某冶煉廠沸騰爐尾氣SO2濃度超標(biāo)、酸浸反應(yīng)槽酸霧直排和熔鑄渣粉塵無(wú)組織排放所引起的低空污染問(wèn)題一直困擾著周?chē)用瘛Ｍㄟ^(guò)鈉堿法脫硫、堿液洗滌和布袋除塵工藝對(duì)上述污染物的處理效果進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明:沸騰爐尾氣SO2、酸浸反應(yīng)槽硫酸霧及粉塵排放濃度分別為61、7.3、≤0.017mg/m3，遠(yuǎn)低于《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466—2010)中排放標(biāo)準(zhǔn)的限值。該工程應(yīng)用后，車(chē)間、廠區(qū)和周邊環(huán)境得到了大幅改善，為冶煉行業(yè)低空污染治理的可行性和技術(shù)方案提供了一定的參考和依據(jù)。

湖南某冶煉廠以鋅精礦為原料，采用“沸騰焙燒-常規(guī)浸出-酸浸渣回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)處理”的工藝流程制鋅，同時(shí)回收鉛、銅、鎘、銦、銀等有價(jià)金屬。該廠為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)，同時(shí)也不斷的改善生產(chǎn)工藝和完善廠區(qū)環(huán)保設(shè)施的建設(shè)，力求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

由于該廠所處環(huán)境的敏感性，又屬于涉重金屬企業(yè)，其污染問(wèn)題一直是環(huán)保部門(mén)和周?chē)嗣耜P(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。目前比較突出的環(huán)境問(wèn)題，集中體現(xiàn)在低空污染方面，具體可歸納如下幾項(xiàng):

1)1#沸騰爐和2#沸騰爐尾氣中含硫化物，但并未設(shè)置脫硫裝置，直接通過(guò)煙囪分別直接排入大氣;

2)浸出工序反應(yīng)槽內(nèi)產(chǎn)生的硫酸霧通過(guò)排氣管直接排入大氣;

3)熔鑄渣在粉磨和加料過(guò)程中產(chǎn)生大量揚(yáng)塵飄散至廠內(nèi)外。本文主要針對(duì)上述存在的低空污染問(wèn)題進(jìn)行了分析與治理。

1低空污染治理技術(shù)

1.1沸騰爐尾氣脫硫

廠區(qū)兩座沸騰爐在正常生產(chǎn)的情況下，其尾氣中硫化物排放濃度為300～400mg/m3，可達(dá)標(biāo)排放。但在開(kāi)停機(jī)及事故狀態(tài)下，其尾氣中硫化物排放濃度可達(dá)到1000mg/m3，不能達(dá)標(biāo)排放。從“以人為本，節(jié)能減排”的角度出發(fā)，對(duì)兩座沸騰爐共建一套脫硫裝置進(jìn)行尾氣脫硫，實(shí)現(xiàn)任何狀態(tài)下制酸尾氣的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)于有色冶煉行業(yè)的沸騰爐尾氣脫硫研究少見(jiàn)報(bào)道，其工程應(yīng)用更是少之又少。目前煙氣脫硫技術(shù)主要有鈣法、氨法和鈉堿法。鈣法脫硫雖然去除效率可達(dá)90%、運(yùn)行成本低，但其占地面積大、設(shè)備磨損大、易堵塞結(jié)垢、廢水仍需進(jìn)一步處理，因此主要應(yīng)用在燃煤火電廠等煙氣量大的行業(yè)脫硫。

氨法脫硫具有操作簡(jiǎn)單、脫硫效率高、無(wú)廢水排放、能回收利用副產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，但其產(chǎn)生的氣溶膠和氨逃逸等“二次污染問(wèn)題”不容忽視。鈉堿法脫硫技術(shù)成熟，脫硫可達(dá)95%以上，投資費(fèi)用小，沒(méi)有堵塞結(jié)垢問(wèn)題，廢水不含廢渣可直接排入廠區(qū)廢水處理系統(tǒng)，吸收劑NaOH溶液也是該廠常用溶劑。該廠的沸騰爐尾氣中會(huì)帶出部分酸渣，因此在脫硫塔的選型上，為了避免堵塞結(jié)垢問(wèn)題，采用空塔外循環(huán)技術(shù)脫硫。

