铅锌冶炼生产过程中颗粒物的产生排放和控制技术进展

1、铅锌冶炼生产过程中颗粒物的产生排放和控制技术进展 大气污染控制课程课外知识讨论第三小组成员第三小组成员： 麻麻 洋、何梦娟、洋、何梦娟、汤敏汤敏 苗万里、金显明、李博苗万里、金显明、李博 2015.2015.1111. .1.选题原因 我国是有色金属生产及消费大国,其中铅锌冶炼在有色冶炼中占有很大的比例。中国是世界上重要的铅锌生产大国,精铅产量及消费均居世界第二位,精锌产量居世界第一位,精锌消费量居世界第二位。但我国铅锌冶炼的能耗与国外相比高出很多,环境污染也更严重。2.相关大气污染物二氧化硫 有色金属矿多以硫化物的形态存在，有色冶炼过程中会产生大量烟气（0.05%-25%），其SO2排放量占

2、我国排放总量的8%以上。宝鸡铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属污染 （1）宝鸡铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属元素Pb、Zn、Cu、Cd含量远远高于陕西土壤元素背景值和中国土壤元素背景值，其中 Pb、Zn、Cd 超标最为突出。 （2）该铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属元素来源分析结果表明Pb、Zn、Cu、Cd主要为人为来源即工业来源，而Cr、Ni、Fe主要为自然源。（3）根据地质累积指数分析得出，铅锌冶炼厂周围大气降尘中重金属元素Pb、Zn、Cd达到了严重污染，Cu达到了中度污染，Cr、Ni、Fe属于无污染范围。大气降尘3.生产工艺及污染产生来源 铅的冶炼工艺几乎全是火法，湿法冶炼目前处于试验阶段。铅

3、精炼方面，我国基本上采用电解精炼工艺，而俄罗斯和欧美主要采用火法精炼。 我国锌冶炼工艺，以湿法冶炼为主，火法冶炼其次。湿法冶炼工艺的标准流程是锌精矿焙烧浸出净液电积电锌产品。 铅冶炼过程锌冶炼过程 废气主要来源于锌白炉冶炼，锌白炉冶炼烟气分冶炼初期废气和冶炼烟气两部分。 初期废气主要成分是烟尘和二氧化硫。冶炼废气主要污染物为烟尘，烟尘中含有锌及少量铅等金属。 废气还包括制团、上料、出渣等工序产生的无组织排放废气，无组织排放废气中的污染物为扬尘和粉尘。株冶物质流全景4.我国有色金属冶炼烟气脱硫技术干法脱硫技术 （1）活性焦烟气脱硫法。该法主要是利用活性焦的吸附特性和催化特性使烟气中 SO2与烟气

4、中的水蒸气和氧反应生中H2SO4吸附在活性焦的表面，吸附 SO2的活性焦加热后再生，释放出高浓度SO2气体，解吸SO2的活性焦循环使用，高浓度SO2气体可加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。 （2）荷电干粉喷射脱硫法。该法主要为石灰干粉高速通过高压静电电晕充电区，干荷粉电后波喷射到烟气中，由于荷电干粉同性相斥，因此在烟气中呈悬浮状态，增加了与SO2反应的机会，提高了脱硫效率，该技术为美国专利，我国目前尚未有实验应用。 （3）电化学方法脱硫法。该法主要利用氧化反应，将烟气中的SO2等分子波激活或电离，生成自由基，在与其他物质反应（如注入氨，生成化肥等），这种方法在我国部分地区已有案例。 湿法处理技

5、术 （1）麻石水膜法。该法除尘有着巨大的市场，一般采用耐腐浊的麻石砌筑反应池，利用水吸收烟气中的SO2，但该方法只适合于处理含硫量较低的烟气，而高含硫量的烟气用此法很难达标。 （2）石灰石-石膏法。该法以碱性的石灰石或石灰浆液与烟气中的SO2发生化学反应，这也是目前世界上应用较为广泛的技术之一。其核心处理装置为吸收塔，该塔运行可靠。脱硫效率高达95%以上。但其反应后产物容易造成二次污染。 （3）氧化锌-酸解法。该法以含氧化锌溶液作为吸收剂对烟气中所含的SO2进行吸收，完成吸收过程而产生的富含SO2的亚硫酸锌溶液，通过酸解将亚硫酸锌溶液中所含的 SO2酸解出来，产生出纯净的 SO2气体，用于生产

6、硫酸或液体 SO2。其核心处理装置为吸收塔，运行可靠，脱硫效率高达95%以上。这也是在我国锌冶炼厂运用较为广泛的脱硫技术，其循环经济效益较好，无二次污染。 （4）海水脱硫法。该法在沿海地区有利用条件的冶炼厂等有着应用空间，该法主要利用海水的弱碱性来脱硫，并且成本较低，有着较好的利用前景。 （5）亚纳循环吸收法。该法主要利用Na2SO3吸收烟气中SO2的生成NaHSO3，吸收液加热分解除高浓度的SO2（进一步加工成产品）和Na HSO3（用于循环使用）。 （6）氨-亚硫酸铵法。该法是以贫氨液吸收烟气中的 SO2而生成硫酸铵（化肥），其核心处理装置为吸收塔，该装置运行可靠，脱硫效率高达 95%以上

