锌冶炼新工艺培训
硫化锌精矿直接浸出可分为:
◆ 高压富氧直接浸出 ◆ 常压富氧直接浸出
氧压直接浸出 由加拿大科明科公司研发,加拿大科明科公司特 雷尔锌厂首次成功应用,目前国内已有2座工厂利用氧压浸出技术生 产电锌。 常压富氧直接浸出 由芬兰奥托昆普公司开发,在芬兰首次成功 应用,目前世界上有3座工厂利用常压浸出技术生产电锌。
3.2.2
低酸浸出流程简述
来自球磨区域的合格矿浆被泵入精矿浆化反应 器,然后经过螺旋分级把结团的大块分离出来, 然后在经浆化后泵到浸出车间低酸富氧直接浸出 高位槽,通过溜槽自流到4台低酸富氧直接浸出槽 (900立方)浸出,控制低酸直接浸出出口溶液酸 度和Fe3+ ﹤1g/L,低酸浸出矿浆通过溜槽到1台低 酸浸出浓密机进行液固分离,低酸浸出底流通过 底流泵泵入高酸富氧直接浸出高位槽。
焙烧 浸出 净化
熔铸
电解
云南驰宏公司曲靖分公司烟气常压接触制酸
三段逆锑连续净化
48h长周期电解 剥锌机自动剥片
3 锌的直接浸出
3.1 硫化锌精矿直接浸出
硫化锌精矿直接浸出是锌精矿可不经过焙烧,在一定的氧压和 温度条件下,利用氧气直接酸浸获得硫酸锌溶液和元素硫的过程。 反应方程式为:ZnS+Fe2(SO4)3 →ZnSO4+2FeSO4+S0 2FeSO4+H2SO4+1/2O2 → Fe2(SO4)3+H2O 总反应为:ZnS+H2SO4+1/2O2 → ZnSO4+H2O+S0
3.1.1 硫化锌精矿氧压浸出
加压浸出工艺在90年代得到了快速的发展。据 不完全统计,90年代初已投产的加压浸出厂家已超 过10个,其中也包括我国第一次用加压浸出处理高 镍硫的工厂—新疆阜康冶炼厂。 2004年云南永昌铅锌股份有限公司将硫化锌精 矿加压浸出技术应用于生产,成为我国采用高压酸 浸工艺技术生产电锌的第一个产业化企业。中金岭 南丹霞冶炼厂采用了加拿大舍利特高尔登公司的氧 压浸出工艺,去年已经开始投产。我们公司呼伦贝 尔分公司准备采用加拿大舍利特高尔登公司的氧压 浸出工艺。 可以预料,今后一段时间内加压浸出工艺应用 的领域会更加广阔,工业化的速度会加快,它将使 湿法冶金进入一个崭新的年代。
• 奥托昆普直接浸出槽
4 从二次物料中回收锌
4.1 二次金属回收率低
我国再生锌只占锌总产量3% 左右。我国处理废镀锌钢 材、杂黄铜等含锌废料,对锌的回收利用重视不够,处于自 流状态,没有形成产业。美国有80多家电炉炼钢厂,处理废 镀锌钢材,产出含Zn、Pb、Cd的烟尘,经过进一步处理, 作为生产这些金属的原料,有效地提高了二次金属的回收率, 目前发达国家二次金属的回收率达到了30%~50%,这说明 我国二次金属回收潜力巨大。
(1). 传统湿法炼锌方法 湿法炼锌是第一次世界大战期间开始应用的。其本质是
用稀硫酸 (即废电解液 ) 浸出焙烧矿中(沸腾焙烧)的锌,锌
进入溶液后再以电解法从溶液中沉积出来。湿法炼锌可直接 得到很纯的锌,不象火法蒸馏炼锌还需精炼。除此之外,操
作所需劳动力较少,劳动条件也较好,只是电能消耗大。
总之,火法炼锌的前景远不如湿法炼锌好,湿法炼锌是 当前的主导炼锌方法。 下图为传统湿法炼锌原则工艺流程图。
3.1.2云南冶金集团加压湿法冶金发展历史
