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氧化鋅處理回轉(zhuǎn)窯煙氣生產(chǎn)實踐

文檔作者：李文君文檔來源：中金嶺南丹霞冶煉廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月15日
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總第202期
2015年2月
南方金屬
SOUTHERN METALS
Sum．202
February 2015
文章編號：1009—9700(2015)O1—0032—05
氧化鋅處理回轉(zhuǎn)窯煙氣生產(chǎn)實踐
李文君
(中金嶺南丹霞冶煉廠，廣東韶關(guān)512300)
摘要：介紹了丹霞冶煉廠回轉(zhuǎn)窯煙氣脫硫項目的生產(chǎn)運行情況．針對回轉(zhuǎn)窯煙氣特點和結(jié)合現(xiàn)有工藝配置，選用
氧化鋅脫硫一酸解法組合式兩段脫硫工藝，綜合利用效率高，無固體廢物產(chǎn)生，環(huán)境污染小，且能有效解決低濃度
SO：治理問題．
關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯；氧化鋅脫硫；多級臥式反應(yīng)釜；亞硫酸鋅酸解
中圖分類號：TF 111．31 文獻標識碼：B
Production Practice of Flue Gas Treatment of Rotary Kiln with Zinc Oxide
LI Wen-jun
(Danxia Smelter，Shaoguan，Guangdong，512300，P．R．China)
Abstract：The operation of the desulphurization of flue gas from the rotary kiln in Danxia Smelter is introduced．The two—
stage desulphurization process，zinc oxide desulphurization—acid hydrolysis，was used considering the rotary kiln flue gas
characteristics and the existing process configuration．The process has the advantages of the comprehensive utilization of
high efficiency，no solid waste and low environmental pollution．It can also solve the problem of low SO2 concentration treat—
m ent．
Key words：rotary kiln；zinc oxide desu1phurization；multistage horizontal autoclave；zinc sulfite acidolysis
0 前 言 人大氣·
深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶
煉廠于2007年3月啟動鋅氧壓浸出鎵鍺綜合回收
擴產(chǎn)改造工程項目，該項目采用加拿大Dynatec公
司的加壓氧浸專利技術(shù)，該技術(shù)的特點是鋅精礦在
一定壓力和溫度條件下，可直接酸浸獲得硫酸鋅溶
液和元素硫 j，金屬回收率高，工藝設(shè)備簡單，流程
短，不會產(chǎn)生含硫尾氣，屬環(huán)保型生產(chǎn)工藝．丹霞冶
煉廠自2009年7月建成投產(chǎn)，可實現(xiàn)產(chǎn)量：鋅錠
100 kt／a，硫磺45 kt／a，電稼30 t／a，粗二氧化鍺20
t／a，粗銦1 t／a．
丹霞冶煉廠回轉(zhuǎn)窯主要處理廠內(nèi)部生產(chǎn)的鐵渣
(詳細見表1)和污水渣，各物料通過與焦粉混合后
進入窯體，經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯焙燒后，回收其中的有價金
屬，主要產(chǎn)品為氧化鋅．回轉(zhuǎn)窯煙氣經(jīng)干式收塵(回
收氧化鋅，氧化鋅主要成分見表2)、尾氣脫硫后排
表1 鐵渣主要成分 w／％
壘 1
0．20o 12 13．32 32．62 0．007 0．O51 0．079 5．22
