锌冶炼工艺简介

1、行政部门员工生产工艺学习指南紫金有色金属有限公司二0一一年四月公司简介（1）10万吨/年锌冶炼整体生产网（2）焙烧制酸生产工艺简介（3）浸出生产工艺简介（7）净化生产工艺简介（12）电解生产工艺简介（14）锌粉生产工艺简介（16）熔铸生产工艺简介（16）综合回收生产工艺简介（17）水汽车间生产工艺简介 （21）紫金有色金属有限公司是紫金矿业集团控股子公司，公司成立于2004年10月，注册资本3.75亿元，现有总资产27.6亿元，员工2500余人。地处工业园区，是国内大型有色金属冶炼企业，白治区重点工业企业，白治区循环 经济发展示范企业，也是首批通过国家工业和信息化部全国铅锌行业准入条件审核的8

2、户铅锌企业之一。公司的20万吨/年锌冶炼工艺采用热酸浸出 一低污染沉矶除铁湿法炼锌工艺，目前公司已具备年产锌锭22万吨、硫酸40万吨的产能，年产值可达40亿元以上。控股公司紫金矿业集团股份有限公司（A+H）是一家以黄金及基本金属矿产资源勘查和开发为主的高新技术效益型特大国际矿业集团，是中国最大的黄金生产企业和中国控制金属矿产资源最多的企业之一。（H股票代码:2899,A股票代码：601899）。公司积极开展矿产资源整合和风险勘探工作，目前紫金在当地控股矿山一座，参股矿山一座，控制锌资源金属 量300多万吨，原料白给率可达50%以上；现有矿权17个，矿权面积1000余平方公里。公司始终将科学管理

3、、安全环保、节能减排和发展循环经济作为企业可持续发展及构建和谐企业的核心来抓， 成立了技术研发中心，已对伴生的铜、镉、钻、铅银等有价金属全部实现了综合回收利用，对饱和蒸汽实施了余热 发电项目，建成了水污染和尾气在线监控系统，在国内首次成功应用离子液尾气吸收技术，使公司尾气排放在达到 国家一级排放标准的基础上再减少了 2/3的尾气排放量，成为内蒙古白治区循环经济示范企业，公司技术研发中心 被认定为白治区级技术中心，巴彦淖尔市环境友好型企业”，公司先后荣获 科技进步一等奖”、白治区 科技进步三等奖”。2007年通过了三标一体”认证；公司 紫金”牌锌锭为上海期货交易所交割品牌；公司实验室通过国家实

4、验室认证，紫金牌锌锭被内蒙古白治区品牌协会授予内蒙古著名品牌”。公司先后荣获 全国劳动关系和谐企业”、“200内蒙古白治区国税纳税50强”、 内蒙古白治区五一劳动奖状”、内蒙古白治区“AAAM诚信企业”。公司的发展目标是将企业建成中国著名的有色金属选冶及深加工基地、行业先进生产力代表企业，最终实现探、采、选、冶、加工一体化的集约经营，使公司成为全球重要而极富竞争能力的锌等有色金属材料供应基地。10万吨/年锌冶炼整体生产网用于浸出，净液等车间生产用汽、I一余热锅炉L余压发电低压蒸汽Z焙烧TI41-焙烧烟气一制峻酸 一 50-尾气.一 离子溶吸也-A电f锌粉 焙砂“f|铁矶渣4谩出一铁系g品4盘化

5、一净化渣r钢渣钢厂*)广镉渣精镉电尸#_电废液斗L钻渣一钻产品.锌浮渲-培铸#旅空处理“锌锭n；锌渣/透处理 水源一P生产水4浓水+回收:一水竦化.'污酸污水处理站中和处理水时J化学处理十 软水一锅炉蒸汽采暖口t1焙烧制酸生产工艺简介焙烧制酸生产工艺分焙烧工序和制酸工序两个部分。1、焙烧工序：焙烧的目的一是将锌精矿中的ZnS尽量氧化变成ZnO,同时，也使锌精矿中的铅、铜、镉、 钻、碑和镣等杂质元素氧化变成化合物进入焙砂或直接生成易挥发的化合物而从精矿中分离；二是使锌精矿中硫氧 化变成SO2,产出有足够浓度的二氧化硫烟气，以便制取硫酸。流态化沸腾焙烧工艺，焙烧炉109是目前国内较大焙烧炉

