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铋精炼烟气处理工艺研究

点击次数:1262 发布时间:2016-07-22

铅锌冶炼行业在冶炼工程中通过综合回收,将其中的有价金属铋、锑、碲、金银等元素通过还原熔炼和氧化精炼方式得到其纯度较高的单质金属,精炼是在氧化精炼的过程中形成氧化铋而存在于渣项中得以分离,然后将氧化铋渣通过反射炉进行还原熔炼得到粗铋,由于粗铋中含有部分铅、银等元素,需要进一步分离得到单质铋,该脱除杂质的过程叫过铋精炼。铋精炼通常用通入氯气除铅、加入锌块除银等工艺产生合格的精铋,但是,在通入氯气除铅过程中,铋在熔化的过程中,部分形成蒸汽与未反应完全的氯气一起被带入到烟气进入大气中[1],如果不加以回收铋和脱除氯气,必将对环境造成污染,某冶炼厂在铋精炼过程中进行统计,有3%~5%左右的铋蒸汽同氯气一起进入到烟气中,针对精铋烟气的处理问题,冶炼企业采取的处理方式各不相同。

1铋烟气处理常规工艺

1.1 碱液吸收[3]

含有氯气的烟气由引风机引至脱氯塔,由脱氯塔的底部进入,碱液通过碱液循环泵由脱氯塔顶部进入,经喷淋系统与烟气进行混合,碱液与氯气进行反应:

Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O

烟气经过脱氯处理后,经过50m烟囱排放,但是,在生产过程中,由于工人操作原因,导致烟气中的氯气浓度过高,脱氯塔内氯气吸收不完全,且烟气中的粉尘不能经过脱氯塔进行完全回收,影响铋的回收率,该方法不能对铋精炼烟气有较好的处理作用。工艺流程见图1。

1.2 布袋收尘+碱液吸收

该工艺是通过引风机将铋精炼烟气送至布袋收尘系统,通过布袋收尘系统将烟气中含有的粉尘进行收集,烟气再进入脱氯塔中进行脱氯处理,在运行过程中发现,由于烟气中含有的氯气会对布袋收尘系统产生严重的腐蚀现象,导致布袋收尘器损坏较为严重,故障率较高。工艺流程见图2。

1.3 旋风收尘+碱液吸收

烟气进入到旋风收尘器后进行收尘处理,然后经过脱氯处理排放,旋风收尘器一般采用碳钢材质、PP材质和玻璃钢材质,碳钢材质不耐腐蚀,在运行过程中腐蚀现象严重,导致设备损坏严重;PP材质和玻璃钢材质耐温较差,铋冶炼过程中熔炼溶度控制在300℃左右,烟气温度在200℃,使用PP或者玻璃钢材质较易软化,导致设备损坏。工艺流程见图3。

1.4 动力波+喷淋工艺[2]

烟气净化处理工艺由两级湿式洗涤吸收工艺组成。前级采用的一级动力波洗涤工艺用水对合股烟气进行降温、除尘和吸收烟气中的气态 As、Cl 等。后一级采用以石灰溶液为吸收剂的喷淋脱硫工艺,主要吸收烟气中的SO2,同时进一步除去烟气中的残余有害成分,保证烟气的净化质量[2]。工艺流程见图4。

2 铋精炼烟气治理工艺

以湖南某铅冶炼厂贵金属冶炼车间精铋冶炼工段采用新式液体旋流板收尘器+两级脱氯塔+气液分离装置彻底解决铋精炼烟气收尘难度大,氯气吸收率低的难题。工艺流程见图5。

铋精炼烟气经过引风机引至PP材质旋风收尘器中进行收尘处理,在旋风收尘器中增加碱液喷淋装置,将旋风收尘器收尘下来的铋烟尘清洗的同时,可防护由于烟气温度过高对设备产生的软化作用;然后烟气进入双旋流板吸收塔,通过碱液循环泵与烟气中的氯气进行充分接触,形成氯化钠和氯酸钠而得以去除;烟气再次进入到气液分离罐中进行气液分离后排至50m烟囱达标排放。

经过旋风收尘和两级脱氯塔循环后的碱液中含有大量的氯氧铋,经过一段时间处理后,将水溶液通过压滤机进行压滤,得到氯氧铋渣,返回冶炼系统回收精铋。

3运行效果

该工程经过6个月的稳定运行,烟气排放指标优于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中颗粒物和氯气二级排放标准限制。

4主要经济技术指标

该工程总投资为80万元,占地100㎡。运行6个月回收铋18吨,按照铋价格5.8万元/吨进行计算,该工艺回收铋价值在104.4万元。

5结论

(1)通过新式液体旋流板+双旋流板吸收塔+气液分离罐工艺对铋精炼烟气处理取得较理想的处理效果,氯气的去除效率大道95%以上,大大降低了氯气对大气环境的污染,为达标排放提供了可靠的保障。

(2)铋精炼烟气中的有价金属元素可经过旋风、水洗过程得以收集,减少了重金属元素对环境的污染,按照铋产量1000吨/年进行计算,每年可回收铋30吨~50吨/年,增加企业经济效益165~275万元/年。

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