64．3 2．46 3．15 0．103 0．23 0．33 0．096 0．061 0．023
原回轉(zhuǎn)窯煙氣主要是通過麻石脫硫進行處理后
直排煙囪，采用的脫硫劑為石灰乳，難以滿足日益嚴
格的環(huán)保要求，且存在較多問題，如副產(chǎn)石膏渣難以
處理、系統(tǒng)設(shè)備管路易堵難清和運行成本較高等．
1 回轉(zhuǎn)窯尾氣處理系統(tǒng)
丹霞冶煉廠有兩套回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)，在生產(chǎn)過
程中，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的煙氣中SO 濃度值波動較大，波
收稿日期：2014—09—28
作者簡介：李文君(1983一)，男，2006畢業(yè)于江西理工大學化學工程專業(yè)，工程師
總第202期 李文君：氧化鋅處理回轉(zhuǎn)窯煙氣生產(chǎn)實踐 33
動范圍為0．2％ ～0．7％；存在單窯運行和雙窯并開
的情況，風量波動值較大．通過對低濃度SO 煙氣治
理技術(shù)的考察了解，結(jié)合工藝配置特點，選用了氧化
鋅脫硫一酸解法組合式兩段脫硫工藝，回收的SO
氣體全部返回制酸系統(tǒng)制酸，在處理回轉(zhuǎn)窯煙氣
SO，的同時回收其有價金屬．
2 氧化鋅脫硫系統(tǒng)的改造內(nèi)容及特點
回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)混合煙氣(煙氣條件見下表3)
經(jīng)脫硫引風機輸送至氧化鋅脫硫系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)
混合煙氣溫度93—120~C、煙氣壓力為0．3l0 Pa、煙
氣含塵量≤70 mg／Nm ．
表3 回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)混合煙氣條件
(氣量為最大值) Nm ·h
2．1 氧化鋅脫硫系統(tǒng)設(shè)備
氧化鋅脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備見表4．
表4 氧化鋅脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備
設(shè)備名稱 型號參數(shù)
一級動力波洗滌器 量
，臺
二級動力波洗滌器 量
，臺
事故槽 qb5 000×H7 000 mm，有效容積125 m ，鋼制內(nèi)襯玻璃鋼鱗片
堿液槽 q~4500×H6 000 lnm，有效容積85 I'13
一
、二級動力波循環(huán)泵 型號：350FUH一35—1 300／16一K1；Q=1 300 m。／h，H=16 m N=200 kW 一4
多級臥式解析釜0
附
3
：攪
16
拌
6 x
機
L13 00。mm，有效容積95m ；鋼制內(nèi)襯石墨磚
2．2 在設(shè)計上對防堵的措施
1)在氧化鋅吸收設(shè)備上，丹霞冶煉廠首次應(yīng)用
了國內(nèi)自主研發(fā)的動力波脫硫塔，設(shè)備塔體采用塔
槽一體的結(jié)構(gòu)．塔體下端循環(huán)液槽為錐形，同時循環(huán)
液處設(shè)有3臺側(cè)壁攪拌器，防止循環(huán)液中固相物的
沉積、結(jié)塊．
2)采用了大口徑噴嘴，避免氧化鋅脫硫因操作
不當容易造成結(jié)垢和堵塞的問題．
3)采用“大流量、高揚程”的輸送泵，提高漿液
流速和適當提高輸送壓力，減少物料在管道通過時
間；泵出口均設(shè)有回流管道和閥門，便于調(diào)節(jié)輸送壓
力和強化貯槽內(nèi)漿液攪拌．
4)在管道應(yīng)用上采用了PP材質(zhì)，各項閥門均
設(shè)置于靠近液體流動方向，減少漿液在管路上的滯
留區(qū)域；在泵的進出口均設(shè)置有沖洗管路，便于清理
因操作不當時造成的結(jié)垢和堵塞．
5)在各漿液貯槽頂部均配備有高效攪拌器，槽
體內(nèi)部設(shè)有阻流板，強化槽內(nèi)漿液的攪拌混合，防止
槽內(nèi)出現(xiàn)沉積和結(jié)塊現(xiàn)象．
2．3 創(chuàng)造性應(yīng)用的連續(xù)帶式過濾機
應(yīng)用氧化鋅脫硫技術(shù)將面對產(chǎn)生的亞硫酸鋅漿
液的處置問題，采用辦法是由帶式過濾機直接下料
