浅析有色金属冶金过程中除尘滤袋的选用(上篇)

2015年12月11日 / 共 1字 / 1条评论 / 阅读 100 views 次

有色金属工业是我国政策长期支持发展的基础原料行业。目前我国的铜、铅、锌及铝等金属生产的规模均居于世界第一。有色金属冶炼烟气的成分相对复杂些,所以烟尘处理困难,在设计中需区別对待。下文对照治炼工艺流租阐述除尘滤袋与烟气之间的相关性,可为优选除尘滤袋及除尘设备提供参考。

采矿及选矿的通风除尘

有色金属矿山选矿厂在矿石的破碎、筛分、 磨浮以及过滤干燥过程中,会产生大量粉尘,有色金属的矿尘多为金属混合粉尘,其中游离二氧化硅的含量会超过10% 。破碎中产生的可吸入颗粒物严重影响工作人员的身心健康,0.2〜2Lm的颗粒物最容易沉积于肺泡,造成硅肺病。破碎粉尘的平均粒径略大,使用除尘滤袋方能满足除尘要求,若粉尘中含有危害性较大的重金属颗粒物,则在选择除尘滤袋时宜选择纤维细度较小的,这样便能保证对微细粉尘的捕集效率。通常PTFE覆膜除尘滤袋有较高的捕集效率,但破碎尘的不规则外形琢磨性大且PTFE覆膜除尘滤袋的耐磨性差,特别是迎尘面易破损失效。常温细纤及高孔隙率的结构性除尘滤袋在这种工况下优势明显。不过国内的选矿厂多用湿式除尘,除尘泥浆沉淀回收利用及重返工艺流程取得较好的效果。但在严寒地区和严重缺水的地区,除尘耗水量和污泥结冰是其限定因素,干式过滤除尘技术具有史大的优势和更具保障性。

冶炼通风收尘

重有色金属冶炼可分火法冶炼和湿法冶炼。火法冶炼,如铜及镍的冶炼工艺采用造锍熔炼、吹以及炼粘炼;铅、锑及锡冶炼工艺是氧化脱硫焙烧及还原熔炼等;锌冶炼的工艺是焙烧,浸出净液电解。冶炼过程中产生的粉尘主要有两类:机械尘和挥发尘;机械尘主要是物料备料及转运,冶金炉配料及加料过程产生的粉尘,此类粉尘随气流进入净化系统,矿物粉尘平均粒径较大,处理相对容易;挥发尘主要是指金属熔炼过程中如铅、汞等挥发成蒸气进入烟气流,凝结在悬浮粉尘中,这种粉尘受工况影响较大,粒径分布较广,因为污染性较强,所以要求净化设备具有较高效率。可吸入粉尘粒径分布在Lm或亚Lm级且粉尘捕集效率最小区对应的粒径为1〜2Lm左右,滤袋除尘设备对小粒社粉尘的分级效率较高,对细微粒的过滤作用明显,因而滤袋除尘技术越来越多被采用。

备料及配料工段

配料作为各类冶炼过程的第一道工序,在物料转运及配比输运过程中扬尘与选矿厂破碎粉尘类 似,但经过选矿磨及浮选后物料粉尘琢磨性弱于破碎粉尘,此时粉尘中含重金属尘比例有所提高。尤其在处理铅及镉等重危害粉尘时,需充分考虑小粒径粉尘的分级效率。在选择净化设备及过滤材质时需明确除尘滤袋的分级效率,对微细粒子的捕集效率将作为设备选型的决定因素。例如国内某铅冶炼厂,粘矿配料车间设计环境卫生通风除尘系统一套,通风量按24400㎥/h设计,为保证通风除尘处理后的空气中铅浓度小于0.60mg/㎥,必须保证除尘设备的除尘效率大于99.9%。此时设备选型应基于粉尘粒径分布,选择经特殊工艺处埋过的滤布。配料环保通风系统为常温状态,除尘滤袋可选用加厚覆膜涤纶或超细涤纶针刺毡,但膜过滤时需要考虑粉尘的琢磨性对膜的损伤及底层基布的过滤性能。

熔炼工段

目前铜、镍及铅治炼均以火法熔炼为主,锌冶炼主要采用湿法冶炼。有色冶炼工程习惯将工艺烟气和环保通风分设独立的除尘系统,对于工艺烟气的除尘系统,熔炼过程一般用氧化过程脱出粘矿中的硫分,冶炼烟气经废热回收后进静电除尘器净化及制酸。为调整粉尘比电阻保证静电除尘设备有较高效率及避免余热锅炉水冷壁等发生低温腐蚀,烟气温度一般控制在300℃以上,但排放烟气温度过高会增加连续制酸设备容量。在实际工程中为达到制酸所需烟气洁净度和硫酸透明度,常采用五电场电除尘器收尘再通过板式换热器换热后去制酸。从能耗和高温除尘滤袋的投资成本上分析,若采用滤袋除尘设备则可保证投资与之相当。但在此工况下仅有少量除尘滤袋可满足高温、高效和耐腐蚀要求,而滤袋除尘设备的稳定性和可靠性也有待研究,不过新纤维材质的研发可为本问题的解决提供一条途径。环保通风除尘系统主要是排除各种吸口、出渣、 出铅口及溜槽等的金属挥发蒸气,根据冶炼过程中的挥发烟尘量,按环保标准选择性设计通风除尘系统。对铅和镉等分布粒径较小且危害性大的粉尘使用超细纤维和异型纤维除尘滤袋有较好的效果。通常环保通风烟气温度接近环境温度,为避免烟气中可能存在火星造成烧袋,拒水防油覆膜涤纶除尘滤袋比丙纶除尘滤袋有更好的适应性。(敬请阅读下篇)