湿法碱洗脱除氧化锌烟尘中的氟氯新工艺.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年8 期 9 D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 ％7 5 4 5 ．2 0 1 1 ．0 8 ．0 0 3 湿法碱洗脱除氧化锌烟尘中的氟氯新工艺 陈均宁，黄金莲，白盈盈，樊艳金 广西冶金研究院，广西南宁5 3 0 0 2 3 摘要以回转窑氧化锌烟尘为对象，利用N a ，C O ，溶液作为吸收液。研究集收尘和脱氟、氯、硫于一体的工 艺及装置。结果表明，当液气比为1 ．5L ／m 3 、喷淋液p H 为7 ．5 时，该种工艺及装置收尘效率达到 9 9 ．6 l ％，除氟率达到9 3 ．1 ％，除氯率达到9 1 ．5 ％，锌回收率达到9 8 ．1 7 ％，且产品次氧化锌可直接用于 电解锌的生产。 关键词氧化锌；湿法碱洗；脱氟；脱氯；收尘 中图分类号T F 8 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 ％7 5 4 5 2 0 1 1 0 8 - 0 0 0 9 - 0 4 N e wP r o c e s st oR e m o v eF l u o r i n ea n dC h l o r i n ef r o mZ i n c O x i d eD u s tb yW e tC a u s t i cW a s h C H E NJ u n n i n g ，H U A N GJ i n l i a n ，B A IY i n g y i n g ，F A NY a n - j i n G u a n g x iM e t a l l u r g yR e s e a r c hI n s t i t u t e ，N a n n i n g5 3 0 0 2 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s sa n de q u i p m e n to fr e m o v i n gf l u o r i n e ，c h l o r i n ea n ds u l p h u rt o g e t h e rw i t hd u s tc o l l e c t i o nf r o m z i n co x i d eo fm t a r yk i l nw e r ed i s c u s s e dw i t hN a 2C 0 3s o l u t i o na sa b s o r p t i o nl i q u i d ．T h er e s u l t ss h o w e dt h a tw h e nt h e r a t i oo fl i q u i do ng a sw a s1 ．5L ／m 3a n dp Hw a s7 ．5 ，t h ed u s tc o l l e c t i o nr e c o v e r yw a s9 9 ．6 1 ％，t h ed e - f l u o r i n er a t e w a s9 3 ．1 ％，t h ed e c h l o r i n er a t eW a s9 1 ．5 ％，t h er e c o v e r yo fs e c o n d a r yz i n cr e a c h e d9 8 ．1 7 ％，a n dt h ep r o d u c t canb eu s e di ne l e c t r o l y t i cz i n cp r o d u c t i o nd i r e c t l y ． K e yw o r d s Z i n co x i d e ；W e tc a u s t i cw a s h ；D e f l u o r i n e ；D e c h l o r i n e ；D u s tc o l l e c t i o n 氧化锌烟尘一般含氟0 ．1 ％～0 ．2 ％、氯 0 ．0 5 ％一0 ．