氧化锌法脱硫在铅锌冶炼行业的应用
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氧化锌法脱硫在铅锌冶炼行业的应用
蔡海军
(河南省济源市环境监测站河南济源454650)
[摘要]介绍氧化锌法脱硫的原理及其主要影响因素，同时又与其它脱硫方式进行比较，阐述氧化锌法脱硫在铅锌行业中的优势，最后通过氧化锌脱硫在铅锌行业中的应用，进一步佐证该法的可行性。
[关键词]氧化锌脱硫铅锌冶炼
中图分类号：T0—9文献标识码：A 文章编号：1671--7597(2008) 1010151--02
济源市是我国乃至亚洲最大的铅锌冶炼生产基地，有豫光金铅、金利
冶炼、万洋冶炼等三家大型铅锌冶炼企业，三家企业的利税上缴在市财政
中比重较大，然而其二氧化硫的排放份额在全市也是较大的，二氧化硫的
排放，已经严重阻碍了企业的又好又快发展，更成为我市今年二氧化硫节
能减排的拦路虎。
氧化锌法是用氧化锌料浆吸收烟气中S02的方法。由于该法可将脱硫
工艺与原有冶炼工艺紧密结合起来，氧化锌浆液可用烟花提锌车间布袋除
尘器除尘灰配制，而所得又可送去制酸，从而解决了吸收剂的来源和吸收
产物的处理问题，因此它特别适合铅锌冶炼企业的烟气脱硫。
一、曩化锌法原理介绍
采用氧化锌浆液吸收尾气中的S02，首先生成亚硫酸锌(
Z n S03．5／2H 20) ，然后与烟气中氧气及鼓入空气中的氧气发生氧化反应，生
成硫酸锌溶液，主要过程如下：
l 、吸收：Zn §03渣滤液
+士
Zn O +S02+5／2H 20=ZnS 03．5／2H 20送锌业公司返回配浆系统
Z nO +2S02+H20：Z n(H S03) 2
Z nS03+S02+H20=Zn(H S03) 2图i
Zn(H S 03)2+ZnO +4H 20=ZnS03．5／2H 20二、主要影响因素
吸收过程与钠碱法类似，用亚硫酸锌溶液循环吸收，补充zn(OH ) 21E (一) pH 值
亚硫酸氢锌再生为亚硫酸锌吸收浆液最终形成z nO —s02一s03一H 20的四元体系，它随着各组分含
2、氧化：在氧化过程中，主要是将吸收过程中所生成的量的变化生成ZnS 03、Z n(H S 03) 2、Z nS04和zn(O H ) 2等化合物，当Z nO 含量高ZnS03．5／2H 20氧化成为ZnS04溶液：时，形成zns 03一Zn(O H ) 2一zns 04一H 20体系；当S02含量高时，形成
主反应：ZnS03．5／2H 20+1／202=ZnS04+5／2H 20Z nS03Z n(H S03) 2Z N S041120体系。当pH 值高时，浆液的吸收能力相应大。当烟气币含有S03时，在吸收过程会有氧化副反应发生。(二) 吸收液表面的S 02平衡分压
副反应：Z nS 03．5／2H 20+H 2S 04=ZnS 04．7H 20+S02f 浆液吸收液面上的S02平衡分压是衡量吸收液吸收s 02能力的指标。对
Zn(OH ) 2+S03+6H20=ZnS04．7H 20锌含量相同的吸收液，S 02平衡分压越低，吸收S 02的能力越大，对S 02的化ZnS04+7H 20=ZnS04．71120学容量也越大。影响z n0一S02一s03一}120系统S02平衡分压的主要因素有：
由以上可知，吸收液中的主要成分是ZnS03、Z n(H S03) 2和ZnS04。溶液的温度、Z nS04含量、总S02含量及S02／Zn 的比例。
3、固液分离、滤渣分解1．温度的影响。温度对Z nS03--Z n(H S03) 2--Z nS04溶液液面上S02平衡传统方法是将渣浆分离后进行干燥(主要通过加热的方法除去其中的分压的影响可用克拉普朗一克劳修斯方程表示：
结晶水) ，然后对固态滤渣进行煅烧分解(在添加焦炭或煤作还原剂情况L gp S 02=C--A ／TS 02单
下) ，再生氧化锌粉并回收副产S02。式中
ZnS03．5／2H 20垒丝-Z nO +S02f +5／2H 20p S02一液面上S02平衡分压，Pa =
本文介绍的方法：T 一溶液温度，K ；
由氧化塔排至渣浆贮槽中的含硫酸锌渣浆，经反冲胀鼓管式过滤器C 、A 一常数，其中A 为温度系数。
快速过滤，过滤上清液为硫酸锌，直接返回氧化锌浆液制备系统，但当滤由上式可知，随着温度升高，液面上S02平衡分压升高很快。清液锌含量>lO O g ／L ，送至成品贮槽，其中一部分送至纳米氧化锌工序，2．ZnS04含量的影响。溶液中硫酸锌含量的影响是很显著的，S 02平另一部分送至硫酸锌浓缩工序，制成硫酸锌晶体或作浸出液进入电解锌工衡分压随着Z nS04含量增加而明显升高，但未能用定量关系表示。序。底部排出的泥浓浆直接进入箱式压滤机，进一步分理出固态滤渣，滤3．溶液中总S 02含量及S02／Zn 摩尔比的影响。溶液中的S02是以液返回配浆槽，滤渣(主要为硫酸铅、原料中杂质) 送锌业公司，回收锌Z nS 03和Zn(11S 03)2的形态存在，而S02／Z n 的摩尔比是随溶液中Z nS 03和和S02。Z n (H S03) 2的比例变化的。假如溶液中仅存在ZnS03，贝=]S02／Z n 的摩尔比是
工艺流程见图1。i ，若仅存在Z n(HS 03) 2，则S02／Z n 的摩尔比是2。通常，溶液中共存有豫光金铅某熔炼废气采用烟花提锌车间的次氧化锌为脱硫剂，其化Z nS03和Z n(11S03) 2，所以S02／Zn 的摩尔比介于l ～2之间。在其他条件相同学组成为：ZnO 60～70％、Pb 12～16％、Fe l ．5％：氧化锌粉粒度为150～的情况下，液面上的S02平衡分压随S 02／Z n 比值增大而升高。溶液的S02平250目。衡分压Lgp S02可用下列经验公式表达：叵