鉛鋅冶煉生產(chǎn)過程中顆粒物的產(chǎn)生排放和控制技術(shù)進(jìn)展

1、鉛鋅冶煉生產(chǎn)過程中顆粒物的產(chǎn)生排放和控制技術(shù)進(jìn)展 大氣污染控制課程課外知識(shí)討論第三小組成員第三小組成員： 麻麻 洋、何夢(mèng)娟、洋、何夢(mèng)娟、湯敏湯敏 苗萬里、金顯明、李博苗萬里、金顯明、李博 2015.2015.1111. .1.選題原因 我國(guó)是有色金屬生產(chǎn)及消費(fèi)大國(guó),其中鉛鋅冶煉在有色冶煉中占有很大的比例。中國(guó)是世界上重要的鉛鋅生產(chǎn)大國(guó),精鉛產(chǎn)量及消費(fèi)均居世界第二位,精鋅產(chǎn)量居世界第一位,精鋅消費(fèi)量居世界第二位。但我國(guó)鉛鋅冶煉的能耗與國(guó)外相比高出很多,環(huán)境污染也更嚴(yán)重。2.相關(guān)大氣污染物二氧化硫 有色金屬礦多以硫化物的形態(tài)存在，有色冶煉過程中會(huì)產(chǎn)生大量煙氣（0.05%-25%），其SO2排放量占

2、我國(guó)排放總量的8%以上。寶雞鉛鋅冶煉廠周圍大氣降塵中重金屬污染 （1）寶雞鉛鋅冶煉廠周圍大氣降塵中重金屬元素Pb、Zn、Cu、Cd含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陜西土壤元素背景值和中國(guó)土壤元素背景值，其中 Pb、Zn、Cd 超標(biāo)最為突出。 （2）該鉛鋅冶煉廠周圍大氣降塵中重金屬元素來源分析結(jié)果表明Pb、Zn、Cu、Cd主要為人為來源即工業(yè)來源，而Cr、Ni、Fe主要為自然源。（3）根據(jù)地質(zhì)累積指數(shù)分析得出，鉛鋅冶煉廠周圍大氣降塵中重金屬元素Pb、Zn、Cd達(dá)到了嚴(yán)重污染，Cu達(dá)到了中度污染，Cr、Ni、Fe屬于無污染范圍。大氣降塵3.生產(chǎn)工藝及污染產(chǎn)生來源 鉛的冶煉工藝幾乎全是火法，濕法冶煉目前處于試驗(yàn)階段。鉛

3、精煉方面，我國(guó)基本上采用電解精煉工藝，而俄羅斯和歐美主要采用火法精煉。 我國(guó)鋅冶煉工藝，以濕法冶煉為主，火法冶煉其次。濕法冶煉工藝的標(biāo)準(zhǔn)流程是鋅精礦焙燒浸出凈液電積電鋅產(chǎn)品。 鉛冶煉過程鋅冶煉過程 廢氣主要來源于鋅白爐冶煉，鋅白爐冶煉煙氣分冶煉初期廢氣和冶煉煙氣兩部分。 初期廢氣主要成分是煙塵和二氧化硫。冶煉廢氣主要污染物為煙塵，煙塵中含有鋅及少量鉛等金屬。 廢氣還包括制團(tuán)、上料、出渣等工序產(chǎn)生的無組織排放廢氣，無組織排放廢氣中的污染物為揚(yáng)塵和粉塵。株冶物質(zhì)流全景4.我國(guó)有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)干法脫硫技術(shù) （1）活性焦煙氣脫硫法。該法主要是利用活性焦的吸附特性和催化特性使煙氣中 SO2與煙氣

4、中的水蒸氣和氧反應(yīng)生中H2SO4吸附在活性焦的表面，吸附 SO2的活性焦加熱后再生，釋放出高濃度SO2氣體，解吸SO2的活性焦循環(huán)使用，高濃度SO2氣體可加工成硫酸、單質(zhì)硫等多種化工產(chǎn)品。 （2）荷電干粉噴射脫硫法。該法主要為石灰干粉高速通過高壓靜電電暈充電區(qū)，干荷粉電后波噴射到煙氣中，由于荷電干粉同性相斥，因此在煙氣中呈懸浮狀態(tài)，增加了與SO2反應(yīng)的機(jī)會(huì)，提高了脫硫效率，該技術(shù)為美國(guó)專利，我國(guó)目前尚未有實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。 （3）電化學(xué)方法脫硫法。該法主要利用氧化反應(yīng)，將煙氣中的SO2等分子波激活或電離，生成自由基，在與其他物質(zhì)反應(yīng)（如注入氨，生成化肥等），這種方法在我國(guó)部分地區(qū)已有案例。 濕法處理技

