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組織排放所引起的低空污染問題一直困擾著周圍居民。通過鈉堿法脫硫、堿液洗滌和布袋除塵工藝對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)，其污染問題一直是環(huán)保部門和周圍人民關(guān)注的重點(diǎn)問題。目前比較突出的環(huán)境問題，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)生的硫酸霧通過排氣管直接排入大氣;

3)熔鑄渣在粉磨和加料過程中產(chǎn)生大量揚(yáng)塵飄散至廠內(nèi)外。本文主要針對上述存在的低空污染問題進(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單、脫硫效率高、無廢水排放、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，沒有堵塞結(jié)垢問題，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，工藝流程見圖1。1#沸騰爐和2#沸騰爐的尾氣分別通過兩臺玻璃鋼變頻引風(fēng)機(jī)(一用一備)抽排進(jìn)脫硫塔，由堿液車運(yùn)輸過來濃度為20%～30%的NaOH溶液通過卸堿泵送至堿液儲罐內(nèi)儲存。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)過噴淋層噴嘴霧化后與含硫化物的尾氣逆流接觸，為了延長氣液接觸時(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)生的酸霧中還會夾雜細(xì)小的鋅粉，這些酸霧彌漫在車間里對操作工人的健康造成危害，對設(shè)備造成腐蝕，擴(kuò)散至廠外對周圍環(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，馬國等在“冶金浸出工序硫酸霧廢氣處理方法的選擇”一文中對主要的硫酸霧處理技術(shù)及其優(yōu)劣勢做了詳細(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，采用堿液吸收法對浸出工序反應(yīng)槽散發(fā)的酸霧進(jìn)行處理。浸出車間反應(yīng)槽酸霧處理系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，工藝流程見圖2。

圖2浸出車間反應(yīng)槽酸霧去除工藝流程圖

浸出生產(chǎn)車間現(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，通過兩臺玻璃鋼變頻引風(fēng)機(jī)(一用一備)將酸霧廢氣從洗滌塔底部抽進(jìn)。輸堿泵將儲存在堿液儲罐的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，經(jīng)塔內(nèi)填料層充分接觸后，凈化的氣體通過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)篩粉處原來各設(shè)置有一臺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，無法使用，因此，球磨機(jī)房在加料和粉碎過程中，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。

為了提高車間作業(yè)環(huán)境，消除揚(yáng)塵污染問題，新建了一臺處理能力更大，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。

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，避免吸入過多物料。通過管道將各吸塵口連通，由一臺高碳鋼變頻離心風(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)布袋過濾處理后的清潔空氣通過煙囪排入車間內(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)檢測資質(zhì)的檢測單位，對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，檢測主要數(shù)據(jù)如表1所示。尾氣脫硫系統(tǒng)和揚(yáng)塵收集系統(tǒng)參照執(zhí)行《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466—2010)，脫酸系統(tǒng)參照執(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。

通過該工程的實(shí)施，該廠車間操作環(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;周圍環(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)、周圍群眾和環(huán)保部門的廣泛認(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)。