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一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置 Download PDF

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Abstract

一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置，将低品位锌物料在还原气氛的冶金炉还原挥发，挥发烟气通过氧化室及表面冷却器进入喷淋-布袋塔，烟气中的氧化锌被收集下来，氟、氯进入喷淋溶液中，二氧化硫形成ZnSO3进入次氧化锌浆液，所述次氧化锌浆液经压滤分离后，滤液返回循环使用，滤渣为次氧化锌产品。采用本发明能够在收尘过程中除去烟气中的氟、氯及二氧化硫气体，使次氧化锌能够直接用作电解锌生产原料，并能缩短工艺流程、节约投资、节能环保。

Description

一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置
一、技术领域
本发明涉及有色金属冶炼技术领域，特别是一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置。
二、背景技术
电解锌浸出渣、冶炼烟囱灰等低品位氧化锌物料，其中锌含量都较低，一般利用锌高温下挥发性强的特点，采用高温还原的工艺将含锌物料中的锌挥发进入炉气中，炉气再氧化后通过收尘的方法将其以次氧化锌的形态回收。
收尘的工艺目前都采用干法收尘，即高温烟气经水冷烟道冷却及表面冷却器冷却后，由1200～1350℃冷却至130～200℃后，进入布袋收尘器从而收集下来。采用该工艺收集下来的次氧化锌往往夹杂有许多杂质，尤其是氟离子、氯离子含量较高，氟、氯是电解锌工艺中具有严重危害的杂质，氟含量高造成阴极锌难剥离，阴极寿命短，生产过程难以进行，氯含量高造成阳极损耗大，同时阴极锌中铅含量增加。因此该种次氧化锌不能直接作为电解锌生产的原料，需要设置专门的设备工艺把它们除去。一般工业上脱氟、氯的方法有多膛炉焙烧、转窑焙烧、在溶液中加钍盐或少量石灰乳、用硅胶除氟、氯化银沉淀法、铜渣除氯法、离子交换除氯法、碱洗除氟氯法。另外，在布袋收尘的工艺中，烟气含有的低浓度二氧化硫需另设专门的工艺如氨水吸收、石灰吸收等吸收装置处理才得以达标排放。
布袋收尘工艺过程中要控制系统温度，否则温度过高烧布袋(料材为工业纤维制成的滤布)。工人操作劳动强度高，粉尘对环境污染严重，操作工人易发生SO2中毒或呼吸道、肺方面的职业病。
目前还未见有解决布袋收尘工艺以上弊端的方法报道。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及其装置，它能够在收尘过程中除去烟气中的氟、氯及二氧化硫气体，使次氧化锌能够直接用作电解锌生产原料，并能缩短工艺流程、节约投资，节能环保。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种挥发氧化锌的清洁收尘方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)、将低品位锌物料在还原气氛的冶金炉进行还原挥发，控制技术条件为：焦煤率40～50wt％，挥发烟气的温度1200～1350℃；
(2)、所述挥发烟气通过氧化室氧化及表面冷却器冷却后，温度降至300～500℃；
(3)、所述挥发烟气经过冷却后进入喷淋-布袋塔及文丘里装置，按重量/体积比为5～10∶1的喷淋水量：烟气量进行喷淋，所述挥发烟气中的氧化锌被收集下来，氟、氯进入喷淋溶液中，二氧化硫形成ZnSO3进入次氧化锌浆液；
(4)、将所述次氧化锌浆液经压滤分离后，滤液返回循环使用，滤渣为次氧化锌产品。
所述喷淋溶液为水或碳酸钠溶液。
一种适合于权利要求1所述挥发氧化锌的清洁收尘方法的装置，包括还原挥发冶金炉、氧化室、表面冷却器、文丘里除尘器和风机，该装置还包括喷淋-布袋塔。
所述喷淋-布袋塔为一柱状体，从塔底往上分为三段，第一和第二段各设有螺旋喷淋器，第三段为布袋室。采用螺旋喷淋可以实现均布喷淋，第三段为布袋室，采用高压空气反吹。
所述喷淋-布袋塔的顶部通过弯管与文丘里除尘器上部连接，底部与表面冷却器出口连接。
所述还原挥发冶金炉为回转窑、平炉、烟化炉或鼓风炉中的一种。
所述挥发氧化锌的清洁收尘方法的装置的工作原理和工作过程为：
所述挥发烟气从喷淋-布袋塔第一段下部进口进入，喷淋水分别从第一、第二段上部进水口喷入。所述挥发烟气与喷淋水进行逆向运动，喷淋水将烟气中的氧化锌淋洗下来，形成浆液从喷淋-布袋塔下部排出口排出流入浆料池中。烟气进入喷淋-布袋塔的第三段——布袋室中，布袋室中装有气式反击打的布袋，使细末粉尘进一步收集。烟气从布袋室即喷淋-布袋塔的顶部出来通过弯管进入文丘里除尘器上部，同时喷淋液也从文丘里除尘器上部喷入，与烟气同向运动，强化喷淋收集余尘，形成的次氧化锌浆液从文丘里收尘器底部排入浆料池中，烟气从中下部经风机排入烟囱排空。
