CN102011011B - 一种低含铅锌废渣的回收利用及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，该方法以较低成本可以使含低锌废渣的窑渣碳含量降到1％以下，达到水泥混合材的要求，实现零废渣排放。本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，它采用回转窑烟化法对低含铅锌废渣进行回收处理，在回转窑烟化法工艺中的沉降室与冷却器之间的烟气通道上设有一个气固分离单元，该气固分离单元的分离能力即切割粒径为1～80微米，它可以将废渣和粉煤灰分离出来，最终可从烟气中提取出较高质量的产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种废渣的回收利用及处理方法，更具体地说涉及一种低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，主要适用于湿法炼铅锌浸出废渣、炼钢厂含锌烟尘等低含铅锌废渣提炼氧化锌、氧化铅的零废渣排放回转窑烟化法处理工艺。
背景技术
国内外在提炼铅锌和炼钢中产生大量的含低铅锌废渣，如湿法炼锌浸出废渣、铅鼓风炉的炉渣、炼钢厂含锌烟尘和低锌氧化矿、采矿废石等大量低含铅锌废渣，每年达到数千万吨。其中只有一小部分被处理，大部分只能填埋堆放，污染环境。现有的工业化处理方式主要是采用1926年发明的回转窑烟化法(即Waeltz法，如图2所示)，简称挥发窑法，主要用于处理低锌氧化矿、采矿废石，后又用于湿法炼锌的浸出废渣和铅鼓风炉的炉渣。Waeltz法要求处理的物料限于颗粒粒度5-15mm，采用的燃料是将兼做还原剂的焦炭颗粒配入原料，粒度要求＜5mm 30％，5-15mm 50，＞15mm 20％，每吨废渣要配用焦炭400-600kg。Waeltz法是将合格的焦炭和原料混合送入窑1中，经煅烧后在一定温度下铅锌等金属在窑中进行还原氧化等过程，原料中的铅锌挥发到烟气中形成锌蒸气或氧化锌，烟气经过沉降室2将混入烟气中的焦炭和原料颗粒分离出来，处理后的烟气再进入冷却器3和收尘器4将氧化锌、氧化铅等产品全部回收，回转窑排出的窑渣直接送入水槽5水淬冷却。这种工艺的缺点是产量低，废渣废气不能达到无害化，生产中产生的废渣-窑渣中碳含量达3-10％，不能达到水泥混合材的要求，由于作为原料用的废渣大都含有硫，排放的烟气SO2含量达不到环境保护的要求。此外，1200℃废渣的热量完全没有回收，系统热能利用率很低，特别是因为焦炭是用煤炭生产的，价格高，因此处理成本高，使得该废渣处理过程经常处于亏本的境地。进一步的改进方法中为了减少焦炭用量，采用部分颗粒煤代替焦炭，可以降低部分生产成本，也有在窑头使用燃油燃烧器，虽可以提高产量但成本太高，但如果窑头使用煤粉燃烧器，在现有工艺中煤粉燃烧后产生的灰分颗粒细小，会通过沉降室混入最终产品中，使产品质量大大下降。此外Waeltz法不能使用粉料，必须使用颗粒料，如果原料达不到粒度要求，颗粒太小，也会大量的混入成品，造成产品质量降低，如果使用粉料造粒技术来解决粉料问题，其能耗大处理成本高，很难盈利。因此需要开发一种新的处理方法或工艺来解决大量的废渣如铅鼓风炉炉渣、炼钢厂含锌烟尘的有效处理问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，该方法以较低成本可以使含低锌废渣的窑渣碳含量降到1％以下，达到水泥混合材的要求，实现零废渣排放。
本发明的技术方案如下：
本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，它采用回转窑烟化法对低含铅锌废渣进行回收处理，在回转窑烟化法工艺中的沉降室与冷却器之间的烟气通道上设有一个气固分离单元，该气固分离单元的分离能力即切割粒径为1～80微米，它可以将废渣和粉煤灰分离出来，最终可从烟气中提取出较高质量的产品。
本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，其进一步的技术方案是所述的气固分离单元为收尘器，优选切割粒径为1～80微米的旋风收尘器。
本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，其进一步的技术方案还可以在回转窑烟化法工艺中的回转窑窑头插有新型煤粉燃烧器，再进一步的技术方案是所述的煤粉燃烧器中喷入的煤粉粒度范围为5～100微米，这样可为回转窑提供一部分热量，使得回转窑系统窑头的热力强度可以方便的调节，加强了回转窑系统的热量分布控制。使用煤粉燃烧器还可以便捷有效的调控挥发速度，显著提高了窑的产量，使得窑渣的各项指标都能达到水泥混合材出售的要求，实现零废渣排放，使用新型煤粉燃烧器可以燃烧挥发分含量低的无烟煤和较高灰分的低质烟煤，燃料可就地取材，进一步降低生产成本。
