年产十万吨锌锭的湿法炼锌工艺流程简介及小金属回收

年产十万吨锌锭的湿法炼锌工艺流程简介及小金属回收 - 1 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 十万吨常规湿法炼锌工艺流程简介及小金属回收 蒸汽余热发电一、工艺流程 锌精矿 烟气收尘余热锅炉送制酸焙烧 焙砂烟尘 球磨 氧化锌烟尘两段浸出 多膛焙烧浓密机 中性浸出 浸出液酸底流 浸出液浸出渣三段净化银精矿浮选酸性浸出 水解 压滤液Co渣Cu、Cd渣新液浸出液铅渣 送铅厂酸洗沉钴镉回收电解干燥 铟绵钴精矿熔铸窑渣回转窑挥发 海绵镉铜渣 浸出锌锭氧化锌磁选电解压团(出售)萃取焦粉铁粉送氧化熔铸粗镉熔铸锌系统 尾渣蒸馏、Ag、Cu等 浮选精镉铸锭 铟锭 Au镉锭 (出售) (出售) 二、原料: 一般锌矿石含锌量太低，不能直接还原处理，需要首先富集。 锌矿的富集或选矿通常在矿石像粗粒浸染状锌矿物或赋存在低密度脉石中锌-铅矿物容易处理。它们首先需要破碎，通常在地下用颚式、旋回或圆锥破碎，然后用球磨或棒磨机麻到75~150μm(100 - 1 - 志存高远 责任为先 - 2 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 目~200目)，再将破碎和筛分的矿石在重介质圆锥、跳汰机和摇床上处理。在单锌矿石的情况下，通常用硫酸铜进行浮选，使疏水锌矿石颗粒粘附近到上升气泡。浮选的锌精矿含锌50%~60%。 三、焙烧: 焙烧系统由备料工段和焙烧工段两部分组成。 备料工段包括:锌精矿贮存、筛分、破碎(松散)等作业，为沸腾炉提供合格精矿。 焙烧工段包括:焙烧、烟气余热回收、焙砂冷却、焙砂磨细等工序。 锌精矿仓长120m，宽30m，采用半地下仓，内设3台5t抓斗桥式起重机、3台定量给料机。精矿贮期30天。锌精矿由汽车或火车运至仓内后，采用桥式抓斗起重机上矿，由定量给料机配料后，经胶 2带输送机送往转运站。焙烧车间配置一台109m鲁奇式沸腾焙烧炉。 焙烧温度控制在890?左右。焙烧炉沸腾层内设有冷却盘管，回收多余反应热，产生的蒸汽并入热力管网。为了控制焙烧炉温度，炉内还设有自动喷水装置以便降低沸腾层温度。 主要技术经济指标 年处理精矿量 198170t/a(干基) 年工作日 330d 2沸腾焙烧炉床面积 109m 2沸腾焙烧炉床能率 5.5t/m?d 沸腾层高度 1m 沸腾层线速度 0.56m/s 锌可溶率 94.29% 脱硫率 93.15% 焙砂产量 84300t/a 焙砂含锌 59.64% 焙砂含硫 1.31% 其中硫化物硫 0.38% 烟尘产量: 88230t/a - 2 - 志存高远 责任为先 - 3 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 烟尘含锌 56.99% 烟尘含硫 3.45% 其中硫化物硫 1.23% 20?左右 焙烧温度 890? 烧减率 87.06% 3鼓风量 48630m/h 3焙烧炉出口烟气量 49300m/h 其中SO浓度 9.551% 2 锌焙烧回收率 99.5% 四、浸出 浸出工艺 概述 1备料 焙砂用压缩空气输送到浸出厂房内的料仓，由料仓锥底排出经星型给料器、称量给料机、正反转螺旋给料机，将焙砂送入氧化槽和中性浸出槽内。 从电解车间来的废电解液、阳极泥浆分别泵入废电解液贮槽和阳极泥搅拌槽。净液工段来的各种含锌溶液和过滤干燥厂房来的过滤液及洗液均泵入混合液贮槽。 凝聚剂溶液的制备:在凝聚剂溶解槽中加入水并通蒸汽，控制温度40,60?，逐渐加入凝聚剂，配制成1%的浓度，使用时用水稀释到0.1%浓度，存放在凝聚剂贮槽中，用泵送入各浓密机。 2中性浸出 用泵分别将废电解液、阳极泥浆液、氧化锌浸出液及可回收含锌 2，溶液送入氧化槽，控制槽内酸度HSO50,80 g/l，Fe?0.1g/l。 24 3氧化后液经溜槽流入中性浸出第一槽，中性浸出在4台100m机械搅拌槽中进行，4台呈阶梯排列，通过槽外的溜槽串联。