝相比，節(jié)約投資320萬(wàn)元，減少裝機(jī)容量242kW，年煤耗節(jié)約6 600t（按5 000 t計(jì)），年節(jié)約用水15 000t，年節(jié)約加工費(fèi)829．75萬(wàn)元。

3 結(jié)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(duì)原料的質(zhì)量要求；將原回轉(zhuǎn)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(guò)程改為收塵、脫氟氯、脫硫一體化，節(jié)省了大量投資和運(yùn)行費(fèi)用；由于流程縮短，項(xiàng)目占地面積大大減少。多重沖擊式霧化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生沉積堵塞，運(yùn)行平穩(wěn)，實(shí)用性強(qiáng)，操作方便、簡(jiǎn)單，在閉合負(fù)壓環(huán)境中進(jìn)行，無(wú)揚(yáng)塵，自動(dòng)化機(jī)械化程度高，生產(chǎn)效率高，運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低。

［1］古爾維茨．冶金除塵手冊(cè)［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(shè)計(jì)研究總院．重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)：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(rùn)，周敬元，等．濕法煉鋅學(xué)［M］．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2001：330-339．

［4］銅鉛鋅冶煉設(shè)計(jì)參考資料編寫組．銅鉛鋅冶煉設(shè)計(jì)參考資料：中冊(cè)［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(shù)培訓(xùn)教材：鋅冶金［M］．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)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(guó)，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(guó)，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(yàn)［J］．中國(guó)有色冶金，2009（1）：54-56．