20世纪 90年代
2004年
2005年
建成2万t/年两 段氧压酸浸高 铁锌精矿厂, 正在建设14万 t/年硫化锌两 段氧压酸浸厂
开始对锌精矿 氧压浸出技术 进行试验研究
建成1万t/年的 一段法加压酸 浸湿法炼锌示 范厂投产
3.1.3优越性与作用
加压湿法冶金的优越性主要体现在: (1)加压湿法冶金可用于直接处理金属硫化矿,硫化矿不 经过氧化焙烧,避免了SO2对大气的污染,是一种清洁冶 金技术。 (2)传统的湿法炼锌工艺硫以硫酸形式产出,对市场的依 赖性很大。用加压湿法冶金处理硫化矿,硫以单质硫形态 产出,便于储存与运输。对于硫酸过剩或交通不便的边远 地区,这一点尤其重要。
1.2 锌的冶炼方法 锌冶炼主要有火法和湿法两种冶炼工艺。火法炼锌应用
较早,有横罐炼锌、竖罐炼锌、电热法炼锌、鼓风炉炼锌等
方法。湿法炼锌兴起的较晚,但是第一次世界大战中期才正 式工业生产;直到20世纪热酸浸出法取得成功,真正促进了
湿法炼锌的高速发展;到 20世纪80年代后,湿法炼锌的产量
已经占世界总锌产量的80%以上。
澜沧2段加压浸出车间
3.2 直接浸出工艺
浸出目的:
•使物料中的Zn尽可能地全部溶解到浸出液中,得到高浸出率; •使有害杂质尽可能地进入渣中,达到与锌分离的目的。
浸出区分为两段: 低酸浸出和高酸浸出。 低酸浸出目的:使矿浆中的锌化物部分溶解在溶液中,并
并通过鼓入纯氧,将溶液中的二价铁氧化成三价铁,同时使其 他杂质部分水解沉淀。
锌冶炼新工艺
讲 日
师: 期:2014年5月7日
主要内容
1 2 锌冶金概况 传统湿法炼锌 锌直接浸出 从二次物料中回收锌
3
4
5
1 锌冶金的概况
1.1 概述
锌是一种重要的有色金属,具有良好的抗腐蚀性,产量仅次于铝、铜。
我国是炼锌最早的国家,也是最早使用黄铜的国家。锌的生产方法由我国
传到欧洲。目前炼锌发达的国家有 :加拿大、澳大利亚、日本、美国、俄 罗斯、比利时和中国 。 1.1.1 锌的用途 1). 钢材的镀锌方面,起防腐作用。 2).制作优良的合金,如做装饰品的铜锌合金 ( 黄铜 ), Cu-Sn-Zn 形成 的青铜,作为耐磨合金的Cu-Sn-Pb-Zn合金。 3).锌可以制造用于航天仪表上的Ag-Zn电池。 4). 利用Zn熔点低的特点,还可浇铸精密铸件。 5). 锌在冶金工业中作为还原剂,化学工业中作为制造颜料用的原材 料。
1.3 锌冶金国内外的差距
1.3.1劳动生产率低
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 60年代 80年代 90年代 近年 国内 国外
由上图可见,随着炼锌技术的发展,国内外劳动生产率都在提高, 但是提高的速度大不一样,差距也越来越大,60年代国内劳动生产率 为国外的1/4,发展到近年已不足1/10。
(3)由于加压湿法冶金在较高的温度下进行,过程动力学 条件得到很大改善,从而加快了浸出速度,大大缩短浸 出时间,能取得较高的生产率。 (4) 加压湿法冶金对原料的适应性较强,可以用于处理成 分复杂的冶金原料。 (5) 加压湿法冶金的规模可大可小,具有很高的机动性。
3.1.4 加压浸出采用的方法
传统湿法炼锌原则工艺流程图