焙砂通过双向运转的螺旋，可加入到各台中性浸出槽，使生产有更大的灵活性。焙砂加入量由测定PH值来控制，保证中性浸出终点pH=5.0,5.2。中性浸出矿浆由第四槽自流到两台并联的φ21m中性浸出浓密机，其浓密溢流即为中浸上清液，经溢流液槽用泵送至净液车间的中上清液 - 3 - 志存高远 责任为先 - 4 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 贮槽。浓密机底流经泵连续送至酸性浸出槽。 3酸性浸出 酸性浸出槽与中性浸出槽规格相同，选用4台槽呈阶梯串联。中 同时加入废电解液和浓硫酸，并通入蒸汽加热至浸底流泵入第一槽, 75,85?，控制浸出终点pH=2.0,3.0。酸性浸出矿浆由第四槽自流入2台并联的φ21m酸性浸出浓密机，其浓密底流经中间槽泵送到渣过滤干燥工段。其浓密溢流返至中性浸出的氧化槽。 五、净化: 由浸出送来的中浸上清液泵入一段净化槽，一段净化槽共3台， 3规格为φ5500×5400，V=120m/台，3台串联连续操作。锌粉经振动给料机可加入各净化槽，反应完成后浆液流至中间槽，再用泵送至5 2台F=120m的厢式压滤机进行液固分离，所得滤渣即铜镉渣，经浆化 2后泵至镉工段回收镉。所得滤液经3台F=50m的螺旋板加热器加温到85,90?后流入二段净化槽。 二段净化槽共4台，规格同一段净化槽，也是4台串联连续操作。锌粉经振动给料机加入各净化槽，同时加入酒石酸锑钾溶液，反应完 2成后排至中间槽，再用泵送至5台F=120m的厢式压滤机压滤，二段净化压滤后液送往三段净化槽。所得滤渣即钴渣，再经酸洗、压滤，得到钴精矿，暂堆存待回收钴。滤液再用锌粉、酒石酸锑钾沉钴，再经压滤，滤渣与上述钴精矿合并卸在同一堆场，滤液送浸出车间。 三段净化槽共2台，规格也同一段净化槽，两台串联连续操作。锌粉经振动给料机加入槽内，以除去残余的镉。反应完成后第二槽排 2料至中间槽，再用泵送至3台F=120m的厢式压滤机压滤，所得滤渣含锌较高，可返回到一段净化槽再利用。所得滤液即新液，用废电解液调酸至含HSO1,3g/l,以减少新液在输送过程中的结晶，然后用24 泵送往电解车间。 净液工段产出的铜镉渣经浆化后，送往镉工段2台φ4750× 33100，V=50m机械搅拌槽进行铜镉渣的浸出，两台并联间断操作。加入废电解液，控制始酸10g/l,终点pH=5.2,5.4。矿浆经中间槽用泵 2送至1台F=80m厢式压滤机压滤，滤液送一次置换槽;产出滤渣即铜 - 4 - 志存高远 责任为先 - 5 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 渣，经水洗压滤后作为中间产品出售。一次置换在1台φ4750×3100， 3V=50m机械搅拌槽中进行，为使一次置换所得海绵镉含Zn<2%,控制锌粉加入量为置换前液中总含Cd量的75%,一次置换后液在槽内澄清后底流经压团得海绵镉团块，可作中间产品出售。上清液用泵送至二次 3置换。二次置换也是1台φ4750×3100，V=50m机械搅拌槽，二次置 2换后液用泵送至1台F=80m的厢式压滤机压滤，产出滤液即贫镉液。所得滤渣为Zn-Cd渣，返回铜镉渣浸出。贫镉液因含钴较高，需用锌粉、酒石酸锑钾沉钴，再经压滤，滤渣与前述钴精矿合并，滤液送回浸出车间。 六、电解 净液工段送来的新液温度,80?，与经过空气冷却塔冷却后的废电解液温度约34?，在混液槽中混合，通过控制新液和废电解液的混合比(1?15,20)来保证电解槽操作温度在37,42?之间。 本车间共有电解槽464个，分为两列配置。混合后的电解液由总溜槽分别进入每个电解槽内，通过直流电的作用，锌在阴极上析出，氧在阳极上析出。 本车间采用铅银合金为阳极，压延纯铝板为阴极，每槽装阴、阳极各58片。 阴极析出周期为24h，阴极自槽中取出经洗涤后用人工剥下析出的锌片，经码垛后送锌熔铸工段，铝阴极板经清理、平整后装入电解槽进行下一周期的电解。 