6、之一，处理的原料为浮选锌精矿，焙烧强度为6.16吨/平方米.每天，现阶段标温控制在940-980C，焙烧工艺的主要控制点：风量、温度、投料量，根据残硫的高低调整 风料比。其原理是：硫化锌精矿在氧化气氛中进行白热反应，使其发生物理、化学变化，改变其成分生产出合格的 焙砂，产生的烟气送往制酸系统。工艺流程：（1）原料和锌精矿经皮带输送到焙烧炉，（焙烧炉现主要控制指标：标温 950C、鼓风量55000m3h 风箱压力 19.5KPa后，产品焙砂（控制指标SV0街,Fe5.5）流态化冷却器和冷却圆筒降温 （200C以下），经刮板 机运输、球磨机碾磨后（粒度-200目以下65%经中间仓喷射泵送到浸出车间

7、或焙砂储仓。（2）焙烧炉产出二氧化硫烟气经三级除尘（余热锅炉、漩涡收尘、电收尘）后通过高温风机送制酸净化。工艺流程图：i瑚仓 a摭牛起柬机赢矿-”稀F 以侏寸牛 io-圆盘矿414面风收生器 16.电收生普W输机 ZL纹金 22-锻凤机图3. 37 椀佥化靖烧设备连接1封4,僧式j鱼摭机 s磅fF斗 &干«»俗 7-燃烧室 &展瓮式ar降机利 I U圆航给料机12-波热化场垸A 13.余炽胡炉1L人宇顶好菅ifl 17.始航态化吟却箱18.堵砂净切筒 19.尊睑证摭机 维 清R 23.风斗总俐CJ 2L前率期牛州门 2S.K IQ斗怵敝汁 E * F IMr

8、 j 2H. 1 wr苦地mv惧 *礼 倏心收4祁 30,排的机 耳】-地间122、制酸工序：制酸系统分为净化、转化、干吸和尾气回收四个工序。工艺流程：（1）净化采用绝热蒸发稀酸冷却净化工艺，转化采用了3+1/HI . I -W . n转化换热流程。产品酸规格为98%H2SO4，根据需要也可产93%H2SO4。排出废酸量5- 10m3/h,送往污水处理工段进一步处理后达标排放。尾 气经尾气回收系统处理后达标排放，控制二氧化硫浓度400mg/m3以下。来白焙烧约300C的SO2烟气从顶部进入湍 冲塔，与循环液逆流接触，烟气中的尘、碑、氟等杂质被洗到循环液中。出湍冲塔烟气（<65：）进入冷却

9、塔，与经过稀酸板式换热器降温后的循环液逆向接触，使烟气进一步除尘降温（<45：）,然后进入两级电除雾器除雾后去干燥塔（温度<42：、含酸雾v 0.005g/Nm）。（ 2）净化后的SO2烟气进入干燥塔，与塔顶喷淋下来的 93%酸逆 流接触，出塔烟气含水达到0.1g/m3，干燥后的SO2烟气经鼓风机升压后送往转化器。控制 SO2浓度在6.5%-7.5%, 通过调节各触媒层温度，使二氧化硫在催化剂的作用下转化生成SQ烟气。（3）将净化后的烟气用93%硫酸干燥后除去水份（送往转化工序，再用 98.3%的硫酸吸收从转化工序来的SO3烟气，产出合格的成品酸。浸出生产工艺简介湿法锌冶炼浸出过程

10、，是以稀硫酸溶液（主要是锌电解过程中产生的废电解液）做溶剂，将含焙砂中的锌及有 价金属溶解进入溶液的过程。原料焙砂中除锌外，一般含有铁、铜、镉、钻、碑、镣、镣、错及稀有金属元素。在 浸出过程中，除锌进入溶液外，其它金属元素也不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。这些杂质会对锌电积过程产 生不良影响，因此在送电解以前必须把有害杂质尽可能除去。浸出过程的目的就是将原料中锌尽可能完全溶解进入 溶液中，并在浸出终了阶段采取措施，除去部分铁，碑、镣、硅及错等有害杂质，同时得到沉降速度快、过滤性能 好、易于液固分离的浸出矿浆。我公司采用热酸浸出-低污染沉矶除铁工艺，分别是：中性浸出工序，予中和工序，高温高酸浸

