锌冶炼工艺简介

行政部门员工生产工艺学习指南紫金有色金属有限公司二0一一年四月目录公司简介…………………………………………………………………………………………………………（1）10万吨/年锌冶炼整体生产网…………………………………………………………………………………（2）焙烧制酸生产工艺简介…………………………………………………………………………………………（3）浸出生产工艺简介………………………………………………………………………………………………（7）净化生产工艺简介………………………………………………………………………………………………（12）电解生产工艺简介………………………………………………………………………………………………（14）锌粉生产工艺简介………………………………………………………………………………………………（16）熔铸生产工艺简介………………………………………………………………………………………………（16）综合回收生产工艺简介…………………………………………………………………………………………（17）水汽车间生产工艺简介………………………………………………………………………………………(21)-1-紫金有色金属有限公司是紫金矿业集团控股子公司，公司成立于2004年10月，注册资本3.75亿元，现有总资产27.6亿元，员工2500余人。地处工业园区，是国内大型有色金属冶炼企业，自治区重点工业企业，自治区循环经济发展示范企业，也是首批通过国家工业和信息化部全国《铅锌行业准入条件》审核的8户铅锌企业之一。公司的20万吨/年锌冶炼工艺采用热酸浸出—低污染沉矾除铁湿法炼锌工艺，目前公司已具备年产锌锭22万吨、硫酸40万吨的产能，年产值可达40亿元以上。控股公司紫金矿业集团股份有限公司（A+H）是一家以黄金及基本金属矿产资源勘查和开发为主的高新技术效益型特大国际矿业集团，是中国最大的黄金生产企业和中国控制金属矿产资源最多的企业之一。（H股票代码：2899,A股票代码：601899）。公司积极开展矿产资源整合和风险勘探工作，目前紫金在当地控股矿山一座，参股矿山一座，控制锌资源金属量300多万吨，原料自给率可达50%以上；现有矿权17个，矿权面积1000余平方公里。公司始终将科学管理、安全环保、节能减排和发展循环经济作为企业可持续发展及构建和谐企业的核心来抓，成立了技术研发中心，已对伴生的铜、镉、钴、铅银等有价金属全部实现了综合回收利用，对饱和蒸汽实施了余热发电项目，建成了水污染和尾气在线监控系统，在国内首次成功应用离子液尾气吸收技术，使公司尾气排放在达到国家一级排放标准的基础上再减少了2/3的尾气排放量，成为内蒙古自治区循环经济示范企业，公司技术研发中心被认定为自治区级技术中心，巴彦淖尔市“环境友好型企业”，公司先后荣获“科技进步一等奖”、自治区“科技进步三等奖”。2007年通过了“三标一体”认证；公司“紫金”牌锌锭为上海期货交易所交割品牌；公司实验室通过国家实验室认证，紫金牌锌锭被内蒙古自治区品牌协会授予“内蒙古著名品牌”。公司先后荣获“全国劳动关系和谐企业”、“2007内蒙古自治区国税纳税50强”、“内蒙古自治区五一劳动奖状”、内蒙古自治区“AAA级诚信企业”。公司的发展目标是将企业建成中国著名的有色金属选冶及深加工基地、行业先进生产力代表企业，最终实现探、采、选、冶、加工一体化的集约经营，使公司成为全球重要而极富竞争能力的锌等有色金属材料供应基地。210万吨/年锌冶炼整体生产网3焙烧制酸生产工艺简介焙烧制酸生产工艺分焙烧工序和制酸工序两个部分。1、焙烧工序：焙烧的目的一是将锌精矿中的ZnS尽量氧化变成ZnO，同时，也使锌精矿中的铅、铜、镉、钴、砷和锑等杂质元素氧化变成化合物进入焙砂或直接生成易挥发的化合物而从精矿中分离；二是使锌精矿中硫氧化变成SO2，产出有足够浓度的二氧化硫烟气，以便制取硫酸。流态化沸腾焙烧工艺，焙烧炉109㎡，是目前国内较大焙烧炉之一，处理的原料为浮选锌精矿，焙烧强度为6.16吨/平方米.每天,现阶段标温控制在940—980℃,焙烧工艺的主要控制点：风量、温度、投料量，根据残硫的高低调整风料比。