邱江——湿法炼锌技术改造的可行性报告.doc

湿法炼锌

技术改造的可行性报告

学生姓名： 邱 江
学 号： 200811103052
专 业： 08冶金2班
教 师： 丁满堂

2011年 12月 27日

摘要
针对某年产锌12万吨的铅锌冶炼厂的一些问题，介绍了所采取的一系列改造措施。本文所要探讨的问题是对湿法炼锌技术改造的可行性。

摘要：湿法炼锌 技术改造 可行性报告

1 问题的提出
1.1 焙烧炉存在的问题
该铅锌冶炼厂109m2的锌焙烧炉和余热锅炉是从日本引进的技术。其中余热锅炉是日本川崎重工株式会社制造，为直通式、全水冷壁、内置过热器。为生产过热蒸汽发电而用的余热锅炉。设计参数为：蒸发量24.18t/h，过热蒸气温度400℃，蒸气压力3.2mPa，烟气量53700m3/h，入口烟气含尘2379/m，，出口烟气含尘1369/m3。余热锅炉从1992年运行以来基本正常．操作参数已达到设计指标。但是。该锅炉存在着严重的积灰问题，间断停炉清灰频繁。影响了生产的连续性和产量达标。特别是1994年以来。原料成分变化太，舍Pb、SiO2高，再加上进口锌精矿的粒度细，导致进入锅炉的烟气温度升高，烟尘熔点降低，更加剧丁锅炉炉管的积灰、积渣，每年需停4～5次炉进行清灰，严重时仅运行50天就被迫停炉清理。全年造成停炉时间长达28--30天。仅此造成很大经济损失．直接损失每年高达几百万元。由于频繁停炉清灰．结渣对炉壁的受热面造成严重腐蚀，成为隐患。主要原因是，除了锌精矿成分的变化外，余热锅炉本体在结构上存在弊端。它仃是：第一过热器布置及结构不合理，将过热器高温段布置在650℃以上的烟道内。第二过热器高温段管束间距过小。锅炉清灰机械振打设施不完善、不可靠。第兰与锅炉成一体的沸腾层冷却盘管受热面积为24m3，生产证明过小。投矿量只能控倒在设计水平的80%左右，否则沸庸层的温度急尉升高．锅炉结渣加速。

1.2 多年来湿法系统生产中存在的问题
1.2.1 浸出渣含锌高
原浸出生产工艺为湿式冲矿给料和空气搅拌，搅拌效率低，矿的浸出效果不好，浸出渣含锌高达23.24%，同时中酸浸渣、液进出量分配无法实现精确控制，造成除杂效果不佳，二价铁氧化效果不好，氧化液铁量不足，中性上清液质量不稳定，锑高达1 mg/L，使净化、电解工艺不能达标。另外。空气搅拌是采用低压空压机送风，该厂现有7台低压空压机，电机额定功率为260 kW。正常生产开六备一，电能消耗大，空气带走的热损失多，设备维修费用高，造成生产成本居高不下。

1.2.2 渣含水溶锌高
浸出渣采用莫尔、圆盘过滤，结构比较复杂，更换滤布比较繁琐，渣含水溶锌较高(达6％)使挥发窑工序负荷增加，焦粉消耗增加。

1.2.3 锌粉消耗高
净化槽搅拌强度不够，不能使锌粉与杂质充分反应；另外钴不能形成开路．钴复溶，白白浪费大量锌粉，结果是锌粉消耗高。

1.2.4 导电头松动
电解车间导电铜排导电头松动较多。定位板老化连电，直流电耗高。

2 改造的可行性
2.1 对焙烧炉的改造
针对焙烧炉的问题，对国外引进的锅炉进行补充设计改造，改造的核心部位是锅炉的过热器段和振打装置，其次是焙烧炉沸蘑层内冷却盘管。改造的途径有3点：
第一、更换过热器和凝渣管屏，将过热器由逆流换热布置改为顺流换热布盅，使得过热管各段管壁表面温度与相应烟气温度的温差增大，从而减慢烟尘在该部分的粘结速度。
第二、采用同行业应用成熟的弹簧振打锤来取代机械撮打清灰。弹簧锤有更大的打击力(其打击力为40--400kN)，同时不损坏受热面，它通过一对蝶型弹簧，将锤头的弹打冲击力缓冲，并产生穿透力很强的中频振动力，从而将锅炉管表面积灰振落下来。达到既清除受热面的积灰。又不损坏受热面的耳的。同时在易结灰的锅炉顶部开孔．作为人工临时清灰用。
第三、将日本川崎重工生产的焙烧炉内冷却盘管的支架结构改为由自身蒸发管弯曲成冷却支架结构形式，不但解决了原来冷却面积不足(由原来24m2增加为26．8m2)的同题，同时消除了支撑盘管托架经常被烧断而造成炉内盘管倒塌的现象。

2.1 引进世界上专业制造搅拌器公司的设备
原有锥形氧化槽2台，中性浸出槽7台，酸性浸出槽6台，直段规格尺寸为书3 600 mmx7 500 mm，改为机械搅拌后，由于锥底部分成为死区．易造成积矿，因此将槽锥底填平，规格如图1、图2所示。