11、出工序和低污染 沉矶除铁工序四个浸出工序1、中性浸出工序：中性浸出工序的目的是最大限度地将焙砂中的锌浸出来，将其中有害杂质如：碑、镣、铁 等除去。中性浸出槽4台串联连续操作。首先在氧化槽中加入废电解液、锭矿粉和混合液（混合液是由沉矶上清、 贫镉液等组成）。氧化液经溜槽白流进入中浸1娜，与此同时焙砂经过螺旋给料机加入中浸 1#槽，并随时地检测1# 出口的PH值保持在3.5-4.0之间。经过4台槽的反应流入2台中浸浓密机进行液固分离，在进入浓密机的溜槽中加 入3#剂溶液，而且保持4#槽出口溶液的PH值在5.2-5.4之间。浓密溢流流入中浸溢流槽即为中上清液送往净液车 间，中浸底流经泵送入予中和1娜

12、中。中上清液体质量要求为：Zn含量在140-145g/L, Fe含量20mg/L、pH值在 5.2-5.4 之间。发生的主要化学反应是：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ; 2FeSC4+MnO2+H2SO4=F（SO4） 3+MnSO4+2H2。；Fe2（SO4）3+6H2O=Fe （OH） 3 $ +3HSO4 ;Sb2（SO4）3+3ZnO+3H2O= SI22O3 3。$ +3ZnSO ;H3SbO+4Fe（OH）3= Fe4O5（OH）5Sb$ +5HOAs2（SO4）3+3ZnO+3H2O = AS2O3 3H2O$ +3ZnSO;H3AsO+4Fe（OH）3= Fe4O5（

13、OH）5As ； +5HO;工艺流程图:净液车I旬2、予中和工序：予中和工序的目的是将高温高酸浸出的上清液和中浸底流在予中和反应槽中加入少量的焙砂（有时不加焙砂），将矿浆液中和至沉矶工序所需的酸度以及将中性浸出工序焙砂中余留部分未浸出的可溶锌得到进一 步的浸出过程。在予中和1娜中加入中浸底流和高浸上清液，控制予中和终点酸度在5-15g/L左右。从予中和4#槽出来的矿浆白流入2台浓密机进行进行液固分离，溢流出的上清液送入沉矶槽，底流送入高浸槽中。工艺流程图:3、高温高酸浸出工序：焙砂中的可溶锌大部分在中浸和予中和工序浸出来，而铁酸锌和硫化锌在上两道工序中 不参与反应，铁酸锌只有在高温高酸的条件下

14、溶解。此工序的目的是把焙砂中所含铁酸锌中的锌浸出来，从而提高 锌的回收率，浸出渣量也大大减小。该工序首先将予中和底流、废电解液和浓硫酸加入高浸1#槽中，进行高温（温度控制在90C以上）高酸（终点酸度一般大于30g/L）反应。从高浸4#槽的矿浆流入高浸浓密机中，上清液送入予 中和工序，底流送往过滤工段洗涤过滤后排放。工艺流程图：4、低污染沉矶除铁工序：黄钾(铉)铁矶除铁的原理是将溶液中的硫酸铁加入沉矶剂(碳铉和碳钠)生成不 溶的黄钾铁矶沉淀，经液固分离除铁的过程。其反应式为：3 Fe2 (SO4) 3+2NH4OH+10H2O=(NH4)2Fe6 (SO4) 4(OH)12+5H2SO4该反应进