(2) 目前,世界上炼锌方法有火法与湿法之分,火法以密闭鼓 风炉为主 ,但由于后来湿法炼锌的高速发展占据了炼锌的主导 地位,湿法炼锌的产量占了80%以上。 现在 , 湿法炼锌朝着缩短流程 , 节能环保方面发展 , 锌精矿 直接浸出已成熟并规模化生产。
国内传统的湿法炼锌工艺:
1.3.2 生产工艺滞后
国内传统的湿法炼锌工艺:
焙烧
浸出
净化
熔铸
电解
锌精矿直接加压酸浸湿法炼锌工艺,加拿大科明科公司已工业应用 多年,世界上共有4家采用这一工艺生产,我国仍处于研究阶段。锌精 矿常压富氧直接浸出由芬兰OUTO—TEC开发,已经实现工业化生产。 该工艺省去了焙烧、制酸工序,优点十分明显。
4.2 锌二次物料情况
• 锌广泛应用于国民经济的各个领域,约有 50%用于钢材镀锌,从废旧钢材镀锌制品 回收钢铁时,锌进入烟尘,此类资源每年 达数百万吨,是锌二次资源的主要来源。
3.2.3 高酸浸出条件
高酸浸出的温度: 98℃, 高酸浸出反应时间:12h, 高酸浸出终点酸度:30g/L左右。 高酸浸出用氧纯度:98%纯氧,由制氧站提 供气,是从四个槽子的底部鼓入。 液固比:10~12∶1 浸出率:97%。
3.2.4 高酸浸出流程简述
低酸浸出底流和二系统中性浸出底流通过底 流泵泵入高酸富氧直接浸出高位槽。通过溜 槽自流到4台高酸富氧直接浸出槽(V= 900m3/台)继续浸出,高酸浸出矿浆通过溜 槽自流到硫浮选工序浮选。
2 传统湿法炼锌
2.1 湿法炼锌方法
湿法炼锌技术发展现状
湿法炼锌自20世纪初投入工业生产以来不断发展进步,20世纪60年代以来, 湿法炼锌已成为锌冶炼的主导发展方向,传统湿法炼锌由焙烧、浸出、净液、电积、 熔铸等主要工序组成。主要优点是环境卫生、劳动条件好,能够综合回收有价金属, 金属回收率高,产品质量好,易于实现大规模、连续化、自动化生产。 随着各国对环保要求的日趋严格,湿法炼锌成为锌冶炼的一种主导方法。针对 浸出渣火法处理(高温烟化挥发)能耗高、过程复杂、劳动条件差、耐火材料消耗 高等弊端,冶金工作者开展了广泛的研究,相继研究成功了浸出渣热酸浸出黄钾铁 矾法、针铁矿法、赤铁矿法除铁等湿法处理浸出渣新工艺,解决了湿法炼锌长期以 来浸出渣难处理的关键问题,既强化了浸出过程,又简化了渣处理过程,使锌的回 收率大幅度提高,促进了湿法炼锌的高速发展。 20世纪80年代后,湿法炼锌的产量已占世界总锌产量的80%以上。进入90年代, 研究成功了硫化锌精矿和高硅氧化锌矿石直接酸浸法。同时为了降低锌精矿氧压酸 浸对温度、压力的要求,进行了催化试验,取得了可喜的成果。为了使湿法炼锌的 工艺过程进一步简化,又进行了硫化锌矿直接电积的试验研究,此试验如能成功, 将从根本上改变目前的湿法炼锌工艺,使其有更广阔的发展前景。
(低酸高酸流程见下图)
2.1.1 常压富氧直接浸出
硫化锌精矿的直接浸出工艺主要包括以下5个部 分,即:磨矿区、 直接浸出区(低酸,高酸)、 硫浮选 区、沉铟区 、沉铁区。 与加压浸出相比,常压氧浸有以下优点: 1.结构简单,投资省,设备故障少。 2.工艺控制简单,金属回收率高。 3.原料适应性强,能达配处理浸出渣。 4.运行成本低。 5.安全性能好。