电解槽流出的废电解液经废液溜槽进入废电解液循环槽，部分废电解液泵送至浸出车间，大部分废电解液泵至冷却塔进行冷却后和净液工段送来的新液混合，然后通过溜槽再进入每个电解槽。 电解槽约30天清理一次，掏槽采用真空抽吸，抽出的阳极泥经中间槽用泵送至浸出车间。 电解时，为了降低析出锌含铅量，需加入碳酸锶，为了改善析出锌的面结构需加入骨胶，为改善剥离情况需加入酒石酸锑钾。 主要技术操作条件 电解液温度 36,42? 槽电压 3.35,3.45V - 5 - 志存高远 责任为先 - 6 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 2 阴极电流密度 500A/m 电流效率 89% 同极中心距 62mm 阴极析出周期 24h 真空掏槽周期 30d 七、小金属回收: 综合回收元素 ， 实现了硫、铅、铜、镉、铟、金、银、铁等伴生元素的回收。 1、铅 锌浸出渣是回收铅的重要原料， 常规湿法炼锌工艺，锌精矿经沸腾焙烧产出的锌焙砂经两段浸出后，浸出渣含锌20%、铅4.5%左右。在回转窑处理浸出渣的过程中低沸点物质都会随着锌的挥发而挥发，如铅、镉、铟、锗、氟、氯及部分稀有金属等都进入挥发产物--氧化锌中。铅在氧化锌中的含量在8%到15%之间得到富集回收。 氧化锌处理是利用多膛炉脱除氧化锌中的F、Cl后，用电解废液进行两段浸出，控制终点PH值使氧化锌中大部分锌、镉等金属进入溶液，而铟、锗、铅等有价金属则留在渣中。然后进一步分浸出渣中的锌、铟、锗、镓，使铅富集产出含铅30--40%的铅渣，即可送铅冶炼系统作为原料进行回收。 2.铜 由生产工艺流程图 可知，铜渣的获得过程为锌精矿?焙烧?浸出?净化?铜镉渣?镉回收?铜渣，此过程也是湿法炼锌成熟工艺。在锌焙砂浸出过程中，一部分铜不能被浸出，加上在浸出终点又一部分铜会水解进入浸出渣中，致使仅有35%左右的铜进入浸出液。浸出渣中的铜在回转窑处理锌浸出渣的过程中进入窑渣。只有进入浸出液中的铜可在净化时形成铜镉渣，再经铜镉渣浸出形成富铜泥回收。 3、 镉 铜镉渣经过浸出后，镉进入溶液与然后加入锌粉置换出镉绵经过压团机压成镉团，利用真空蒸馏设备产出精镉锭。 - 6 - 志存高远 责任为先 - 7 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx 4、银 常规湿法炼锌工艺银基本富集于浸出渣中，从湿法炼锌的浸出渣中直接浮选回收银，利用丁黑药为复选药剂，2号油为起泡剂进行浮选作业，产出银精矿银含量3000~5000g/l，回收银 5、铟 铟是一种稀散金属主要伴生在铅锌生产的原料中，市场价格在 400万元/吨左右，最高曾达到1000美元/公斤，广泛用于原子能、电子、军事、化工、医疗精密机械等行业。2007年世界铟产量达到450吨，99%为铅锌冶炼资源综合回收产品，故铟的回收在铅锌企业经济意义巨大。国内同行业的铟富集技术,普遍采用锌粉置换工艺、中和水解工艺，产出铟富集渣，然后进行集中浸出、萃取、反萃、置换、熔铸、电解产出精铟锭回收。 6、铁 锌精矿中含铁一般在5—15%之间，有的高达20%。其全部进入浸出渣，富集于回转窑窑渣中，随着资源的逐步紧张，这些窑渣已成为可利用的有价资源，被广泛应用于水泥、炼铁等工业。综合利用锌回转窑窑渣，磁选后铁粉平均成分(wt%):Cu:1.58、Pb:0.061、Ag:0.006、Fe:78.18、C:1.29。焦粉成分(wt%):Cu:0.19、Pb:0.15、Ag:0.009、Fe:3.35、C:71.59。焦粉返回转窑配料回收利用，实现回转窑窑渣零排放。年处理8.5万吨窑渣，产铁粉3.8万吨、银精矿1500吨、含锌焦粒1.6万吨，3.0万吨尾渣作为制砖料售往砖厂，取得较好的经济效益。 7、余热的回收与利用 锌精矿在沸腾炉焙烧脱硫的同时，也产生大量的余热，以前只有将多余的蒸汽放空，造成大气污染和温室效应，建设余热发电项目，年发电量3150万千瓦时。可创造较好经济效益。 - 7 - 志存高远 责任为先 - 8 - 江西理工大学 冶金与化学工程学院 冶金10xxx - 8 - 志存高远 责任为先