高爐煤氣干法除塵灰提鋅工藝技術(shù)探討

1、文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅工藝技術(shù)探討阮積海（ 廣西柳州鋼鐵（ 集團(tuán)） 公司技術(shù)中心，）摘 要 介紹了漣源某氧化鋅冶煉廠的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染及治理技術(shù)，同時(shí)就以高爐煤氣干法除塵灰為原料提取氧化鋅的生產(chǎn)工藝進(jìn)行技術(shù)（環(huán)保）探討。1 前言柳鋼共有8座高爐，其中最大高爐爐容為1250m，冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的高爐煤氣均采用干法進(jìn)行凈化除塵，每年由此產(chǎn)生的干法除塵灰達(dá)4 萬(wàn)多噸（布袋除塵灰），目前該除塵灰的處理方式是直接銷售給柳州附近的磚廠代替粉煤灰燒磚，或者是銷售給氧化鋅冶煉廠配料提鋅。柳鋼非鋼環(huán)保公司經(jīng)過(guò)調(diào)研后，打算以高爐煤氣干

2、法除塵灰為原料進(jìn)行深加工提取氧化鋅。經(jīng)過(guò)對(duì)漣源某有色金屬冶煉廠進(jìn)行實(shí)地考察后，現(xiàn)對(duì)以高爐煤氣干法除塵灰為原料提取氧化鋅的工藝進(jìn)行技術(shù)（環(huán)保）探討。2 考察介紹2.1 考察對(duì)象考察的對(duì)象是漣源某有色金屬冶煉廠，是一家私營(yíng)企業(yè)。該廠采用火法工藝提煉氧化鋅，共有二條回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，原料來(lái)源為含鋅礦、工業(yè)鋅渣、煤粉以及部分漣鋼高爐除塵灰，每天所耗原料40 噸，年產(chǎn)氧化鋅12001500噸。2.2 生產(chǎn)工藝該廠采用火法工藝提煉氧化鋅，首先含鋅礦、工業(yè)鋅渣、煤粉經(jīng)加水濕潤(rùn)后用抓斗機(jī)抓取均勻并成塊狀，然后通過(guò)皮帶輸送機(jī)將塊狀原料運(yùn)至回轉(zhuǎn)窯窯頭點(diǎn)火燃燒，在高溫作用下（回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度可達(dá)1100），原料中的鋅經(jīng)過(guò)氧

3、化還原反應(yīng)，以氣熔膠、顆粒物等狀態(tài)進(jìn)入廢氣中，在引風(fēng)機(jī)的作用下，經(jīng)多組管槽冷卻系統(tǒng)冷卻（槽中裝有冷卻水）、最后進(jìn)入布袋收塵器回收產(chǎn)品。燃燒后的爐渣經(jīng)窯尾排渣口進(jìn)入沖渣池冷卻，少量廢氣通過(guò)窯尾頂部的風(fēng)管引入一個(gè)簡(jiǎn)陋的沉降室回收粉塵后排放。回轉(zhuǎn)窯中燃料燃燒所需的氧通過(guò)回轉(zhuǎn)窯尾部的鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)供應(yīng)。其工藝流程如下圖2.3 環(huán)境污染及治理(1)廢氣：廢氣污染主要來(lái)自二個(gè)方面，一是原料轉(zhuǎn)運(yùn)及配料過(guò)程產(chǎn)生的揚(yáng) 塵，從在現(xiàn)場(chǎng)看粉塵污染很小，但有關(guān)人員介紹，天氣干燥時(shí)揚(yáng)塵污染相當(dāng)嚴(yán)重。另一方面就是原料在回轉(zhuǎn)窯燃燒冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵和廢氣，由于產(chǎn)品存在 于煙塵中，經(jīng)過(guò)布袋收塵器收塵凈化后，外排煙氣的粉塵濃度大大

4、降低。但原料中 含有的汞、鎘、鉛、神、硫等元素，在冶煉過(guò)程中經(jīng)過(guò)高溫氧化、揮發(fā)或相互間發(fā) 生反應(yīng)后，外排煙氣中可能含有二氧化硫以及汞、鎘、鉛、鋅、種等重金屬氧化物 及金屬顆粒物。(2)廢水：生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的廢水包括凈環(huán)水和沖渣水。凈環(huán)水主要是回轉(zhuǎn) 窯冷卻水及管槽冷卻系統(tǒng)用水，該部分水屬于間接冷卻水，除了水溫升高外無(wú)其它 污染，經(jīng)流入一個(gè)大水池自然冷卻后循環(huán)使用。對(duì)熔融態(tài)爐渣進(jìn)行水淬冷卻所產(chǎn)生的水稱沖渣水，其中含有爐渣微粒及鉛鋅等 少量重金屬離子。該部分水置于一個(gè)密閉的水池中，不外排，只有抓渣時(shí)少量水隨 渣流至地面，經(jīng)地溝排入凈環(huán)冷卻池。(3)廢渣：冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣由于仍含有 2030%勺鐵

5、，經(jīng)渣池冷卻后外 賣給選礦廠選鐵。3高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅工藝分析3.1 生產(chǎn)工藝高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅是利用煉鐵高爐煤氣干法除塵所產(chǎn)生的除塵灰為 原料進(jìn)行深加工，提取氧化鋅，生產(chǎn)的工藝也是回轉(zhuǎn)窯形式的火法冶煉工藝。但為 了減小除塵灰中鐵對(duì)提鋅的影響(易結(jié)窯)，同時(shí)提高入爐鋅的品味，原料進(jìn)回轉(zhuǎn) 窯前先經(jīng)過(guò)重選、磁選二道全濕法選鐵工藝。具工藝流程如圖3.2 與漣源某有色金屬冶煉廠工藝對(duì)比高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅工藝也是采用火法工藝提煉氧化鋅，主要設(shè)備包 括回轉(zhuǎn)窯、冷卻系統(tǒng)、布袋收塵器等，但與漣源某有色金屬冶煉廠工藝對(duì)比仍存在 以下不同點(diǎn)：(1)所用原料不同。高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅工