本发明的突出优点在于：
1、由于采用湿法收尘，避免了温度过高烧布袋的情况发生。
2、由于采用湿法收尘，进入喷淋-布袋塔的温度比原布袋收尘工艺温度高，可以使表面冷却器的冷却面积减少，所用表面冷却器的面积仅为原布袋收尘工艺的1/4～1/3，大大节约了投资。
3、仅用一个布袋室就能达到捕集收尘效果，布袋室面积仅为原来布袋收尘系统的1/3～1/2，节约投资。
4、由于收尘过程可同时除氟、氯及二氧化硫，不用再建除氟、氯的专门设施及脱硫装置，缩短和简化了工艺流程，可节约投资。
5、相对于干法收尘，本发明改善了操作环境，大大减轻了操作工人的劳动强度。工人不用再在粉尘及二氧化硫有害气体环境中作业，实现安全环保、文明生产。
6、由于采用喷淋-布袋塔收尘，布袋不会被烧，回转窑生产中可加大给氧量和风量风压，提高回转窑氧化还原焙烧温度，使反应更快、更完全，从而提高回转窑的锌回收率及次氧锌粉产品的可溶锌率，提高了产品质量。
四、附图说明
图1为本发明所述挥发氧化锌的清洁收尘方法的工艺流程图。
图2为本发明所述挥发氧化锌的清洁收尘装置的结构示意图。
图3为本发明所述挥发氧化锌的清洁收尘装置的喷淋-布袋塔结构示意图。
五、具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
对照图2，本发明所述挥发氧化锌的清洁收尘装置，主要由圆盘给料机1、胶带输送机2、斗式提升机3、冶金炉4、余热锅炉5、表面冷却器6、空气压缩机7、喷淋水进口81、82、83，布袋室9、高压空气进口10、螺旋喷淋器11、喷淋-布袋塔12、表冷来烟气进口13、浆液排出口14、浆料池15、浆料泵16、滤液池17、水泵18、压滤机19、引风机20、烟囱21、文丘里收尘器22以及烟气出口23、浆液排出口24等零部件构成。
以冶金炉4是回转窑为例，所述挥发氧化锌的清洁收尘装置的连接方式及工作过程如下：
按焦煤率为50wt％即锌浸出渣∶焦粉为1∶0.5wt的比例将锌浸出渣与焦粉配料，由圆盘给料机1、胶带输送机2、斗式提升机3输送至回转窑4中，回转窑烟气温度1250℃。烟气通过余热锅炉5回收余热，通过表面冷却器6进一步冷却烟气，此时烟气温度降至400℃。烟气从表冷来烟气进口13进入喷淋-布袋塔12，喷淋水分别从喷淋水进口81、82喷入，通过螺旋喷淋器11实现均布喷淋。按重量体积比喷淋水量∶烟气量为8∶1进行喷淋。烟气与喷淋水进行逆向运动，喷淋水将烟气中的氧化锌淋洗下来，形成浆液从喷淋-布袋塔下部浆液排出口14流入到浆料池15中。经过喷淋的烟气进入布袋室中9，布袋室中装有气式反击打的布袋，使细末粉尘进一步收集，高压空气从进口10反吹布袋上的次氧化锌尘。烟气从布袋室9即喷淋-布袋塔12的顶部出来通过弯管进入文丘里除尘器22上部，同时喷淋液也从文丘里除尘器上部喷淋水进口83喷入，与烟气同向运动，强化喷淋收集余尘，形成的次氧化锌浆液从文丘里收尘器22底部的浆液排出口24排入浆料池15中，烟气从中下部烟气出口23经引风机20排入烟囱21排空。经测定，烟气中的二氧化硫有98％与氧化锌反应生成ZnSO3，实现环保达标排放。总收尘率达到99.5％。
浆料池15中的次氧化锌浆料用浆料泵16泵入压滤机19中过滤，滤液排入滤液池17中通过水泵18输送至喷淋-布袋塔12及文丘里收尘器22循环使用。滤渣即为收集下来的次氧化锌产品，次氧化锌产品含氟0.01％、氯0.02％，氟、氯离子有60～70％进入溶液。
实施例2
本实施例为喷淋-布袋塔的结构和用途的详细描述。
对照图3，本发明所述挥发氧化锌的清洁收尘装置的喷淋-布袋塔，喷淋-布袋塔为本发明的核心装置，主要由喷淋水进口81、82，布袋室9、高压气体进口10、螺旋喷淋器11、喷淋-布袋塔12、表冷来烟气进口13、浆液排出口14、布袋固定器25以及炉顶出口管26构成。
所述挥发氧化锌的清洁收尘装置的喷淋-布袋塔的连接方式及工作过程如下：
喷淋-布袋塔为一柱状体，分为三段，从塔底往上第一和第二段采用两个螺旋喷淋器11来实现均布喷淋，第三段为布袋室9，用布袋固定器25固定。烟气从喷淋-布袋塔第一段下部表冷来烟气进口13进入，喷淋水分别从第一、第二段上部喷淋水进口81、82喷入。烟气与喷淋水进行逆向运动，喷淋水将烟气中的氧化锌淋洗下来，形成浆液从喷淋-布袋塔下部浆液排出口14排出流入浆料池中。喷淋后的烟气进入喷淋-布袋塔12的第三段——布袋室9中，布袋室9中装有气式反击打的布袋，使细末粉尘进一步收集。粘在布袋上的次氧化锌用高压空气反吹，高压气体从高压气体进口10吹入。净化后的烟气从炉顶出口管26排出进入下一装置文丘里除尘器22。

