鋅冶煉工藝簡介

1、 行政部門員工生產(chǎn)工藝學習指南 紫金有色金屬有限公司 二0一一年四月目 錄公司簡介（1）10萬噸/年鋅冶煉整體生產(chǎn)網(wǎng)（2）焙燒制酸生產(chǎn)工藝簡介（3）浸出生產(chǎn)工藝簡介（7）凈化生產(chǎn)工藝簡介（12）電解生產(chǎn)工藝簡介（14）鋅粉生產(chǎn)工藝簡介（16）熔鑄生產(chǎn)工藝簡介（16）綜合回收生產(chǎn)工藝簡介（17）水汽車間生產(chǎn)工藝簡介(21)紫金有色金屬有限公司是紫金礦業(yè)集團控股子公司，公司成立于2004年10月，注冊資本3.75億元，現(xiàn)有總資產(chǎn)27.6億元，員工2500余人。地處工業(yè)園區(qū)，是國內(nèi)大型有色金屬冶煉企業(yè)，自治區(qū)重點工業(yè)企業(yè)，自治區(qū)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展示范企業(yè)，也是首批通過國家工業(yè)和信息化部全國鉛鋅行業(yè)準入條件

2、審核的8戶鉛鋅企業(yè)之一。公司的20萬噸/年鋅冶煉工藝采用熱酸浸出低污染沉礬除鐵濕法煉鋅工藝，目前公司已具備年產(chǎn)鋅錠22萬噸、硫酸40萬噸的產(chǎn)能，年產(chǎn)值可達40億元以上。     控股公司紫金礦業(yè)集團股份有限公司（A+H）是一家以黃金及基本金屬礦產(chǎn)資源勘查和開發(fā)為主的高新技術效益型特大國際礦業(yè)集團，是中國最大的黃金生產(chǎn)企業(yè)和中國控制金屬礦產(chǎn)資源最多的企業(yè)之一。（H股票代碼：2899,A股票代碼：601899）。     公司積極開展礦產(chǎn)資源整合和風險勘探工作，目前紫金在當?shù)乜毓傻V山一座，參股礦山一座，控制鋅資源金屬量

3、300多萬噸，原料自給率可達50%以上；現(xiàn)有礦權17個，礦權面積1000余平方公里。     公司始終將科學管理、安全環(huán)保、節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟作為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展及構建和諧企業(yè)的核心來抓，成立了技術研發(fā)中心，已對伴生的銅、鎘、鈷、鉛銀等有價金屬全部實現(xiàn)了綜合回收利用，對飽和蒸汽實施了余熱發(fā)電項目，建成了水污染和尾氣在線監(jiān)控系統(tǒng)，在國內(nèi)首次成功應用離子液尾氣吸收技術，使公司尾氣排放在達到國家一級排放標準的基礎上再減少了2/3的尾氣排放量，成為內(nèi)蒙古自治區(qū)循環(huán)經(jīng)濟示范企業(yè)，公司技術研發(fā)中心被認定為自治區(qū)級技術中心，巴彥淖爾市 “環(huán)境友好型企業(yè)”，公司先后榮

4、獲 “科技進步一等獎”、自治區(qū)“科技進步三等獎”。2007年通過了“三標一體”認證；公司“紫金”牌鋅錠為上海期貨交易所交割品牌；公司實驗室通過國家實驗室認證，紫金牌鋅錠被內(nèi)蒙古自治區(qū)品牌協(xié)會授予 “內(nèi)蒙古著名品牌”。公司先后榮獲 “全國勞動關系和諧企業(yè)”、“2007內(nèi)蒙古自治區(qū)國稅納稅50強”、 “內(nèi)蒙古自治區(qū)五一勞動獎狀”、內(nèi)蒙古自治區(qū)“AAA級誠信企業(yè)”。    公司的發(fā)展目標是將企業(yè)建成中國著名的有色金屬選冶及深加工基地、行業(yè)先進生產(chǎn)力代表企業(yè)，最終實現(xiàn)探、采、選、冶、加工一體化的集約經(jīng)營，使公司成為全球重要而極富競爭能力的鋅等有色金屬材料供應基地

