本发明专利技术公开了一种炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，该方法将炼锌尾气从炼锌电炉抽出，经缓冲罐依次进入三个文丘里洗涤器进行三级处理回收锌，第三级文丘里洗涤器处理后尾气经除雾器分离水雾后进入均压罐，均压罐上设置有常规压力控制系统，保证炼锌电炉顶压力为0～800Pa，均压罐中气体经鼓风机加压至10kPa，然后经止逆水封送往燃烧炉燃烧供热；本发明专利技术方法还包括尾气再处理工艺；本发明专利技术方法实现资源综合利用的目的；对合理使用资源、节能减排，实现低碳经济，变废为宝具有十分重要的现实意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼锌尾气的金属锌和重金属粉尘的脱除及资源化利用的方法，属于节能减排、环境保护领域。
技术介绍
锌矿主要以锌的硫化矿为多，硫化锌矿并伴随有其它金属硫化物如铅、镉、砷等重金属硫化物，在焙烧过程中形成了重金属氧化物。焙砂（包括氧化锌粉、生石灰、石英石、焦炭等）进入密闭矿热炉内，电能经密闭矿热炉变压器、短网、石墨电极输入炉料中，由于炉料电阻将电能转换成热能，使之形成温度高达1250～1350℃的渣熔池，在熔池中的焙砂中的氧化锌被炭质还原剂还原成金属锌蒸汽，并生成CO，含锌蒸汽进入下一工序的冷凝器冷凝回收锌。炼锌电炉产生的炉气称为炼锌尾气，由于锌蒸气冷凝时易被CO2气体氧化，故要求还原后的炉气中有高浓度的CO，因此，炼锌尾气具有高浓度CO气体。CO用途广泛，可作一碳化工产品原料，如氨合成气、甲醇、天然气等的原料。目前,尾气仅简单净化后作为初级燃料使用，多用于原料烘干，尾气利用率不到30%，大约80%的含能废气点天灯排放。如果该尾气能够高效回收利用，并生产高附加值的化工产品，可使电炉炼锌成本进一步下降，电炉炼锌生产成本将低于湿法炼锌成本，使电炉炼锌进一步具备与湿法炼锌技术竞争的优势。另外，由于火法炼锌过程没有废水和危险固废排放，回收废气后对大气环境影响的问题解决后，电炉炼锌技术将属于更加绿色环保的炼锌技术，将进一步加快电炉炼锌技术的发展。近年来，我国电炉炼锌技术有了重大突破；工艺技术不断完善；工艺装备不断改进；技术经济指标不断提高；设计、技术操作不断优化；采用电脑配料；主要技术经济指标如总收率达97.5～98%；直收率达90～95%，电耗达到3300～3500kwh/t；均大大超过了湿法炼锌的指标水平。经过近十多年的发展，电炉炼锌技术日趋成熟，逐步形成了具有我国特色的火法炼锌技术。随着我国电炉炼锌不断向着大型化、自动化、各项指标优化的方向发展和尾气资源利用技术的进步，可以断言，在我国电力资源和锌资源丰富的地区有着较大的发展潜力和良好的发展前景。炼锌尾气所含杂质成分相当复杂，要净化炼锌尾气必须要对炼锌尾气所含的杂质要有透彻的了解才能对症下药：（1）炼锌尾气中的气态杂质：H2S、HCN、HF、COS等；（2）炼锌尾气中的固态物质以粉尘形式随气体带出，粉尘中主要为ZnO（氧化锌）、ZnO·Fe2O3（铁酸锌）、ZnO·SiO2（硅酸锌），ZnO·Al2O3（铝酸锌）、ZnSO4（硫酸锌）、ZnS（硫化锌）、Fe2O3（三氧化二铁）、Fe3O4（四氧化三铁）、PbO（氧化铅）、CuO（氧化铜）CdO(氧化镉)、As2O3（三氧化二砷）、Sb2O5（五氧化二锑）Ag2O（氧化银）、SiO2（二氧化硅）、Al2O3等等。（3）产品锌被炼锌尾气带出，锌蒸气虽经冷凝和三级文丘里洗涤，锌蒸气和锌液滴雾仍然随炼锌尾气被带出，被带出的锌蒸气和锌液滴雾危害很大，在输送过程中，逐渐沉积在风机的叶轮上或管道壁上，且积壳很硬难处理，给正常运行造成麻烦，且不被人们所注意。炼锌企业针对炼锌尾气通常采用烟囱放散或者简单干法除尘后烧掉，即便采用收集净化的方法在输送中锌也经常沉积在风机的叶轮上或管道壁上，出现管道、风机堵塞而不能正常处理，目前还没有任何有效的方法能够深度处理炼锌尾气。
