(1)冶炼工艺及污染源
锌冶炼有湿法和火法两种。湿法炼锌占世界总产量的80%以上,其次为火法中的鼓风炉炼锌,约占12%。
湿法炼锌又分为常压浸出和氧压浸出两种方法。湿法炼锌过程所产生的浸出渣中含有锌和有价金属,回收这些金属的有效方法之一是威尔兹窑烟化法。
湿法炼锌中流态化焙烧炉烟气温度为800~900℃。
火法炼锌分为蒸馏法和鼓风炉法。
火法炼锌中流态化焙烧炉烟气温度为1100℃,含尘量可达200~300g/m。(标准状态)。烟气中含SO2为8%~10%。
铅渣烟化炉产出的氧化锌,富集了铅精矿中的氟,炼锌前要在多膛炉中脱氟,多膛炉出炉烟气温度为500~600℃,含尘量为5~10g/m3(标准状态)。
(2)除尘工艺
1)湿法炼锌流程中,回收浸出渣中锌和有价金属的威尔兹窑,大都采用袋式除尘器收尘。
2)火法炼锌流程中,流态化焙烧炉烟气一般采用电除尘器收尘后送去制酸。
3)用于使氧化锌脱除氟的多膛炉,其烟气采用袋式除尘器收尘。工艺流程如下:多膛炉一表面冷却器一袋式除尘器一排风机一烟囱。
4)浸出渣挥发窑烟气中含有少量二氧化硫和水,会造成袋式除尘器低温腐蚀,故袋式除尘器需要保温或采用高温过滤介质。
5)火法炼锌中的竖罐蒸馏炉烟气中含有氧化锌,采用袋式除尘器回收。除尘工艺流程如下:蒸馏炉一废热锅炉一风机一袋式除尘器一烟囱。
流程中风机的位置可视袋式除尘器的特点,设在其前面或后面。
6)锌铸型反射炉、电炉一般均采用袋式除尘器。
7)用旋涡炉处理火法炼锌的罐渣,其烟气温度为1200~1300℃,含尘量为20g/m3(标准状态)。也可采用袋式除尘器。除尘工艺流程如下:旋涡炉一废热锅炉一表面冷却器一排风机一袋式除尘器一排风机一烟囱。
(3)工程实例
【常源机械除尘】威尔兹窑烟气收尘。
乐山某锌冶炼厂一台威尔兹窑,其烟气特性见表13-67,粉尘特性见表13—68。
表13—67威尔兹窑烟气特性
烟气流量/(m3/h) (标准状态) 温度/℃ 露点温度/℃ 含尘浓度/(g/m3) 主要成分(%)
(标准状态) CO2 O2 H2O SO2 F Cl
48000~50000 140~160 70 28~34 6.3 15.5 10 0.12 1.09 0.24
表13—68威尔兹窑粉尘特性
主要成分(%) 真密度/(g/cm3) 堆积密度/(g/cm3) 粘度/(mg/cm3)
Zn Pb Cu Fe Cd AS Sb
60 8.97 0.051 1.82 0.046 0.084 0.041 4.055 0.727 约198
重量分散度(%)
0~5μm 5~10μm 10~15μm 15~25μm 25~35μm >35μm
12.2 17 21.5 28.9 13.2 7.2
                             
原设计选用的袋式除尘器存在以下问题:除尘器清灰不良,靠手动拉开检查门清灰,以至漏风严重,窑尾经常呈正压状态,每年由此而流失氧化锌300~300t;同时滤袋破损严重,因此而流失的氧化锌每年约200t;物料的流失同时导致环境污染,并影响人体健康。
在试验研究基础上,将原有除尘器改造为停风低压脉冲袋式除尘器(仅利用部分箱体),采用涤纶针刺毡滤袋,挥发窑烟气经表面冷却器降温至130℃以下,进入袋式除尘器,借助PLC控制系统实现对除尘器的清灰控制及温度监控。
改造后的收尘系统如图13—42所示。改造后袋式除尘器主要规格和参数见表13—69。
收尘系统工艺流程示意图
图13—42收尘系统工艺流程示意图
1一威尔兹窑2一钟罩阀3一表面冷却器4一除尘器未改造的部分
5一停风低压脉冲袋式除尘器6一引风机7一烟囱
表13-69袋式除尘器主要规格和参数
处理烟气量/(m3/h) 75000
运行温度/℃ 130
滤袋材质 涤沦针刺毡
滤袋尺寸/mm φ120X5500
滤袋数量/条 480
过滤面积/m2 995
过滤风速/(m/min) 1.26
分箱室数/间 8
设备阻力/Pa 1200
清灰周期/min 30~60
漏风率(%) ~4
烟尘排放浓度/(mg/m3)(标准状态) 15~38
喷吹压力/MPa 0.18
投入运行后17个月时,系统始终运行正常,各项技术参数达到预期目标,滤袋无一破损。与改造前相比,每天多回收氧化锌2.5—3t,年经济效益近200万元

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