5、。10萬噸/年鋅冶煉整體生產(chǎn)網(wǎng)焙燒制酸生產(chǎn)工藝簡介焙燒制酸生產(chǎn)工藝分焙燒工序和制酸工序兩個部分。1、焙燒工序：焙燒的目的一是將鋅精礦中的ZnS盡量氧化變成ZnO，同時，也使鋅精礦中的鉛、銅、鎘、鈷、砷和銻等雜質(zhì)元素氧化變成化合物進入焙砂或直接生成易揮發(fā)的化合物而從精礦中分離；二是使鋅精礦中硫氧化變成SO2，產(chǎn)出有足夠濃度的二氧化硫煙氣，以便制取硫酸。流態(tài)化沸騰焙燒工藝，焙燒爐109，是目前國內(nèi)較大焙燒爐之一，處理的原料為浮選鋅精礦，焙燒強度為6.16噸/平方米.每天,現(xiàn)階段標溫控制在940980,焙燒工藝的主要控制點：風量、溫度、投料量，根據(jù)殘硫的高低調(diào)整風料比。其原理是：硫化鋅精礦在氧化氣氛

6、中進行自熱反應，使其發(fā)生物理、化學變化，改變其成分生產(chǎn)出合格的焙砂，產(chǎn)生的煙氣送往制酸系統(tǒng)。工藝流程：（1）原料和鋅精礦經(jīng)皮帶輸送到焙燒爐，（焙燒爐現(xiàn)主要控制指標：標溫950、鼓風量55000m³/h風箱壓力19.5KPa）后，產(chǎn)品焙砂(控制指標S0.7,Fe5.5)經(jīng)流態(tài)化冷卻器和冷卻圓筒降溫（200以下），經(jīng)刮板機運輸、球磨機碾磨后（粒度-200目以下65%）經(jīng)中間倉噴射泵送到浸出車間或焙砂儲倉。（2）焙燒爐產(chǎn)出二氧化硫煙氣經(jīng)三級除塵（余熱鍋爐、漩渦收塵、電收塵）后通過高溫風機送制酸凈化。工藝流程圖：2、制酸工序：制酸系統(tǒng)分為凈化、轉化、干吸和尾氣回收四個工序。工藝流程：(1)凈

7、化采用絕熱蒸發(fā)稀酸冷卻凈化工藝，轉化采用了3+1/.-.轉化換熱流程。產(chǎn)品酸規(guī)格為98%H2SO4，根據(jù)需要也可產(chǎn)93%H2SO4。排出廢酸量510m3/h，送往污水處理工段進一步處理后達標排放。尾氣經(jīng)尾氣回收系統(tǒng)處理后達標排放，控制二氧化硫濃度400mg/m3以下。來自焙燒約300的SO2煙氣從頂部進入湍沖塔，與循環(huán)液逆流接觸，煙氣中的塵、砷、氟等雜質(zhì)被洗到循環(huán)液中。出湍沖塔煙氣（65）進入冷卻塔，與經(jīng)過稀酸板式換熱器降溫后的循環(huán)液逆向接觸，使煙氣進一步除塵降溫（45），然后進入兩級電除霧器除霧后去干燥塔（溫度42、含酸霧0.005g/Nm3）。（2）凈化后的SO2煙氣進入干燥塔，與塔頂噴淋

