Способ удаления хлора и фтора из пылевидных материалов свинцово-цинкового производства

 

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ХЛОРА И ФТОРА ИЗ ПЫЛЕВИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ СВИНЦО- . ВО-ЦИНКОВОГО ПРОИЗВОДСТВА, например вельцвозгонов или шлакевозгонов, включающий прокалку материала, улавливание вторичных возгонов и их водно-содовую прокывку, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью устранения выбросов хлора и фтора в атмосферу и упрощения процесса, противоточную водно-содовую промывку возгонов осуществляют на стадии улавливания их в две ступени, причем на первой ступени поддерживают .температуру промывного раствора 70-90с и рН 8,5-9,0sа на второй ступени поддерживают концентрацию соды в промывном растворе 30-55- г/л.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) 4(51

f-, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

1 (21) 3671196/22-02

{22) 27.10.83 (46) 23.01.85. Бкл, Р 3 (72) И.И. Кершанский, Е.Н. Зиборова и А.M. Мочалов (71) Всесозный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов (53) 669.431.6(088.8) (56) 1 "Цветные металлы", 1963, N - 1, с. 23-30.

2. Пуск и освоение вельц-цеха

Алмалыкского цинкового завода с учетом переработки воэгонов. Отчет

ВНИИцветмета, У 72065876, Алмалык, 19 76, с. 35-40, (54) (57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ХЛОРА И ФТОРА ИЗ ПЫЛЕВИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ СВИНЦОВО-ЦИНКОВОГО ПРОИЗВОДСТВА, например вельцвозгонов или шлаковозгонов, включающий прокалку материала, улавливание вторичных возгонов и их водно содовую промывку, о т л и ч а ю— щ и и " я тем, что, с целью устранения выбросов хлора и фтора в атмосферу и упрощения процесса, противоточную водно-содовую промывку воз гонов осуществляют на стадии улавливания их в две ступени, причем на первой ступени подцерживают температуру промывного раствора 70-90 С и рН 8,5-9,0, а на второй ступени поддерживают концентрацию соды в промывном растворе 30-55 г!л.

i 113578

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для удаления хлора и фтора из пылевидных материалов свинцовоцинкового производства. 5

Известен спосбб удаления соединений хлора и фтора из цинковоокисленных возгонов путем их прокаливания в многоподовых печах (1), К недостаткам этого способа отно- tp сятся сложность процесса, а также выбросы хлора и фтора в атмосферу.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ удаления хлора и фтора иэ пылевидных материалов свинцово-цинкового производства, например вельцвоз гонов или шлаковозгонов, включающий прокалку материала, улавливание вторичных возгонов 2О и их водно-содовую промывку (2) .

К недостаткам известного способа относятся многостадийность процесса, а также низкое извлечение соединений хлора и фтора в содовый раствор 25 что приводит к выбросу в окружающую среду газообразных соединений хлора и фтора, Цель изобретения — устранение вредных выбросов хлора и фтора в ок- ЗО ружающую среду и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления хлора и фтора из пылевидных материалов

35 свинцово-цинкового производства, например вельцвоэгонов или шлаковозгонов, включающему прокаливание материала, улавливание вторичных воэ гонов и их водно-содовую промывку, противоточную водно-содовую промывку возгонов осуществляют на стадии улавливания их в две ступени, причем на первой ступени поддерживают темО пературу промывного раствора 70-90 С. и рН 8,5-9,0, а на второй ступени . 45 в промывном растворе поддерживают концентрацию соды 30-55 г/л, При эт ом со вмещение водно- содовой промывки с пылеулавливанием в двух ступенях дает возможность поддерживатьь температуру водно-содового раствора в интервале 70-90 С и

0 рН=8,5-9,0 на первой ступени и концентрацию соды в растворе второй сту55 пеки 30-55 г/л. Противоточная подача водно-содового раствора из второй ступени в первую создает оптимальные условия для максимального улавли:.вания соединений хлора и фтора с устранением их выбросов в окружающую среду. Совмещение водно-содовой промывки с улавливанием устраняет многостадийность процесса. Двухступенчатость улавливания с наличием во второй ступени концентрированного водно-содового раствора позволяет достичь степени улавливания по хлору ,99,3%, а по фтору 97,2 .

Способ осуществляется следующим образом.

Пылевидные материалы, например цинковоокисленные возгоны свинцовоцинкового производства, содержание, : цинк 45-70; свинец 5-20; хлор 0,0б1,0; фтор 0,03-0,25 подают в прокалочную печь. Прокаленные возгоны направляют на переработку в цинковое производство для извлечения цветных метаплов, а запыленные газы, содержащие цветные металлы, соединения хлора и фтора в твердом и. газообразном состояниях — непосредственно в мокрую си"тему пылеулавливания, например в скрубберы, орошаемые водны ми растворами кальцинированной соды.