1 l ％⋯，浸出时，氟、氯进入溶液，给锌电 积造成危害。必须脱除。目前多膛炉脱氟、氯的缺点 是设备庞大、投资高。湿法碱洗只脱除滤袋氧化锌 中6 0 ％一7 0 ％的氟，对烟道氧化锌脱氟效果甚微， 且用水量大，废水处理成本高。硅胶除氟、7 1 7 树脂 除氟，除氟、氯效率只有5 0 ％左右，且硅胶除氟锌酸 损失较大。针对上述现状，我院利用N a C O ，吸收 液将收尘、脱氟、氯硫集成在一套湿法碱洗装置 中B 。，简化工艺，避免布袋收尘环境恶劣、运行费用 高等弊端口】。本文对采用该技术的工业试验进行 进行阐述。 作者简介陈均宁 1 9 6 2 ． 。男，广西南宁人，工程师 1试验工艺流程及原理 工业试验在广西金山铟锗冶金化工有限公司的 综合回收一分厂进行，本试验采用湿法工艺收集回 转窑的氧化锌烟尘并脱除氟、氯、硫，主要设备为文 式管及喷淋塔。试验过程中，烟气中的氧化锌被淋 洗下来H 1 ，烟气中的氟、氯进入喷淋液，二氧化硫形 成亚硫酸锌进入次氧化锌浆液，从湿法收尘装置下 部流入浆料池。经压滤分离后，滤液返回循环使用， 滤渣为次氧化锌产品，可直接用于电解锌生产。工 艺设备连接图见图1 。 本装置将文氏管与喷淋塔有机结合，使喷淋液 雾化并与烟气中的烟尘充分接触，强化了收尘的效 果。 万方数据 1 0 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年8 期 回转窑烟尘 图1 工艺设备连接图 F i g ．1P r o c e s s i n ge q u i p m e n tc o n n e c t i n g d i a g r a m 物相分析表明，氧化锌烟尘中8 0 ％氟和氯分别 呈氟化锌和氯化锌形态存在，2 0 ％呈氟化铅和氯化 铅存在。其中氟化锌、氯化锌、氟化铅在高温下易挥 发，溶于水，与硫酸或碱均起作用，氯化铅难溶于水， 与硫酸或碱很少起作用。 湿法收尘过程中，雾化的吸收液与高达3 0 0 ℃ 的烟气碰撞，氟、氯化合物与水接触，氟、氯化合物溶 于水而离开气体J 。为了更好地吸收氟、氯，使其 溶于溶液中∞。7 1 ，根据传统湿法碱洗的原理，利用碳 酸钠溶液，使锌以碱式碳酸锌沉淀回收。传统湿法 碱洗脱氟、氯是在7 5 8 0 ℃进行碱洗，碱洗时间为 1 2h 。而本装置反应温度在1 5 0 3 1 l ℃，根据阿 仑尼乌斯公式J ，对同一反应来说，温度越高，反应 速率也越大。因此本装置除氟氯的化学反应速度远 比传统湿法碱洗速度快，从而大大缩短碱洗的时间。 2 试验结果与讨论 2 ．1 除氟、氯效率 在不同液气比及喷淋液碱度 p H 条件下考察 了收尘效率和除氟、氯的效果。试验数据列于表I 。 表1湿法收尘除氟氯试验数据 T a b l e1 E x p e r i m e n t a ld a t a so fr e m o v i n gf l u o r i n ea n dc h l o r i n e 由表1 可看出，收尘下来的次氧化锌平均含氟 0 ．0 0 4 ％，含氯0 ．0 3 7 ％，除氟氯效果显著。 1 计算除氟、氯效率时，假定未收尘的烟尘不 参与反应，即认为与喷淋溶液接触的烟尘量等于收 集下来的次氧化锌量，故当以次氧化锌计算除氟、氯 效率时，可按下式计算 1 墨 c 一号鼍{ 呈笔；笔；瓣x - 0 0 ％ 1 墨2L 卜丽磊丽孺湎面X 1 2 当以溶液中的氟、氯含量计算除氟、氯的效 率时，可按下式计算 1 1 囊 出口溶液氟氯含量一进口溶液氟氯含量 喷淋水量 烟气含尘量烟气流量布袋灰氟氯含量 1 0 0 ％ 由于烟气流量的波动，测量误差较大。因此按 照回转窑的生产能力，取1 0 0 0k g ／h 的次氧化锌产 生量为计算基准。计算结果列于表2 。以固体计 算，除氟效率为8 9 ．3 0 ％，除氯效率为8 5 ．7 9 ％；以溶 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年8 期 液计算，除氟效率为1 1 0 ．4 3 ％，除氯效率为 6 5 ．9 5 ％。除氟的效果均好于除氯的效果。