8、下來的93%酸逆流接觸，出塔煙氣含水達到0.1g/m3，干燥后的SO2煙氣經(jīng)鼓風機升壓后送往轉化器?？刂芐O2濃度在6.5%-7.5%，通過調(diào)節(jié)各觸媒層溫度，使二氧化硫在催化劑的作用下轉化生成SO3煙氣。（3）將凈化后的煙氣用93%硫酸干燥后除去水份（送往轉化工序，再用98.3%的硫酸吸收從轉化工序來的SO3煙氣，產(chǎn)出合格的成品酸。工藝流程圖：浸出生產(chǎn)工藝簡介 濕法鋅冶煉浸出過程，是以稀硫酸溶液（主要是鋅電解過程中產(chǎn)生的廢電解液）做溶劑，將含焙砂中的鋅及有價金屬溶解進入溶液的過程。原料焙砂中除鋅外，一般含有鐵、銅、鎘、鈷、砷、銻、鎳、鍺及稀有金屬元素。在浸出過程中，除鋅進入溶液外，其它金屬元素

9、也不同程度地溶解而隨鋅一起進入溶液。這些雜質(zhì)會對鋅電積過程產(chǎn)生不良影響，因此在送電解以前必須把有害雜質(zhì)盡可能除去。浸出過程的目的就是將原料中鋅盡可能完全溶解進入溶液中，并在浸出終了階段采取措施，除去部分鐵，砷、銻、硅及鍺等有害雜質(zhì)，同時得到沉降速度快、過濾性能好、易于液固分離的浸出礦漿。 我公司采用熱酸浸出-低污染沉礬除鐵工藝，分別是：中性浸出工序，予中和工序，高溫高酸浸出工序和低污染沉礬除鐵工序四個浸出工序1、中性浸出工序：中性浸出工序的目的是最大限度地將焙砂中的鋅浸出來，將其中有害雜質(zhì)如：砷、銻、鐵等除去。中性浸出槽4臺串聯(lián)連續(xù)操作。首先在氧化槽中加入廢電解液、錳礦粉和混合液（混合液是由沉

10、礬上清、貧鎘液等組成）。氧化液經(jīng)溜槽自流進入中浸1#槽，與此同時焙砂經(jīng)過螺旋給料機加入中浸1#槽，并隨時地檢測1#出口的PH值保持在3.5-4.0之間。經(jīng)過4臺槽的反應流入2臺中浸濃密機進行液固分離，在進入濃密機的溜槽中加入3#劑溶液，而且保持4#槽出口溶液的PH值在5.2-5.4之間。濃密溢流流入中浸溢流槽即為中上清液送往凈液車間，中浸底流經(jīng)泵送入予中和1#槽中。中上清液體質(zhì)量要求為：Zn含量在140-145g/L，F(xiàn)e含量<20mg/L、pH值在5.2-5.4之間。發(fā)生的主要化學反應是：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ；2FeSO4+MnO2+H2SO4=Fe2（SO4）3+

11、MnSO4+2H2O ； Fe2(SO4)3+6H2O=Fe（OH）3 +3H2SO4 ； As2(SO4)3+3ZnO+3H2OAs2O3·3H2O+3ZnSO4；Sb2(SO4)3+3ZnO+3H2OSb2O3·3H2O+3ZnSO4 ； H3AsO+4Fe(OH)3Fe4O5(OH)5As+5H2O；H3SbO+4Fe(OH)3Fe4O5(OH)5Sb+5H2O工藝流程圖：2、予中和工序：予中和工序的目的是將高溫高酸浸出的上清液和中浸底流在予中和反應槽中加入少量的焙砂（有時不加焙砂），將礦漿液中和至沉礬工序所需的酸度以及將中性浸出工序焙砂中余留部分未浸出的可溶鋅得到進

