Способ удаления хлора и фтора из пылевидных материалов свинцово-цинкового производства Советский патент 1985 года по МПК C22B7/02 

со

Сд

00

65 Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может, быть ис пользовано для удаления хлора и фтор из пылевидных материалов свинцовоцинкового производства. Известен cnocd6 удаления соединений хлора и фтора из цинковоокисленных возгонов путем их прокаливания в много подовых печах ij . К недостаткам этого способа относятся сложность процесса, а табаке выбросы хлора и фтОра в атмосферу. Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому . результату является способ удаления хлора и фтора из пылевидных матерХШ лов свинцово-цинкового производства например вельцвозгонов или шлаковозгонов, включающий прокалку материала, улавливание вторичных возгонов и их водно-содовую промывку 2J . к недостаткам известного способа относятся многостадийность процесса, а также низкое извлечение соединений хлора и фтора в содовый раств что приводит к выбросу в окружающую среду газообразных соединений хлора и фтора. Цель изобретения - устранение вредных выбросов хлора и фтора в ок ружающую среду и упрощение процес- . са. Поставленная цель достигается те что согласно способу удаления хлора и фтора из пылевидных материалов свинцово-цинкового производства, например вельцвозгонов или пшаковозгонов, включающему прокаливание материала, улавливание вторичных во гонов и их водно-содовую промь1вку, противоточную водно-содовую промывку возгонов осуществляют на стадди улавливания их в две ступеют, приче на первой ступени поддерживают температуру промывного раствора 70-90 и рН 8,5-9,0, а на второй ступени в промывном растворе поддерживают концентрацию соды 30-55 г/л. При этом совмещение водно-содовой промывки с пылеулавливанием в двух ступенях дает возможность поддержива.ть температуру водно-содового раствора в интервале 70-90 С и ,5-9,0 на первой ступени и концентрацию соды в растворе второй ст пени 30-55 г/л. Противоточная подача водно-содового раствора из второ 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. Пьшевидные материалы, например цинковоокисленш11е возгоны свинцовоцинкового производства, содержание,%: цинк 45-70; свинец 5-20; хлор 0,061,0; фтор 0,03-0,25 подают в прокалочную печь. Прокаленные возго1а1 направляют на переработку в цинковое производство для извлечения цветных металлов, а запыленные газы, содержащие цветные металлы, соединения хлора и фтора в твердом и. газообразном состояниях - непосредственно в мокрую систему пылеулавливания, например в скрубберы, орошаемые водными растворами кальцинированной соды. В мокрой системе очистки газов, состоящей из двух последовательно установленных скрубберов, первый из которых полый (l ступень), а второй- с насадками (II ступень), улавливают и выщелачивают твердые вторичные возгоны, содержащие хлориды и фториды цветных металлов. Здесь же реагируют с растворами соды (поташа) газообразные соединения хлора и фтора (хлористьй и фтористый водород) и в виде хлоридов и фторидов натрия (калия извлекаются в раствор, Подачу запыленных хлор-фторсодержаш х газов и промывныг: щелочных растворов в мокрую систему очистки газов осуществляют противоточно. Газовый поток последовательно проходит через полый скруббер (1 ступень), насадочные скрубберы (ГГ ступень) , каплеуловитель и очищенный выбрасывается в атмосферу. Свежий щелочной раствор подают в нас.адочныйскруббер, откуда пульпа поступает вполый С1фуббер . Вывод хлорфтор содержащей пульпы на фильтрацию осуществляют из полого скруббера, Фильтрат направляют на упарку с целью последующего захоронения сухохГо остатка, а кек, в котором хлор иф1юр находятся в виде водорастворимых 3 соединений натрия за счет захваченного им богатого по этим примесям раствор а , репульпируют при рН 9,5 и фильтруют. Фильтрат возвращают на I ступень в полый скруб бер, а кек направляют на извлечени цветных металлов совместно с прока ленными возгонами. Улавливание вторичных возгонов и газообразных продуктов прокалки и перевод их в щелочной раствор производят при температуре промывочного раствора 1 ступени 70-90 С за счет тепла отходящих газов. Регулирование температуры раствора о ществляют путем изменения расхода промышленной воды; рН прокывного раствора при этом поддерживают на уровне 8,5-9,0. Диапазон температуры растворов первой ступени установлен экспериментально: при температуре ниже 70С не достигается высокая степень очистки газов от соединений хлора и фтора; при температуре выш происходит интенсивное испаре ние влаги, что приводит к выносу пульпы и, как следствие, к снижени степени улавпивания хлора и фтора. На первой ступени в промывном растворе поддерживают рН 8,5-9,0 исходя из того, что при рН меньше 8,5 снижается степень улавливания хлора и фтора, а повышение рН бсшь ше 9,0 на степень улавпивания хлор и фтора не оказывает заметного вли ния, но при этом резко возрастает расход соды (поташа) . Выводят из процесса промлвной хлор, фторсодержащий раствор первой ступени при достижении в нем концентрации хлора 20-25 г/л, так как при большей концентрации хлора снижается поглотительная способнос раствора и происходит высаливание, приводящее к зарастанию аппаратуры мокррго пьшеулавливания (форсунок, скрубберов и т.д.) . В промывном растворе II ступени поддерживают концентрацию соды ЗО55 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 полупро Ф1Шлен ных УСЛОВИЯХ при прокалке гракулир 64 ванных цинковоокисленных возгонов (шлаковоз гонов) . Пример. Гранулированные mgaковозгоны, содержащие, %: 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 возгоны, содержащие 0,11% хлора и 0,013% фтора, направляют в цинковое производство. Среднее содержа.ние хлора в газовой фазе на выходе из прокалочной печи составляет 1,65 г/им , фтора 0,34 г/нм. Запыленные хлор- и фторсодержащие газы, образующиеся при прокалке цинковоокисленных-возгонов, отводят при 300 42бС непосредственно в палый скруббер, а затем в насадочный скруббер и далее в каплеул овит ель, после чего выбрасывают в атмосферу. -Каждый скруббер имеет диаметр 1,5 м и высо ту 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 каппеуловителя, подачу содового раствора в виде пульпы производят рз насадоч- 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 83,3% хлора и 76,2% фтора от исходного в шлако- возгонах. В кек после откывки, т.е. вторичные возгоны, перешло 0,3% хлора и 3,8% фтора от содержаний их в шлаковозгонах. Испытания по переводу в содовый раствор соединенийхлора и фтора из запьшенных газов проводят в диапазоне температур промывного раствора I ступени 50-95°С, рН 7-10 и кон центрации соды в промывном растворе второй ступени 25-60 г/л. в табл. 1 представлено влияние температуры iipONBdBHoro раствора I ступени на степень улавливания соединений хлора и фтора. Условия проведения опытов: рН раствора Z сту пени 9,0; концентрация соды в растворе II ступени 45 г/л. В табл. 2 - влияние рН промлвного раствора J ступени на степень улавливания соединений хлора и фтора. Условия проведения опытов: температура раствора I ступени концентрация соды в растворе 11 ступени 45 г/л.

