冶金百科 | 鋅冶金工藝——常壓富氧浸出法

2023-04-27 11:22:40 來源：中冶有色技術(shù)網(wǎng)

2459

簡(jiǎn)介：常壓富氧直接浸出法是在氧壓浸出法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。采用高溫(95～100℃)和常壓(100kPa)，在一組立式攪拌容器內(nèi)用廢電解液連續(xù)地浸出硫化鋅精礦。其基本反應(yīng)過程仍基于以鐵作為硫化物反應(yīng)的催化劑，把氧作為強(qiáng)氧化劑，只是用核心設(shè)備——玻璃鋼反應(yīng)器取代高壓釜反應(yīng)器。

常壓富氧浸出法

(1)方法簡(jiǎn)介

常壓富氧直接浸出法是在氧壓浸出法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。采用高溫(95～100℃)和常壓(100kPa)，在一組立式攪拌容器內(nèi)用廢電解液連續(xù)地浸出硫化鋅精礦。其基本反應(yīng)過程仍基于以鐵作為硫化物反應(yīng)的催化劑，把氧作為強(qiáng)氧化劑，只是用核心設(shè)備——玻璃鋼反應(yīng)器取代高壓釜反應(yīng)器。

漿化后的鋅精礦礦漿泵人直接浸出反應(yīng)器后，在高溫高酸和自然壓力(反應(yīng)器底部料柱自然壓力0.3MPa)下，通過氧氣的氧化作用，使硫化鋅精礦、鐵酸鋅等氧化浸出。與氧壓浸出比，由于反應(yīng)溫度低、攪拌強(qiáng)烈和固體懸浮反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件好，不會(huì)出現(xiàn)氧壓浸出那樣的熔融硫磺包裹未反應(yīng)鋅精礦顆粒的情形，因此，無需添加反應(yīng)表面活化劑。浸出渣送浮選系統(tǒng)，產(chǎn)出含硫75%~85%的硫精礦，浮選尾礦(鉛銀渣)送基夫賽特爐回收鉛、銀，浸出液送針鐵礦沉鐵工序。原則工藝流程見圖3-54。

硫化鋅精礦常壓富氧直接浸出工藝流程

常壓富氧直接浸出法的核心設(shè)備是直接浸出反應(yīng)器。株洲冶煉廠共設(shè)有8臺(tái)直接浸出反應(yīng)器，每臺(tái)1000m3，尺寸為φ7500mm×24000mm。它是帶有底部攪拌機(jī)的玻璃鋼槽，攪拌機(jī)功率250kW。氧氣從底部供給。

(2)技術(shù)特點(diǎn)

富氧常壓浸出和高壓浸出沒有本質(zhì)區(qū)別，富氧常壓浸出是在溶液沸點(diǎn)以下進(jìn)行，相對(duì)于加壓浸出反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。加壓浸出是在密閉反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行，可使反應(yīng)溫度提高到溶液沸點(diǎn)以上，使某些氣體(如氧氣)在浸出過程中具有較高的分壓，讓反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)有效進(jìn)行。

氧壓浸出和富氧常壓浸出均要求把鋅精礦中的硫化物硫轉(zhuǎn)化成元素硫，而不是SO，或硫酸根，因而能使鋅的生產(chǎn)與硫酸的生產(chǎn)脫鉤。在鋅擴(kuò)產(chǎn)改造，選擇最佳技術(shù)時(shí)，廠家必須比較投資、生產(chǎn)成本、鋅回收率、副產(chǎn)品回收率以及與現(xiàn)有工藝的兼容協(xié)調(diào)。兩種硫化鋅精礦直接富氧浸出工藝的比較見表3-30。

兩種硫化鋅精礦直接富氧浸出工藝的比較

常壓浸出液中的鐵含量高于加壓浸出液中的鐵含量，但浸出渣中硫的賦存狀態(tài)卻有很大的不同：加壓浸出渣中的硫經(jīng)浮選后，硫精礦可以采用熱濾的辦法生產(chǎn)單質(zhì)硫;富氧常壓浸出渣的硫經(jīng)浮選后，產(chǎn)出的硫精礦即便在150℃下硫也不溶化，因此無法采用熱濾的辦法生產(chǎn)單質(zhì)硫。

常壓浸出投資比壓力浸出相對(duì)要低，操作控制簡(jiǎn)單，維修費(fèi)用稍低，但直接浸出反應(yīng)器設(shè)備龐大，尤其采用底部攪拌要求密封難度較大;而壓力浸出設(shè)備體積小，反應(yīng)速度快，但高壓反應(yīng)器設(shè)備要求較高，建設(shè)投資較常壓浸出高，運(yùn)行費(fèi)用也略高。株洲冶煉廠外購的原料含F(xiàn)、Cl較高，采用氧壓浸出對(duì)除F、Cl相對(duì)較困難，氧壓浸出的硫渣易結(jié)塊，不利于含Ag鋅精礦的綜合利用。常壓浸出與氧壓浸出兩者之間的回收率基本相同。從安全性角度考慮，直接浸出反應(yīng)器基本無危險(xiǎn)性，而壓力浸出高壓釜?jiǎng)t可能有爆炸的危險(xiǎn)。

(3)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

溫度95~105℃，液固比(8~12)：1，氧氣單耗100~150m3/t精礦，終酸20~25g/L，F(xiàn)e3+：Fe2+=(1~5)：1，鋅浸出率>97%，除鐵后液合格率≥95%，絮凝劑<0.8kg/tZn，防沫劑<0.05kg/tZn;蒸汽0.9~1.2t/tZn;濾布消耗0.3～0.5m2/t Zn。

(4)總體評(píng)價(jià)

常壓富氧浸出對(duì)環(huán)境友好，原料適應(yīng)性比氧壓浸出更廣，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)也比氧壓浸出簡(jiǎn)單。常壓富氧浸出在株洲冶煉廠投產(chǎn)以來，得到了進(jìn)一步發(fā)展，首先是成功搭配處理了常規(guī)濕法煉鋅系統(tǒng)的中性浸出渣，鋅浸出率大于98.5%;其次是改進(jìn)了原料結(jié)構(gòu)，從過去的處理鋅精礦逐步發(fā)展到處理高銅、=高鉛、高硅或高鈷鋅精礦，以及鉛鋅多金屬混合礦，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著基夫賽特?zé)掋U系統(tǒng)的成功投產(chǎn)，常壓富氧浸出系統(tǒng)、基夫賽特系統(tǒng)加上銅和稀貴金屬綜合回收系統(tǒng)的工藝組合，株冶集團(tuán)為我國(guó)開創(chuàng)了鉛鋅聯(lián)合冶煉的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式。