鋅浸出渣回轉(zhuǎn)窯處理尾氣吸收劑的選擇

（云南云銅鋅業(yè)股份有限公司，云南 昆明 650102）

常規(guī)流程生產(chǎn)鋅錠，過程中存在大量的浸出渣需要進(jìn)行火法處理，有揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯法、煙化爐法、基夫賽特爐法等，回轉(zhuǎn)窯法由于其自身投資省，As等雜質(zhì)開路較好，被廣泛應(yīng)用于處理鋅浸出渣，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣含二氧化硫多在0.5%左右，這部分煙氣由于濃度低很難于制酸煙氣一起進(jìn)行處理，所以必須單獨(dú)進(jìn)行處理。針對低濃度的二氧化硫煙氣處理的方法主要有氨法、鈉堿法、石灰法、金屬氧化物法、雙氧水法等，針對鋅冶煉浸出渣回轉(zhuǎn)窯處理過程產(chǎn)生的二氧化硫處理采用金屬氧化物法是最合理的；因其系統(tǒng)中本身就有金屬氧化物[1]，且這些金屬氧化物吸收二氧化硫后在鋅冶煉系統(tǒng)還可以作為原料或者中間物料使用。

1 鋅浸出渣回轉(zhuǎn)窯處理過程硫的分布情況

鋅冶煉生產(chǎn)過程使用的焙礦經(jīng)過中浸和弱酸浸后，產(chǎn)生的浸出渣含鋅一般＜20%，含硫＜7%，其進(jìn)回轉(zhuǎn)窯處理的過程需要配入一定量的燃料，通過跟蹤分析，得出回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中硫的分布，具體數(shù)據(jù)如表1。

表1 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程硫的分布

從上表的數(shù)據(jù)分析得出：回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中92%的硫是來自于鋅浸出渣；煅燒過后57%的硫進(jìn)入窯渣中固化，20%的硫進(jìn)入氧化鋅粉，只有23%的硫進(jìn)入尾氣吸收系統(tǒng)，所占比例不高，對年產(chǎn)10萬噸鋅錠的渣處理系統(tǒng)來說，加上燃料帶入的硫，每天尾氣系統(tǒng)需要處理的二氧化硫量為11噸，需要配置一定規(guī)模的煙氣處理系統(tǒng)。

2 尾氣二氧化硫處理的流程

回轉(zhuǎn)窯處理鋅浸出渣產(chǎn)生的尾氣含二氧化硫濃度低，采用自身產(chǎn)出的氧化鋅粉做吸收劑，通過兩級吸收后達(dá)標(biāo)排放；流程簡單易操作控制。具體的工藝連接見圖1。

圖1 尾氣吸收工藝連接圖

作為回轉(zhuǎn)窯處理鋅浸出渣，使用氧化鋅粉作為尾氣處理的吸收劑比較合理，吸收后產(chǎn)生的亞硫酸鋅渣用廢液進(jìn)行酸分解，產(chǎn)生的二氧化硫進(jìn)入制酸，酸分解后的礦漿則進(jìn)入氧化鋅粉處理系統(tǒng)，流程比較合理。但在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)硫酸系統(tǒng)檢修或者故障處理的情況，這個(gè)時(shí)候就無法開展酸分解工作；產(chǎn)出的亞硫酸鋅渣就需要堆存，有條件的時(shí)候再次加入進(jìn)行酸分解工作，整個(gè)過程工作量大且環(huán)境差；且在進(jìn)行酸分解的過程中存在二氧化硫溢出低空污染的問題，對環(huán)境以及現(xiàn)場作業(yè)人員都有一定的危害。針對亞硫酸鋅渣酸分解過程存在的問題，有的公司采取亞硫酸鋅渣全部壓濾堆存，集中進(jìn)行酸分解處理，能解決一部分問題，但難以從根本上解決；因此必須考慮新的吸收劑對揮發(fā)窯尾氣進(jìn)行吸收，以及對產(chǎn)生的亞硫酸鋅濾渣重新考慮處理的路徑。在鋅冶煉系統(tǒng)，對揮發(fā)窯尾氣二氧化硫的吸收，主要使用的是金屬氧化鋅的物料，其在吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng)如下：