В мокрой системе очистки газов, состоящей из двух последовательно установленных скрубберов, первый из которых полый (I ступень), а второйс насадками (II ступень), улавливают и выщелачивают твердые вторичные возгоны, содержащие хлариды и фториды цветных металлов. Здесь же реагируют с растворами соды (поташа) газообразные соединения хлора и фтора (хлористый и фтористый водород) и в виде хлоридов и фторидов натрия (капия) извлекаются в раствор, Подачу запыпенных хлор-фторсодержащнх газов и промывных щелочных растворов в мокрую систему очистки газов осуществляют противоточно.

Газовый поток последовательно проходит через полый скруббер (I ступень}, насадочные скрубберы (ZT ступень), каппеуловитель и очищенный выбрасывается в атмосферу. Свежий щелочной раствор подают в насадочный скруббер, откуда пульпа поступает в полый скруббер. Вывод хлорфторсодержащей пульпы на фильтрацию осуществляют из полого скруббера.

Фильтрат направляют на упарку с целью последующего захоронения сухог

„ro остатка, акек,в которомхлор ифтор находятся в виде водорастворимых

3 11 соединений натрия за счет захваченного им богатого по этим примесям раствора; репульпируют при

I рН 9,5 и фильтруют. Фильтрат возвращают на I ступень в полый скруббер, а кек направляют на извлечение цветных металлов совместно с прокаленными воз гонами.

Улавливание вторичных возгонов и газообразных продуктов прокалки и перевод их в щелочной раствор производят при температуре промыо вочного раствора I ступени 70-90 С за счет тепла отходящих газов. Регулирование температуры раствора осу ществляют путем изменения расхода промышленной воды; рН проьывного раствора при этом поддерживают на уровне 8,5-9,0.

Диапазон температуры растворов первой ступени установлен экспериментально; при температуре ниже

70 С не достигается высокая степень очистки газов от соединений хлора и фтора; при температуре выше

90 С происходит интенсивное испарение влаги, что приводит к выносу пульпы и, как следствие, к снижению степени улавливания хлора и фтора.

На первой ступени в промывном растворе поддерживают рН 8,5-9,0 исходя иэ того, что при рН меньше

8,5 снижается степень улавливания хлора и фтора, а повьппение рН больше 9,0 на степень улавливания хлора и фтор а не оказывает з аметно го влияния, но при этом резко возрастает расход соды (поташа) .

Выводят из процесса проьывной хлор, фтор содержащий раствор первой ступени при достижении в нем концентрации хлора 20-25 г/л, так как при большей концентрации хлора снижается поглотительная способность раствора и происходит высаливание, приводящее к зарастанию аппаратуры мокрого пылеулавливания (форсунок, скрубберов и т.д.) .

В промывном растворе Il ступени поддерживают концентрацию соды 3055 г/л. При концентрации соды менее 30 г/л не достигается высокая степень улавливания хлора и фтора, а концентрация более 55 г/л не целесообразна, так как ведет к перерасходу соды.

Способ проверен в полупрожппленных условиях при прокалке гранулиро-, 35786

5

1О

45 ванных цинковоокисленных воз гонов (шлаковоз гонов) .

П р и и е р. Гранулированные шлаковоз гоны, содержащие, 7: хлор 0,66, фтор 0,071; цинк 58, 12; свинец 10,83 сера 4, 1 прокаливают в печи фильтрующего слоя площадью пода 0,5 м

Прокаленные воэ гоны, содержащие

0,11X хлора и 0,013 фтора, направляют в цинковое производство.

Среднее содержание хлора в газовой фазе на выходе иэ прокалочной печи составляет 1 65 г/нм фтора3

Э Ф

0,34 г/нм

Запыленные хлор- и фторсодержащие газы, образующиеся при прокалке цинковоокисленных возгонов, отводят при 300-420 С непосредственно в полый скруббер, а затем в насадочный скруббер и далее в каплеуловитель, после чего выбрасывают в атмосферу. Каждый скруббер имеет диаметр 1,5 м и высоту 2,5 м. Орошение скрубберов растворами осуществляют из баков, установленных под каждым скруббером. Пульпа из скрубберов самотеком поступает в соответствующие скрубберные баки, сюда же поступает пульпа из каплеуловителя, подачу содового раствора в виде пульпы производят нз насадочI ного в полый скруббер, вывод пульпы на фильтрацию осуществляют из полого скруббера.