技术实现思路
针对锌蒸气和锌液雾滴在常温下很稳定但会沉积难以用物理方法去除，及尾气中含有H2S、HCN、HF、COS、铅、镉、砷等杂质的情况，本专利技术提供了一种炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，该方法的目的是将炼锌尾气中的金属锌、金属氧化物和酸性气体同步脱除，实现资源综合利用之目的；对合理使用资源、节能减排，实现低碳经济，变废为宝具有十分重要的现实意义。本专利技术方法是将炼锌尾气从炼锌电炉抽出，经缓冲罐依次进入三个文丘里洗涤器进行三级处理回收锌，第三级文丘里洗涤器处理后尾气经除雾器分离水雾后进入均压罐，均压罐上设置有常规压力控制系统，保证炼锌电炉顶压力为0～800Pa，均压罐中气体经鼓风机加压至10kPa，经止逆水封送往燃烧炉燃烧供热，其中除雾器、均压罐、经止逆水封上设置有水封。本专利技术方法还包括尾气再处理工艺，尾气再处理工艺是将止逆水封输出的尾气在洗涤塔中用氨水溶液进行洗涤，洗涤过程中尾气中的酸性气体、金属锌以及重金属氧化物同时被脱除，净化后尾气回收利用；洗涤后反应产物过滤，滤液采用质量浓度20%～25%的氧化锌中和再生，获得硫化锌，同时采用蒸汽加热，释放出氨气、HCN，氨气冷凝回收制得氨水，循环使用；HCN气体用漂白液吸收并分解。所述漂白液为次氯酸钠或漂白粉，有效氯浓度为质量浓度5%-10%。本专利技术方法中的尾气再处理工艺通过如下具体步骤完成：（1）止逆水封输出的尾气由加压机从止逆水封抽出并加压，进入一级洗涤塔的底部，洗涤液Ⅱ从循环槽Ⅰ由循环泵Ⅰ抽出并加压，送往一级洗涤塔顶部用旋流喷头喷成雾状，止逆水封输出的尾气与洗涤液Ⅱ充分接触进行第一次脱硫，洗涤后的溶液进入循环槽Ⅰ中；一级脱硫后的尾气进入二级洗涤塔的底部，洗涤液Ⅰ从循环槽Ⅱ由循环泵Ⅱ抽出并加压，送往二级洗涤塔顶部的分布器均压地分布在填料表面上，一级脱硫后的尾气与洗涤液Ⅰ充分接触进行第二次脱硫，洗涤后的溶液进入循环槽Ⅱ中，循环槽Ⅱ中溶液自动流入循环槽Ⅰ中作为洗涤液Ⅱ，净化后尾气除雾后回收利用，或除雾后进一步送往尾气精炼工序，进一步脱除尾气中的微量CS2和COS，回收利用；其中，止逆水封输出的尾气首次在一级洗涤塔和二级洗涤塔中洗涤时洗涤液Ⅱ和洗涤液Ⅰ均为质量浓度0.2～0.3%的氨水溶液；（2）循环槽Ⅰ和循环槽Ⅱ底部沉积的沉淀物通过过滤泵Ⅰ抽出并加压送往压滤机Ⅰ进行过滤，过滤后的清液进入氨水中间槽内，氨水中间槽内液体由泵Ⅰ抽出送往氨水高位槽内，再由氨水高位槽流入氨水蒸馏柱上部，氨水蒸馏柱底部通入蒸汽加热；氧化锌粉在调浆槽中调成20%-25%的质量浓度，由泵Ⅱ送往氨水蒸馏柱底部与氨水蒸馏柱上部下来的溶液混合进行中和再生，反应后含有未分解固定铵的溶液进入副柱内用蒸汽加热分解，反应完全的产物（硫化锌）由氨水蒸馏柱和副柱底部排出进入沉淀槽内；沉淀槽底部沉淀用过滤泵Ⅱ加压送往压滤机Ⅱ进行过滤，过滤后的清液返回到沉淀槽内，滤饼送往原料堆场与原料混合使用；（3）氨水蒸馏柱和副柱产生的HCN、NH3和水蒸汽进入冷凝冷却器用冷却水进行冷却，冷却后的氨水进入氨水槽内，氨水槽内溶液返回至循环槽Ⅱ内作为洗涤液Ⅰ循环使用；HCN气体用抽风机从氨水槽顶部抽出，用空气稀释后进入漂白器内，与漂白器顶部下来的漂白液接触，发生反应分解成无害的氮气由漂白器顶部排出，漂白液由漂白器底部进入漂白液槽内，由泵Ⅲ送往漂白器顶部循环使用。所述一级洗涤塔为空塔。所述二级洗涤塔为填料塔，填料为常规的用于增大气-液的接触面惰性填料，例如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料、格栅填料、波纹填料、脉冲填料等惰性填料。