В табл. 3 - влияние концентрации соды в промывном растворе И ступени на степень улавливания соединений хлора и фтора. Условия проведения опытов: рН раствора I ступени 9,0; температура раствора I ступени 86 С,

Как видно из табл. 1-3, высокие степени улавливания хлора (9999,4%) и фтора (97,0-97,7%) из запыленных газов, получаемых при прокалке пылевидных материалов свинцово цинкового производства, достигаются при осуществлении на стадии улавливания вторичных возгонов водно-содовой промывки их в две ступени при температуре промывного раствора первой ступени 70-90с и.рН 8,59,0 и концентрации соды 30-55 г/л в промывном растворе второй ступени

Содержание хлора в газах на выхлопе в атмосферу составляет 10- 12 мг/им (потери0,6%), фтора 810. мг/нм (потери 2,3%).

Содержание в газовой фазе на выходе из систем 1 пылеулавливания, г/нм

хлораI фтора

0,330,034

0,0120,009

0,,008

0,0100,008

0,0200,010

в

Содержание в газовой убфaзe нa выходе из системы пьшеулавливания, г/нм

хлорафтора

0,0420,036

0,0100,009

357866

Аналогичные результаты были получены при замене соды на поташ.

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

О повьппение комплексности использования сырья за счет сокращения безвозвратных механических потерь цветных металлов, например, цинка, свинца и кадмия при пылеулавливании; сокра15 щение капитальных и производственных затрат на переработку вторичных возгонов (отпадает необходимость в строительстве новых цехов для удаления хлора и фт.ора, в эксплуатации

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

Обнщй эконо.-ический эффект от переработал i00000 т цинковоокислен- ных возгонов по предлагаемой технологии составит: 372845 рублей, Т а 6 л и ц а 1

.i LlJlJUtJL

Степень улавливания, %

хлора

штора

97,5 89,4 99,4 97,4

1135786

8 Продлжение табл.2

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.

Таблица 3