高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺技术探讨[1]

的粉尘浓 度 大大 降低 。但原 料 中含 有 的 汞 、
镉、 铅、 砷、 硫 等元素 ， 在 冶炼过 程 中经过 高温
氧化 、 挥发或 相互间发 生反应 后 ， 外 排 烟气 中 可能 含有二 氧化硫 以及 汞 、 镉、 铅、 锌、 砷 等重
金 属氧化物 及金属 颗粒物 。
２ ． ３ ． ２ 废 水
的附加值 。同时经炼 铁高 炉高温 冶炼后 产生
的高炉 煤 气 干法 除 尘灰 成分 较 为 稳定 ， 有 毒
（ 下转 第 ４ ６页 ）
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冶金 环 境 保 护
２ ０ ０ ６年 第 ６期
３ 氮在 高炉 炼铁 过程 中的 变化
文 中第 二部 分 ， 说 明 了 煤 在 高 温燃 烧 时 会 产生 Ｎ Ｏ （ 包括 ＮＯ、 ＮＯ ２ ） 。高炉 喷 吹煤粉 在高炉 的氧 化性 区域—— 风 口带处 也会 产生 ＮＯ ， 此处 产 生 的 ＮＯ 随 煤气 从 风 口带 一 滴 落带一 软熔带 一块 状 带上 升 至炉 顶 。Ｎ Ｏ 随
１ 前 言
窑尾 排渣 口进 入 冲渣 池 冷却 ， 少 量 废 气 通 过 窑尾 顶部 的风管引 入一个 简陋 的沉 降室 回收 粉 尘后排 放 。回转 窑 中燃 料燃 烧所 需 的氧通 过 回转窑尾 部 的鼓 风机鼓 风供 应 。其工 艺流
程 见图 １ 。
加 水
柳 钢共有 ８座 高炉 ， 其 中最 大 高炉 炉 容 为１ ２ ５ ０ ｍ３ ， 冶 炼 过 程 中产 生 的高 炉 煤气 均
‘ － ｃ
（ 上接第 ３ ９页 ）
有害元素 得 到充分 过滤 和清 洁 。与 传统工 艺
相 比较 ， 此提 锌 工 艺 对 环境 产 生 的影 响 大 大
化物存 在 ， 并且 伴 生 有 汞 、 镉、 砷、 氟、 氯 等 有
害元 素 ， 经高温 焙烧 、 挥发或 物料 问相互 反应 后， 产生 含二 氧化硫 、 重金 属氧化 物和颗 粒物 等有 毒有 害烟气 。废气 中的污染 物主要 以无
机物 为 主 ， 成分 复杂 、 排放量大， 所 以治 理 难
４ 结 论
煤 气上 升至 滴 落 带 和 软熔 带这 两 区域 时 （ 因
这 两 区域 是 还 原性 区域 ， 存 在 大 量 的还 原 性
物 质如 Ｃ、 Ｈ ２ ） ， 在 高 炉 高温 条 件下 很 容 易 发
生以下 反应 ：
２ Ｎｏ ２ ＋４ Ｃ—一 Ｎ２ ＋４ Ｃ ０
２ ＮＯ ＋２ Ｃ — 一 ２＋ ２ ＣＯ
污染 相 当严 重 。
渣、 煤粉 以及部 分涟钢 高炉 除尘灰 ， 每 天所耗
原料 ４ ０ ｔ ， 年 产氧化 锌 １ ２ ０ ０ ～１ ５ ０ ０ ｔ 。
２ ． ２ 生 产 工 艺
另一 方面就是原 料在 回转窑 燃烧 冶炼过 程 中产生 的烟尘和 废气 。 由于产品存 在于 烟 尘 中， 经过 布袋 收尘器 收尘净化 后 ， 外 排烟 气
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冶 金 环境 保 护
２ ０ ０ ６年 第 ６期
高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺技术探讨