ZnO+SO2+2.5H2O=ZnSO3·2.5H2O↓

亞硫酸鋅可以采用酸進(jìn)行分解，可以采用氧氣氧化的方式進(jìn)行處理，也可以采用加熱分解的方式進(jìn)行處理，酸分解是目前比較常用的方式，氧氣氧化處理的方式由于成本比較高，使用的比較少，加熱分解的方式由于亞硫酸鋅的分解溫度比較低，很容易進(jìn)行完全。在大約260度時(shí)，二氧化硫的蒸氣壓力達(dá)到100kPa，在350度時(shí)分解完全[2]。鑒于其較為簡單的反應(yīng)條件，在鋅冶煉系統(tǒng)是有條件實(shí)施的。

3 焙塵吸收二氧化硫的流程考慮

鋅冶煉系統(tǒng)主要的含氧化鋅的物料有：焙砂、焙塵、氧化鋅粉，在生產(chǎn)上使用氧化鋅粉進(jìn)行尾氣二氧化硫吸收過程投入產(chǎn)出的數(shù)據(jù)情況如表2。

表2 氧化鋅粉吸收二氧化硫數(shù)據(jù)

根據(jù)表2生產(chǎn)長期跟蹤的數(shù)據(jù)分析，氧化鋅粉作為尾氣的吸收劑，其鋅進(jìn)入液體的比例＜10%，尾吸渣的渣率在150%左右，根據(jù)此生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合焙砂焙塵的鋅的浸出率的差異，對使用焙砂和焙塵做吸收劑的情況進(jìn)行了計(jì)算，具體數(shù)據(jù)見表3、表4。

表3 焙砂吸收二氧化硫數(shù)據(jù)

表4 焙塵吸收二氧化硫數(shù)據(jù)

通過有效的測算可以得出：焙砂和焙塵都可以作為尾氣的吸收劑使用，其產(chǎn)出的亞硫酸鋅渣都可以作為沸騰爐的冷料搭配使用。

尤其使用焙塵作為吸收劑，其產(chǎn)出亞硫酸鋅渣不采取廢液酸分解的方式處理，采取直接進(jìn)入沸騰爐作為冷料使用，第一：焙塵開路做尾氣吸收劑使用，減少了高含硫物料進(jìn)入浸出系統(tǒng)，提高了焙燒系統(tǒng)硫的利用率，每年可增加1059噸硫酸產(chǎn)量；焙礦不溶硫的降低，提高鋅浸出率，降低浸出渣量，每年降低浸出渣量875噸；第二：亞硫酸鋅渣作為冷料進(jìn)入沸騰爐，可以大幅度提高沸騰爐的床能力，床能力提高1.35t/m2.d；第三：由于浸出渣量的減少，每年可以降低渣處理系統(tǒng)的加工費(fèi)100萬元；第四：不做酸分解，可以杜絕亞硫酸鋅渣做酸分解過程帶來的低空污染問題，以及減少低濃度二氧化硫進(jìn)入硫酸系統(tǒng)對制酸過程氣濃降低的影響；綜上所述選用焙塵作為尾氣吸收劑是一種非常理想的方式。

4 結(jié)論

通過對氧化鋅粉吸收處理鋅浸出渣回轉(zhuǎn)窯尾氣整體工藝流程的思考與改進(jìn)，采用焙塵作為尾氣處理的吸收劑，其產(chǎn)出的亞硫酸鋅渣可以作為沸騰爐的冷料加入使用，一方面提高沸騰爐處理能力，降低浸出渣的產(chǎn)量，另一方面解決亞硫酸鋅渣酸分解過程低空污染的問題，同時(shí)還可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。