其原理是：硫化锌精矿在氧化气氛中进行自热反应，使其发生物理、化学变化，改变其成分生产出合格的焙砂，产生的烟气送往制酸系统。工艺流程：（1）原料和锌精矿经皮带输送到焙烧炉，（焙烧炉现主要控制指标：标温950℃、鼓风量55000m³/h风箱压力≤19.5KPa）后，产品焙砂(控制指标S≤0.7％,Fe≤5.5)经流态化冷却器和冷却圆筒降温（200℃以下），经刮板机运输、球磨机碾磨后（粒度-200目以下≥65%）经中间仓喷射泵送到浸出车间或焙砂储仓。（2）焙烧炉产出二氧化硫烟气经三级除尘（余热锅炉、漩涡收尘、电收尘）后通过高温风机送制酸净化。工艺流程图：452、制酸工序：制酸系统分为净化、转化、干吸和尾气回收四个工序。工艺流程：(1)净化采用绝热蒸发稀酸冷却净化工艺，转化采用了3+1/Ⅲ.Ⅰ-Ⅳ.Ⅱ转化换热流程。产品酸规格为98%H2SO4，根据需要也可产93%H2SO4。排出废酸量5—10m3/h，送往污水处理工段进一步处理后达标排放。尾气经尾气回收系统处理后达标排放，控制二氧化硫浓度400mg/m3以下。来自焙烧约300℃的SO2烟气从顶部进入湍冲塔，与循环液逆流接触，烟气中的尘、砷、氟等杂质被洗到循环液中。出湍冲塔烟气（≤65℃）进入冷却塔，与经过稀酸板式换热器降温后的循环液逆向接触，使烟气进一步除尘降温（≤45℃），然后进入两级电除雾器除雾后去干燥塔（温度≤42℃、含酸雾≤0.005g/Nm3）。（2）净化后的SO2烟气进入干燥塔，与塔顶喷淋下来的93%酸逆流接触，出塔烟气含水达到0.1g/m3，干燥后的SO2烟气经鼓风机升压后送往转化器。控制SO2浓度在6.5%-7.5%，通过调节各触媒层温度，使二氧化硫在催化剂的作用下转化生成SO3烟气。（3）将净化后的烟气用93%硫酸干燥后除去水份（送往转化工序，再用98.3%的硫酸吸收从转化工序来的SO3烟气，产出合格的成品酸。6工艺流程图：7浸出生产工艺简介湿法锌冶炼浸出过程，是以稀硫酸溶液（主要是锌电解过程中产生的废电解液）做溶剂，将含焙砂中的锌及有价金属溶解进入溶液的过程。原料焙砂中除锌外，一般含有铁、铜、镉、钴、砷、锑、镍、锗及稀有金属元素。在浸出过程中，除锌进入溶液外，其它金属元素也不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。这些杂质会对锌电积过程产生不良影响，因此在送电解以前必须把有害杂质尽可能除去。浸出过程的目的就是将原料中锌尽可能完全溶解进入溶液中，并在浸出终了阶段采取措施，除去部分铁，砷、锑、硅及锗等有害杂质，同时得到沉降速度快、过滤性能好、易于液固分离的浸出矿浆。我公司采用热酸浸出-低污染沉矾除铁工艺，分别是：中性浸出工序，予中和工序，高温高酸浸出工序和低污染沉矾除铁工序四个浸出工序1、中性浸出工序：中性浸出工序的目的是最大限度地将焙砂中的锌浸出来，将其中有害杂质如：砷、锑、铁等除去。中性浸出槽4台串联连续操作。首先在氧化槽中加入废电解液、锰矿粉和混合液（混合液是由沉矾上清、贫镉液等组成）。氧化液经溜槽自流进入中浸1#槽，与此同时焙砂经过螺旋给料机加入中浸1#槽，并随时地检测1#出口的PH值保持在3.5-4.0之间。经过4台槽的反应流入2台中浸浓密机进行液固分离，在进入浓密机的溜槽中加入3#剂溶液，而且保持4#槽出口溶液的PH值在5.2-5.4之间。浓密溢流流入中浸溢流槽即为中上清液送往净液车间，中浸底流经泵送入予中和1#槽中。中上清液体质量要求为：Zn含量在140-145g/L，Fe含量20mg/L、pH值在5.2-5.4之间。发生的主要化学反应是：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O；2FeSO4+MnO2+H2SO4=Fe2（SO4）3+MnSO4+2H2O；Fe2(SO4)3+6H2O=Fe（OH）3↓+3H2SO4；As2(SO4)3+3ZnO+3H2O＝As2O3·3H2O↓+3ZnSO4；Sb2(SO4)3+3ZnO+3H2O＝Sb2O3·3H2O↓+3ZnSO4；H3AsO+4Fe(OH)3＝Fe4O5(OH)5As↓+5H2O；H3SbO+4Fe(OH)3＝Fe4O5(OH)5Sb↓+5H2O8工艺流程图：2、予中和工序：予中和工序的目的是将高温高酸浸出的上清液和中浸底流在予中和反应槽中加入少量的焙砂（有时不加焙砂），将矿浆液中和至沉矾工序所需的酸度以及将中性浸出工序焙砂中余留部分未浸出的可溶锌得到进一步的浸出过程。