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氧化锌处理回转窑烟气生产实践

文档作者：李文君文档来源：中金岭南丹霞冶炼厂		点击数：	更新时间： 2025年06月15日
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总第202期
2015年2月
南方金属
SOUTHERN METALS
Sum．202
February 2015
文章编号：1009—9700(2015)O1—0032—05
氧化锌处理回转窑烟气生产实践
李文君
(中金岭南丹霞冶炼厂，广东韶关512300)
摘要：介绍了丹霞冶炼厂回转窑烟气脱硫项目的生产运行情况．针对回转窑烟气特点和结合现有工艺配置，选用
氧化锌脱硫一酸解法组合式两段脱硫工艺，综合利用效率高，无固体废物产生，环境污染小，且能有效解决低浓度
SO：治理问题．
关键词：回转窑；氧化锌脱硫；多级卧式反应釜；亚硫酸锌酸解
中图分类号：TF 111．31 文献标识码：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 人大气·
深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶
炼厂于2007年3月启动锌氧压浸出镓锗综合回收
扩产改造工程项目，该项目采用加拿大Dynatec公
司的加压氧浸专利技术，该技术的特点是锌精矿在
一定压力和温度条件下，可直接酸浸获得硫酸锌溶
液和元素硫 j，金属回收率高，工艺设备简单，流程
短，不会产生含硫尾气，属环保型生产工艺．丹霞冶
炼厂自2009年7月建成投产，可实现产量：锌锭
100 kt／a，硫磺45 kt／a，电稼30 t／a，粗二氧化锗20
t／a，粗铟1 t／a．
丹霞冶炼厂回转窑主要处理厂内部生产的铁渣
(详细见表1)和污水渣，各物料通过与焦粉混合后
进入窑体，经过回转窑焙烧后，回收其中的有价金
属，主要产品为氧化锌．回转窑烟气经干式收尘(回
收氧化锌，氧化锌主要成分见表2)、尾气脱硫后排
表1 铁渣主要成分 w／％
垒 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
原回转窑烟气主要是通过麻石脱硫进行处理后
直排烟囱，采用的脱硫剂为石灰乳，难以满足日益严
格的环保要求，且存在较多问题，如副产石膏渣难以
处理、系统设备管路易堵难清和运行成本较高等．
1 回转窑尾气处理系统
丹霞冶炼厂有两套回转窑生产系统，在生产过
程中，回转窑产生的烟气中SO 浓度值波动较大，波
收稿日期：2014—09—28
作者简介：李文君(1983一)，男，2006毕业于江西理工大学化学工程专业，工程师
总第202期 李文君：氧化锌处理回转窑烟气生产实践 33
动范围为0．2％ ～0．7％；存在单窑运行和双窑并开
的情况，风量波动值较大．通过对低浓度SO 烟气治
理技术的考察了解，结合工艺配置特点，选用了氧化
锌脱硫一酸解法组合式两段脱硫工艺，回收的SO
气体全部返回制酸系统制酸，在处理回转窑烟气
SO，的同时回收其有价金属．
2 氧化锌脱硫系统的改造内容及特点
回转窑生产系统混合烟气(烟气条件见下表3)
经脱硫引风机输送至氧化锌脱硫系统，回转窑系统
混合烟气温度93—120~C、烟气压力为0．3l0 Pa、烟
气含尘量≤70 mg／Nm ．
表3 回转窑系统混合烟气条件
(气量为最大值) Nm ·h
2．1 氧化锌脱硫系统设备
氧化锌脱硫系统的主要设备见表4．
表4 氧化锌脱硫系统主要设备
设备名称 型号参数
一级动力波洗涤器 量
，台
二级动力波洗涤器 量
，台
事故槽 qb5 000×H7 000 mm，有效容积125 m ，钢制内衬玻璃钢鳞片