所述净化后尾气除雾采用常规方法，例如在二级洗涤塔顶部设置钢丝网填料、PP材料、不锈钢丝网填料等惰性填料用于除雾。所述沉淀槽内装有斜板填料。所述炼锌尾气加压后压力为1500-8000Pa。所述压滤机Ⅰ和压滤机Ⅱ为板框压滤机。所述止逆水封是常规水封，其是能防止气体进入的水封。所述压力控制系统为常规生产上采用的控制系统；在许多生产过程中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，其特征在于：炼锌尾气从炼锌电炉（26）抽出，经缓冲罐（27）依次进入三个文丘里洗涤器（28）进行三级处理回收锌，第三级文丘里洗涤器处理后尾气经除雾器（29）分离水雾后进入均压罐（30），均压罐上设置有常规压力控制系统，保证炼锌电炉顶压力为0～800Pa，均压罐中气体经鼓风机（31）加压至10kPa，然后经止逆水封（32）送往燃烧炉燃烧供热。
【技术特征摘要】
1.一种炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，其特征在于：炼锌尾气从炼锌电炉（26）抽出，经缓冲罐（27）依次进入三个文丘里洗涤器（28）进行三级处理回收锌，第三级文丘里洗涤器处理后尾气经除雾器（29）分离水雾后进入均压罐（30），均压罐上设置有常规压力控制系统，保证炼锌电炉顶压力为0～800Pa，均压罐中气体经鼓风机（31）加压至10kPa，然后经止逆水封（32）送往燃烧炉燃烧供热。2.根据权利要求1所述的炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，其特征在于：该方法还包括尾气再处理工艺，尾气再处理工艺是将止逆水封输出的尾气在洗涤塔中用氨水溶液进行洗涤，洗涤过程中尾气中的酸性气体、金属锌以及重金属氧化物同时被脱除，净化后尾气回收利用；洗涤后反应产物过滤，滤液采用质量浓度20%～25%的氧化锌中和再生，获得硫化锌，同时采用蒸汽加热，释放出氨气、HCN，氨气冷凝回收制得氨水，循环使用；HCN气体用漂白液吸收并分解。3.根据权利要求2所述的炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，其特征在于：漂白液为次氯酸钠溶液或漂白粉溶液，有效氯浓度为质量浓度5%-10%。4.根据权利要求2或3所述的炼锌尾气氨水协同脱除金属锌及重金属的资源化利用方法，其特征在于，尾气再处理工艺的具体操作如下：（1）止逆水封输出的尾气由加压机（1）从止逆水封（32）抽出并加压，进入一级洗涤塔（2）的底部，洗涤液Ⅱ从循环槽Ⅰ（4）由循环泵Ⅰ（6）抽出并加压，送往一级洗涤塔（2）顶部用旋流喷头喷成雾状，止逆水封输出的尾气与洗涤液Ⅱ充分接触进行第一次脱硫，洗涤后的溶液进入循环槽Ⅰ（4）中；一级脱硫后的尾气进入二级洗涤塔（3）的底部，洗涤液Ⅰ从循环槽Ⅱ（5）由循环泵Ⅱ（7）抽出并加压，送往二级洗涤塔上部的分布器均压地分布在填料表面上，一级脱硫后的尾气与洗涤液Ⅰ充分接触进行第二次脱硫，洗涤后的溶液进入循环槽Ⅱ（5）中，循环槽Ⅱ（5）中溶液自动流入循环槽Ⅰ（4）中作为洗涤液Ⅱ，净化后尾气除雾后回收利用，或除雾后进一步送往尾气精炼工序，进一步脱除尾气中的微量CS2和COS，回收利用；其中，止逆水封输出的尾气首次在一级洗涤塔（2）和二级洗涤塔（3）中洗涤时洗涤液Ⅱ和洗涤液Ⅰ均为质量浓度0.2～0.3%的氨水溶液；（2）循环槽Ⅰ（4）...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，殷在飞，贾丽娟，殷梁淘，瞿广飞，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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