除氯效 率偏低的原因可能是部分氯以氯化铅的形式存在， 氯化铅在水中的溶解度随温度的升高而增加较为明 显，而试验的收尘浆液温度4 0 一5 0 ℃，氯化铅未溶 入水中，故而造成除氯率偏低。 表2 湿法收尘除氟氯试验结果 T a b l e2 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fr e m o v i n gf l u o r i n ea n dc h l o r i n e 2 ．2 锌回收率 试验中锌的损失有两个方面，一是随烟气排出； 二是溶解在喷淋液中，随溶液排出。试验结果列于 表3 。综合收尘效率，在液气比 L ／m 3 1 ．5 2 、喷淋 液p H 7 ．5 的条件下，收尘效率9 9 ．6 1 ％，溶液锌损失 率1 ．4 ％，则总回收率为9 8 ．1 7 ％。 表3 锌回收率试验结果 T a b l e3R e s u l t so fz i n cr e c o v e r y 2 ．3 综合指标 根据表2 、表3 的试验数据，选取下述工艺条 件液气比1 ．5 2L ／m 3 、喷淋液p H7 ．5 、烟气进口温 度3 0 0 ℃、烟气出口温度6 0 ℃、装置压差1 ．9 1k P a 。 在上述条件下得到的综合技术指标为收尘效率 9 9 ．6 1 ％、净化烟气含尘7 5m g ／m 3 、除氟率9 3 ．1 ％、 万方数据 1 2 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年8 期 除氯率9 1 ．5 ％、锌回收率9 8 ．1 7 ％、水耗4 4 5 ．7 9k g ／ h 、碱耗2 3 ．0 9k g ／h 。试验产品次氧化锌可直接用于 电解锌的生产。 本试验装置废水可以循环使用。当循环溶液中 氟、氯离子达到一定浓度时，可向溶液中加入石灰 乳叫使溶液中氟、氯离子及各重金属生成相应沉 淀。沉淀后的废液经压滤后，滤渣返回回转窑焙烧， 滤液可返回循环水系统中继续使用或用于回转窑冲 渣及冷却。 3结论 1 该工艺及装置在收集次氧化锌烟尘的同时 脱除了氟、氯、硫。除氟、氯都达到了9 0 ％以上，不 必再另设碱洗工序； 2 与传统的湿法碱洗相比，省去了布袋收尘系 统，除尘与脱氟氯集成在一套装置中，收尘效率达到 9 9 ．6 1 ％，缩短了生产工艺流程，锌的总回收率达到 9 8 ．1 7 ％，废水经过处理可以循环使用。 参考文献 [ 1 ] 北京有色冶金设计研究总院．重有色金属冶炼设计手 册铅锌铋卷[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 3 6 2 3 6 3 ． [ 2 ] 广西冶金研究院．一种挥发氧化锌的清洁收尘方法及 其装置中国，Z L2 0 0 910 1 1 4 2 5 1 ．1 [ P ] ．2 0 1 0 - 0 8 1 8 ． [ 3 ] 古尔维茨AA ．冶金除尘手册[ M ] ．顾仁。沈惠琴，译， 北京冶金工业出版社，1 9 9 1 4 1 0 4 1 1 ． [ 4 ] 编写组．铜铅锌冶炼设计 参考资料 下册 [ M ] ．北京冶金工业出版杜，1 9 7 8 1 1 8 ． [ 5 ] 台炳华．工业烟气净化[ M ] ．2 版．北京冶金工业出 版社。1 9 9 9 1 3 ． [ 6 ] 北京恩菲科技产业集团．一种脱硫、除尘、脱氮、脱氟湿 式烟气净化机组及其净化方法中国。2 0 0 4 1 0 0 0 6 3 6 1 ．3 [ P ] ．2 0 0 6 - 0 9 - 0 6 ． [ 7 ] 李超平．氟化物污染来源、治理技术及其源强[ J ] ．钢 铁技术，2 0 0 7 3 5 l 一5 4 ． [ 8 ] 朱福森．化学反应速度与化学平衡[ M ] ．上海上海教 育出版社，1 9 8 0 3 2 3 6 ． [ 9 ] 卢芬，刘书敏，郑原超．钠．钙双碱法烟气脱硫工艺[ J ] ． 广东化工，2 0 1 0 ，3 7 3 1 5 9 1 6 0 ． [ 1 0 ] 钱小青，葛丽英，赵由才．冶金过程废水处理与利用 [ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 8 1 8 3 1 8 4 ． 万方数据