阮 积 海
（ 广 西柳 闸 钢 铁 （ 集团） 公 司技 术 中 心 ）
摘 要 介 绍 了涟 源 某 氧 化 锌 冶 炼 厂 的 生 产 工 艺 及 生 产 过 程 中 产 生 的 环 境 污 染 及 治 理 技 术 ， 同时 就 以高 炉煤 气干 法 除 尘 灰 为 原 料 提 取 氧 化 锌 的生 产 工 艺 进行 技 术 （ 环保 ） 探 讨。
炉锌 的品 味 ， 原 料进 回转窑前 先经过重 选 、 磁 选 二 道 全 湿 法 选 铁 工 艺 ： 其 工 艺 流 程 见
图 ２
ｎ 口 水 铁 耪 铁 粉
吸收净化 作用 ， 减 少外 排烟 气 中二 氧化硫 、 重 金属元素 等有害污染物对环境造成 的影响 。
４ 结 论
（ １ ） 传统铅 锌 冶 炼 由 于原 料 矿 主要 以硫
该厂采 用火 法工 艺 提 炼 氧化 锌 ， 首 先 含 锌矿 、 工业锌 渣 、 煤 粉经加 水湿润 后 用抓斗机
抓 取均匀并 成 块状 ， 然后 通 过 皮带 输 送 机 将
块状原料运 至 回转 窑窑 头点 火 燃 烧 ， 在 高 温 作用 下（ 回转窑 内温度 可达 １ １ ０ ０ ℃） ， 原 料 中 的锌 经过氧 化还原 反应 ， 以气 熔胶 、 颗 粒物等
３ ． ２ 与涟 源 某有 色金 属 ＞ 台炼厂 工艺对 比 高炉煤气干 法除 尘灰提 氧化 锌工 艺也 是
采用火法工 艺 提炼 氧化锌 。主要设 备 包括 回 转窑、 冷却 系统 、 布袋 收尘 器等 ， 但与涟源某有 色 金属冶炼厂工 艺对 比仍存 在 以下不同点
（ １ ） 所用原 料不 同。高炉煤气干法除尘灰 提 氧化锌工 艺 以炼铁 高炉煤 气干法 除尘 所产
２Ｈ２＋ Ｎ０２ —
２ Ｈ２ ０ ＋ Ｎ２
２ Ｈ２ ＋ ２ ＮＯ — — ２Ｈ２ Ｏ ＋ Ｎ２ ＣＨ４＋４ ＮＯ２ —— ４ ＮＯ ＋ ＣＯ，＋２ Ｈ， Ｏ ＣＨ４＋４ＮＯ — — ２Ｎ，＋ＣＣ ） ，＋２Ｈ， ｏ
从 以上化学 反应式 可看 出 ， 高炉喷吹煤粉 在高炉 的氧化性 区域 燃烧 时 产生 的 Ｎ Ｏ 随煤 气和炉料 的相 向运动和相互作 用转化成 。
ｌ
配料
研后， 打算 以 高炉 煤 气干 法 除 尘 灰 为 原料 进
行 深加工提 取 氧化锌 。
经过 对涟 源某有色 金属 冶炼 厂进行 实地
考 察后 ， 现对 以高 炉 煤气 干 法 除 尘 灰 为原 料 提取氧化 锌的工 艺进行 技术 （ 环保 ） 探讨 。 ２ 考察 介绍 ２ ． １ 考 察对 象 涟 源某有色 金 属 冶炼 厂 ， 是 一 家私 营企 业 。其采用 火法 工 艺 提炼 氧 化 锌 ， 共 有 ２条 回转窑 生产线 。原 料 来 源为 含 锌 矿 、 工 业 锌
废
原 料
图 １ 火法 工 艺 提 炼 氧 化 锌 工 艺 流 程
２ ． ３ 环 境 污 染 及 治 理
２ ． ３ ． １ 废 气 废气污 染主要来 自 ２个方 面 。一 是原料
转运 及配料 过程产 生的扬 尘 。从 现场看 粉尘
污染 很小 ， 但有关人 员介绍 ， 天气 干燥 时扬 尘
冶 炼 过 程 中 产 生 的 废 渣 由 于 仍 含 有 ２ ０％～３ ０ ％ 的铁 ， 经 渣 池冷 却 后 外 卖 给 选
矿 厂选铁 。
３ 高炉 煤气 干法 除尘灰提 氧化锌 工艺