碱液槽 q~4500×H6 000 lnm，有效容积85 I'13
一
、二级动力波循环泵 型号：350FUH一35—1 300／16一K1；Q=1 300 m。／h，H=16 m N=200 kW 一4
多级卧式解析釜0
附
3
：搅
16
拌
6 x
机
L13 00。mm，有效容积95m ；钢制内衬石墨砖
2．2 在设计上对防堵的措施
1)在氧化锌吸收设备上，丹霞冶炼厂首次应用
了国内自主研发的动力波脱硫塔，设备塔体采用塔
槽一体的结构．塔体下端循环液槽为锥形，同时循环
液处设有3台侧壁搅拌器，防止循环液中固相物的
沉积、结块．
2)采用了大口径喷嘴，避免氧化锌脱硫因操作
不当容易造成结垢和堵塞的问题．
3)采用“大流量、高扬程”的输送泵，提高浆液
流速和适当提高输送压力，减少物料在管道通过时
间；泵出口均设有回流管道和阀门，便于调节输送压
力和强化贮槽内浆液搅拌．
4)在管道应用上采用了PP材质，各项阀门均
设置于靠近液体流动方向，减少浆液在管路上的滞
留区域；在泵的进出口均设置有冲洗管路，便于清理
因操作不当时造成的结垢和堵塞．
5)在各浆液贮槽顶部均配备有高效搅拌器，槽
体内部设有阻流板，强化槽内浆液的搅拌混合，防止
槽内出现沉积和结块现象．
2．3 创造性应用的连续带式过滤机
应用氧化锌脱硫技术将面对产生的亚硫酸锌浆
液的处置问题，采用办法是由带式过滤机直接下料
至酸解槽．采用带式过滤机主要有以下几个优势．
1)采用带式过滤机分离固液的方式，自动化程
度较好，设备维护简单，能够减少常规压滤机带来的
劳动强度大、设备间歇生产和运行维护频繁的问题．
2)分离下来的滤渣能够做到均匀投入至酸解
反应设备中，保证酸解设备的连续稳定运行，实现脱
硫与酸解同步运行．
3)带式过滤机的滤渣通过下料管直接投入至
酸解槽，避免了固体物料的转运，有效的解决了亚硫
酸锌物料的堆放问题，避免了二次污染．
2．4 创新使用多级卧式解析釜
丹霞冶炼厂在酸解设备中创新使用多级卧式解
析釜，该酸解槽采用结构紧凑的卧式结构，槽内设有
3道溢流堰，把槽体分隔成四级反应形式，使反应尽
可能完全．内有4个反应隔间，亚硫酸锌的酸解反应
由第一隔间开始，通过溢流最终至第四隔间，充分保
证了酸解反应时间．
应用的反应釜较传统酸解反应设备有以下多个
优势．
1)酸解反应的解析和脱析在一个设备内完成，

总第202期 李文君：氧化锌处理回转窑烟气生产实践 35
表5 主要经济技术指标
项Et 各项指标数据
氧化锌浆液浓度／％
氧化锌投人量／t。h
电耗(kWh／tZno金属量)
实际运行风量
单窑／双窑／m ·h
动力波脱硫塔pH值
酸解槽解析气SO：浓度／％
硫酸锌浆液含zn量／g·L
尾气排放S02浓度／mg·m。
单塔脱硫效率
15 25
0．6～2．5
880
l7 OOO／35 0oO
5．5～6．5
10
lo0
<200
>95
4．2 生产总结及运行改善措施
氧化锌脱硫系统采用的是两级动力波脱硫反应
系统，项目运行至今，未发生设备管路堵塞现象，系
统运行平稳，无二次污染，单台脱硫塔脱硫效率高达
95％以上，总脱硫效率达99．75％以上，尾气排放
SO，浓度均在200 mg／m 以下(详见表6)．多级卧
式解析釜满足生产要求，反应完全，气密性较好，送
制酸烟气浓度可达10％ ，可增加制酸系统产酸量
1 700 t／a，补充锌系统锌金属量5 000 t／a．
表6 2013年氧化锌脱硫系统尾气排放
S0 浓度化验数据 mg·in。
时间 6月 7月8月 9月 10月 11月 12月
S0， 56 45 65 42 33 35 40
1)回转窑氧化锌脱硫系统于2013年6月投入
运行后，发现回转窑烟气经两级动力脱硫塔后，尾气
含SO 浓度依然偏高，难以合格排放．经检查发现，
两级脱硫塔脱硫效率偏低，主要原因为原有设计考
