高炉煤气干法除尘灰提锌工艺技术探讨.doc

高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺技术探讨 阮积海 (广西柳州钢铁(集团)公司技术中心，545002) 摘 要 介绍了涟源某氧化锌冶炼厂的生产工艺及生产过程中产生的环境污染及治理技术，同时就以高炉煤气干法除尘灰为原料提取氧化锌的生产工艺进行技术（环保）探讨。 1 前言 柳钢共有8座高炉，其中最大高炉炉容为1250m3，冶炼过程中产生的高炉煤气均采用干法进行净化除尘，每年由此产生的干法除尘灰达4万多吨（布袋除尘灰），目前该除尘灰的处理方式是直接销售给柳州附近的砖厂代替粉煤灰烧砖，或者是销售给氧化锌冶炼厂配料提锌。柳钢非钢环保公司经过调研后，打算以高炉煤气干法除尘灰为原料进行深加工提取氧化锌。 经过对涟源某有色金属冶炼厂进行实地考察后，现对以高炉煤气干法除尘灰为原料提取氧化锌的工艺进行技术（环保）探讨。 2 考察介绍 2.1 考察对象 考察的对象是涟源某有色金属冶炼厂，是一家私营企业。该厂采用火法工艺提炼氧化锌，共有二条回转窑生产线，原料来源为含锌矿、工业锌渣、煤粉以及部分涟钢高炉除尘灰，每天所耗原料40吨，年产氧化锌1200~1500吨。 2.2 生产工艺 该厂采用火法工艺提炼氧化锌，首先含锌矿、工业锌渣、煤粉经加水湿润后用抓斗机抓取均匀并成块状，然后通过皮带输送机将块状原料运至回转窑窑头点火燃烧，在高温作用下（回转窑内温度可达1100℃），原料中的锌经过氧化还原反应，以气熔胶、颗粒物等状态进入废气中，在引风机的作用下，经多组管槽冷却系统冷却（槽中装有冷却水）、最后进入布袋收尘器回收产品。燃烧后的炉渣经窑尾排渣口进入冲渣池冷却，少量废气通过窑尾顶部的风管引入一个简陋的沉降室回收粉尘后排放。回转窑中燃料燃烧所需的氧通过回转窑尾部的鼓风机鼓风供应。其工艺流程如下图 2.3 环境污染及治理 （1）废气: 废气污染主要来自二个方面，一是原料转运及配料过程产生的扬尘，从在现场看粉尘污染很小，但有关人员介绍，天气干燥时扬尘污染相当严重。 另一方面就是原料在回转窑燃烧冶炼过程中产生的烟尘和废气，由于产品存在于烟尘中，经过布袋收尘器收尘净化后，外排烟气的粉尘浓度大大降低。但原料中含有的汞、镉、铅、砷、硫等元素，在冶炼过程中经过高温氧化、挥发或相互间发生反应后，外排烟气中可能含有二氧化硫以及汞、镉、铅、锌、砷等重金属氧化物及金属颗粒物。 （2）废水: 生产过程所产生的废水包括净环水和冲渣水。净环水主要是回转窑冷却水及管槽冷却系统用水，该部分水属于间接冷却水，除了水温升高外无其它污染，经流入一个大水池自然冷却后循环使用。 对熔融态炉渣进行水淬冷却所产生的水称冲渣水，其中含有炉渣微粒及铅锌等少量重金属离子。该部分水置于一个密闭的水池中，不外排，只有抓渣时少量水随渣流至地面，经地沟排入净环冷却池。 （3）废渣: 冶炼过程中产生的废渣由于仍含有20~30%的铁，经渣池冷却后外卖给选矿厂选铁。 3 高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺分析 3.1 生产工艺 高炉煤气干法除尘灰提氧化锌是利用炼铁高炉煤气干法除尘所产生的除尘灰为原料进行深加工，提取氧化锌，生产的工艺也是回转窑形式的火法冶炼工艺。但为了减小除尘灰中铁对提锌的影响（易结窑），同时提高入炉锌的品味，原料进回转窑前先经过重选、磁选二道全湿法选铁工艺。其工艺流程如图 3.2 与涟源某有色金属冶炼厂工艺对比 高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺也是采用火法工艺提炼氧化锌，主要设备包括回转窑、冷却系统、布袋收尘器等，但与涟源某有色金属冶炼厂工艺对比仍存在以下不同点： （1）所用原料不同。高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺以炼铁高炉煤气干法除尘所产生的除尘灰为原料，燃料采用高炉煤气重力除尘器收集的重力除尘灰经分选后所得的焦粉。而涟源某有色金属冶炼厂所用的原料中，高炉布袋除尘灰只占一部分，燃料以煤粉为主。 （2）增加原料预处理工序。为了减小干法除尘灰中铁对提锌的影响，同时提高入炉锌的品味，高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺所用原料在入回转窑之前先经过重力、磁选二道全湿法选铁工序。 （3）收尘方式不同。高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺采用负压收尘的工艺，烟气经布袋收尘器收尘净化后经烟囱排放。涟源某有色金属冶炼厂的布袋收尘器在引风机后面，并且采用的是内滤式的收尘方式，烟气经布袋收尘器后无组织排放。 （4）增加烟气净化装置，通过水膜除尘器吸收净化作用，减少外排烟气中二氧化硫、重金属元素等有害污染物对环境造成的影响。 4 结论 4.1 传统铅锌冶炼由于原料矿主要以硫化物存在，并且伴生有汞、镉、砷、氟、氯等有害元素，经高温焙烧、挥发或物料间相互反应后，产生含二氧化硫、重金属氧化物和颗粒物等有毒有害烟气，废气中的污染物主要以无机物为主，成分复杂、排放量大，所以治理难度很大。另外，在烟气的净化、炉渣冷却过程中也会产生含重金属离子的废