12、一步的浸出過程。在予中和1#槽中加入中浸底流和高浸上清液，控制予中和終點酸度在5-15g/L左右。從予中和4#槽出來的礦漿自流入2臺濃密機進行進行液固分離，溢流出的上清液送入沉礬槽，底流送入高浸槽中。工藝流程圖：3、高溫高酸浸出工序：焙砂中的可溶鋅大部分在中浸和予中和工序浸出來，而鐵酸鋅和硫化鋅在上兩道工序中不參與反應，鐵酸鋅只有在高溫高酸的條件下溶解。此工序的目的是把焙砂中所含鐵酸鋅中的鋅浸出來，從而提高鋅的回收率，浸出渣量也大大減小。該工序首先將予中和底流、廢電解液和濃硫酸加入高浸1#槽中，進行高溫（溫度控制在90以上）高酸（終點酸度一般大于30g/L）反應。從高浸4#槽的礦漿流入高浸濃密

13、機中，上清液送入予中和工序，底流送往過濾工段洗滌過濾后排放。工藝流程圖：4、低污染沉礬除鐵工序：黃鉀（銨）鐵礬除鐵的原理是將溶液中的硫酸鐵加入沉礬劑（碳銨和碳鈉）生成不溶的黃鉀鐵礬沉淀，經(jīng)液固分離除鐵的過程。其反應式為：3 Fe2（SO4）3+2NH4OH+10H2O=(NH4)2Fe6（SO4）4(OH)12+5H2SO4該反應進行的過程中不斷的產(chǎn)生酸，影響反應的進行，傳統(tǒng)中和酸的方法是加入焙砂，由于酸度低造成焙砂中的氧化鋅反應不完全，渣含鋅較高且礦漿過濾性能差渣中含水溶鋅和有價金屬高。我們公司采用碳鈉、碳銨既作沉礬劑又作中和劑，渣中含鋅和有價金屬低?？筛纳频\渣對環(huán)境的污染，且金屬回收率高。

14、 沉礬工序是將預中和上清液加入碳銨和碳鈉加溫反應進入沉礬濃密機液固分離上清液為中浸工序提供合格的前液其含鐵量約為5g/l。其礦漿中的鐵雜質(zhì)以沉淀的形式進入底流送往過濾工段過濾以固體渣形式排放。工藝流程圖：凈化生產(chǎn)工藝簡介鋅焙燒礦經(jīng)過中性浸出所得的硫酸鋅溶液含有許多雜質(zhì),其中有較鋅正電位的雜質(zhì)銅、 鎘、鈷、鎳、砷、銻、鐵等。這些雜質(zhì)在鋅電解沉積過程中是極為有害的,如降低電流效率,增加電解能消耗,影響析出鋅質(zhì)量、腐蝕陰極造成剝鋅困難等.因此,在電解前必須對這種溶液凈化,把有害雜質(zhì)除到允許含量.我公司凈化過程采用鋅粉銻鹽、硫酸鉛、硫酸銅聯(lián)合添加劑凈化工藝流程,即:兩端高溫除鈷,第三（四）段掃殘余雜質(zhì)

15、.工藝原理為：用鋅粉置換除去Cu，Cd，Co，Ni等雜質(zhì). CuSO4+ Zn= Cu+ ZnSO4；CdSO4+ Zn= Cd + ZnSO4；CoSO4+ Zn= Co + ZnSO4；NiSO4+ Zn= Ni + ZnSO4；凈化后新液指標為：Co1.0 ，Cd1.2 ，Sb0.08 ， Cu0.3。工藝流程圖：中上清換熱器 環(huán) 鋅粉 銻鹽一次凈化過濾 一凈渣 濾液（送鎘工段）換熱器 鋅粉 銻鹽 二次凈化 過濾 二凈渣 濾液 鋅粉三次凈化 （送鎘工段） 過濾 三凈渣 新液（送電解） （合格）漿化電解生產(chǎn)工藝簡介硫酸鋅溶液的電解沉積鋅的過程是：將已經(jīng)凈化好的硫酸鋅溶液（新液）連續(xù)不斷地從