15、行的过程中不断的产生酸，影响反应的进行，传统中和酸的方法是加入焙砂，由于酸度低造成焙砂中 的氧化锌反应不完全，渣含锌较高且矿浆过滤性能差渣中含水溶锌和有价金属高。我们公司采用碳钠、碳铉既作沉 矶剂又作中和剂，渣中含锌和有价金属低。可改善矶渣对环境的污染，且金属回收率高。沉矶工序是将预中和上清液加入碳铉和碳钠加温反应进入沉矶浓密机液固分离上清液为中浸工序提供合格的前液其含铁量约为5g/J其矿浆中的铁杂质以沉淀的形式进入底流送往过滤工段过滤以固体渣形式排放 工艺流程图：TNHxHCOjs NaHCO*予上洁 1 I MnO*1 .混合液槽。沉矶浓密机3 7底流。压滤“净化生产工艺简介锌焙烧矿经过中

16、性浸出所得的硫酸锌溶液含有许多杂质 ，其中有较锌正电位的杂质铜、 镉、钻、镣、碑、镣、 铁等。这些杂质在锌电解沉积过程中是极为有害的 ，如降低电流效率，增加电解能消耗，影响析出锌质量、腐蚀阴极造 成剥锌困难等.因此，在电解前必须对这种溶液净化，把有害杂质除到允许含量.我公司净化过程采用锌粉一镣盐、硫酸铅、硫酸铜联合添加剂净化工艺流程 ，即:两端高温除钻，第三（四）段扫 残余杂质.工艺原理为：用锌粉置换除去 Cu, Cd, Co, Ni等杂质.CuSO4+ Zn= Cu+ ZnSO4; CdSQ+ Zn= Cd + ZnSCU； COSO4+ Zn= Co + ZnSO4； MSO4+ Zn=

17、Ni + ZnSO"净化后新液指标为：Cg 1.0 , CcK 1.2 , SX 0.08,CiK 0.3工艺流程图：中上清（送镉工段）锌粉锌粉13电解生产工艺简介硫酸锌溶液的电解沉积锌的过程是：将已经净化好的硫酸锌溶液（新液）连续不断地从电解槽的进液端送入 电解槽中，以铅银合金板（含银 1%）做阳板，压延铝板做阴极，悬挂在槽内，当通直流电时，在阴极上析出金属 锌（称阴极锌或析出锌）有少量氢气放出，在阳极上则放出氧气。注入槽内的新电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含 量逐渐增多。经过电积后电解液含锌 4565g/L,含硫酸150200g/L,不断从电解槽的溢流口排出，该液称之为废 电解液，

18、简称废液，部分送往浸出工序作溶剂，大部分经冷却后与新液混合重新送入电解槽。当电积一定时间后（一般24h）把阴极板提出，用人工方法把析出锌剥离下来送往熔铸工序。剥去锌的阴极铝板再装入电解槽继续使用。基本电化学反应：阳极反应：H2CH +OH-2OH - 2e=H2O+1/2O2 f ;阴极反应：Zn2+2e=Zn;总反应：ZnSO4+H2O=Zn+H 2SO4+I/2O2 f阳极反应同时还发生如下反应：2MnSO4+3H2O+O2=2HMnO4+2H2SO4 ； 2MnO4 +3Mn2+2H2O=5MnO2 $ 4H+工艺流程图：锌粉生产工艺简介 我公司锌粉生产工艺有电炉锌粉生产工艺和吹制锌粉生

19、产工艺两种。1、电炉锌粉工艺原理矿热电炉生产锌粉是将锌焙砂、焦炭、熔剂，按冶炼要求的配料比均匀的混合，经回转干燥窑烘烤，电炉还原 熔炼，使物料中锌还原、挥发，脉石造渣熔化。还原的锌蒸汽随高温烟气进入冷凝器，急速冷却变为细粒锌粉被收 集。2、吹制锌粉工艺原理空气雾化法生产锌粉的基本原理 一基于金属三态在一定条件下相互转换现象，即将一定温度和流量的液态锌, 在一定风压冲击下，瞬间冷却成极细的固态粉状物而收集在沉降室内，此粉状物即为锌粉。即利用高压风将熔体流 雾化产出锌粉的一种物理过程。熔铸生产工艺简介熔铸生产工艺分锌锭生产工艺、锌浮渣生产工艺和阴阳极制造三种。1、锌锭生产工艺： 工频有芯电路是通过

