一、集尘过程的分类

大型冶炼厂的除尘工艺可分为三种:干法、湿法和干湿混合法。

(1)干法工艺

主要除尘设备包括沉降室、旋风除尘器、滤袋除尘器和电除尘器。我国有色金属冶炼厂的除尘系统大多采用干法工艺，其特点是粉尘容易处理，但投资大，粉尘飞扬，劳动条件差。

(2)湿法工艺

主要除尘设备有文丘里除尘器(含除雾器)、冲击除尘器、泡沫除尘器、湍球塔等。回收的烟尘以泥浆的形式存在，泥浆处理存在污水处理、稀有金属流失、设备腐蚀堵塞等问题，很少使用。

(3)干湿混合工艺

在湿式除尘之前增加一段或多段干式除尘，减少泥量。这一过程主要用于干燥操作中的粉尘收集。

二、除尘工艺选择的依据和原则

通常根据烟气条件、烟气性质、冶炼工艺和环保对排放的要求，选择合适的工艺。

(a)烟气条件和烟雾特性

1.烟气含尘量

当烟气含尘量较高时，一般采用多级除尘设备。各工段的设备类型应根据烟气和烟尘的其他条件进行选择。

2.烟气温度

如果烟气温度过高，应设置冷却装置，将烟气冷却到合适的温度范围后，再进入除尘设备。

3.烟气水分含量

干法除尘的烟气温度应比水的露点高20-30℃，但湿法除尘不限。

4.烟尘比电阻

干式静电除尘器要求粉尘的比电阻为105-105-1010ω·cm。如果不在这个范围内，就必须采取特殊措施。

5.烟气中的腐蚀性介质

当烟气中含有二氧化硫、三氧化硫、氟、氯等成分时，会对除尘设备产生腐蚀，特别是当烟气含水量较高时，在工艺选择时应充分考虑设备的腐蚀。

6.烟灰的分散

粗颗粒可考虑重力、惯性力、离心力等除尘设备，细颗粒宜采用布袋或电除尘设备。

7.烟灰的其他特性

湿式除尘适用于亲水性粉尘，旋风除尘和电除尘适用于球形粉尘，袋式除尘适用于树枝状粉尘。

(2)工艺要求对除尘过程的影响

1.来自硫酸生产的烟道气需要一定浓度的二氧化硫。在选择工艺时，应采用低漏风率的除尘设备。由于炼锌高炉废气中CO浓度高，应采用密封性好的除尘设备，防止泄漏或爆炸。除净化后的烟气含有粉尘、水分或其他满足燃烧要求的条件外，其热值应尽可能不降低。

2、冷却设备和除尘设备应能适应烟气量和温度的波动。

3.捕集的烟尘的干湿状态和富集程度应满足下一步处理工艺的要求。

(3)排气扇在流程中的位置

1.排气扇位于主集尘设备的入口处(压入式)。

(1)减少主要除尘设备的漏风，改善其工作条件。

(2)当多台冶金炉配有单独的排烟风机排烟时，其主除尘设备可作为备用。

(3)采用湿式除尘时，可以避免含水粉尘在风机上的附着和腐蚀。

(4)风机在含尘烟气中工作时，需要考虑烟气对风机的磨损和粘附引起的振动。

2.排气扇位于主集尘设备(吸入式)的出口处。

(1)排出的烟气比较干净，可以减少和避免烟气对风机的磨损和粘附。

(2)风扇的工作温度低，可以改善风扇的工作条件。

(3)能保持除尘设备在负压下工作(尤其是滤袋除尘)，工作条件良好。

3.在主要除尘设备的进出口设置排风机。

(1)可以降低漏风率。

(2)能保持主除尘设备在微负压下工作，工作条件良好。

(3)适用于长流程、高阻力的除尘系统。

三、重有色冶金厂常用的各种烟气除尘工艺

(1)浓缩干燥

精矿干燥产生的烟气水分高，烟气温度一般在120-200℃。这类烟气一般采用干湿混合工艺，也可采用全湿法或全干法(旋风除尘和电除尘)。全湿法泥浆应有处理措施。整个干燥过程应有防止烟气冷凝的可靠措施。

