一种在锌冶炼中使用的湿法收尘系统

黄荣满，陈均宁，梁 媛，韦京汝，李福学，李 珏，张美义，付力豪

（广西冶金研究院，广西 南宁 530023）

目前，我国湿法炼锌厂在使用挥发法从氧化矿、浸出渣等物料回收锌过程中，普遍采用干法收尘，其中最常用的为布袋收尘［1-2］，得到的次氧化锌还需火法（回转窑、多膛炉）或湿法（减洗、离子交换）等脱氟氯后才能用于电解锌［3-5］，次氧化锌烟气中夹带的二氧化硫还需经回转窑脱硫处理。布袋收尘工艺复杂，现场操作环境恶劣，劳动强度大，运行费用也较高，越来越难以适应环保、节能、卫生等方面日益严格的要求。

广西冶金研究院自主研发的挥发氧化锌清洁收尘方法及装置——冲击式雾化水沫湿法收尘系统于2012年获得国家实用新型发明专利［6-7］。系统取消了传统的表冷、布袋收尘和尾气脱硫工序，用清洁收尘法将收尘、脱硫、脱氟氯等过程在一个系统中一次完成，解决了传统流程中表冷和布袋收尘环境恶劣、尾气处理不彻底、产出的次氧化锌需专门设备脱除氟氯、能耗较大等弊端。该系统已在广西金山铟锗冶金化工有限公司成功进行了工业化试验。本文重点介绍该工艺的特点及经济指标。

1 收尘工艺

1．1 收尘工艺及原理

收尘设备为冲击式雾化水沫湿法收尘装置。经回转窑窑尾沉降室出来的含尘烟气温度在300～400℃之间。多重冲击式雾化器的高速扇叶将喷淋液和烟气充分强烈混合，烟气中的氧化锌被淋洗下来，氟氯进入喷淋液中，二氧化硫形成亚硫酸锌和硫酸锌进入次氧化锌浆液中，从湿法收尘装置下部流入浆料池中，再经压滤分离，滤液返回循环使用，滤渣为次氧化锌产品，可直接用于电解锌［8］。工艺流程及所用设备如图1所示。

图1 冲击式雾化水沫湿法收尘装置结构示意图

1．2 反应原理

同时，还有如下副反应：

反应生成的ZnSO3·2．5H2O主要以固体形式进入沉渣中。

2 工业应用

2．1 工艺运行效果

以φ2．5m×38m回转窑生产低度氧化锌为例，本工艺净化烟气量为84mg／m3，收尘率为99．61%，除氟率93．1%，除氯率85．51%，锌回收率98．61%。次氧化锌及尾气组成见表1。

表1 次氧化锌及尾气组成

2．2 与传统布袋收尘工艺对比

常用的布袋收尘工艺所得到的次氧化锌需经火法（回转窑、多膛炉）或湿法（减洗、离子交换）脱硫才能用于电解锌生产，次氧化锌烟气中夹带的二氧化硫需经回转窑脱硫处理后才能排放。而新工艺取消了传统的表冷、布袋收尘和尾气脱硫过程，用清洁收尘方法及装置将收尘、脱硫、脱氟氯等过程在一个系统中一次完成。其设备投资、能耗及人工成本见表2。

表2 新工艺与传统工艺的经济指标对比

与传统工艺相比，该工艺可节约投资1 020万元，装机容量减少207kW，年煤耗节约3 900t（按5 000t计），年节约加工费368．5万元。与传统回转窑＋碱洗工艺相比，节约投资320万元，减少装机容量242kW，年煤耗节约6 600t（按5 000 t计），年节约用水15 000t，年节约加工费829．75万元。

3 结论

冲击式雾化水沫湿法收尘新工艺产出的次氧化锌完全满足电解锌对原料的质量要求；将原回转窑后段的烟气收尘中的表面冷却、布袋收尘和尾气碱洗脱硫过程改为收尘、脱氟氯、脱硫一体化，节省了大量投资和运行费用；由于流程缩短，项目占地面积大大减少。多重冲击式雾化器结构简单，不会产生沉积堵塞，运行平稳，实用性强，操作方便、简单，在闭合负压环境中进行，无扬尘，自动化机械化程度高，生产效率高，运行及维护费用低。

［1］古尔维茨．冶金除尘手册［M］．顾仁，沈惠琴译．北京：冶金工业出版社，1991：410-411．

［2］北京有色冶金设计研究总院．重有色金属冶炼设计手册：冶炼烟气收尘通用工程常用数据卷［M］．北京：冶金工业出版社，1996：15-160．

［3］梅光贵，王德润，周敬元，等．湿法炼锌学［M］．长沙：中南大学出版社，2001：330-339．

［4］铜铅锌冶炼设计参考资料编写组．铜铅锌冶炼设计参考资料：中册［M］．北京：冶金工业出版社，1978：530-535．

［5］彭容秋．重有色金属冶金工厂技术培训教材：锌冶金［M］．长沙：中南大学出版社，2005：94-96．

［6］广西冶金研究院．一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置：中国，ZL200910114251［P］．2009-12-23．

［7］广西冶金研究院．氧化锌挥发尘的冲击式雾化水沫湿法收尘装置：中国，ZL20110232759［P］．2012-03-14．

［8］陈均宁，黄金莲，白盈盈，等．湿法碱洗脱除氧化锌烟尘中的氟氯新工艺［J］．有色金属：冶炼部分，2011（8）：9-12．

［9］覃宝桂，唐谟堂．次品氧化锌吸收法处理低浓度二氧化硫烟气的工业试验［J］．中国有色冶金，2009（1）：54-56．