浸出锰高效利用论文.doc

湿法炼锌系统阳极泥中锰的高效利用任联民 杨丙辉 河南豫光锌业有限公司 河南 济源 454650摘要 豫光集团锌业公司湿法炼锌系统30万吨电锌10万吨电锌工程电解车间产生的阳极泥，直接通过管道进入浸出工序中的氧化槽，造成阳极泥内的锰反应不充分。现掏槽阳极泥及废液槽清槽中的阳极泥输送至阳极泥搅拌槽内进行贮存，槽内加入废液稀释搅拌后，均匀送至氧化槽，充分利用阳极泥中的锰，同时调整对氧化槽中锰粉的加入量，达到降低锰粉消耗的目的，节能降耗。关键词 湿法炼锌系统 阳极泥 锰粉加入量 节能降耗引言： 有色金属是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。虽然当前有色金属工业运行继续呈稳中向好的态势，但是稳中向好的基础仍不稳固。受经济大环境影响，有色金属仍处低位，企业经营困难的格局仍没有明显变化，有色冶炼行业增长缓慢，竞争者数量较多，提供的产品和服务大致相同，产品大量过剩等问题，为了保持行业的竞争优势，其中节能降耗时企业可持续发展的好路子，本片论文着重介绍湿法炼锌系统中电解车间产生阳极泥的高效回收利用。1.改造目的和必要性： 1.1改造的目的 电解阳极泥输送结束后，用泵稳定的向氧化槽输送，充分利用阳极泥中的锰，氧化矿浆中的Fe2+，节约锰粉用量。同时阳极泥含固量在对锰粉加入量进行调整，达到降低锰粉消耗的目的。 1.2改造的必要性 置换后液中含有大量的Fe+2进入焙砂浸出以后，需加入大量的锰粉进行氧化，而阳极泥中含有大量未利用的锰，改造后可以充分利用阳极泥中的锰，减少锰粉的加入量，降低成本。2.原生产情况： 如图所示，阳极泥直接进入氧化槽中2.1浸出的原理浸出是从固体物料中溶解一种或几种组分进入溶液的过程。锌冶炼的中性浸出是将原料中的锌化合物部分溶解并借水解法除去铁、砷、锑、锗等部分杂质。而酸性浸出是在允许的条件下，最大限度地把中性浸出渣中的锌化合物继续溶解使锌进入溶液，同时控制杂质进入溶液。中性浸出过程中，某些杂质能发生水解沉淀而被净化除去，这种净化作用是基于溶液中成为氢氧化物的原理，净化完全与否与矿浆的中和程度有关，而中和程度是以pH值表示的，溶液pH值越高，对杂质水解除去越有利，但是ZnSO4在一定程度的pH值条件下也水解沉淀。因此，为了最大限度地溶出锌浸出终点的pH值不应达到锌的氢氧化物析出沉淀的数值，因浸出终了pH值不得超过5.45.6，一般控制在5.25.4。2.2浸出过程水解沉淀机理除铁，中性浸出条件下，Fe3+被水解沉淀而从溶液中除去。Fe3+的水解反应一般在pH=1.7即已开始，pH值升高，水解析出更彻底，一般中浸pH值控制在5.25.4Fe3+就能完全生成Fe（OH）3，但Fe3+的硫酸盐不能水解（pH在5.25.4时）因此必须将Fe2+转化为Fe3+，生产中常用二氧化锰（或电解阳极泥）作氧化剂，在酸性介质中氧化硫酸亚铁.2.3中性浸出槽中氧化槽的作用中性浸出槽有五个：氧化槽、中浸1#、2#、3#、4#槽，氧化槽：将亚铁氧化成Fe3+。氧化液的组成：混合液、阳极泥、锌电解废液。其中氧化槽中锰的反应过程为： 2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O2.4阳极泥直接进入氧化槽的弊端 电解车间在正常生产中，需要短时间内把阳极泥转入浸出车间，阳极泥中锰的作用就是直接进入氧化槽中，与酸反应，将亚铁氧化成三价铁。在实际生产中因为阳极泥直接打入氧化槽中，造成氧化反应时间过短，从而阳极泥中作为氧化剂的MnO2没有充分发挥作用形成MnSO4，造成MnO2的浪费。 氧化槽是浸出反应的头道工序，是废液与焙砂的主要反应槽，混合液及废液的进入本身对槽内矿浆的搅拌强度有影响，阳极泥短时间内大量进入氧化槽，增大氧化槽的负荷，对减速机冲击力度增大，降低设备的使用周期。3.改造后：如图所示：增加阳极泥槽3.1改造后的生产现状如图所示：新建一台搅拌槽，将电解的掏槽阳极泥、污水、新液渣用泵打入搅拌槽内，用废液稀释底部与阳极泥混合搅拌，泵出口安装流量计，通过控制泵出口阀门控制阳极泥的流量，用泵均匀稳定的向氧化槽输送，同时阳极泥阳极泥含固量在对锰粉加入量进行调整，达到降低锰粉消耗的目的。3.2改造的目的增加一个搅拌槽后，阳极泥与废液充分混合，通过阀门控制，调整合适流量均匀输送至氧化槽，延长在氧化槽中的锰的反应时间，增加了阳极泥中的锰与氧化槽中的Fe2+接触面积，使锰与Fe2+反应时间更长，接触更加充分，提高锰的利用率，从而达到降低锰粉消耗的目的。3.3改造后的优势改造后，阳极泥向氧化槽输送时，可以通过阳极泥泵均匀适当流量打向氧化槽中，降低了从电解车间直接大流量向氧化槽中进液所产生的冲击力，降低了设备故障率，延长设备使用寿命。增加一个搅拌槽后，有效的解决了电解车间与浸出工段生产矛盾，当电解急需向浸出工段输送阳极泥，浸出工序不能正常接收时，可以暂时储存在阳极泥槽中，解决生产矛盾，提高生产效率。4. 设备改造方案和效益分析（年产11万吨锌）4.1主要设备选型序号名称型号单位数量费用（万元）备注1搅拌槽(5.4*5.5m)100m3个120碳钢槽、衬砖防腐2输送泵100m，30m扬程台412合金泵3管道DN100米2003.06钢衬4阀门钢衬球阀DN100台51.0钢衬球阀5液位计0-7m个11.8雷达6流量计0-50m3/h个13.0电磁合计40.86表1：项目设备选型预览表4.2效益分析每年电解产出阳极泥约650t，锰金属量约200t，使用效率70%。项目实施后，矿浆可代替部分锰粉，按年节约锰粉用量600t计算。按锰粉单价3000元/t计算，年节约生产成本600t*3000元/t*70%=126万元。5.结束语 我公司掏槽阳极泥和平板阳极泥中含有大量有价金属，经过技术改造后，可以有效回收阳极泥中的有价金属，并且阳极泥中含有大量高价锰，与置换后液混合后可以氧化置换后液中的Fe2+，减少辅料锰粉和碳酸锰的加入量，有效地节约成本降低了炼锌系统中辅料锰粉的消耗，为企业的可持续发展做出了一定贡献。参考文献【1】赵志强，肖功明，陈为亮，罗永光;全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集C;2010年 【2】河南豫光锌业有限公司二期10万吨电锌图纸 北京设计院设计