粗铅精炼除铜过程中烟尘的治理

翟居付， 王武钧， 黄建忠

(河南豫光金铅股份有限公司， 河南 济源 459000)

粗铅精炼除铜过程中烟尘的治理

翟居付， 王武钧， 黄建忠

(河南豫光金铅股份有限公司， 河南 济源 459000)

对粗铅精炼除铜过程中产生的烟尘进行治理，在各个烟尘挥发点安装集尘装置，对收集的烟气采取布袋收尘—水膜除尘二级收尘处理，烟尘的回收率达到98.5%以上 。

粗铅；火法精炼；除铜；烟尘治理

0 前言

河南豫光金铅股份公司是亚洲最大的电解铅生产基地，年产电解铅40万t。目前国内粗铅精炼主要采用火法精炼与电解精炼相结合的工艺，粗铅精炼除铜采用传统的铅精炼锅熔析除铜，该过程普遍存在烟尘收集问题：粗铅加入精炼锅熔化及除铜搅拌过程中，产生一定量的烟气；电解工序阳极残极洗涤后返回精炼锅再铸型时，由于其含有酸液及少量未洗净的阳极泥，熔化时产生一定量的酸性蒸汽与烟尘，形成烟雾；除铜后捞渣、倒渣过程中，有扬尘产生。随着环保要求及行业标准的提高，对以上过程中产生的烟、汽、尘进行治理十分必要。

1 收尘设施的配置

粗铅除铜过程中，温度在400 ℃以上会有挥发性烟尘产生，同时搅拌过程也有烟尘产生，对除铜烟尘成分进行分析，结果如表1所示。

表1 除铜烟尘成分

由表1可以看出，烟灰中有大量的重金属元素，这些金属及其化合物排放后会严重污染环境。同时，烟灰内含有大量的金、银等贵重金属，具有很大的回收价值。为此，绝大多数铅冶炼厂在除铜工序加装了收尘设施。

1.1 集尘锅罩

目前，各企业都根据自身情况在熔铅锅上设计了集尘锅罩，其集尘治理效果不尽相同。豫光金铅股份公司根据工艺现状，自主研发设计了两种可移动锅罩。

图1为粗铅及残极加入熔化时所用锅罩，锅罩顶部管道与固定的抽风管道连接，前端可以活动，加料时通过机械传动将其打开。同时，自主研发了残极自动洗刷及连续加料装置，将传统的残极卧式洗刷改为立式单片洗刷；自动加料系统可实现残极单片连续加入，与原来的集中加料方式相比，大幅度减少了加料瞬时产生的烟尘。

图1 集尘锅罩示意图

除铜搅拌阶段使用的锅罩外形与图1相似，但其表面密闭，在上部固定安装一部搅拌机，搅拌装置在锅罩内部，电机与传动装置在锅罩上部，该锅罩可有效收集搅拌过程中产生的大量烟尘。

1.2 收尘器

烟气经锅罩集中后进入收尘器进行处理。除铜烟气，含尘较低，在600 mg/m3左右；温度较低，在60 ℃左右；同时烟尘粒度较小，在1～20 μm左右，采用适合处理低温低浓气体的袋式收尘器。该收尘器适应性较强，收尘效率高，一般可达到90%以上。公司原先采用L150M3箱式布袋除尘器，收尘面积为480 m3，风量9 000～162 00 m3/h，采用208滤袋，人工振打清灰。该装置投入运行后存在如下问题：一是由于漏风系数较大，造成风机抽风量不足；二是由于粉尘中含有酸性蒸汽，烟尘粘着在滤袋上不易脱落，而且人工打袋，不仅工人劳动强度大，且效果差；三是采用208滤袋，处理后的烟气含尘与含铅不稳定，不能达标排放。

2009年公司对袋式收尘装置进行改造，增大风量，加大收尘箱面积，增加收尘室与布袋数量以提高收尘率；同时振打清灰方式改为脉冲自动振打；将208布袋改为覆膜针刺毡滤袋。表2为袋式收尘器改造前后参数对比。

表2 袋式收尘器改造前后的参数

收尘装置改造前后的收尘效果如表3所示。

表3 袋式收尘器改造前后的收尘效果 mg/m3

注：执行标准为《铅锌工业污染物排放标准》(2007- 11)

由表3可见，改造后，烟尘总排放浓度降低了30%以上，铅及其化合物排放浓度降低了65%以上，收尘效果有了较大的改善。

2 卸渣过程中扬尘的回收

粗铅除铜过程中，会产生占粗铅总重量10%左右的除铜渣，除铜渣内含有大量有价金属，需储存在专用渣盘内运输至熔炼系统回收。多数企业采用的操作方法是：通过行车用捞渣机将铜浮渣捞出后倒在渣盘中或直接倾倒在车间内，由于操作过程中无有效收尘措施，造成车间内扬尘。