图1 空气搅拌槽

图2 械搅拌浸出槽

现分别采用76Q40和76Q50型搅拌器，更换5台槽搅拌器，详见表1。
表1 搅拌槽对照

2.2 浸出过滤系统用厢式压滤机替代莫尔、圆盘过滤机
该厂浸出过滤系统采用厢式压滤机取代莫尔、圆盘过滤机。厢式压滤机的优点是结构简单，过滤面积大，占地面积小，渣含水溶锌低，操作安全。原有5台莫尔过滤机，10台圆盘过滤机，现改为8台厢式压滤机。厢式压滤机的日生产能力为90t，每日可处理10万t电解锌系统产出的600t渣。

2．3 净化钴渣开路处理
改进前净化钴渣直接进行酸洗。由于设备能力不足，造成酸洗渣量大，含钴品位低(0.5%)，不仅使锌积压，钴也没有回收价值，工艺流程见图3。现改为用废液浸出钴渣中的锌和钴，压滤后用锑盐和锌粉除钴，除钴后再经过厢式压滤机压滤，滤液返回锌系统，除钴渣含钴品位可达l％，可做提钴原料。改进后的净化钴渣处理工艺流程见图4。

图3 改进前的净化钴渣处理流程

图4 改进后的处理钴渣流程
改进后的工艺条件：浸出温度50～60℃；浸出过程酸度pH 2.0～3.0：浸出终点酸度pH 3.0—4.0；浸出反应时间1 h；除钴反应时间0.5～1 h；除钴温度85～90℃；锌粉粒度125～180目；锌粉加入量5～6 kg/m3；锑盐加入量3 g/m3。

2.4 净化搅拌系统改为莱宁机械搅拌
净化搅拌系统原为皮带传动，双层三片桨叶下压式，搅拌强度不够，锌粉反应不充分，槽内经常积渣。锌粉消耗较高，新液合格率较低。现改为莱宁机械搅拌，以增加其搅拌强度。增加搅拌强度后，一是有利于增加溶液中杂质离子与锌粉相互接触的机会；二是可使沉积在锌粉表面的沉积物脱落，暴露出锌粉的新鲜表面，有利于反应的进行；三是有利于被置换离子向锌粉表面扩散，从而达到降低锌粉消耗的目的。改造前槽内清理周期为1个月，改造后槽内积渣将明显减少。

2.5 焙砂浸出系统
针对要想提高氧化槽、一段酸浸、二段酸没等系统酸度．为增大预中和的降酸锑度．增加预中和的反应能力和反应时间。因此新增l台V=108m3浸出搅拌槽。同时，为了提高中浸、酸浸及预中和浓密机的浓密效率，陵浓密机内澄清区与浓泥区的比例尽可能大．也就是合理控制浓密底流密度。在改造中，采用昆明冶金研究所和澳大利亚阿姆德尔公司联合制造的AMDEL—KMRI微机γ射线管并与变频调速器组成的检测系统，实现集中控制与现场控制，自动控制与手动控制为一体的控制系统。
2．6 改进电解系统定位板和导电头
原定位板强度不够，抗冲击、耐磨、阻燃、绝缘性能均较差，定位沟槽磨损严重，起不到极板定位的作用，经常出现异极间接触短路、极板错牙现象，降低了阴极锌质量，增加了直流电单耗和阳极板消耗。改为膜压树脂定位板后，将取得较好的效果。
原导电铜排导电头与导电铜排连接方式为镶嵌式焊接．松动处较多，造成首槽极板问电流密度分布不均匀，直流电单耗较高。改为压板螺栓把接式后，导电铜排导电头接触良好，松动现象将明显减少。

3 改造后效果预计
3.1 焙烧炉效果的预计
经过改造后，焙烧炉的运行将比较正常。投矿量已超原设计5%～7%(原设计最大投矿置为633t/d干量)，连续生产三个月，不会因锅炉粘结而被追停炉清灰。预计，锅炉运行能由原来的1．5～2个月停炉清灰～次。延长到5～6个月停炉彻底清灰一次。

3.2 浸出系统改造后的效果
改造后，由于预中和能力提高。使焙砂分配可适当增加预中和的投入量，降低焙砂在沉矾系统的分配比例，这可减少焙砂中低酸难溶锌在铁矾渣中的损失。总的结果是两澄含锌下降．饫矾渣含锌已小于8％的设计水平，提高了浸出工序的回收率(国外菠出工序回收率一般在96％-97％，如维斯麦港、巴伦、维维埃等锌电解厂)。

3.3 γ密度的计投使用
γ密度计在中浸两台浓密机的使用，将会充分保证浓密机蜗轮蜗杆安全运行，能够做到周期性的显示流体密度．排放有序。从而减少内都渣系统循环量，
增加上游液产量约5m3/h左右，延长渣处理的反应时阉和提高漫出反应强度，有利于浸出酸度控制。

3.4 改造后其他各项
改造后，铁的浸出率将提高，酸性上清液含铁将比改造前提高50%以上，有利于砷、锑等杂质的沉降，提高中性上清液的合格率。钴镉的浸出净化能力提高，可做提钴原料。

4 结语
（1） 为降低锌粉消耗，必须提高净化槽的搅拌效率，同时对钴进行开路处理，改造后吨锌锌粉消耗降低。
（2） 顺流换热比逆流换热有更好的控制烟尘的粘结。
（3）通过对余热锅炉的技术改造，在不改变主要操作参数的基础上，提高整个系统的工艺水平
（3） 通过对搅拌槽的改进，在生产中，设备运行稳定，浸出效率提高，吨锌蒸汽消耗降低，锌动力电消耗降低，其改进是可行的。
此次改造是可行的，通过对此次技术的改进，电耗、蒸汽消耗、锌粉消耗、锌锭质量、成本等各项指标都会有
很大进步。