(1)冶煉工藝及污染源
鋅冶煉有濕法和火法兩種。濕法煉鋅占世界總產量的80%以上,其次為火法中的鼓風爐煉鋅,約占12%。
濕法煉鋅又分為常壓浸出和氧壓浸出兩種方法。濕法煉鋅過程所產生的浸出渣中含有鋅和有價金屬,回收這些金屬的有效方法之一是威爾茲窯煙化法。
濕法煉鋅中流態化焙燒爐煙氣溫度為800~900℃。
火法煉鋅分為蒸餾法和鼓風爐法。
火法煉鋅中流態化焙燒爐煙氣溫度為1100℃,含塵量可達200~300g/m。(標準狀態)。煙氣中含SO2為8%~10%。
鉛渣煙化爐產出的氧化鋅,富集了鉛精礦中的氟,煉鋅前要在多膛爐中脫氟,多膛爐出爐煙氣溫度為500~600℃,含塵量為5~10g/m3(標準狀態)。
(2)除塵工藝
1)濕法煉鋅流程中,回收浸出渣中鋅和有價金屬的威爾茲窯,大都采用袋式除塵器收塵。
2)火法煉鋅流程中,流態化焙燒爐煙氣一般采用電除塵器收塵后送去制酸。
3)用于使氧化鋅脫除氟的多膛爐,其煙氣采用袋式除塵器收塵。工藝流程如下:多膛爐一表面冷卻器一袋式除塵器一排風機一煙囪。
4)浸出渣揮發窯煙氣中含有少量二氧化硫和水,會造成袋式除塵器低溫腐蝕,故袋式除塵器需要保溫或采用高溫過濾介質。
5)火法煉鋅中的豎罐蒸餾爐煙氣中含有氧化鋅,采用袋式除塵器回收。除塵工藝流程如下:蒸餾爐一廢熱鍋爐一風機一袋式除塵器一煙囪。
流程中風機的位置可視袋式除塵器的特點,設在其前面或后面。
6)鋅鑄型反射爐、電爐一般均采用袋式除塵器。
7)用旋渦爐處理火法煉鋅的罐渣,其煙氣溫度為1200~1300℃,含塵量為20g/m3(標準狀態)。也可采用袋式除塵器。除塵工藝流程如下:旋渦爐一廢熱鍋爐一表面冷卻器一排風機一袋式除塵器一排風機一煙囪。
(3)工程實例
【常源機械除塵】威爾茲窯煙氣收塵。
樂山某鋅冶煉廠一臺威爾茲窯,其煙氣特性見表13-67,粉塵特性見表13—68。
表13—67威爾茲窯煙氣特性
煙氣流量/(m3/h) (標準狀態) 溫度/℃ 露點溫度/℃ 含塵濃度/(g/m3) 主要成分(%)
(標準狀態) 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威爾茲窯粉塵特性
主要成分(%) 真密度/(g/cm3) 堆積密度/(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 約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
                             
原設計選用的袋式除塵器存在以下問題:除塵器清灰不良,靠手動拉開檢查門清灰,以至漏風嚴重,窯尾經常呈正壓狀態,每年由此而流失氧化鋅300~300t;同時濾袋破損嚴重,因此而流失的氧化鋅每年約200t;物料的流失同時導致環境污染,并影響人體健康。
在試驗研究基礎上,將原有除塵器改造為停風低壓脈沖袋式除塵器(僅利用部分箱體),采用滌綸針刺氈濾袋,揮發窯煙氣經表面冷卻器降溫至130℃以下,進入袋式除塵器,借助PLC控制系統實現對除塵器的清灰控制及溫度監控。
改造后的收塵系統如圖13—42所示。改造后袋式除塵器主要規格和參數見表13—69。
收塵系統工藝流程示意圖
圖13—42收塵系統工藝流程示意圖
1一威爾茲窯2一鐘罩閥3一表面冷卻器4一除塵器未改造的部分
5一停風低壓脈沖袋式除塵器6一引風機7一煙囪
表13-69袋式除塵器主要規格和參數
處理煙氣量/(m3/h) 75000
運行溫度/℃ 130
濾袋材質 滌淪針刺氈
濾袋尺寸/mm φ120X5500
濾袋數量/條 480
過濾面積/m2 995
過濾風速/(m/min) 1.26
分箱室數/間 8
設備阻力/Pa 1200
清灰周期/min 30~60
漏風率(%) ~4
煙塵排放濃度/(mg/m3)(標準狀態) 15~38
噴吹壓力/MPa 0.18
投入運行后17個月時,系統始終運行正常,各項技術參數達到預期目標,濾袋無一破損。與改造前相比,每天多回收氧化鋅2.5—3t,年經濟效益近200萬元

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