３． １ 生 产 工 艺
高 炉煤 气干 法除 尘灰提氧化 锌是利 用炼 铁 高 炉煤气 干法 除尘 祈产生 的除尘灰 为原料 进 行深 加工 ， 提取 氧化 锌 ， 生产的工艺也 是 回 转 窑形 式 的火法 冶炼 工艺 ：但 为 了减小 除尘 灰 中铁 对提 锌 的影 响 （ 易 结窑 ） ， 同时 提 高人
（ ３ ） 高炉炼 铁喷 烧 煤 粉若 有 ＮＯ 的产 生 并有组织地 排 向大 气 ， 可 能 是高 炉 炼 铁 回收 高炉煤气燃 烧时产 生和排 放 的。
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７Ｎ２＋ １ ２ Ｈ２ ０ ５ Ｎ２＋ ６ Ｈ２ Ｏ
撼 一
匦幢 圈
废 排 放 气
氧化
粉
度 很大 。另外 ， 在烟气 的净 化 、 炉 渣冷却 过程
中也会 产生 含重金 属离子 的废水 。 （ ２ ）从 现 场 观察 看 ， 涟 源某 有 色 金 属 冶 炼 厂对 生 产 过 程 产 生 的废 水 进 行 了 有 效 处
配 。 料
采用 干法进 行 净 化 除尘 ， 每 年 由此 产 生 的干 法除 尘灰达 ４万 多 ｔ （ 布袋 除 尘 灰 ） 。 目前 该 除尘灰 的处 理方 式是直 接销售 给 柳州 附近 的
砖 厂代替粉 煤 灰 烧砖 ， 或 者 是 销 售 给 氧化 锌
冶炼厂配 料提锌 。柳钢 非钢 环保 公 司经过 调
选二道 全湿 法选铁 工序 。
水温 升高外 无 其 它 污染 ， 经 流 入一 个 大 水 池
自然 冷 却 后 循 环 使 用
对熔融 态 炉渣进 行水淬 冷却所产 生 的水 称 冲渣水 ， 其 中含 有 炉 渣微 粒 及铅 锌 等 少量 重金 属离子 。该 部分 水置 于一 个密 闭的水 池 中， 不外 排 ， 只有 抓 渣 时 少 量 水 随渣 流 至 地 面， 经地 沟排 入净环 冷却池 。
（ １ ） 高炉 炼 铁喷 烧煤 粉 和电 厂 锅 炉燃 烧
煤 粉一样都 是在富 氧条件 下进行 的 。高炉 炼
铁 喷烧煤粉产 生 ＮＯ 的 过程 ， 类 似于 电 厂锅 炉燃 烧煤粉 产生 ＮＯ 的过程 。 （ ２ ） 高 炉炼 铁喷 烧煤 粉 产 生 的 ＮＯ 随高
炉 煤气和炉 料的相 向运动 和相互 作用 转化成
厂
氧 化 去 锌 产 品匝 品 Ｉ 一 冲 童 渣 池 卜 ＋ 丹 等 Ｉ 等
理， 废 水 经治理 后 循 环使 用 、 不外 排 ， 废 渣 也 以外 卖 的方式 实现处 置 。但 由于 缺乏有关 的
图２ 高 炉 煤 气 干 法 除尘 灰 提 氧 化 锌工 艺流 程
自爱环 境 保 护
渣 水。净环 水主要 是 回转窑 冷却水及 管槽 冷 却 系统用水 ， 该 部分 水属于 间接冷却 水 ， 除了
生的除尘灰 为原料 ， 燃料采用 高炉煤气重力 除 尘器 收集 的重力除尘灰经 分选后所 得的焦粉 。 而涟源某有色金属 冶炼厂所 用的原 料 中， 高炉 布袋 除尘灰只 占一部分 ， 燃料 以煤粉 为主。 （ ２ ） 增 加原 料 预 处理 工 序 。为 了 减 小干 法 除尘灰 中铁对 提 锌 的影 响 ， 同时 提 高入 炉 锌的 品味 ， 高 炉 煤 气干 法 除 尘灰 提 氧化 锌工 艺所用原 料 在 入 回转 窑之 前 先 经过 重 力 、 磁