针对此问题，公司实施了以下改造方案：使用钢板制作一个密闭漏斗型卸渣装置安装在熔锅台边，漏斗下部铺设道轨安装电动平车，卸渣时将渣盘吊放在平车上送至漏斗口位置，卸渣完成后电动平车将渣盘拉出。漏斗上安装收尘管道与现有收尘设施相连。将原开口式渣盘改造为半封闭状，捞渣机捞出的除铜渣经漏斗倒入渣盘，有效地解决了捞渣机卸渣时产生的烟尘问题。

3 阳极残极返熔后含酸烟气的处理

电解工序的阳极残极，需要重新铸型成阳极板。虽然残极经过洗刷，但仍残留有少量阳极泥及酸液，其加入熔锅后产生大量的酸性烟气，虽经袋式收尘器处理，但仍有部分残留。尽管铅电解采用的硅氟酸铅电解液为弱酸性，但还是会对环境造成一定的污染。由于其总量较少，无法有效回收，许多厂家只能从提高阳极泥洗涤洁净度入手，并未对除铜烟尘中的酸气进行处理。

鉴于上述情况，2011年公司经过研究，设计安装了一套低压脉冲袋式收尘—水膜除尘器综合收尘装置，烟尘经袋式收尘器处理后，由烟道导入水膜除尘器中进行二次除尘。

然而，该装置运行时，水膜收尘器二次除尘出现以下问题：

(1)喷头堵塞：水膜除尘器喷淋水要求pH值11左右，加入火碱(氢氧化钠)后易造成喷头堵塞。

(2)旋流板堵塞：水膜除尘器内有三层百叶式旋流板，喷淋水中的火碱易结于旋流板百叶上，造成通风不畅，影响收尘效果。

(3)通风效果差：设计不合理，脉冲袋式收尘器进出风均采用φ800 mm管道，而水膜除尘器出风口仅为φ600 mm，影响通风效果。

针对上述问题，采取了以下措施：

(1)经袋式收尘器处理后的烟气仅含少量酸气，利用水膜吸附含尘烟气，可收到良好效果。

(2)水膜除尘器改为一层旋流板，并增加收水器。

(3)水膜除尘器出风口改为φ800 mm，直接与排烟囱相连，原有的配套风机放弃使用。

上述改造完成后，二级收尘器出口烟尘的检测结果如表4所示。

表4 袋式—水膜二级除尘效果 mg/m3

注：执行标准为2013年起施行的河南省地方标准

由表4可以看出，低压脉冲袋式除尘器—水膜除尘器组合除尘技术，可有效地降低排空烟气含尘。采用该技术后，排空烟气含尘降低了35%以上，含铅降低了19%以上。

水膜除尘器所使用的循环水中吸收了大量的烟尘与酸性气体，为保证收尘效果，需定期进行更换。实际生产中，连续运行一周后，水膜除尘器出口烟气浓度增加，此时循环水烟尘浓度达到饱和，pH=4，目前每周更换一次循环水。

水膜收尘器循环水量消耗为5.3 m3/d，饱和循环水含H2SiF6达0.45 kg/m3，含Pb达0.21 kg/m3。循环水送至中水站进行中和处理，铅进入污泥中进一步回收。

使用二级除尘装置后，粗铅精炼系统排放的烟气含尘优于国家标准及河南省最新的地方标准要求，达到行业先进水平。

4 存在的问题及解决方案

公司通过采取一系列的措施，有效地解决了粗铅除铜过程中烟尘治理问题。但是，除铜过程中捞渣与除铜后舀铅产生的少量烟尘，目前仍无法有效回收。公司正在研究通过改变现有的除铜捞渣方式、铅液转运方式、残极加入方式解决存在的问题。目前已经完成残极加入方式的改进，实现了残极加入过程中少量连续自动化操作，避免了大量残极同时加入造成烟气量较多；用铅泵输送铅液已完成试验，新的输送方式可杜绝因舀铅液造成烟尘的挥发；开始研制自动捞渣装置，取代原有的行车吊渣盘捞渣。

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Smoketreatmentinprocessofcrudeleadrefiningandcopperremoval

ZHAI Ju-fu, WANG Wu-jun, HUANG Jian-zhong

The smoke in the process of crude lead refining and copper removal was treated. The dust collecting unit was installed in each smoke volatile point, and the collected smoke was treated in two stages including bag filter and water film dust collector, and the recovery of smoke reached over 98.5%.

crude lead; pyrometallurgy refining; copper removal; smoke treatment

翟居付(1969—)，男，河南南阳人，化学工程硕士，高级工程师，长期从事铅冶炼加工及后续多金属综合回收工艺的研究。现为豫光金铅股份公司精炼厂厂长。

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