降低铅银渣含锌的研究与实践.pdf

第 卷第 期 年 月湖南有色金属 作者简介：彭许文（），男，工程师，主要从事铅锌冶炼的生产与技术管理工作。冶金 降低铅银渣含锌的研究与实践彭许文（南丹县南方金属有限责任公司，广西 南丹 ）摘要：通过加强多膛炉操作，降低氧化锌中的不溶锌含量，过程中加强球磨矿浆粒度、温度、酸度与反应时间的控制，可以大幅降低铅银渣含锌，不但可以降低损失、创造效益，也为后续铅银渣进入铅冶炼系统处理创造了良好的条件。关键词：锌浸出渣；多膛炉；不溶锌；中性浸出；酸性浸出；铅银渣；中图分类号：文献标识码：文章编号：（）南丹县南方金属有限责任公司现采用的是常压浸出工艺，锌浸出渣通过回转窑生产为氧化锌，将锌浸出渣中的铅、锌、铟、少量的银进行回收，再通过多膛炉脱氟氯、氧化锌中性浸出、酸性浸出后生成铅银渣。铅银渣都是送铅系统处理，因此降低铅银渣中锌可以提高金属回收率，减少损失 。但是公司在实际生产过程中，铅银渣含锌指标波动频繁，部分指标到达了 。本文对铅银渣含锌高的原因进行研究分析，采取改进措施，取得了一定效果。工艺流程与原理 工艺流程该公司现采用的是常压浸出工艺，产生的浸出渣，经过回转窑挥发、氧化，形成氧化锌，再通过多膛炉脱氟氯、氧化锌中性浸出、酸性浸出等工序处理后生成铅银渣送铅系统处理。工艺流程如图 所示。原理 回转窑处理浸出渣在 的高温下，浸出渣中的锌等有价金属被一氧化碳还原为金属而挥发进入烟气，在烟气中被氧化成氧化物，随烟气进入收尘系统被收集下来。主要化学反应式：在料层内：在料层上空：（气）图 氧化锌生产工艺流程图 多膛炉脱氟氯该公司氧化锌氟、氯含量平均达到 ，氟、氯离子在生产过程中，不但对电积过程造成危害，也会对设备造成腐蚀，所以采用多膛炉来脱除氧化锌中的氟、氯离子。多膛炉是 的焙烧炉，共有 层，氧化锌湖南有色金属第 卷从炉顶进料，经过第一、二层预热、干燥后，在四层、六层、八层分别安装两个燃烧室，煤气燃料在燃烧室燃烧，热量对炉膛内氧化锌原料加热焙烧，焙烧的实质是在 高温和一定负压的情况下，氟化物、氯化物发生物理、化学变化，使低沸点氟、氯化合物解析挥发重返气相，随炉气和氧化锌烟尘一道进入烟气系统而除去，经焙烧后的氧化锌从炉底排出，经冷却圆筒冷却、球磨机破碎后送氧化锌浸出。氧化锌浸出该公司的氧化锌浸出可以分为中性浸出和酸性浸出（包括低酸浸出、高酸浸出和超高酸浸出）。中性浸出是用锌电解废液作为溶剂，控制适当的 值和温度，使原料中大部分锌进入溶液，而铟、锗、铅等有价金属水解沉淀，则残留于渣中。化学反应式如下：酸性浸出是用锌电解废液和硫酸作溶剂，在高温和较高酸度的条件下，使氧化锌中性浸出底流中的锌、铟，尽可能地进入溶液，而铅留于渣中，达到锌、铟和铅的分离。（）经过高酸浸出后，矿浆经压滤后形成铅银渣滤饼，送铅系统处理。存在的问题和解决措施 改进措施前铅银渣存在的问题 年 月，铅银渣化验结果见表 。表 年 月铅银渣化验结果元素 不样品 样品 样品 样品 从表 可以看出，铅银渣含锌平均 ，其中不溶锌平均达到了 。从工艺流程和反应原理中查找不溶锌高的原因，在回转窑处理浸出渣阶段，该公司的生产实际情况如下：该公司的 台回转窑尺寸为 ，随着公司的电锌产能逐步增加，浸出渣产量与回转窑产量不匹配，回转窑被迫加大负荷投料，大负荷抽风，导致氧化锌含碳、铁、硫化锌偏高。