16、電解槽的進液端送入電解槽中，以鉛銀合金板（含銀1%）做陽板，壓延鋁板做陰極，懸掛在槽內(nèi)，當通直流電時，在陰極上析出金屬鋅（稱陰極鋅或析出鋅）有少量氫氣放出，在陽極上則放出氧氣。注入槽內(nèi)的新電解液含鋅量逐漸減少，而硫酸含量逐漸增多。經(jīng)過電積后電解液含鋅4565g/L，含硫酸150200g/L，不斷從電解槽的溢流口排出，該液稱之為廢電解液，簡稱廢液，部分送往浸出工序作溶劑，大部分經(jīng)冷卻后與新液混合重新送入電解槽。當電積一定時間后（一般24h）把陰極板提出，用人工方法把析出鋅剝離下來送往熔鑄工序。剝?nèi)ヤ\的陰極鋁板再裝入電解槽繼續(xù)使用。基本電化學反應：陽極反應：H2OH+OH 2OH2e=H2O+1/

17、2O2 ； 陰極反應：Zn2+2e=Zn；總反應：ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2陽極反應同時還發(fā)生如下反應:2MnSO4+3H2O+O2=2HMnO4+2H2SO4 ；2MnO4+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+工藝流程圖：鋅粉生產(chǎn)工藝簡介我公司鋅粉生產(chǎn)工藝有電爐鋅粉生產(chǎn)工藝和吹制鋅粉生產(chǎn)工藝兩種。1、電爐鋅粉工藝原理礦熱電爐生產(chǎn)鋅粉是將鋅焙砂、焦炭、熔劑，按冶煉要求的配料比均勻的混合，經(jīng)回轉干燥窯烘烤，電爐還原熔煉，使物料中鋅還原、揮發(fā)，脈石造渣熔化。還原的鋅蒸汽隨高溫煙氣進入冷凝器，急速冷卻變?yōu)榧毩ｄ\粉被收集。2、吹制鋅粉工藝原理空氣霧化法生產(chǎn)鋅粉的基本原理基于金屬

18、三態(tài)在一定條件下相互轉換現(xiàn)象，即將一定溫度和流量的液態(tài)鋅，在一定風壓沖擊下，瞬間冷卻成極細的固態(tài)粉狀物而收集在沉降室內(nèi)，此粉狀物即為鋅粉。即利用高壓風將熔體流霧化產(chǎn)出鋅粉的一種物理過程。熔鑄生產(chǎn)工藝簡介熔鑄生產(chǎn)工藝分鋅錠生產(chǎn)工藝、鋅浮渣生產(chǎn)工藝和陰陽極制造三種。1、鋅錠生產(chǎn)工藝：工頻有芯電路是通過電磁感應，使爐料本身發(fā)熱，從而達到爐料熔化及保溫的目的。感應器相當于一個帶鐵芯的變壓器，熔溝內(nèi)金屬相當于兩匝次級線圈，感應線圈相當于一次線圈。當給一次線圈通電時，二次繞組產(chǎn)生強大感應電流,熔溝內(nèi)金屬發(fā)熱、熔化，然后通過傳導、對流等把熱量傳遞給爐膛內(nèi)的金屬，從而使熔池內(nèi)金屬不斷被熔化、加熱。2、鋅浮渣生

19、產(chǎn)工藝：熔鑄車間的熱鋅浮渣運至本車間經(jīng)搗渣機上處理后，擱置在一旁自然冷卻，當溫度低于60時，將其加入中間料倉，手選出金屬明鋅片并返回熔鑄電爐中直接鑄成鋅錠，小顆粒的金屬鋅和氧化鋅燒結塊和粉塵一起下到1#振動篩以后，篩下物通過刮板、斗提進入室外料倉；篩上物進入球磨機，經(jīng)球磨后使燒結在一起的金屬顆粒與氧化鋅進一步分離，從球磨機出來的料經(jīng)皮帶機送到2#振動篩進行二次篩分，篩上物為顆粒鋅，返回熔鑄電爐中或運至鋅粉車間用作鋅粉制造，篩下物為氧化鋅，送焙燒系統(tǒng)。加料、篩分和球磨過程中，產(chǎn)生的揚塵采用濕式文丘里收塵器將煙塵收集下來，收下來的塵泥定期清理返回焙燒系統(tǒng)。3、陰陽極制造工藝：將純鋁熔煉澆鑄制作陰極