20、电磁感应，使炉料本身发热，从而达到炉料熔化及保温的目的。感 应器相当于一个带铁芯的变压器，熔沟内金属相当于两匝次级线圈，感应线圈相当于一次线圈。当给一次线圈通电 时，二次绕组产生强大感应电流，熔沟内金属发热、熔化，然后通过传导、对流等把热量传递给炉膛内的金属，从 而使熔池内金属不断被熔化、加热。2、锌浮渣生产工艺： 熔铸车间的热锌浮渣运至本车间经捣渣机上处理后，搁置在一旁白然冷却，当温度低于60C时，将其加入中间料仓，手选出金属明锌片并返回熔铸电炉中直接铸成锌锭，小颗粒的金属锌和氧化锌烧结块和粉尘一起下到1#振动筛以后，筛下物通过刮板、斗提进入室外料仓；筛上物进入球磨机，经球磨后使烧结在一 起

21、的金属颗粒与氧化锌进一步分离， 从球磨机出来的料经皮带机送到2#振动筛进行二次筛分，筛上物为颗粒锌，返 回熔铸电炉中或运至锌粉车间用作锌粉制造，筛下物为氧化锌，送焙烧系统。加料、筛分和球磨过程中，产生的扬 尘采用湿式文丘里收尘器将烟尘收集下来，收下来的尘泥定期清理返回焙烧系统。3、 阴阳极制造工艺：将纯铝熔炼浇铸制作阴极导电棒，采用氧弧焊将铜铝导电头、铝板焊接在一起制作成 阴极板综合回收生产工艺简介综合回收工艺主要是对净液车间生产的净化渣进行铜、镉、钻的分离并回收锌，钻渣送钻回收工段生产氧化钻。同时还承担着系统除氯任务和为净液车间生产硫酸铅。一、镉工段净化渣处理工艺 ：1、净化渣浸出工序：原理

22、是金属锌、镉、钻及其氧化物与硫酸反应进入溶液，而金属铜留在渣中，达到分离铜的目的。铜渣经过酸洗和水洗进一步降低锌含量， 卸入渣场外售，外售的铜渣含铜在60溢右，含锌在5%Z下。2、富镉液除钻工序：原理是6 -荼酚与NaN碓弱酸性溶液中生成a -亚硝基-6荼酚，溶液pH值在3左右时， a -亚硝基-6荼酚同Co反应生成络盐沉淀。反应生成的钻渣经过两次水洗送钻回收生产氧化钻。3、吸附工序：利用活性炭吸附溶液中有机物避免返回主系统溶液的有机物超标影响主工艺电解。4、 富镉液置换工序：利用锌粉置换海绵镉。海绵镉在压滤机中进行水洗，然后卸入渣场外售，目前外卖的 海绵镉含镉在70溢右，含锌在10%U下，目

23、前海绵镉的镉提炼处于停产状态。最后贫镉液送浸出车间，溶液含锌 在 120-150g/L 之间。二、 镉工段除氯工艺： 原理是利用Cu+Cii+Cl-tCuCl的反应，将溶液中的氯离子除去，除氯的目的是减少 主系统中的氯离子避免对设备造成腐蚀，目前的工艺是，在白然温度下，往电解废液中均匀加入铜渣，铜渣经 24 小时白然氧化，加入量为每立方米废液 8kg,反应时间30分钟，除氯后废液含氯控制在100mg/l以下。三、钻回收工段工艺：钻回收目前有氧化钻生产工艺、硫酸铅生产工艺。氧化钻生产工艺原理为利用（3-荼酚钻渣的白燃性，令其以钻渣浆的燃烧方式，将有机物燃烧除去得到高价氧化钻。镉工段生产的有机物络合钻渣经过两次水洗，通过加入分散剂制成钻渣浆，送往炉前供浆系统，钻渣浆通过喷 枪经压缩空气雾化并助燃在焙烧炉内充分燃烧，生成氧化钻，余热经过余热锅炉回收余热，每年生产氧化钻200吨左右，可白产蒸汽30000立，蒸汽并入公司