圖1沸騰爐尾氣脫硫工藝流程圖

沸騰爐尾氣脫硫系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，工藝流程見(jiàn)圖1。1#沸騰爐和2#沸騰爐的尾氣分別通過(guò)兩臺(tái)玻璃鋼變頻引風(fēng)機(jī)(一用一備)抽排進(jìn)脫硫塔，由堿液車(chē)運(yùn)輸過(guò)來(lái)濃度為20%～30%的NaOH溶液通過(guò)卸堿泵送至堿液儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存。根據(jù)循環(huán)池pH值和脫硫塔出口硫化物含量的變化，輸堿泵適時(shí)將堿液儲(chǔ)罐中的NaOH溶液補(bǔ)入循環(huán)池中。

循環(huán)池中的吸收液經(jīng)兩臺(tái)變頻循環(huán)泵(一用一備)打入脫硫塔的三層噴淋層，吸收液經(jīng)過(guò)噴淋層噴嘴霧化后與含硫化物的尾氣逆流接觸，為了延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間充分去除硫化物，每層噴淋層下設(shè)置一組螺旋接觸器。脫硫后的尾氣經(jīng)過(guò)脫硫塔頂部的機(jī)械除霧器去除水霧后，從45m高玻璃鋼煙囪排出，吸收了硫化物后的循環(huán)液則自流進(jìn)入循環(huán)池循環(huán)利用。根據(jù)循環(huán)池pH值和池內(nèi)液位，廢水泵適時(shí)將池內(nèi)廢液排入廠區(qū)廢水處理系統(tǒng)。

表1低空污染治理設(shè)計(jì)與驗(yàn)收檢測(cè)數(shù)據(jù)

1.2浸出工序反應(yīng)槽酸霧脫除

酸洗和浸出是冶金行業(yè)中經(jīng)常采用的工序，在酸洗和浸出的過(guò)程中將產(chǎn)生粒徑極小的酸霧，鋅電解工序所產(chǎn)生的酸霧中還會(huì)夾雜細(xì)小的鋅粉，這些酸霧彌漫在車(chē)間里對(duì)操作工人的健康造成危害，對(duì)設(shè)備造成腐蝕，擴(kuò)散至廠外對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染。

酸霧的凈化的技術(shù)較多，主要方法有抑制法和凈化法兩類(lèi)，馬國(guó)等在“冶金浸出工序硫酸霧廢氣處理方法的選擇”一文中對(duì)主要的硫酸霧處理技術(shù)及其優(yōu)劣勢(shì)做了詳細(xì)描述。從項(xiàng)目實(shí)際情況出發(fā)，考慮技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、成本費(fèi)用低和外排廢物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)等多方面因素，采用堿液吸收法對(duì)浸出工序反應(yīng)槽散發(fā)的酸霧進(jìn)行處理。浸出車(chē)間反應(yīng)槽酸霧處理系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2浸出車(chē)間反應(yīng)槽酸霧去除工藝流程圖

浸出生產(chǎn)車(chē)間現(xiàn)有10多個(gè)反應(yīng)槽，每個(gè)反應(yīng)槽有一根Ф500mm的管道將溢散的酸霧直接排入大氣。將原有排酸霧廢氣的管道封閉后，采用一根總管將所有排氣管連通，通過(guò)兩臺(tái)玻璃鋼變頻引風(fēng)機(jī)(一用一備)將酸霧廢氣從洗滌塔底部抽進(jìn)。輸堿泵將儲(chǔ)存在堿液儲(chǔ)罐的NaOH吸收液打入洗滌塔自帶的加藥罐，再經(jīng)加藥泵打入塔頂噴淋層，酸霧廢氣與NaOH吸收液在洗滌塔內(nèi)逆向流動(dòng)，經(jīng)塔內(nèi)填料層充分接觸后，凈化的氣體通過(guò)塔頂部除霧段將所夾帶的吸收液霧滴去除后從煙囪排出，反應(yīng)后的吸收劑則流入塔底，由循環(huán)泵再次打入噴淋層循環(huán)利用，廢水通過(guò)洗滌塔溢流口自流進(jìn)入廠區(qū)廢水處理系統(tǒng)。

1.3熔鑄渣球磨機(jī)揚(yáng)塵收集

該廠熔鑄渣球磨機(jī)篩粉處原來(lái)各設(shè)置有一臺(tái)20000m3/h布袋除塵器，但是由于設(shè)備老化，現(xiàn)在已經(jīng)報(bào)廢，無(wú)法使用，因此，球磨機(jī)房在加料和粉碎過(guò)程中，有大量的揚(yáng)塵產(chǎn)生，導(dǎo)致崗位粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，危害職工身體健康，嚴(yán)重時(shí)可擴(kuò)散至廠內(nèi)外，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