至酸解槽．采用帶式過濾機主要有以下幾個優(yōu)勢．
1)采用帶式過濾機分離固液的方式，自動化程
度較好，設(shè)備維護簡單，能夠減少常規(guī)壓濾機帶來的
勞動強度大、設(shè)備間歇生產(chǎn)和運行維護頻繁的問題．
2)分離下來的濾渣能夠做到均勻投入至酸解
反應(yīng)設(shè)備中，保證酸解設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運行，實現(xiàn)脫
硫與酸解同步運行．
3)帶式過濾機的濾渣通過下料管直接投入至
酸解槽，避免了固體物料的轉(zhuǎn)運，有效的解決了亞硫
酸鋅物料的堆放問題，避免了二次污染．
2．4 創(chuàng)新使用多級臥式解析釜
丹霞冶煉廠在酸解設(shè)備中創(chuàng)新使用多級臥式解
析釜，該酸解槽采用結(jié)構(gòu)緊湊的臥式結(jié)構(gòu)，槽內(nèi)設(shè)有
3道溢流堰，把槽體分隔成四級反應(yīng)形式，使反應(yīng)盡
可能完全．內(nèi)有4個反應(yīng)隔間，亞硫酸鋅的酸解反應(yīng)
由第一隔間開始，通過溢流最終至第四隔間，充分保
證了酸解反應(yīng)時間．
應(yīng)用的反應(yīng)釜較傳統(tǒng)酸解反應(yīng)設(shè)備有以下多個
優(yōu)勢．
1)酸解反應(yīng)的解析和脫析在一個設(shè)備內(nèi)完成，

總第202期 李文君：氧化鋅處理回轉(zhuǎn)窯煙氣生產(chǎn)實踐 35
表5 主要經(jīng)濟技術(shù)指標
項Et 各項指標數(shù)據(jù)
氧化鋅漿液濃度／％
氧化鋅投人量／t。h
電耗(kWh／tZno金屬量)
實際運行風量
單窯／雙窯／m ·h
動力波脫硫塔pH值
酸解槽解析氣SO：濃度／％
硫酸鋅漿液含zn量／g·L
尾氣排放S02濃度／mg·m。
單塔脫硫效率
15 25
0．6～2．5
880
l7 OOO／35 0oO
5．5～6．5
10
lo0
<200
>95
4．2 生產(chǎn)總結(jié)及運行改善措施
氧化鋅脫硫系統(tǒng)采用的是兩級動力波脫硫反應(yīng)
系統(tǒng)，項目運行至今，未發(fā)生設(shè)備管路堵塞現(xiàn)象，系
統(tǒng)運行平穩(wěn)，無二次污染，單臺脫硫塔脫硫效率高達
95％以上，總脫硫效率達99．75％以上，尾氣排放
SO，濃度均在200 mg／m 以下(詳見表6)．多級臥
式解析釜滿足生產(chǎn)要求，反應(yīng)完全，氣密性較好，送
制酸煙氣濃度可達10％ ，可增加制酸系統(tǒng)產(chǎn)酸量
1 700 t／a，補充鋅系統(tǒng)鋅金屬量5 000 t／a．
表6 2013年氧化鋅脫硫系統(tǒng)尾氣排放
S0 濃度化驗數(shù)據(jù) mg·in。
時間 6月 7月8月 9月 10月 11月 12月
S0， 56 45 65 42 33 35 40
1)回轉(zhuǎn)窯氧化鋅脫硫系統(tǒng)于2013年6月投入
運行后，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯煙氣經(jīng)兩級動力脫硫塔后，尾氣
含SO 濃度依然偏高，難以合格排放．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，
兩級脫硫塔脫硫效率偏低，主要原因為原有設(shè)計考
慮新增加一套回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)，設(shè)計風量考慮為3
套回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)運行系統(tǒng)，實際運行風量偏低．
為了保證尾氣SO 的合格排放，采取了并開一
級動力波脫硫塔兩臺循環(huán)泵的方式，能有效提高脫
硫塔的脫硫效率，降低SO 排放濃度，尾氣排放SO
濃度均保持在200 mg／m 以下．
2)在生產(chǎn)過程中，為保證各備用泵的有效備
用，采取倒開泵的操作方式，以避免備用泵的進出口
管長時間未用時出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象．在實際操作過程中，
倒開泵的同時需要對泵及管道進行沖洗，由于管道
采用的是PP材質(zhì)，管道強度相對偏小，管道容易爆
裂，維修處理較為頻繁．同時，由于采用“大流量、高
揚程”的輸送泵，通過設(shè)置回流管道的方式實現(xiàn)連