5、術(shù) （1）麻石水膜法。該法除塵有著巨大的市場(chǎng)，一般采用耐腐濁的麻石砌筑反應(yīng)池，利用水吸收煙氣中的SO2，但該方法只適合于處理含硫量較低的煙氣，而高含硫量的煙氣用此法很難達(dá)標(biāo)。 （2）石灰石-石膏法。該法以堿性的石灰石或石灰漿液與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這也是目前世界上應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一。其核心處理裝置為吸收塔，該塔運(yùn)行可靠。脫硫效率高達(dá)95%以上。但其反應(yīng)后產(chǎn)物容易造成二次污染。 （3）氧化鋅-酸解法。該法以含氧化鋅溶液作為吸收劑對(duì)煙氣中所含的SO2進(jìn)行吸收，完成吸收過程而產(chǎn)生的富含SO2的亞硫酸鋅溶液，通過酸解將亞硫酸鋅溶液中所含的 SO2酸解出來，產(chǎn)生出純凈的 SO2氣體，用于生產(chǎn)

6、硫酸或液體 SO2。其核心處理裝置為吸收塔，運(yùn)行可靠，脫硫效率高達(dá)95%以上。這也是在我國(guó)鋅冶煉廠運(yùn)用較為廣泛的脫硫技術(shù)，其循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益較好，無二次污染。 （4）海水脫硫法。該法在沿海地區(qū)有利用條件的冶煉廠等有著應(yīng)用空間，該法主要利用海水的弱堿性來脫硫，并且成本較低，有著較好的利用前景。 （5）亞納循環(huán)吸收法。該法主要利用Na2SO3吸收煙氣中SO2的生成NaHSO3，吸收液加熱分解除高濃度的SO2（進(jìn)一步加工成產(chǎn)品）和Na HSO3（用于循環(huán)使用）。 （6）氨-亞硫酸銨法。該法是以貧氨液吸收煙氣中的 SO2而生成硫酸銨（化肥），其核心處理裝置為吸收塔，該裝置運(yùn)行可靠，脫硫效率高達(dá) 95%以上

7、。 （7）鈉堿液吸收法。該法主要是利堿液和煙中 SO2的反應(yīng)，或生成化肥，或中和后將廢水進(jìn)一步處理排放，在我國(guó)一些冶煉廠應(yīng)用該法較多。 （8）再生胺吸收解吸法。該法是先用特定的吸附劑對(duì)煙氣中所含SO2進(jìn)行吸附，將SO2吸附在溶液中，完成吸附過程而產(chǎn)生的富含SO2的吸附劑通過蒸汽進(jìn)行解吸SO2。產(chǎn)生出純凈的SO2氣體，用于生產(chǎn)硫酸或液體 SO2；再生后的吸附劑重新回用于前段 SO2吸附過程。5.工藝改進(jìn) 目前鉛的生產(chǎn)工藝主要采用火法，火法煉鉛可分為傳統(tǒng)煉鉛法和直接煉鉛法。傳統(tǒng)煉鉛法包括燒結(jié)-鼓風(fēng)爐熔煉法、燒結(jié)鍋-鼓風(fēng)爐熔煉法、密閉鼓風(fēng)爐熔煉法等。直接煉鉛法包括氧氣底吹煉鉛法（QSL法）、基夫賽特

8、法、氧氣底吹-鼓風(fēng)爐煉鉛工藝（SKS法）、頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐法（卡爾多法、TBRC法）、富氧頂吹噴槍熔煉法（ISA或Ausmelt法）、奧托昆普閃速熔煉法、瓦紐可夫法等富氧熔煉法隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，新的煉鉛方法在我國(guó)逐步得到推廣應(yīng)用，如艾薩法(ISA)、卡爾多(Kaldo)法等煉鉛工藝都已投產(chǎn)。 我國(guó)自主開發(fā)的氧氣底吹-鼓風(fēng)爐還原煉鉛新工藝推廣速度很快，氧氣底吹-鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝(SKS)是我國(guó)經(jīng)過近20年的試驗(yàn)研究獲得成功的熔池熔煉技術(shù)，具有投資省、環(huán)保好、硫及伴生金屬回收率高，適宜處理高砷物料，對(duì)于現(xiàn)有鉛廠改造，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，是國(guó)家重點(diǎn)推廣的環(huán)保項(xiàng)目之一。 我國(guó)已引進(jìn)了QSL、IS

