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锌冶金工艺——电炉炼锌法&常规浸出法

   日期:2024-05-17     来源:www.jiaxuemao.com    作者:二手网    浏览:498    评论:0    
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电炉炼锌是借助电能直接加热炉料连续蒸馏生产锌的办法,其主要工序包含混料、制粒干燥、电炉还原熔炼和冷凝四部分。将细磨的高质量氧化锌矿和相应的焦炭混合、制粒、干燥后加入还原电炉内熔化还原,在高温和强还原氛围下,物料中的锌被还原并以锌蒸气的形态产出,含锌和CO的气体再经净化、急冷,并以锌粉形态产出。也有在电炉后端接锌雨冷凝器,使锌以粗锌形态产出。

电炉炼锌法

(1)办法介绍

电炉炼锌是借助电能直接加热炉料连续蒸馏生产锌的办法,其主要工序包含混料、制粒干燥、电炉还原熔炼和冷凝四部分。将细磨的高质量氧化锌矿和相应的焦炭混合、制粒、干燥后加入还原电炉内熔化还原,在高温和强还原氛围下,物料中的锌被还原并以锌蒸气的形态产出,含锌和CO的气体再经净化、急冷,并以锌粉形态产出。也有在电炉后端接锌雨冷凝器,使锌以粗锌形态产出。

(2)技术特征

电炉炼锌法对材料成分需要不严,伴随直流电炉的成功应用,电炉电耗也大幅降低。因为电耗高,电炉炼锌的应用遭到非常大限制,现在仅在国内部分边远省区如云南、贵州等氧化锌资源丰富、电力提供充足的地方有所进步,总装机功率约120000 kVA,年产锌量10~15万t,其中最大的会泽县滇北工贸公司,年产量为2万t。

常规浸出法

(1)办法介绍

浮选硫化锌精矿经过配料、干燥、破碎、筛分后,用皮带抛料机抛入沸腾熔烧炉中进行焙烧,得到焙砂和SO烟气。烟气经冷却、除尘和净化后,送硫酸系统使用两转两吸工艺生产硫酸。

焙砂送浸出系统用稀硫酸进行中性浸出,同时用水解法除去中性浸出液中的铁和大多数砷、锑、锗等杂质。中性浸出渣再用稍浓的硫酸进行低酸性浸出,以尽可能把中浸渣中的可溶锌溶解出来。酸性浸出液返回中性浸出。酸性浸出渣进入银浮选系统收购银,得到的银精矿送铅冶炼系统。浮选尾渣送挥发窑系统收购次氧化锌,渣中铅、铟、锗、镉、银大多数或部分进入次氧化锌而得到富集收购。

中性浸出的上清液送往净化系统。净化工艺一般使用三段锌粉置换法,第一段加锌粉除铜镉,得到的铜镉渣送镉系统生产金属镉,提镉后的铜渣再送铜系统收购铜;第二段将溶液升温加锌粉和活化剂锑盐或砷盐除钴镍,得到的钴渣送钴系统收购钴镍;第三段加锌粉除复熔镉,得到的纯净硫酸锌溶液送电解新液罐冷却沉淀后再配送锌电积槽,得到的净化渣返回第一段净化。

在电解槽内,通直流电,纯净的锌在阴极板上析出,阳极放出氧气。析出锌自阴极剥离后熔铸成锌锭或配制成合金锭。废电解液返回浸出工序循环用。

常规浸出法的原则工艺步骤见图3-47。常规浸出法仍然是国内湿法炼锌的主要生产办法,其产量占湿法炼锌总产量的60%以上。因为历史是什么原因,老的生产系统在生产规模、资源综合借助、环境保护、节能减排、劳动生产率等很多方面存在明显的缺点。小型的道尔型沸腾焙烧炉,低空污染较大,床能力低,余热借助差。浸出过程现场环境差,车间废水零排放重压大。溶液净化深度不高,锌粉消耗高,智能化控制方法几乎没。电积基本上是使用小极板,人工剥锌,酸雾重。锌熔铸是用能耗高、效率低的小型电炉。尤其是浸出渣使用威尔兹炉挥发处置,能耗非常高,不只不经济,而且低浓度SO污染紧急。