續(xù)運行和調(diào)節(jié)壓力，造成電耗損失．
在原有制漿工序處理氧化鋅漿液的經(jīng)驗基礎(chǔ)
上，將回轉(zhuǎn)窯氧化鋅脫硫系統(tǒng)的輸送漿液管路材質(zhì)
改為3161不銹鋼，以增加管道強度，防止管道爆裂；
各輸送泵改為軟管泵，變頻調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)流量
和連續(xù)運行．通過對各項輸送管路及設(shè)備的改善，管
路維修處理量和電耗明顯下降，且管道未出現(xiàn)明顯
堵塞現(xiàn)象，漿液輸送系統(tǒng)運行平穩(wěn)．
3)在原有的脫硫漿液排出部分，主要是通過控
制塔內(nèi)pH值進行調(diào)節(jié)，操作為pH降低時排出適量
漿液，同時加入新鮮漿液提高塔內(nèi)循環(huán)液的pH值，
維持系統(tǒng)穩(wěn)定．在操作過程中，發(fā)現(xiàn)新鮮漿液存在浪
費情況，造成氧化鋅漿液直接輸入至帶濾機進行過
濾，增加氧化鋅的消耗．為改善這種情況，在二級脫
硫塔的排出管道上增加管道直接排入至一級脫硫塔
內(nèi)，氧化鋅漿液主要供應(yīng)至二級脫硫塔，由亞硫酸鋅
漿液由一級脫硫塔排出．通過改善，兩級脫硫塔內(nèi)循
環(huán)漿液也能有效控制，
4)在酸解析過程中，在浸出高壓釜的認識上創(chuàng)
新應(yīng)用了多級臥式解析釜，在生產(chǎn)運行過程中發(fā)現(xiàn)
多級臥式解析釜隔墻石墨片出現(xiàn)脫落．通過檢查分
析，主要原因為解析釜隔墻石墨片厚度較薄，僅為
10 mm，強度不夠且傳熱快，導致隔墻受壓變形，最
終隔墻整個防腐層脫落．
為解決解析釜隔墻受壓出現(xiàn)形變的問題，采用
在隔墻周圍開設(shè)排氣孔，同時于隔墻處重新砌筑標
準石墨磚，以及在隔墻中間增加一道立柱進行加固，
以增加整個防腐層的強度．重新處理過的解析釜，在
以后的運行中未再出現(xiàn)防腐內(nèi)襯脫落的現(xiàn)象，問題
得到了較好的解決．
4．3 存在的問題及改善措施
4．3．1 電耗偏高
回轉(zhuǎn)窯煙氣脫硫系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，電耗一直偏
高，主要原因是目前為脫硫系統(tǒng)需開啟3臺脫硫循
環(huán)泵才得以滿足生產(chǎn)需求；同時脫硫引風機的調(diào)節(jié)
無變頻控制，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的抽風調(diào)節(jié)僅通過調(diào)節(jié)風
機進口閥門進行，造成設(shè)備做功浪費；當1臺回轉(zhuǎn)窯
進行檢修處理時，也不得不要開啟引風機進行抽風
改善檢修作業(yè)環(huán)境，也造成系統(tǒng)在非正常工作時的
電耗偏高．
為降低回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)電耗，計劃將脫硫引風機及
脫硫循環(huán)泵增設(shè)變頻控制，以達到調(diào)節(jié)系統(tǒng)風量和
脫硫效率的精細控制，減少非正常生產(chǎn)時的電量
浪費．
4．3．2 帶濾機過濾效果較差
36
南方金屬
S0UTHERN METALS 2015年第l期
脫硫系統(tǒng)的亞硫酸鋅的過濾系統(tǒng)主要是通過脫
硫排出泵直接輸入至帶式過濾機進行過濾，由于現(xiàn)
帶式過濾機過濾效果有限，濾渣水分高達45％ ～50
％，當過濾效果惡化時，濾渣水份量將更大．建議可
于帶式過濾機前設(shè)置濃密池，由濃密底流輸送至過
濾，提高過濾效果，降低系統(tǒng)帶水量．
兩段脫硫工藝技術(shù)先進，綜合利用效率高，無固體廢
物產(chǎn)生，環(huán)境污染小，且能有效解決低濃度sO：治理
問題；創(chuàng)新應(yīng)用的帶式過濾機和創(chuàng)造使用的多級臥
式解析釜可供我國同類技術(shù)應(yīng)用的生產(chǎn)企業(yè)借鑒．
參考文獻
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丹霞冶煉廠應(yīng)用的氧化鋅脫硫一酸解法組合式 社，2003：359·
(上接第3頁)
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