6、藝以煉鐵高爐煤氣干法除 塵所產(chǎn)生的除塵灰為原料，燃料采用高爐煤氣重力除塵器收集的重力除塵灰經(jīng)分選 后所得的焦粉。而漣源某有色金屬冶煉廠所用的原料中，高爐布袋除塵灰只占一部 分，燃料以煤粉為主。(2)增加原料預(yù)處理工序。為了減小干法除塵灰中鐵對(duì)提鋅的影響，同時(shí)提高 入爐鋅的品味，高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅工藝所用原料在入回轉(zhuǎn)窯之前先經(jīng)過(guò) 重力、磁選二道全濕法選鐵工序。(3)收塵方式不同。高爐煤氣干法除塵灰提氧化鋅工藝采用負(fù)壓收塵的工藝， 煙氣經(jīng)布袋收塵器收塵凈化后經(jīng)煙囪排放。漣源某有色金屬冶煉廠的布袋收塵器在 引風(fēng)機(jī)后面，并且采用的是內(nèi)濾式的收塵方式，煙氣經(jīng)布袋收塵器后無(wú)組織排放。(4)增加煙氣

7、凈化裝置，通過(guò)水膜除塵器吸收凈化作用，減少外排煙氣中二氧 化硫、重金屬元素等有害污染物對(duì)環(huán)境造成的影響。4結(jié)論4.1 傳統(tǒng)鉛鋅冶煉由于原料礦主要以硫化物存在，并且伴生有汞、鎘、神、氟、 氯等有害元素，經(jīng)高溫焙燒、揮發(fā)或物料間相互反應(yīng)后，產(chǎn)生含二氧化硫、重金屬 氧化物和顆粒物等有毒有害煙氣，廢氣中的污染物主要以無(wú)機(jī)物為主，成分復(fù)雜、 排放量大，所以治理難度很大。另外，在煙氣的凈化、爐渣冷卻過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生含 重金屬離子的廢水。4.2 從現(xiàn)場(chǎng)觀察看，漣源某有色金屬冶煉廠對(duì)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水進(jìn)行了有效處 理，廢水經(jīng)治理后循環(huán)使用、不外排，廢渣也以外賣的方式實(shí)現(xiàn)處置。但由于缺乏 有關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)收塵處

8、理后排放的廢氣是否含有二氧化硫、重金屬氧化物等有 毒有害污染物及其濃度高低就不得而知。同時(shí)原料在轉(zhuǎn)運(yùn)和配料過(guò)程中不可避免地 產(chǎn)生揚(yáng)塵污染。4.3 以干法除塵灰作為原料火法提取氧化鋅，不僅有效處置了煤氣凈化產(chǎn)生的固 體廢棄物、實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，而且提高了固廢利用的附加值。4.4 經(jīng)煉鐵高爐高溫冶煉后產(chǎn)生的高爐煤氣干法除塵灰成分較為穩(wěn)定、有毒有害 元素得到充分過(guò)濾和清潔，與傳統(tǒng)工藝相比較，此火法提鋅工藝對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響 大大降低。但從原、燃料成分看，二氧化硫的排放量仍存在一定影響，特別是回轉(zhuǎn) 窯形式的焙燒冶煉工藝，原料中的硫有90%以氣態(tài)的形式進(jìn)到廢氣中。表一是干法 除塵灰成分分析表一：干法除塵

9、灰成分分析成分鐵鋅鈿鈿鉛碳硫含量%19.5470.0110.0120.08230.8注：燃料焦炭分的含硫量為0.59%4.5以氫氧化物為介質(zhì)的麻石水膜除塵器能在一定程度上去除低濃度的二氧化硫和鉛、鋅重金屬污染物，減輕外排廢氣對(duì)大氣造成的影響。但受除塵器技術(shù)、工藝 的限制，上述污染物的去除率不高，同時(shí)由此而產(chǎn)生的污泥和廢渣需妥善處理，否 則會(huì)造成二次污染。5存在問(wèn)題5.1 漣源某有色金屬冶煉廠要求入爐原料鋅的品味達(dá)到10%Z上，最少不能低于8%主要考慮生產(chǎn)成本）。分析數(shù)據(jù)表明，柳鋼高爐煤氣干法除塵灰含鋅量?jī)H為 47% 以此作為原料，可能對(duì)生產(chǎn)的正常運(yùn)行造成影響。5.2 如果通過(guò)添加部分的鋅礦、合鋅工業(yè)廢渣來(lái)提高整個(gè)原料的含鋅量以達(dá)到冶 煉要求，需較大的環(huán)保投資來(lái)治理冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害煙氣和含重金屬離子 的廢水，否則將對(duì)周圍環(huán)境造成重大污染。5.3 對(duì)原料進(jìn)行重選、磁選等濕法預(yù)處理后，原料中的水分將大大增加，高溫冶 煉產(chǎn)生的大量水蒸氣經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻后出現(xiàn)凝結(jié)，這對(duì)布袋收塵的方式產(chǎn)生較大影 響，容易導(dǎo)致收塵布袋板結(jié)。5.4