Claims (4)

1、一种挥发氧化锌的清洁收尘方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将低品位锌物料在还原气氛的冶金炉进行还原挥发，控制技术条件为：焦煤率40～50wt％，挥发烟气的温度1200～1350℃；
(2)、所述挥发烟气通过氧化室氧化及表面冷却器冷却后，温度降至300～500℃；
(3)、所述挥发烟气经过冷却后进入喷淋-布袋塔及文丘里装置，按重量/体积比为5～10∶1的喷淋水量：烟气量进行喷淋，所述挥发烟气中的氧化锌被收集下来，氟、氯进入喷淋溶液中，二氧化硫形成ZnSO3进入次氧化锌浆液；
(4)、将所述次氧化锌浆液经压滤分离后，滤液返回循环使用，滤渣为次氧化锌产品。
2、根据权利要求1所述挥发氧化锌的清洁收尘方法，其特征在于，所述喷淋溶液为水或碳酸钠溶液。
3、一种适合于权利要求1所述挥发氧化锌的清洁收尘方法的装置，包括还原挥发冶金炉、氧化室、表面冷却器、文丘里除尘器和风机，其特征在于，该装置还包括喷淋-布袋塔，
所述喷淋-布袋塔为一柱状体，从塔底往上分为三段，第一和第二段各设有螺旋喷淋器，第三段为布袋室。
4、根据权利要求2所述挥发氧化锌的清洁收尘方法的装置，其特征在于，所述还原挥发冶金炉为回转窑、平炉、烟化炉或鼓风炉中的一种。
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Assignor: Guangxi Research Institute of Metallurgy

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Granted publication date: 20100818

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Termination date: 20150723

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