Фильтрат содержит в среднем, г/л: хлор 23» 17; фтор 1,89; сера 31,53; цинк 0,007; свинец 0,008; кадмий

0,0002, в него перешло 83,3Х хлора и 76,2Х фтора от исходного в шпаковозгонах. В кек после отьывки, т.е. вторичные возгоны, перешло О,ЗЖ хлора и 3,87. фтора от содержаний их в шлаковозгонах.

Ис,пытания по переводу в содовый раствор соединений хлора и фтора иэ запыленных газов проводят в диапазоне температур проьывного раствора I ступени 50-95ОС, рН 7-10 и концентрации соды в промывном растворе второй ступени 25-60 г/л.

В табл. 1 представлено влияние а температуры проиавного раствора

I ступени на степень улавливания соединений хлора и фтора. Условия проведения опытов: рН раствора 1 сту пени 9,0; концентрация соды в растворе Г1 ступени 45 г/л.

В табл. 2 — влияние рН проьывного раствора 1 ступени на степень улав1135786!

Степень улавли-— ! (вания, %

Температура пульпы в поло скруббере, 0(, Содержание в газовой фазе на выходе из системы пылеулавливания, г/нм хлора фтор а ора фтора

0,034

0,009

0,008

0,008

0,33

98,0

90,0

О, 012

0,010

0,010

99,3 97,4

99,4

97,7

97,7

0,020

0,010

98,8 97,1

Таблица 2

РН пульпы в полом скруббере

Содержание в газовой фазе, на выходе из системы пылеулавливания, г/нм

Степень улавливания, % хлора фтора хлор а фтор а

О, 042

0,010

О, 036

97,5 89,4

99,4 97,4

0,009 ливания соединений хлора и Фтора

Условия проведения опытов: температура раствора I ступени 80 С; концент0 рация соды в растворе iT ступ ни

45 г/л.

В табл . 3 — влияние концентрации соды в промывном растворе Т. ступени на степень улавливания соединений хлора и фтора. Условия проведения опытов: РН раствора 1 ступени 9,0; температура раствора 1 ступени 86 С,. о

Как видно из табл. 1-3, высовие степени улавливания хлора (9999,4%) и фтора (97,0-97,7%) из запыленных газов, получаемых при прокалке пылевидных материалов свинцовоцинкового пронзводства, достигаются при осуществлении на стадии улавливания вторичных воз гонов водно-содовой промывки их в две ступени при т емп ер атур е пр омы вно го р а ст вор а первой ступени 70-90 С и РН 8,5О

9,0 и концентрации соды 30-55 г/л в промывном растворе второй ступени.

Содержание хлора в газах на выхлопе в атмосферу составляет !012 мг/нм (потери 0,6%), фтора 8-!

0 мг/нм (потери 2,3%).

Аналогичные результаты были получены при замене соды на поташ.

Преимущества предлагаемого способа удаления хлора и фтора из цинко5 воокисленных пылевидных материапов перед известным следующие: упрощение процесса; снижение выбросов в окружающую среду соединений хлора "с 35 до 0,6%; фтора с 45,6 до 2,3%;

1О повышение комплексности использования сырья за счет сокращения безвозвратных механических потерь цветных мет алло в, например, цинка, с винца и кадмия при пылеулавливании; сокращение капитальных и производственных затрат на переработку вторичных возгонов (отпадает необходимость в строительстве новых цехов для удаления хлора и фтора), в эксплуатации

20 рукавных фильтров; утилизация тепла отходящих газов для подогрева щелочных растворов в скрубберах; улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

2.5

М

Общий зкономический эффект от перерабст с 100000 т цинковоокисленных возгонов по предлагаемой технологии составит . 372845 рублей.

Т аблиц а 1

1 135 786

Продлжение табл. 2 г

Степень улавливания, Х ржание в газовой на выходе из еьи ж!леулавливаг/нм рН пулыы в полом скруббере ора хлора фтора

О, 008 99,4 97, 7

О, 010

0,010

99,4 97, 7

0,008

1О

Т аблиц а 3 тепень улавивания, 7 одержание в газовой азе на выходе из сисемы пылеулавливания, г/нм

3 хлор а фтор а хпор а фтор а

93,0

90,6

30

55

Составитель Д. Кривошеин

Редактор Н. Яцола Техред С.JIeresa Корректор В ° P K

Заказ 10249/18 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Госудаственного комитета СССР по дел ам из обр ет ений и открытий! 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Концентрация соды в пульп насадоч— ного скруббе— ра, г/л

О, 116

0,012

0,010

0,010

0,010

0,032

0,009

0,008

0,008

0,008

99,3 97,4

99,4 97,6

99,4 97,6

99,4 97,6