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        鋅浸出渣回轉(zhuǎn)窯處理尾氣吸收劑的選擇

        2019-08-08 03:01:34
        世界有色金屬 2019年11期
        關(guān)鍵詞:亞硫酸吸收劑回轉(zhuǎn)窯

        (云南云銅鋅業(yè)股份有限公司,云南 昆明 650102)

        常規(guī)流程生產(chǎn)鋅錠,過程中存在大量的浸出渣需要進行火法處理,有揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯法、煙化爐法、基夫賽特爐法等,回轉(zhuǎn)窯法由于其自身投資省,As等雜質(zhì)開路較好,被廣泛應(yīng)用于處理鋅浸出渣,其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣含二氧化硫多在0.5%左右,這部分煙氣由于濃度低很難于制酸煙氣一起進行處理,所以必須單獨進行處理。針對低濃度的二氧化硫煙氣處理的方法主要有氨法、鈉堿法、石灰法、金屬氧化物法、雙氧水法等,針對鋅冶煉浸出渣回轉(zhuǎn)窯處理過程產(chǎn)生的二氧化硫處理采用金屬氧化物法是最合理的;因其系統(tǒng)中本身就有金屬氧化物[1],且這些金屬氧化物吸收二氧化硫后在鋅冶煉系統(tǒng)還可以作為原料或者中間物料使用。

        1 鋅浸出渣回轉(zhuǎn)窯處理過程硫的分布情況

        鋅冶煉生產(chǎn)過程使用的焙礦經(jīng)過中浸和弱酸浸后,產(chǎn)生的浸出渣含鋅一般<20%,含硫<7%,其進回轉(zhuǎn)窯處理的過程需要配入一定量的燃料,通過跟蹤分析,得出回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中硫的分布,具體數(shù)據(jù)如表1。

        表1 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程硫的分布

        從上表的數(shù)據(jù)分析得出:回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中92%的硫是來自于鋅浸出渣;煅燒過后57%的硫進入窯渣中固化,20%的硫進入氧化鋅粉,只有23%的硫進入尾氣吸收系統(tǒng),所占比例不高,對年產(chǎn)10萬噸鋅錠的渣處理系統(tǒng)來說,加上燃料帶入的硫,每天尾氣系統(tǒng)需要處理的二氧化硫量為11噸,需要配置一定規(guī)模的煙氣處理系統(tǒng)。

        2 尾氣二氧化硫處理的流程

        回轉(zhuǎn)窯處理鋅浸出渣產(chǎn)生的尾氣含二氧化硫濃度低,采用自身產(chǎn)出的氧化鋅粉做吸收劑,通過兩級吸收后達標(biāo)排放;流程簡單易操作控制。具體的工藝連接見圖1。

        圖1 尾氣吸收工藝連接圖

        作為回轉(zhuǎn)窯處理鋅浸出渣,使用氧化鋅粉作為尾氣處理的吸收劑比較合理,吸收后產(chǎn)生的亞硫酸鋅渣用廢液進行酸分解,產(chǎn)生的二氧化硫進入制酸,酸分解后的礦漿則進入氧化鋅粉處理系統(tǒng),流程比較合理。但在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)硫酸系統(tǒng)檢修或者故障處理的情況,這個時候就無法開展酸分解工作;產(chǎn)出的亞硫酸鋅渣就需要堆存,有條件的時候再次加入進行酸分解工作,整個過程工作量大且環(huán)境差;且在進行酸分解的過程中存在二氧化硫溢出低空污染的問題,對環(huán)境以及現(xiàn)場作業(yè)人員都有一定的危害。針對亞硫酸鋅渣酸分解過程存在的問題,有的公司采取亞硫酸鋅渣全部壓濾堆存,集中進行酸分解處理,能解決一部分問題,但難以從根本上解決;因此必須考慮新的吸收劑對揮發(fā)窯尾氣進行吸收,以及對產(chǎn)生的亞硫酸鋅濾渣重新考慮處理的路徑。在鋅冶煉系統(tǒng),對揮發(fā)窯尾氣二氧化硫的吸收,主要使用的是金屬氧化鋅的物料,其在吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng)如下:

        ZnO+SO2+2.5H2O=ZnSO3·2.5H2O↓

        亞硫酸鋅可以采用酸進行分解,可以采用氧氣氧化的方式進行處理,也可以采用加熱分解的方式進行處理,酸分解是目前比較常用的方式,氧氣氧化處理的方式由于成本比較高,使用的比較少,加熱分解的方式由于亞硫酸鋅的分解溫度比較低,很容易進行完全。在大約260度時,二氧化硫的蒸氣壓力達到100kPa,在350度時分解完全[2]。鑒于其較為簡單的反應(yīng)條件,在鋅冶煉系統(tǒng)是有條件實施的。

        3 焙塵吸收二氧化硫的流程考慮

        鋅冶煉系統(tǒng)主要的含氧化鋅的物料有:焙砂、焙塵、氧化鋅粉,在生產(chǎn)上使用氧化鋅粉進行尾氣二氧化硫吸收過程投入產(chǎn)出的數(shù)據(jù)情況如表2。

        表2 氧化鋅粉吸收二氧化硫數(shù)據(jù)

        根據(jù)表2生產(chǎn)長期跟蹤的數(shù)據(jù)分析,氧化鋅粉作為尾氣的吸收劑,其鋅進入液體的比例<10%,尾吸渣的渣率在150%左右,根據(jù)此生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,結(jié)合焙砂焙塵的鋅的浸出率的差異,對使用焙砂和焙塵做吸收劑的情況進行了計算,具體數(shù)據(jù)見表3、表4。

        表3 焙砂吸收二氧化硫數(shù)據(jù)

        表4 焙塵吸收二氧化硫數(shù)據(jù)

        通過有效的測算可以得出:焙砂和焙塵都可以作為尾氣的吸收劑使用,其產(chǎn)出的亞硫酸鋅渣都可以作為沸騰爐的冷料搭配使用。

        尤其使用焙塵作為吸收劑,其產(chǎn)出亞硫酸鋅渣不采取廢液酸分解的方式處理,采取直接進入沸騰爐作為冷料使用,第一:焙塵開路做尾氣吸收劑使用,減少了高含硫物料進入浸出系統(tǒng),提高了焙燒系統(tǒng)硫的利用率,每年可增加1059噸硫酸產(chǎn)量;焙礦不溶硫的降低,提高鋅浸出率,降低浸出渣量,每年降低浸出渣量875噸;第二:亞硫酸鋅渣作為冷料進入沸騰爐,可以大幅度提高沸騰爐的床能力,床能力提高1.35t/m2.d;第三:由于浸出渣量的減少,每年可以降低渣處理系統(tǒng)的加工費100萬元;第四:不做酸分解,可以杜絕亞硫酸鋅渣做酸分解過程帶來的低空污染問題,以及減少低濃度二氧化硫進入硫酸系統(tǒng)對制酸過程氣濃降低的影響;綜上所述選用焙塵作為尾氣吸收劑是一種非常理想的方式。

        4 結(jié)論

        通過對氧化鋅粉吸收處理鋅浸出渣回轉(zhuǎn)窯尾氣整體工藝流程的思考與改進,采用焙塵作為尾氣處理的吸收劑,其產(chǎn)出的亞硫酸鋅渣可以作為沸騰爐的冷料加入使用,一方面提高沸騰爐處理能力,降低浸出渣的產(chǎn)量,另一方面解決亞硫酸鋅渣酸分解過程低空污染的問題,同時還可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。

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