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氧化鋅處理回轉窯煙氣生產實踐

文檔作者：李文君文檔來源：中金嶺南丹霞冶煉廠		點擊數：	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
氧化鋅處理回轉窯煙氣生產實踐
李文君
(中金嶺南丹霞冶煉廠，廣東韶關512300)
摘要：介紹了丹霞冶煉廠回轉窯煙氣脫硫項目的生產運行情況．針對回轉窯煙氣特點和結合現有工藝配置，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，無固體廢物產生，環境污染小，且能有效解決低濃度
SO：治理問題．
關鍵詞：回轉窯；氧化鋅脫硫；多級臥式反應釜；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，該技術的特點是鋅精礦在
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，工藝設備簡單，流程
短，不會產生含硫尾氣，屬環保型生產工藝．丹霞冶
煉廠自2009年7月建成投產，可實現產量：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．
丹霞冶煉廠回轉窯主要處理廠內部生產的鐵渣
(詳細見表1)和污水渣，各物料通過與焦粉混合后
進入窯體，經過回轉窯焙燒后，回收其中的有價金
屬，主要產品為氧化鋅．回轉窯煙氣經干式收塵(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
格的環保要求，且存在較多問題，如副產石膏渣難以
處理、系統設備管路易堵難清和運行成本較高等．
1 回轉窯尾氣處理系統
丹霞冶煉廠有兩套回轉窯生產系統，在生產過
程中，回轉窯產生的煙氣中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畢業于江西理工大學化學工程專業，工程師
總第202期 李文君：氧化鋅處理回轉窯煙氣生產實踐 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
理技術的考察了解，結合工藝配置特點，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制酸，在處理回轉窯煙氣
SO，的同時回收其有價金屬．
2 氧化鋅脫硫系統的改造內容及特點
回轉窯生產系統混合煙氣(煙氣條件見下表3)
經脫硫引風機輸送至氧化鋅脫硫系統，回轉窯系統
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 回轉窯系統混合煙氣條件
(氣量為最大值) Nm ·h
2．1 氧化鋅脫硫系統設備
氧化鋅脫硫系統的主要設備見表4．
表4 氧化鋅脫硫系統主要設備
設備名稱 型號參數
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 ；鋼制內襯石墨磚
2．2 在設計上對防堵的措施
1)在氧化鋅吸收設備上，丹霞冶煉廠首次應用
了國內自主研發的動力波脫硫塔，設備塔體采用塔
槽一體的結構．塔體下端循環液槽為錐形，同時循環
液處設有3臺側壁攪拌器，防止循環液中固相物的
沉積、結塊．
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；泵出口均設有回流管道和閥門，便于調節輸送壓
力和強化貯槽內漿液攪拌．
4)在管道應用上采用了PP材質，各項閥門均
設置于靠近液體流動方向，減少漿液在管路上的滯
留區域；在泵的進出口均設置有沖洗管路，便于清理
因操作不當時造成的結垢和堵塞．
5)在各漿液貯槽頂部均配備有高效攪拌器，槽
體內部設有阻流板，強化槽內漿液的攪拌混合，防止
槽內出現沉積和結塊現象．
2．3 創造性應用的連續帶式過濾機
應用氧化鋅脫硫技術將面對產生的亞硫酸鋅漿
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勢．
1)采用帶式過濾機分離固液的方式，自動化程
度較好，設備維護簡單，能夠減少常規壓濾機帶來的
勞動強度大、設備間歇生產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
反應設備中，保證酸解設備的連續穩定運行，實現脫
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 創新使用多級臥式解析釜
丹霞冶煉廠在酸解設備中創新使用多級臥式解
析釜，該酸解槽采用結構緊湊的臥式結構，槽內設有
3道溢流堰，把槽體分隔成四級反應形式，使反應盡
可能完全．內有4個反應隔間，亞硫酸鋅的酸解反應
由第一隔間開始，通過溢流最終至第四隔間，充分保
證了酸解反應時間．
應用的反應釜較傳統酸解反應設備有以下多個
優勢．
1)酸解反應的解析和脫析在一個設備內完成，

總第202期 李文君：氧化鋅處理回轉窯煙氣生產實踐 35
表5 主要經濟技術指標
項Et 各項指標數據
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 生產總結及運行改善措施
氧化鋅脫硫系統采用的是兩級動力波脫硫反應
系統，項目運行至今，未發生設備管路堵塞現象，系
統運行平穩，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
式解析釜滿足生產要求，反應完全，氣密性較好，送
制酸煙氣濃度可達10％ ，可增加制酸系統產酸量
1 700 t／a，補充鋅系統鋅金屬量5 000 t／a．
表6 2013年氧化鋅脫硫系統尾氣排放
S0 濃度化驗數據 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)回轉窯氧化鋅脫硫系統于2013年6月投入
運行后，發現回轉窯煙氣經兩級動力脫硫塔后，尾氣
含SO 濃度依然偏高，難以合格排放．經檢查發現，
兩級脫硫塔脫硫效率偏低，主要原因為原有設計考
慮新增加一套回轉窯生產系統，設計風量考慮為3
套回轉窯生產運行系統，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堵塞現象．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，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，通過設置回流管道的方式實現連
續運行和調節壓力，造成電耗損失．
在原有制漿工序處理氧化鋅漿液的經驗基礎
上，將回轉窯氧化鋅脫硫系統的輸送漿液管路材質
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，變頻調節，實現自動調節流量
和連續運行．通過對各項輸送管路及設備的改善，管
路維修處理量和電耗明顯下降，且管道未出現明顯
堵塞現象，漿液輸送系統運行平穩．
3)在原有的脫硫漿液排出部分，主要是通過控
制塔內pH值進行調節，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循環液的pH值，
維持系統穩定．在操作過程中，發現新鮮漿液存在浪
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，氧化鋅漿液主要供應至二級脫硫塔，由亞硫酸鋅
漿液由一級脫硫塔排出．通過改善，兩級脫硫塔內循
環漿液也能有效控制，
4)在酸解析過程中，在浸出高壓釜的認識上創
新應用了多級臥式解析釜，在生產運行過程中發現
多級臥式解析釜隔墻石墨片出現脫落．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形變的問題，采用
在隔墻周圍開設排氣孔，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防腐內襯脫落的現象，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
回轉窯煙氣脫硫系統自投產以來，電耗一直偏
高，主要原因是目前為脫硫系統需開啟3臺脫硫循
環泵才得以滿足生產需求；同時脫硫引風機的調節
無變頻控制，回轉窯系統的抽風調節僅通過調節風
機進口閥門進行，造成設備做功浪費；當1臺回轉窯
進行檢修處理時，也不得不要開啟引風機進行抽風
改善檢修作業環境，也造成系統在非正常工作時的
電耗偏高．
為降低回轉窯系統電耗，計劃將脫硫引風機及
脫硫循環泵增設變頻控制，以達到調節系統風量和
脫硫效率的精細控制，減少非正常生產時的電量
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
脫硫系統的亞硫酸鋅的過濾系統主要是通過脫
硫排出泵直接輸入至帶式過濾機進行過濾，由于現
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
于帶式過濾機前設置濃密池，由濃密底流輸送至過
濾，提高過濾效果，降低系統帶水量．
兩段脫硫工藝技術先進，綜合利用效率高，無固體廢
物產生，環境污染小，且能有效解決低濃度sO：治理
問題；創新應用的帶式過濾機和創造使用的多級臥
式解析釜可供我國同類技術應用的生產企業借鑒．
參考文獻
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