為了提高車(chē)間作業(yè)環(huán)境，消除揚(yáng)塵污染問(wèn)題，新建了一臺(tái)處理能力更大，技術(shù)更先進(jìn)的布袋除塵器。由于廠區(qū)沒(méi)有壓縮空氣作為除塵器反吹風(fēng)氣源，導(dǎo)致了原有除塵器布袋的快速堵塞和老化。針對(duì)這一情況，選用獨(dú)特工藝的扁平除塵器布袋，且增設(shè)一套以除塵器出口潔凈空氣作為氣源的布袋反吹風(fēng)系統(tǒng)。

熔鑄渣球磨機(jī)揚(yáng)塵處理系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，工藝流程見(jiàn)圖3。從源頭杜絕粉塵的擴(kuò)散，在原有吸塵罩的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和新增，在皮帶輸料機(jī)各受料點(diǎn)、落料點(diǎn)以及球磨機(jī)揚(yáng)塵主產(chǎn)生點(diǎn)，采用局部密閉罩的形式，將整個(gè)揚(yáng)塵產(chǎn)生點(diǎn)源密閉起來(lái)。

吸塵罩與皮帶之間采用厚膠帶密封，并在局部密閉罩上設(shè)置檢修人孔。在密閉罩上偏離揚(yáng)塵點(diǎn)中心位置設(shè)置抽風(fēng)管道，避免吸入過(guò)多物料。通過(guò)管道將各吸塵口連通，由一臺(tái)高碳鋼變頻離心風(fēng)機(jī)將含塵氣體送入布袋除塵器進(jìn)行揚(yáng)塵收集。經(jīng)布袋過(guò)濾處理后的清潔空氣通過(guò)煙囪排入車(chē)間內(nèi)，從而有效避免了崗位粉塵的產(chǎn)生。同時(shí)，除塵器收集到的粉塵落入除塵器底部灰斗，通過(guò)螺旋輸送機(jī)和星型落料閥回收到物料輸送系統(tǒng)中，減少了物料的浪費(fèi)，直接降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

圖3熔鑄渣球磨機(jī)揚(yáng)塵處理工藝流程圖

2低空污染治理實(shí)施效果

在本工程項(xiàng)目竣工驗(yàn)收及各系統(tǒng)帶負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)月后，該廠委托了具有相關(guān)檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位，對(duì)本次低空污染治理裝置和系統(tǒng)進(jìn)行了環(huán)保性能驗(yàn)收檢測(cè)，檢測(cè)主要數(shù)據(jù)如表1所示。尾氣脫硫系統(tǒng)和揚(yáng)塵收集系統(tǒng)參照?qǐng)?zhí)行《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466—2010)，脫酸系統(tǒng)參照?qǐng)?zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996)。

3結(jié)論

從沸騰爐尾氣脫硫、浸出車(chē)間反應(yīng)槽脫酸霧和熔鑄渣球磨機(jī)揚(yáng)塵回收三個(gè)方面對(duì)某冶煉廠的低空污染進(jìn)行了治理。工程系統(tǒng)投入使用后的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明:沸騰爐尾氣中SO2和硫酸霧排放濃度分別為61、7.3mg/m3，遠(yuǎn)低于《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466—2010)中400、20mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)限值;浸出反應(yīng)槽除酸霧排放濃度為1.8mg/m3，遠(yuǎn)低于《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996)中20mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)限值;布袋除塵器出口顆粒物濃度為30.1mg/m3，出口粉塵鉛及化合物濃度為≤0.017mg/m3，遠(yuǎn)低于《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466—2010)中80和8mg/m3標(biāo)準(zhǔn)限值。

通過(guò)該工程的實(shí)施，該廠車(chē)間操作環(huán)境得到了大大的改善;廠區(qū)揚(yáng)塵污染、多排氣管亂排現(xiàn)象得到了有效解決;周?chē)h(huán)境中粉塵含量和酸性刺鼻氣味均得到了有效控制。該項(xiàng)目獲得了企業(yè)、周?chē)罕姾铜h(huán)保部門(mén)的廣泛認(rèn)可，也為冶煉行業(yè)低空污染治理的可行性和技術(shù)方案提供了一定的參考和依據(jù)。