在予中和1#槽中加入中浸底流和高浸上清液，控制予中和终点酸度在5-15g/L左右。从予中和4#槽出来的矿浆自流入2台浓密机进行进行液固分离，溢流出的上清液送入沉矾槽，底流送入高浸槽中。9工艺流程图：3、高温高酸浸出工序：焙砂中的可溶锌大部分在中浸和予中和工序浸出来，而铁酸锌和硫化锌在上两道工序中不参与反应，铁酸锌只有在高温高酸的条件下溶解。此工序的目的是把焙砂中所含铁酸锌中的锌浸出来，从而提高锌的回收率，浸出渣量也大大减小。该工序首先将予中和底流、废电解液和浓硫酸加入高浸1#槽中，进行高温（温度控制在90℃以上）高酸（终点酸度一般大于30g/L）反应。从高浸4#槽的矿浆流入高浸浓密机中，上清液送入予中和工序，底流送往过滤工段洗涤过滤后排放。工艺流程图：104、低污染沉矾除铁工序：黄钾（铵）铁矾除铁的原理是将溶液中的硫酸铁加入沉矾剂（碳铵和碳钠）生成不溶的黄钾铁矾沉淀，经液固分离除铁的过程。其反应式为：3Fe2（SO4）3+2NH4OH+10H2O=(NH4)2〔Fe6（SO4）4(OH)12〕+5H2SO4该反应进行的过程中不断的产生酸，影响反应的进行，传统中和酸的方法是加入焙砂，由于酸度低造成焙砂中的氧化锌反应不完全，渣含锌较高且矿浆过滤性能差渣中含水溶锌和有价金属高。我们公司采用碳钠、碳铵既作沉矾剂又作中和剂，渣中含锌和有价金属低。可改善矾渣对环境的污染，且金属回收率高。11沉矾工序是将预中和上清液加入碳铵和碳钠加温反应进入沉矾浓密机液固分离上清液为中浸工序提供合格的前液其含铁量约为≤5g/l。其矿浆中的铁杂质以沉淀的形式进入底流送往过滤工段过滤以固体渣形式排放。工艺流程图：12净化生产工艺简介锌焙烧矿经过中性浸出所得的硫酸锌溶液含有许多杂质,其中有较锌正电位的杂质铜、镉、钴、镍、砷、锑、铁等。这些杂质在锌电解沉积过程中是极为有害的,如降低电流效率,增加电解能消耗,影响析出锌质量、腐蚀阴极造成剥锌困难等.因此,在电解前必须对这种溶液净化,把有害杂质除到允许含量.我公司净化过程采用锌粉—锑盐、硫酸铅、硫酸铜联合添加剂净化工艺流程,即:两端高温除钴,第三（四）段扫残余杂质.工艺原理为：用锌粉置换除去Cu，Cd，Co，Ni等杂质.CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4；CdSO4+Zn=Cd+ZnSO4；CoSO4+Zn=Co+ZnSO4；NiSO4+Zn=Ni+ZnSO4；净化后新液指标为：Co≤1.0，Cd≤1.2，Sb≤0.08，Cu≤0.3。工艺流程图：13中上清环锌粉锑盐一净渣滤液（送镉工段）锌粉锑盐二净渣滤液锌粉（送镉工段）三净渣新液（送电解）（合格）换热器一次净化过滤换热器二次净化过滤三次净化过滤浆化14电解生产工艺简介硫酸锌溶液的电解沉积锌的过程是：将已经净化好的硫酸锌溶液（新液）连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽中，以铅银合金板（含银1%）做阳板，压延铝板做阴极，悬挂在槽内，当通直流电时，在阴极上析出金属锌（称阴极锌或析出锌）有少量氢气放出，在阳极上则放出氧气。注入槽内的新电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含量逐渐增多。经过电积后电解液含锌45~65g/L，含硫酸150~200g/L，不断从电解槽的溢流口排出，该液称之为废电解液，简称废液，部分送往浸出工序作溶剂，大部分经冷却后与新液混合重新送入电解槽。当电积一定时间后（一般24h）把阴极板提出，用人工方法把析出锌剥离下来送往熔铸工序。剥去锌的阴极铝板再