9、A、Kaldo工藝，又引進(jìn)了Ausmelt等國(guó)外煉鉛工藝，凡采用高鉛渣熱態(tài)直接噴粉煤還原的工藝，由于鉛、氧化鉛、硫化鉛沸點(diǎn)均較低，都存在煙塵率高、返料量大的問題。為降低鉛還原階段的煙塵率，我國(guó)自主開發(fā)的底吹熔煉和引進(jìn)的ISA法均采用液態(tài)高鉛渣鑄塊，鼓風(fēng)爐還原熔煉，有效降低了還原熔煉的煙塵率，且鉛、銀、硫回收率高，操作平穩(wěn)，易于掌握，故底吹熔煉獲得快速推廣。6.發(fā)展方向 鼓風(fēng)爐還原高鉛渣鑄塊，其液態(tài)渣的潛熱被浪費(fèi)，隨著焦炭?jī)r(jià)格的提升，煉鉛成本也上升，因此開發(fā)液態(tài)高鉛渣電熱焦直接還原技術(shù)，替代鼓風(fēng)爐，可以充分利用高鉛渣的潛熱，并將焦耗和煙氣量降至理論值，從而降低煙塵率，熔煉成本，是我國(guó)鉛冶煉技術(shù)今

10、后重要的研發(fā)課題與發(fā)展方向。7.文獻(xiàn)閱讀動(dòng)力波脫硫技術(shù)在印度鉛冶煉廠的應(yīng)用與改進(jìn) 中國(guó)有色金屬建設(shè)股份有限公司（NFC）承建了印度斯坦鋅業(yè)公司（HZL）鉛冶煉廠，該廠的尾氣脫硫系統(tǒng)采用美國(guó)孟莫克公司動(dòng)力波脫硫?qū)＠夹g(shù)，利用鉛廠煙化爐車間生產(chǎn)的ZnO作為脫硫原料，脫硫副產(chǎn)品ZnSO4溶液送至HZL的鋅冶煉廠進(jìn)行除雜、電積，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力波脫硫系統(tǒng)進(jìn)料和出料在廠區(qū)范圍內(nèi)的閉路循環(huán)，不產(chǎn)生任何二次污染源。（NH4）2S吸收凈化冶煉煙氣中及硫資源回收的研究8.污染防治技術(shù)政策鉛鋅冶煉工業(yè)污染防治技術(shù)政策 (2012-03-07實(shí)施)大氣污染防治 （一）鉛鋅冶煉的煙氣應(yīng)采取負(fù)壓工況收集、處理。對(duì)無法完全密閉

11、的排放點(diǎn)，采用集氣裝置嚴(yán)格控制廢氣無組織排放。根據(jù)氣象條件，采用重點(diǎn)區(qū)域?yàn)⑺却胧?，防止揚(yáng)塵污染。 （二）鼓勵(lì)采用微孔膜復(fù)合濾料等新型織物材料的布袋除塵器及其他高效除塵器，處理含鉛、鋅等重金屬顆粒物的煙氣。 （三）冶煉煙氣中的二氧化硫應(yīng)進(jìn)行回收，生產(chǎn)硫酸或其他產(chǎn)品。鼓勵(lì)采用絕熱蒸發(fā)稀酸凈化、雙接觸法等制酸技術(shù)。制酸尾氣應(yīng)采取除酸霧等凈化措施后，達(dá)標(biāo)排放。 （四）鼓勵(lì)采用氯化法、碘化法等先進(jìn)、高效的汞回收及煙氣脫汞技術(shù)處理含汞煙氣。 （五）鉛電解及濕法煉鋅時(shí)，電解槽酸霧應(yīng)收集凈化處理；鋅浸出槽和凈化槽均應(yīng)配套廢氣收集、氣液分離或除霧裝置。 （六）對(duì)散發(fā)危害人體健康氣體的工序，應(yīng)采取抑制、有組織收集與凈化等措施，改善作業(yè)區(qū)和廠區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量。參考文獻(xiàn)1姜文英. 典型鉛鋅冶煉企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的物質(zhì)流分析方法研究D.中南大學(xué),2007.2王郎郎. (NH4)2S吸收凈化冶煉煙氣中SO2及硫資源回收的研究D.昆明理工大學(xué),2014.3王向鋒,黃戰(zhàn)勝. 寶雞鉛鋅冶煉廠周圍大氣