[发明专利]一种电炉炼锌及尾气处理回用方法和装置

说明书

本发明创造提供了一种电炉炼锌及尾气处理回用方法和装置，将电炉炼锌得到的反应产物通过激冷器激冷，得到粗锌和尾气，并使尾气依次通过旋风分离器、布袋式除尘器、尾气缓冲罐、蒸汽废锅系统、水环式压缩机、分离器，以实现对锌颗粒的进一步回收和能量回收利用。本发明的电炉炼锌及尾气处理回用方法和装置具有产品收率高、成本小、节能减排、能源利用率高等优势。

技术领域

本发明涉及炼锌及尾气回收利用技术领域，具体涉及一种电炉炼锌及尾气处理回用方法和装置。

背景技术

在现代工业中，锌有着不可磨灭的地位。锌既是汽车工业、化工工业和军事工业等发展的基础有色金属原材料，也是和人民生活密切相关的基础原材料。目前，锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝，是第三大有色金属。锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性，能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。

我国是世界上重要的铅锌资源大国，锌工艺发展较早，制锌工艺较为成熟，我国的锌工业主要由采矿、选矿和冶炼三部分组成。从1990年开始，我国除少量特殊锌材料仍需依靠进口外，锌精矿、精锌及锌合金净出口数量高速递增，处于较高的发展态势。

锌工业是矿物加工工业，属于传统有色金属制取工艺，锌工业属传统的“高耗能、高排放、高污染”产业，在冶炼过程中对环境污染极大。我国在2017年排放到大气中的锌量为289000吨，其中约有30％来自锌的冶炼加工。

传统电炉炼锌方法为将锌矿石、还原剂和添加剂加入到电炉中加热，电炉输出1050～1200℃的锌蒸汽。再通过飞溅式冷凝器将锌蒸汽冷凝得到粗锌。尾气经过干法或湿法进一步脱除固体颗粒后直接排放大气。

这样的方法有以下几个问题：

①飞溅式冷凝器是将锌蒸汽冷凝为固态/液态锌，长时间运行易发生堵塞。运行稳定性差。

②1050～1200℃需要使用大量循环水冷却，大量高位热值浪费，同时增加大量电耗及水耗。

③飞溅式冷却器为间壁式换热器，换热效率低，达到可观的锌产品收率会使得冷却器尺寸巨大。增大投资和占地。

④尾气中含有大量热值较好的一氧化碳等可燃气体，但因为其中仍然含有高含量的锌粉无法直接利用其中热量，只能就地排放，浪费能源的同时会造成严重的环境污染。

⑤通过传统电炉炼锌工艺后，有约2％的锌通过尾气排放至大气，浪费严重。

⑥当采用湿法脱除尾气中的剩余锌时，是通过洗涤器冲淋回收，但是通过洗涤器回收下来的物质是水蓝粉，水蓝粉的主要成分是氧化锌，水蓝粉又需通过沉淀、打捞、制粒和烘干后，再回炉熔炼，这样的反复处理工艺大大增加了电炉炼锌的成本，而且这种通过水冲淋方法的锌回收率只能达到94％，水冲淋后排出的废气中锌含量较多，直接排放对空气的污染严重；水冲淋产生的水蓝粉需要大量的人力和物力进行沉淀后打捞，打捞起来的水蓝粉又需要经过制粒和烘干后回炉熔炼，而且不断回炉熔炼产生的污水量多，处理起来较难，处理费非常昂贵；回炉熔炼工序过于复杂，浪费了大量的人力和物力，而且回炉熔炼又会增加电能的消耗，而且每次回炉熔炼都会有一部分锌被排放到空气中，不利于环保，也不利于节能，达不到节能减耗的目的，完全不符合节能减排的原则。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种新型电炉炼锌及尾气处理回用的方法和装置，该种工艺与现有的炼锌工艺和尾气处理回用方法相比，具有可提高系统运行稳定性、能源利用率和制锌产率，同时可减少污水排放，降低成本，相应装置即可用于新建电炉炼锌装置，也可对原有电炉炼锌装置进行改造，实用性强。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种电炉炼锌及尾气处理回用方法，包括如下步骤：

步骤1：原料在电炉进行炼锌反应，得到的反应产物进入激冷器与循环气体混合激冷，得到含锌颗粒的混合气体；