虑新增加一套回转窑生产系统，设计风量考虑为3
套回转窑生产运行系统，实际运行风量偏低．
为了保证尾气SO 的合格排放，采取了并开一
级动力波脱硫塔两台循环泵的方式，能有效提高脱
硫塔的脱硫效率，降低SO 排放浓度，尾气排放SO
浓度均保持在200 mg／m 以下．
2)在生产过程中，为保证各备用泵的有效备
用，采取倒开泵的操作方式，以避免备用泵的进出口
管长时间未用时出现堵塞现象．在实际操作过程中，
倒开泵的同时需要对泵及管道进行冲洗，由于管道
采用的是PP材质，管道强度相对偏小，管道容易爆
裂，维修处理较为频繁．同时，由于采用“大流量、高
扬程”的输送泵，通过设置回流管道的方式实现连
续运行和调节压力，造成电耗损失．
在原有制浆工序处理氧化锌浆液的经验基础
上，将回转窑氧化锌脱硫系统的输送浆液管路材质
改为3161不锈钢，以增加管道强度，防止管道爆裂；
各输送泵改为软管泵，变频调节，实现自动调节流量
和连续运行．通过对各项输送管路及设备的改善，管
路维修处理量和电耗明显下降，且管道未出现明显
堵塞现象，浆液输送系统运行平稳．
3)在原有的脱硫浆液排出部分，主要是通过控
制塔内pH值进行调节，操作为pH降低时排出适量
浆液，同时加入新鲜浆液提高塔内循环液的pH值，
维持系统稳定．在操作过程中，发现新鲜浆液存在浪
费情况，造成氧化锌浆液直接输入至带滤机进行过
滤，增加氧化锌的消耗．为改善这种情况，在二级脱
硫塔的排出管道上增加管道直接排入至一级脱硫塔
内，氧化锌浆液主要供应至二级脱硫塔，由亚硫酸锌
浆液由一级脱硫塔排出．通过改善，两级脱硫塔内循
环浆液也能有效控制，
4)在酸解析过程中，在浸出高压釜的认识上创
新应用了多级卧式解析釜，在生产运行过程中发现
多级卧式解析釜隔墙石墨片出现脱落．通过检查分
析，主要原因为解析釜隔墙石墨片厚度较薄，仅为
10 mm，强度不够且传热快，导致隔墙受压变形，最
终隔墙整个防腐层脱落．
为解决解析釜隔墙受压出现形变的问题，采用
在隔墙周围开设排气孔，同时于隔墙处重新砌筑标
准石墨砖，以及在隔墙中间增加一道立柱进行加固，
以增加整个防腐层的强度．重新处理过的解析釜，在
以后的运行中未再出现防腐内衬脱落的现象，问题
得到了较好的解决．
4．3 存在的问题及改善措施
4．3．1 电耗偏高
回转窑烟气脱硫系统自投产以来，电耗一直偏
高，主要原因是目前为脱硫系统需开启3台脱硫循
环泵才得以满足生产需求；同时脱硫引风机的调节
无变频控制，回转窑系统的抽风调节仅通过调节风
机进口阀门进行，造成设备做功浪费；当1台回转窑
进行检修处理时，也不得不要开启引风机进行抽风
改善检修作业环境，也造成系统在非正常工作时的
电耗偏高．
为降低回转窑系统电耗，计划将脱硫引风机及
脱硫循环泵增设变频控制，以达到调节系统风量和
脱硫效率的精细控制，减少非正常生产时的电量
浪费．
4．3．2 带滤机过滤效果较差
36
南方金属
S0UTHERN METALS 2015年第l期
脱硫系统的亚硫酸锌的过滤系统主要是通过脱
硫排出泵直接输入至带式过滤机进行过滤，由于现
带式过滤机过滤效果有限，滤渣水分高达45％ ～50
％，当过滤效果恶化时，滤渣水份量将更大．建议可
于带式过滤机前设置浓密池，由浓密底流输送至过
滤，提高过滤效果，降低系统带水量．
两段脱硫工艺技术先进，综合利用效率高，无固体废
物产生，环境污染小，且能有效解决低浓度sO：治理
问题；创新应用的带式过滤机和创造使用的多级卧
式解析釜可供我国同类技术应用的生产企业借鉴．
参考文献
5 结 语 [1]铅锌冶金学编委会
． 铅锌冶金学[M]．北京：科学出版
丹霞冶炼厂应用的氧化锌脱硫一酸解法组合式 社，2003：359·
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