20、導電棒，采用氬弧焊將銅鋁導電頭、鋁板焊接在一起制作成陰極板綜合回收生產(chǎn)工藝簡介綜合回收工藝主要是對凈液車間生產(chǎn)的凈化渣進行銅、鎘、鈷的分離并回收鋅，鈷渣送鈷回收工段生產(chǎn)氧化鈷。同時還承擔著系統(tǒng)除氯任務和為凈液車間生產(chǎn)硫酸鉛。一、鎘工段凈化渣處理工藝：1、凈化渣浸出工序：原理是金屬鋅、鎘、鈷及其氧化物與硫酸反應進入溶液，而金屬銅留在渣中，達到分離銅的目的。銅渣經(jīng)過酸洗和水洗進一步降低鋅含量，卸入渣場外售，外售的銅渣含銅在60%左右，含鋅在5%以下。2、富鎘液除鈷工序:原理是-萘酚與NaNO2在弱酸性溶液中生成-亞硝基-萘酚，溶液pH值在3左右時，-亞硝基-萘酚同Co反應生成絡鹽沉淀。反應生成的鈷

21、渣經(jīng)過兩次水洗送鈷回收生產(chǎn)氧化鈷。3、吸附工序:利用活性炭吸附溶液中有機物避免返回主系統(tǒng)溶液的有機物超標影響主工藝電解。4、富鎘液置換工序:利用鋅粉置換海綿鎘。海綿鎘在壓濾機中進行水洗，然后卸入渣場外售，目前外賣的海綿鎘含鎘在70%左右，含鋅在10%以下，目前海綿鎘的鎘提煉處于停產(chǎn)狀態(tài)。最后貧鎘液送浸出車間，溶液含鋅在120-150g/L 之間。二、鎘工段除氯工藝：原理是利用Cu+Cu2+Cl-CuCl的反應，將溶液中的氯離子除去，除氯的目的是減少主系統(tǒng)中的氯離子避免對設備造成腐蝕，目前的工藝是，在自然溫度下，往電解廢液中均勻加入銅渣，銅渣經(jīng)24小時自然氧化，加入量為每立方米廢液8kg，反應時

22、間30分鐘，除氯后廢液含氯控制在100mg/l以下。三、鈷回收工段工藝：鈷回收目前有氧化鈷生產(chǎn)工藝、硫酸鉛生產(chǎn)工藝。氧化鈷生產(chǎn)工藝原理為利用-萘酚鈷渣的自燃性，令其以鈷渣漿的燃燒方式，將有機物燃燒除去得到高價氧化鈷。鎘工段生產(chǎn)的有機物絡合鈷渣經(jīng)過兩次水洗，通過加入分散劑制成鈷渣漿，送往爐前供漿系統(tǒng)，鈷渣漿通過噴槍經(jīng)壓縮空氣霧化并助燃在焙燒爐內(nèi)充分燃燒，生成氧化鈷，余熱經(jīng)過余熱鍋爐回收余熱，每年生產(chǎn)氧化鈷200噸左右，可自產(chǎn)蒸汽30000立，蒸汽并入公司主網(wǎng)。硫酸鉛生產(chǎn)是為了滿足兩個凈液車間凈化工序添加硫酸鉛的需要增設工藝，原理為先利用鉛與硝酸反應生成硝酸鉛，然后利用硫酸與硝酸鉛反應生成硫酸鉛。工藝流程圖： 廢電解液、沖地水 凈化渣 浸出 過濾 底流 上清液 NaOH、NaNO2、-萘酚 酸浸 除鈷 藥劑 過