当挥发窑反应带温度高于 时，铁酸锌、硅酸锌和硫酸锌都容易分解。硫酸锌由于含有硫，在高温状态下会快速分解形成 等物质，部分 会被还原成 。在反应带高温区，从物料中挥发出来的大量锌蒸气和少量硫蒸气，由于充满了整个窑内空间，加之窑内各区温度的差异。因而在避开火焰的靠窑壁较低温度处（因窑外壳淋水）或者后端，锌蒸汽可能与炉气中炉气中的 ，（）及 等作用而被硫化。（）（）（）（）（）回转窑氧化锌化验成分见表 。表 回转窑氧化锌化学成分元素 不 样品 样品 样品 样品 通过表 可知，在回转窑生产阶段，大量的锌蒸汽在窑内被还原为硫化锌（根据经验分析，这部分占硫化锌总量的 ），同时因为风机抽力大，部分硫化锌直接被抽至布袋（根据经验分析，这部分占硫化锌总量的 ）。一般情况下，在氧化锌浸出阶段，硫化锌与硫酸不发生反应，从而导致铅银渣含锌偏高。解决措施我们的氧化锌都经过了多膛炉处理，其实多膛炉在脱除氟氯的同时，实际上，多膛炉在脱除氟氯的同时，部分硫化锌和硫化亚铁被氧化，反应如下：年 月开始，开始强化多膛炉操作，严格控制焙烧层温度在 之间，负压在 。月份焙烧后氧化锌的化验结果见表 。表 多膛炉优化操作后焙烧后氧化锌化验结果元素 不 样品 样品 样品 样品 第 期彭许文：降低铅银渣含锌的研究与实践从表 可以看出，通过多膛炉焙烧，氧化锌中的不溶锌下降，最低降至 ，氧化锌中的铁也大部分以三价铁形式存在。氧化锌中的不溶锌一般是以 形式存在，一般情况下不与锌电解废液和硫酸发生反应，但是在酸洗浸出时，在高温、高酸和三价铁的作用下，发生以下反应：（）（）（）通过优化操作后，月 日对铅银渣进行取样，铅银渣的化验结果见表 。表 多膛炉优化操作后铅银渣化验结果 元素 不样品 样品 样品 样品 由表 可以看出，经过优化多膛炉工艺操作后，铅银渣含锌平均 ，指标得到明显优化，不溶锌平均也降到了 。当然，有部分企业没有多膛炉设备，为降低铅银渣含锌，在酸性浸出段加入双氧水、锰粉，将 氧化成 ，再通过 去氧化 ，达到降低渣含锌的效果，但是，双氧水容易分解、利用效率低；锰粉会导致系统锰离子不断增加。经测算，使用这两种物料的成本均远超多膛炉生产成本。改进效果评估通过加强多膛炉运行操作后，系统稳定运行一个月时间，铅银渣含锌稳定在 左右，比 月份降低了 ，以南丹县南方有色金属有限公司 年近 万 铅银渣（干量）数量计算，减少锌金属流失 ，以每吨锌金属 万元计价，降低损失 万元。在为公司减少损失的同时，也为后续铅银渣进入铅冶炼系统处理创造了良好的条件。其他控制条件 矿浆球磨粒度矿浆球磨粒度越小，反应比表面积越大，反应更加充分，根据控制要求，球磨处矿浆小于 粒度数量 。温度根据范特霍夫规则，一般每增加 ，反应速率增加 倍。氧化锌中性浸出的温度一般控制在 ，酸性浸出的温度一般控制在 。结语生产实践证明，通过加强多膛炉操作，降低氧化锌中的不溶锌含量，过程中加强球磨矿浆粒度、温度的控制，可以大幅降低铅银渣含锌，不但可以降低损失、创造效益，也为后续铅银渣进入铅冶炼系统处理创造了良好的条件。参考文献：王洪亮，周先超 氧化锌粉中硫化物的成因及解决途径 昆明：云南冶金，（）：铅锌冶金学 编委会 铅锌冶金学 北京：科学出版社，翟爱萍，尹荣花 氧化锌浸出铟富集工艺优化研究与实践 中国有色冶金，（）：收稿日期：（，）：，：；