1.滚筒式烘干机的除尘工艺

(1)干湿混合工艺

干燥机→旋风除尘器→抽风机→水膜除尘器→排放空

干燥机→旋风除尘器→排风机→自激除尘器→排放空

干燥机→旋风除尘器→水膜除尘器→排风机→排放空

(2)全湿法工艺

干燥器→泡沫除尘器→旋风脱水器→排气扇→排放空

圆筒干燥机→文丘里管或自激除尘器→水膜脱水机→排气扇→排放空

(3)整个干燥过程

干燥机→旋风除尘器→电除尘器→排风机→排放空

2、气流干燥集尘过程

气流→沉降桶→旋风除尘器→二级旋风除尘器→泡沫除尘器→排风机→排放空

气流→沉降斗→一级旋风除尘器→二级旋风除尘器→排风机→电除尘器→排放空

气流→沉降斗→旋风除尘器→二级旋风除尘器→排风机→布袋除尘器→出料空

以上工艺除旋风-水膜工艺除尘效率可达95%左右，其他工艺可达98%以上，基本能满足生产和环保要求，但要注意保温防腐。

(2)铜冶炼

铜冶炼中需要收集粉尘的设备有沸腾焙烧炉、高炉、反射炉、电炉、闪速炉、转炉、连续吹炼炉等。产生的烟气含有SO2，需要净化，产生硫酸。由于粉尘的比电阻适合电除尘，所以电除尘在铜冶炼除尘系统中被广泛应用。为了防止电收尘器漏风，排风机总是在电收尘器的前面，有时为了保证电收尘器的负压运行，排风机设置在电收尘器的后面。

沸腾焙烧炉、反射炉、电炉、闪速炉、转炉、连续吹炼炉、炉渣稀释电炉、白银炉等产生的高温烟气，必须采用余热锅炉或其他烟气冷却装置进行冷却。电除尘器前设置旋风除尘器还是沉降室，取决于烟气含尘浓度和电除尘器的性能。流程如下:

密闭高炉→旋风除尘器→抽风机→电除尘collector┐

>→酸制备

连续吹炼炉→旋风除尘器→抽风机→电除尘collection┘

反射炉→余热锅炉→旋风除尘器→抽风机→电除尘器→制酸或放酸空

白银炉→余热锅炉→旋风除尘器→抽风机→电除尘器→制酸。

闪速炉→余热锅炉→沉降斗→电除尘器→抽风机→制酸。

转炉→余热锅炉→沉降斗→电除尘器→抽风机→制酸。

电炉→余热锅炉→电收尘器→抽风机→制酸。

沸腾焙烧炉→余热锅炉→旋风除尘器→二次旋风除尘器→抽风机→电除尘器→制酸。

矿用电炉→旋风除尘器→电收尘器→抽风机→制酸。

转炉或连续转炉出的粉尘含有铅、锌、铋等氧化物，比电阻高，所以单独电除尘效果差，常与冶炼烟气混合送入电除尘。

(3)铅冶炼

炼铅粉尘大部分是氧化铅，比电阻高。经常使用袋式除尘器。反吹烧结机和氧气底吹炼铅反应器的烟气中含有较高的SO2浓度，宜采用电收尘器，但应控制温度以降低腐蚀性。

1.烧结

制酸所需烟气设置电收尘器，工艺流程如下:

烧结机→旋风除尘器→电除尘器→抽风机→制酸

烧结机→除尘室→电除尘器→抽风机→制酸。

烧结机→旋风除尘器→风机→电除尘器→风机→制酸

对于难以协调的冶炼和硫酸部分，可采用后一种工艺，即在电收尘器前后设置风机。

对于不能制酸的烧结锅烟气，采用袋式除尘器，其工艺流程如下:

烧结锅→袋式除尘器→风机→出料空

在上述过程中，由于烟气中含有二氧化硫，需要设置高烟囱进行排放或尾气处理，以满足环保要求。

烧结烟气腐蚀性较大，特别是烧结锅烟气温度周期性变化，往往会降到烟气露点以下，腐蚀性更强，应注意保温防腐。多个烧结锅交错运行有利于降低烟气的腐蚀性。

2.融化的

铅鼓风炉熔炼高料柱的烟气温度一般为150-200℃。炉膛打结，事故处理时，烟气温度可升至300℃，甚至500-600℃。冷却设备应根据除尘过程中的烟气温度来确定。

集尘流程和环如下:

高炉→加水烟道→表冷器→袋式除尘器→风机→烟囱

高炉→沉降室→一级旋风除尘器→二级旋风除尘器→一级冲击除尘器→二级冲击除尘器→脱水器→风机→烟囱

高炉→沉降室→表冷器→旋风除尘器→风机→布袋除尘器→风机→烟囱。

在粉尘密度大、含尘量高时，风机不宜位于袋式除尘器的入口处，以免粘灰引起风机叶轮振动。

炼锌高炉冷凝器出口烟气温度约450℃，含尘量20-35g/m3，烟气中CO含量20%-24%，可作为燃料使用。通常采用以下湿法工艺:

高炉冷凝器→洗涤塔→洗衣机→脱水机→风机→用户

当除尘设备有富余能力且运行正常时，烟气中的粉尘含量经过洗涤机和脱水器后可降至40mg/m3以下。当设备能力不富余，或水量、水质有限时，应增设湍球塔。洗涤塔使用不经冷却的循环水时，为防止烟气含水过多，湍球塔应使用新水，以保证输送给用户的气体质量。

氧气底吹炼铅反应器烟气温度高，SO2浓度高，可直接用于制酸。流程如下:

氧气底吹炼铅反应器→余热锅炉→电除尘器→风机→制酸。

3.铅渣的处理

高炉渣中含有大量的铅和锌，常采用烟化炉或挥发窑回收。化学炉出口烟气温度约为1150℃，含尘量为50-100g/m3。烟气中有微量的二氧化硫，粉尘中含有50%的锌和20%的铅。运行异常时，烟气中往往有大量煤粉，在除尘系统中容易燃烧或爆炸。这种烟气要注意，一般用袋式除尘器收集。流程如下:

烟炉→水冷烟道→喷淋水冷器→抽风机→布袋除尘器→抽风机→烟囱。

烟炉→余热锅炉(蒸发冷却器)→表冷器→排烟风机→布袋除尘器→排烟风机→烟囱。

处理高氟氯含量的氧化矿时，袋式除尘器含氟氯含量高。湿法除尘工艺可以去除部分氟和氯，缓解粉尘进一步处理的难度。其流程和循环如下:

烟炉→水冷烟道→一次冲击除尘器→二次冲击除尘器→气水分离器→排风机→烟囱。

当湿式除尘流程和回路用水量为2-3kg/m3时，脱氟率为99.16%。

熔铅锅浮渣采用反射炉处理，烟气温度900℃，含尘量3-5g/m3。主要采用袋式除尘或湿式除尘，工艺流程如下:

反射炉→喷淋塔→喷淋冷却器→袋式除尘器→抽风机→烟囱

反射炉→冷却烟道→抽风机→文丘里管→汽水分离器→烟囱

(4)锌冶炼

湿法炼锌沸腾焙烧炉排出的烟气温度为800-900℃，火法炼锌沸腾焙烧炉排出的烟气温度为1100℃。粉尘含量可达200-300g/m3(鲁奇炉更高)，烟气中含有28%-10%的SO2。一般采用电除尘工艺，收集的烟气送去制酸。流程如下:

沸腾焙烧炉→余热锅炉(蒸发冷却器)→一级旋风除尘器→二级旋风除尘器→风机→电除尘器→制酸。

沸腾焙烧炉→余热锅炉(蒸发冷却器)→旋风除尘器→风机→电除尘→制酸。

沸腾焙烧炉→余热锅炉(蒸发冷却器)→旋风除尘器→电除尘器→制酸。

根据经验，在静电除尘器前设置风机可以保证焙烧炉的抽力，容易提高生产能力。如果静电除尘器密封良好，为了保证除尘器的负压运行，风机也可以设在静电除尘器后面。

通常在温度底部的吹脱烟气，具有低浓度的二氧化硫，通常放在空电除尘之前。

上述工艺出口烟气含尘量为0.2-0.5g/m3。

铅渣烟化炉产生的氧化锌富集铅精矿中的氟，在炼锌前需在多膛炉中脱氟。多室炉排出的烟气温度为500-600℃，含尘量为5-10g/m3。一般采用以下集尘流程和环。

多室炉→表冷器→袋式除尘器→抽风机→烟囱。

目前，浸出渣干燥窑采用以下全湿法工艺:

干燥窑→自激除尘器→双块脱水机→风机→出料空

浸出渣中含有残留的硫酸盐，干烟气采用扩散收尘收集时，收尘系统腐蚀严重，所以设备通常采用不锈钢或其他防腐材料。

浸出渣挥发窑的烟气中含有少量二氧化硫和水，会对袋式除尘器造成低温腐蚀，因此袋式除尘器需要保温或高温过滤介质。

火法炼锌竖罐炉排出的烟气中含有氧化锌，用布袋除尘回收。流程如下:

颜蒸馏炉→余热锅炉→风机→布袋除尘器→烟囱

而风机在气流中的位置可以看做是袋式除尘器的特点，是位于前面两侧还是后面。锌模反射炉和电炉一般采用布袋除尘。

火法炼锌炉渣再用旋涡炉处理，烟气温度1200-1300℃，含尘量20 g/m3。也可以使用袋式过滤器，其过程如下:

涡流→余热锅炉保护→表冷器→排烟风机→袋式除尘器→排烟风机→烟囱。

(5)锑的冶炼

锑精矿或矿石在焙烧炉或鼓风炉中冶炼时，锑以三氧化二锑的形式挥发，然后在袋式除尘器中回收。这种粉尘一般称为氧化锑。焙烧炉和高炉排出的烟气温度较高，应在布袋除尘前设置余热利用和烟气冷却装置。同时，由于烟气中含有一定量的二氧化硫，除尘后的烟气会被送至烟囱或经处理后排放。流程如下:

焙烧炉→余热利用装置→冷却烟道→风机→袋式除尘器→风机→排放或处理。

高炉→余热利用装置→冷却烟道→风机→袋式除尘器→风机→排放或处理。

高炉→沉降室→余热利用装置→冷却烟道→风机→袋式除尘器→风机→排放或处理。

收尘尾气可被选矿厂的碱性废水吸收。

用精炼反射炉处理三氧化二锑生产精锑时，烟气中仍含有三氧化二锑，可用布袋除尘器回收。烟气中二氧化硫很少，除尘后的烟气可就地排放或消散。集尘过程如下:

反射炉→汽化冷却器→冷却烟道→风机→布袋除尘室→逃逸。

炼锑用于锑白炉生产锑白，仍在袋式集尘室回收，烟气逸入室内。流程如下:

锑炉→慢涡或沉降斗→风机→袋式集尘室→逃逸。

(六)汞冶炼

汞熔炼炉包括鼓风炉、沸腾炉、吞咽蒸馏炉等。使矿石或精矿中的汞挥发成汞蒸气，然后冷凝成汞。为了获得纯汞，需要首先去除烟气中的粉尘。

沸腾炉烟气温度高，含尘量高。一般设置两级旋风除尘和一级电除尘，去除大部分烟尘。然后，文丘里管和汞收集旋流器将同时收集剩余的粉尘和大量的汞，剩余的汞将在后冷凝设备中获得。烟气中残留的汞和二氧化硫将在净化塔中被去除，然后由风机空排出。流程如下:

沸腾炉→一级旋风除尘器→二级旋风除尘器→电除尘器→文丘里管→汞收集涡流→(汞)冷凝器→净化塔→风机→排气空

高炉烟气含尘量少，温度不高，在除尘过程中汞可能会随粉尘一起被收集，造成汞的损失。因此，仅设置一台旋风除尘，除尘流程如下:

高炉→旋风除尘器→冷凝提汞装置→净化塔→风机→排放空

由于高炉间歇加料，有时物料加湿时，烟气温度只有几十摄氏度，旋风除尘灰中含有一定量的汞，造成损失。因此，也有意见认为，高防护烟气不应设置除尘。

电旋转蒸馏炉烟气量小，烟气含汞高，温度低。汞可能进入集尘设备中的灰尘，因此不采用干式集尘。而是直接使用文丘里管和汞收集旋流器同时收集和收集汞。粉尘随水冲向沉淀池沉淀，汞以活汞的形式沉入底部。来自汞收集旋风分离器的烟气被进一步冷凝，用于汞收集和净化。流程如下:

电热蒸馏炉→粉尘沉降桶→文丘里管→汞收集旋流器→冷凝器→净化塔→风机→排气空

(七)锡冶炼

锡冶炼反射炉、电炉烟气温度在800℃以上，炉渣中的残留金属通过烟化炉挥发，烟化炉烟气温度在1000℃以上。这种烟气常采用布袋除尘或电除尘。在进入除尘器之前，烟气必须冷却。一般在袋式除尘前使用表冷器，电除尘前可使用喷雾冷却器将烟气冷却到100℃左右，除尘效率可达98%以上。锡冶炼的一般除尘工艺如下:

反射炉→余热锅炉→表冷器→袋式除尘器→风机→烟囱

反射炉→余热锅炉→喷淋冷却器→电除尘器→风机→烟囱

烟炉→余热锅炉→喷淋冷却器→电除尘器→风机→烟囱。

烟炉→余热锅炉→表冷器→风机→袋式除尘器→风机→烟囱。

烟炉→余热锅炉→表冷器→袋式除尘器→风机→烟囱。

化炉烟气含SO2高，腐蚀性强，应注意防腐。

电炉烟气量少，一般只用少量冷却水或新鲜空气降温，然后送入电收尘器或布袋除尘器。流程如下:

电炉→复燃室→表冷器→袋式除尘器→风机→烟囱

电炉→复燃室→表冷器→电收尘器→风机→烟囱

用于脱砷的沸腾焙烧炉和回转窑的烟气一般采用袋式除尘，单独采用电除尘效率较差。但为了从烟尘中分离砷和锡，310℃以上可采用静电除尘器回收锡尘，100℃以下可采用布袋除尘器回收砷尘。当烟气从310℃降到100℃时，必须迅速冷却，使之超过玻璃中砷形成的温度，以利于砷和锡的分离。电炉、沸腾焙烧炉和回转窑的除尘工艺如下:

沸腾炉→冷却设备→旋风除尘器→电除尘器→风机→冷却器→布袋除尘器→风机→烟囱。

沸腾炉→集尘室→旋风除尘器→表冷器→布袋除尘器→风机→烟囱。

回转窑→冷却设备→旋风除尘器→电除尘器→风机→烟囱

回转窑→冷却设备→旋风除尘器→布袋除尘器→风机→烟囱

回转窑→集尘室→旋风除尘器→布袋除尘器→风机→烟囱

(8)综合回收

目前，我国用于处理阳极泥、粉尘和废渣的冶金炉烟气大多采用袋式除尘。

对于烟气量小、间歇生产、综合回收的冶金炉，多台炉可共用一套除尘设备。

硒、锗回收常采用湿式除尘或袋式除尘，铋、砷回收采用袋式除尘。

湿法除尘回收立式炼锌废气，用作燃料。

对于砒霜的回收，我国采用集尘室进行抽吸冷却、袋式除尘，最后进行水浴除尘。