本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，其进一步的技术方案还可以在回转窑烟化法工艺中袋收尘后的烟气通道上设有可吸收烟气中SO2的化工生产单元，可将SO2制成亚硫酸钠等产品，再进一步的技术方案是所述的化工生产单元为可以喷淋氢氧化钠水溶液的吸收塔，含SO2的烟气由吸收塔底部进入。本发明将提取了挥发金属的烟气送入化工生产单元回收SO2，解决了使用高硫煤和含硫废渣的烟气处理问题，极大的扩充了处理的范围，降低了处理成本，使得本发明几乎可用在上述各类废渣的无害化处理，提高了资源利用水平。
本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，其进一步的技术方案还可以是在回转窑烟化法工艺中的回转窑废渣出口设有气体冷却机，从窑头排出的废渣可以送入冷却机，冷却机送入的空气与废渣换热，窑废渣被冷风冷却，空气的温度提高成为煤粉燃烧的助燃热风，尽可能降低了热耗，并可实现低挥发分无烟煤的燃烧。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
在回转窑后的烟气通道上增加一个具有特定分选能力的气固分离单元，因此可以直接使用粉状废渣和窑头煤粉燃烧器，使得烟气中的废渣细粉和粉煤灰分离下来，在使用湿法炼锌粉状废渣和无烟煤粉的条件下，可显著提高氧化锌、氧化铅产品质量，产品中的氧化锌含量可以达到50％上，使废渣处理达到自负盈亏的水平；同时将烟气送入化工生产单元，将烟气的SO2转化成亚硫酸钠后回收达到无害化排放；另外由于窑头燃烧器的加入，提高了窑的温度控制能力，提高了系统的处理能力，并可以通过工艺控制提高系统处理能力且使得窑渣的碳含量达到1％以下，可达到水泥混合材的要求，达到零废渣排放；在窑渣出口设有气体冷却器，经过窑挥发了铅锌等金属的废渣进入冷却机，冷却机送入的空气与废渣换热，窑废渣被冷风冷却，空气的温度提高成为煤粉燃烧的助燃热风，尽可能降低了热耗，进一步降低处理成本。本发明从多个环节进行改进，最大化挖掘了低含铅锌废渣处理的潜力，使得含铅锌废渣成为新的资源。与最接近的现有技术相比，处理含锌16％废渣和无烟煤粉的情况下每金属吨处理费用下降2500元以上。
附图说明
图1是本发明的方法的工艺流程示意图。
图2是Waelte回转窑烟化法工艺流程示意图。
其中：1：回转窑；2：沉降室；3：冷却器；4：袋收尘；5：水冷槽；6：气体冷却机；7：煤粉燃烧器；8：气固分离单元；9：化工生产单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明的低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，它采用回转窑烟化法对含铅锌废渣低进行回收处理，回转窑尺寸为φ3×40m，在回转窑烟化法工艺中的沉降室与冷却器之间的烟气通道上设有一个分离能力即切割粒径为1～80微米的多筒旋风收尘器，它可以将废渣和粉煤灰分离出来，最终可从烟气中提取出较高质量的产品；同时在回转窑窑头插有NHSB-200W型煤粉燃烧器，煤粉燃烧器中喷入的煤粉粒度范围为5～100微米，这样可为回转窑提供一部分热量，使得回转窑系统窑头的热力强度可以方便的调节，加强了回转窑系统的热量分布控制；另外在回转窑烟化法工艺中袋收尘后的烟气通道上设有可吸收烟气中SO2的化工生产单元，所述的化工生产单元为可以喷淋氢氧化钠水溶液的吸收塔，含SO2的烟气由吸收塔底部进入最后生成亚硫酸钠；在回转窑的废渣出口设有气体冷却机，从窑头排出的废渣可以送入冷却机，冷却机送入的空气经过与废渣换热，窑废渣被冷风冷却，空气温度提高成为煤粉燃烧的助燃热风，尽可能降低了热耗并成功实现了无烟煤燃烧。
本发明的工作过程大致如下：粉状废渣配入适量的煤粉送入回转窑煅烧挥发，窑头的煤粉燃烧器将煤粉喷入回转窑烧烧，废渣随着窑的旋转顺着窑的斜度向下逐渐流过窑，温度不断提升，将废渣中的铅锌等金属挥发出来。逆向流出窑的烟气经过旋风收尘器将烟气中的原料废渣和煤粉燃烧过后的粉煤灰分离，含产品的烟气送入冷却收尘等单元将氧化锌等含铅锌的产品收下，并将含SO2的烟气送入化工生产工段生产亚硫酸钠。另外经过窑挥发了铅锌等金属的废渣送入一台冷却机，冷却机送入的空气经过与废渣换热，窑废渣被冷风冷却，空气的温度提高成为煤粉燃烧的助燃热风。
Claims (1)
1.一种低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，它采用回转窑烟化法对低含铅锌废渣进行回收处理，其特征在于在回转窑烟化法工艺中的沉降室与冷却器之间的烟气通道上设有一个气固分离单元，所述的气固分离单元为旋风收尘器，该旋风收尘器的分离能力即切割粒径为1～80微米；在回转窑烟化法工艺中的回转窑窑头插有煤粉燃烧器，所述的煤粉燃烧器中喷入的煤粉粒度范围为5～100微米；在回转窑烟化法工艺中的袋收尘后的烟气通道上设有可吸收烟气中SO2的化工生产单元，所述的化工生产单元为可以喷淋氢氧化钠水溶液的吸收塔，含SO2的烟气由吸收塔底部进入；在回转窑烟化法工艺中的回转窑废渣出口设有气体冷却机。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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