7、。 （7）钠碱液吸收法。该法主要是利碱液和烟中 SO2的反应，或生成化肥，或中和后将废水进一步处理排放，在我国一些冶炼厂应用该法较多。 （8）再生胺吸收解吸法。该法是先用特定的吸附剂对烟气中所含SO2进行吸附，将SO2吸附在溶液中，完成吸附过程而产生的富含SO2的吸附剂通过蒸汽进行解吸SO2。产生出纯净的SO2气体，用于生产硫酸或液体 SO2；再生后的吸附剂重新回用于前段 SO2吸附过程。5.工艺改进 目前铅的生产工艺主要采用火法，火法炼铅可分为传统炼铅法和直接炼铅法。传统炼铅法包括烧结-鼓风炉熔炼法、烧结锅-鼓风炉熔炼法、密闭鼓风炉熔炼法等。直接炼铅法包括氧气底吹炼铅法（QSL法）、基夫赛特

8、法、氧气底吹-鼓风炉炼铅工艺（SKS法）、顶吹旋转转炉法（卡尔多法、TBRC法）、富氧顶吹喷枪熔炼法（ISA或Ausmelt法）、奥托昆普闪速熔炼法、瓦纽可夫法等富氧熔炼法随着国家对环保要求日趋严格，新的炼铅方法在我国逐步得到推广应用，如艾萨法(ISA)、卡尔多(Kaldo)法等炼铅工艺都已投产。 我国自主开发的氧气底吹-鼓风炉还原炼铅新工艺推广速度很快，氧气底吹-鼓风炉还原炼铅工艺(SKS)是我国经过近20年的试验研究获得成功的熔池熔炼技术，具有投资省、环保好、硫及伴生金属回收率高，适宜处理高砷物料，对于现有铅厂改造，具有很强的竞争力，是国家重点推广的环保项目之一。 我国已引进了QSL、IS

9、A、Kaldo工艺，又引进了Ausmelt等国外炼铅工艺，凡采用高铅渣热态直接喷粉煤还原的工艺，由于铅、氧化铅、硫化铅沸点均较低，都存在烟尘率高、返料量大的问题。为降低铅还原阶段的烟尘率，我国自主开发的底吹熔炼和引进的ISA法均采用液态高铅渣铸块，鼓风炉还原熔炼，有效降低了还原熔炼的烟尘率，且铅、银、硫回收率高，操作平稳，易于掌握，故底吹熔炼获得快速推广。6.发展方向 鼓风炉还原高铅渣铸块，其液态渣的潜热被浪费，随着焦炭价格的提升，炼铅成本也上升，因此开发液态高铅渣电热焦直接还原技术，替代鼓风炉，可以充分利用高铅渣的潜热，并将焦耗和烟气量降至理论值，从而降低烟尘率，熔炼成本，是我国铅冶炼技术今

10、后重要的研发课题与发展方向。7.文献阅读动力波脱硫技术在印度铅冶炼厂的应用与改进 中国有色金属建设股份有限公司（NFC）承建了印度斯坦锌业公司（HZL）铅冶炼厂，该厂的尾气脱硫系统采用美国孟莫克公司动力波脱硫专利技术，利用铅厂烟化炉车间生产的ZnO作为脱硫原料，脱硫副产品ZnSO4溶液送至HZL的锌冶炼厂进行除杂、电积，实现了动力波脱硫系统进料和出料在厂区范围内的闭路循环，不产生任何二次污染源。（NH4）2S吸收净化冶炼烟气中及硫资源回收的研究8.污染防治技术政策铅锌冶炼工业污染防治技术政策 (2012-03-07实施)大气污染防治 （一）铅锌冶炼的烟气应采取负压工况收集、处理。对无法完全密闭

11、的排放点，采用集气装置严格控制废气无组织排放。根据气象条件，采用重点区域洒水等措施，防止扬尘污染。 （二）鼓励采用微孔膜复合滤料等新型织物材料的布袋除尘器及其他高效除尘器，处理含铅、锌等重金属颗粒物的烟气。 （三）冶炼烟气中的二氧化硫应进行回收，生产硫酸或其他产品。鼓励采用绝热蒸发稀酸净化、双接触法等制酸技术。制酸尾气应采取除酸雾等净化措施后，达标排放。 （四）鼓励采用氯化法、碘化法等先进、高效的汞回收及烟气脱汞技术处理含汞烟气。 （五）铅电解及湿法炼锌时，电解槽酸雾应收集净化处理；锌浸出槽和净化槽均应配套废气收集、气液分离或除雾装置。 （六）对散发危害人体健康气体的工序，应采取抑制、有组织收集与净化等措施，改善作业区和厂区的环境空气质量。参考文献1姜文英. 典型铅锌冶炼企业循环经济建设的物质流分析方法研究D.中南大学,2007.2王郎郎. (NH4)2S吸收净化冶炼烟气中SO2及硫资源回收的研究D.昆明理工大学,2014.3王向锋,黄战胜. 宝鸡铅锌冶炼厂周围大气