锌常规浸出法原则工艺流程图

典型的湿法炼锌的化学反应过程如图3-48所示。

典型的湿法炼锌的化学反应过程如图

(2)技术特征

常规浸出办法工艺成熟,生产稳定,但因为焙砂中的铁酸锌不可以被稀硫酸浸出,因而其浸出渣中一般含有20%左右的锌,并由此致使了以下一些主要问题:

①浸出渣量大,吨锌产出的浸出渣0.8~0.9t;

②浸出渣含锌高,一般在20%~22%;

③浸出渣须使用挥发窑处置,能耗高,耐火材料消耗大;

④金属收购率低,挥发窑渣中仍含有200~300g/t的银和2%~5%的锌;

⑤挥发窑尾气SO含量超标紧急,治理本钱非常高;

⑥净化过程,锌粉消耗较高;

⑦锌直接收购率低;

⑧锌电解及熔铸的劳动强度大。

国内的常规浸出法在金属收购水平、能耗水平、二次资源开发借助水平等方面,与海外先进水平相比仍有较大差距。以株洲冶炼厂为例,其每年产出的约20万t挥发窑渣中仍含有1.5%~2%的铜、3%~7%的锌、0.5~1.0g/t的金、200~300 g/t的银、150~300 g/t的锢、30%~40%的铁,即约有3000 t铜、40~60 t银,约200 kg金,6000~14000 t锌。现在使用物理分选办法收购处置,但成效较差。与海外先进企业的差距状况列于表3-24。

株洲冶炼厂浸出处理部分金属回收率及能耗指标与国外企业对比

浸出渣回转窑挥发的主要缺点如下:

①能耗高。生产1t ZnO需要消耗1.7t焦粉,还需要消耗很多的水、电、压缩风等;

②金属收购率低。统计数据表明,挥发窑金属挥发率分别为Zn 88.03%,Pb 88.76%,In 76.11%;Ag 61%;

③加工费高。窑内衬耐火材料消耗较高,致使加工费高,每吨 ZnO加工费达2700元;

④环境污染重。浸出渣中的硫在挥发过程进入气相,因浓度低没办法收购,使用液碱吸收的处置本钱非常高;

⑤废渣产生量大。每处置1t浸出渣产生0.8t废渣,未收购的有价金属进入废渣中非常难进行收购处置,存在紧急的污染隐患。

锌冶炼过程主要杂质元素的分布及对步骤的影响状况见表3-25。

锌冶炼过程中的杂质元素分布情况

锌冶炼过程中的杂质元素分布情况

表3-26列出了常见的杂质元素控制办法。

常用的杂质元素控制方法

常用的杂质元素控制方法

(3)主要技术经济指标

(4)常规浸出法各工序技术经济指标见3-27.

常规浸出法各工序技术经济指标

常规浸出法各工序技术经济指标

常规浸出法各工序技术经济指标

(4)国内应用厂商及产能

除株洲冶炼厂外,使用常规浸出法的冶炼企业主要有:葫芦岛锌业股份公司(13万t/a)、永春福源锌业公司(10.5万t/a)、保靖县锌业开发有限责任公司(3万t/a)、南丹县金山铟锗冶金化工公司(10万t/a)、云南驰宏锌锗股份公司(20万t/a)、湖南金石锌业有限责任公司(5万t/a)、云南云铜锌业股份公司(3万t/a)、云锡集团锌业有限责任公司(3万t/a)、云南马关锌业公司(5万t/a)等。

(5)总体评价

常规浸出办法工艺成熟,生产稳定,是现在国内湿法炼锌的主要生产办法。但因为其在资源综合借助、环境保护、节能减排、劳动生产率等方面存在很多明显缺点,新建的湿法炼锌厂已极少使用。

 
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