鋅浸出渣回轉窯處理尾氣吸收劑的選擇

（云南云銅鋅業股份有限公司，云南 昆明 650102）

常規流程生產鋅錠，過程中存在大量的浸出渣需要進行火法處理，有揮發回轉窯法、煙化爐法、基夫賽特爐法等，回轉窯法由于其自身投資省，As等雜質開路較好，被廣泛應用于處理鋅浸出渣，其生產過程中產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行處理，所以必須單獨進行處理。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窯處理過程產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還可以作為原料或者中間物料使用。

1 鋅浸出渣回轉窯處理過程硫的分布情況

鋅冶煉生產過程使用的焙礦經過中浸和弱酸浸后，產生的浸出渣含鋅一般＜20%，含硫＜7%，其進回轉窯處理的過程需要配入一定量的燃料，通過跟蹤分析，得出回轉窯生產過程中硫的分布，具體數據如表1。

表1 回轉窯生產過程硫的分布

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

2 尾氣二氧化硫處理的流程

回轉窯處理鋅浸出渣產生的尾氣含二氧化硫濃度低，采用自身產出的氧化鋅粉做吸收劑，通過兩級吸收后達標排放；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，吸收后產生的亞硫酸鋅渣用廢液進行酸分解，產生的二氧化硫進入制酸，酸分解后的礦漿則進入氧化鋅粉處理系統，流程比較合理。但在生產過程中會出現硫酸系統檢修或者故障處理的情況，這個時候就無法開展酸分解工作；產出的亞硫酸鋅渣就需要堆存，有條件的時候再次加入進行酸分解工作，整個過程工作量大且環境差；且在進行酸分解的過程中存在二氧化硫溢出低空污染的問題，對環境以及現場作業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窯尾氣進行吸收，以及對產生的亞硫酸鋅濾渣重新考慮處理的路徑。在鋅冶煉系統，對揮發窯尾氣二氧化硫的吸收，主要使用的是金屬氧化鋅的物料，其在吸收塔內發生的主要的化學反應如下：

ZnO+SO2+2.5H2O=ZnSO3·2.5H2O↓

亞硫酸鋅可以采用酸進行分解，可以采用氧氣氧化的方式進行處理，也可以采用加熱分解的方式進行處理，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，很容易進行完全。在大約260度時，二氧化硫的蒸氣壓力達到100kPa，在350度時分解完全[2]。鑒于其較為簡單的反應條件，在鋅冶煉系統是有條件實施的。

3 焙塵吸收二氧化硫的流程考慮

鋅冶煉系統主要的含氧化鋅的物料有：焙砂、焙塵、氧化鋅粉，在生產上使用氧化鋅粉進行尾氣二氧化硫吸收過程投入產出的數據情況如表2。

表2 氧化鋅粉吸收二氧化硫數據

根據表2生產長期跟蹤的數據分析，氧化鋅粉作為尾氣的吸收劑，其鋅進入液體的比例＜10%，尾吸渣的渣率在150%左右，根據此生產數據統計，結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行了計算，具體數據見表3、表4。

表3 焙砂吸收二氧化硫數據

表4 焙塵吸收二氧化硫數據

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，其產出亞硫酸鋅渣不采取廢液酸分解的方式處理，采取直接進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入浸出系統，提高了焙燒系統硫的利用率，每年可增加1059噸硫酸產量；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的加工費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入硫酸系統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 結論

通過對氧化鋅粉吸收處理鋅浸出渣回轉窯尾氣整體工藝流程的思考與改進，采用焙塵作為尾氣處理的吸收劑，其產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，同時還可以創造一定的經濟效益。