湿法电解锌工艺流程选择概述知识讲解.doc

湿法电解锌工艺流程选择概述1.。1 工艺流程选择根据原料成份采用常规的工艺流程，技术成熟可靠，劳动环境好，有较好的经济效益，同时综合回收铜、镉、钴等伴生有价金属。工艺流程特点如下：（1）挥发窑产出的氧化锌烟尘一般含气氟、氯、砷、锑杂质，且含有较高的有机物，影响湿法炼锌工艺，所以通常氧化锌烟尘需先进多膛焙烧脱除以上杂质。（2）氧化锌烟尘和焙砂需分别进行浸出，浸出渣采用回转窑挥发处理，所产氧化锌烟尘送多膛焙烧炉处理。（3）氧化锌烟尘浸出液返焙砂系统，经中性浸出浓密后，上清液送净液车间处理，净液采用三段净化工艺流程。（4）净化后液送往电解车间进行电解。产出阴极锌片经熔铸后得锌锭成品。（5）净液产出的铜镉渣和钴渣进行综合回收（或外卖）。1.6.2 工艺流程简述焙砂经中浸、酸浸两段浸出、浓密、过滤，得到中浸上清液及酸浸渣。酸浸渣视含银品位进行银的回收后送回转窑挥发处理得氧化锌，经脱氟、氯，然后进行单独浸出，浸液与焙砂系统的浸出液混合后送净液。回转窑渣送渣场堆存。产出的中浸上清液经三段净化，即第一段用锌粉除铜镉；第二段用锌粉和锑盐高温除钴；第三段再用锌粉除复溶的镉，以保证新液的质量，所得新液送电解。电解采用传统的电解沉积工艺，用人工剥离锌片，剥下的锌片送熔铸，产出锌锭。采用上述工艺流程的理由：主要是该工艺流程基建投资省，易于上马，建设周期短、见效快、效益高。这在株冶后10万吨电锌扩建、广西、云南、贵州等多家企业的实践中，已得到充分证实和肯定。对净液工艺的选择，目前国内外湿法炼锌净液流程的发展趋势，主要是溶液深度净化。采用先冷后热的净液流程，为保证净液质量，设置三段净化，当第二段净化质量合格时，也可以不进行第三段净化，直接送电解。该流程稳妥可靠，净化质量高，能满足生产0#锌和1#锌的新液质量要求。作业制度，拟采用连续操作，国内西北冶、株冶等都有生产经验。与间断操作相比，可大减少设备的容积，减少设备数量，相应可减少厂房建筑面积，故可大幅度降低基建投资。1.3 综合利用及环境保护浸出渣可根据含银品位高低进行银的回收后再送回转窑处理，所得氧化锌经脱氟、氯后进入氧化锌浸出系统，进一步回收锌、铟等有价金属。净液所得铜镉渣经低酸浸出后，所得铜渣可作为炼铜原料出售。浸出液经锌粉置换，所得贫镉液含锌很高，返回锌浸出车间，所得海绵镉进一步处理后，获得最终产品镉锭出售。净液所得钴渣，经酸洗脱锌后根据含钴品位再考虑是否回收钴，暂时先堆存（或外卖）。熔铸所得浮渣，其粗粒可返回熔化或作生产锌粉用。处理所得氧化锌可作为生产硫酸锌或氯化锌的原料，根据需求而定。各湿法炼锌车间的污酸、污水，经中和沉处理后，可达到国家工业排放标准。为合理使用电能，本设计根据国外电解工厂的经验，电流密度采用白天低（400A/ m2）夜间高（500A/ m2）的操作制度；根据比利时老山锌公司、日本的彦岛、饭岛、小鸣浜和安中等国外诸多10万吨/年以上电锌厂电解车间采用自然通风、局部强制通风和两班制剥锌的生产经验，本设计采用车间自然通风，所有可能产生酸雾的溜槽和贮槽均加盖并予以强制抽风，剥锌厂房局部强制通风，将酸雾对车间造成的污染降至最低水平。综上所述，本设计不仅充分考虑了三废的有效治理，改善了环保条件，而且使之得到综合利用，提高了有价金属的回收率； 2冶炼工艺设计采用成熟的工艺流程，技术落实可靠，劳动环境好，又有较好的经济效益，同时可综合回收铜、镉、钴等伴生有价金属。焙砂送球磨后，分别经中浸、酸浸两段浸出、浓密、过滤，得到中浸上清夜及酸浸渣。酸浸渣送回转窑挥发处理的氧化锌，经多膛焙烧炉脱氟、氯后进行单独浸出处理，中浸液返至浸出系统的中性浸出，氧化锌酸浸液用锌粉置换产出铟渣，留待进一步处理。酸浸渣送渣场堆存，待回收Pb、Zn等有价金属。浸出系统产出的中浸上清夜经三段净化，即第一段用锌粉除铜、镉，第二段用锌粉、锑盐除钴、镍，第三段用锌粉除残镉，所得净化后液即新液送往电解。电解采用传统的电解沉积工艺，采用人工剥离锌片，剥下的锌片送熔铸，采用低频感应电炉熔锌，最终产出1#锌和部分0#锌的锌锭。本设计金属回收率：锌93.5% 其中：浸出 95%；净液 99.3%；电解99.5%；熔铸99.7%2.2 浸 出2.2.1 工艺流程简述2.2.1.1 备料焙砂用刮板运输机送到浸出厂房内的料仓，由料仓锥底排出经星形给料器、称量给料机再进入中性浸出槽上的螺旋给料机，将焙砂送入浸出槽内。从电解车间来的废电解液、阳极泥浆分别泵入废电解液贮槽和阳极泥搅拌槽。净液工段来的各种含锌溶液和过滤干燥厂房来的过滤液及洗液均泵入混合液贮槽。凝聚剂溶液的制备：在凝聚剂溶解槽中加入水并通蒸汽，控制温度4060，逐渐加入凝聚剂，配制成1%的浓度，使用时用水稀释到0.1%浓度，存放在凝聚剂贮槽中，用泵送入各浓密机。2.2.1.2 中性浸出中性浸出选用4台45005500机械搅拌槽，单槽反应间断作业。将废电解液、阳极泥浆、混合液、MnO2矿粉分别给入中性浸出槽配液，控制始酸H2SO45080g/l，Fe2+0.1g/l，然后加入焙砂，在加料时不断的用试纸测定槽内的酸度，保证中性浸出终点PH=55.2。中性浸出矿浆由槽下部排出流入溜槽后进到中间槽，经泵打入1台18m中性浸出浓密机，其浓密溢流即为中浸上清夜，直接经溜槽流入中上清贮槽。浓密机底流经泵送至酸性浸出槽。2.2.1.3 酸性浸出酸性浸出槽与中性浸出槽规格相同，选用3台间断作业。中浸底流泵入酸浸槽后，加入废电解液和浓硫酸，并通入蒸汽加热至7585，控制浸出终点PH=23。酸性浸出矿浆由槽下部排出经溜槽和泵槽打入1台15m酸性浸出浓密机，其浓密底流经中间槽泵送到渣过滤干燥工段，选用3台F=100m2带隔膜的压滤机压滤，所得滤渣经皮带运输机送到火法的给料系统，给入干燥窑。其浓密溢流返回中性浸出。2.2.1.4 氧化锌中性浸出氧化锌中性浸出选用1台45005500机械搅拌槽，间断作业。浸出渣在火法车间经干燥、挥发产出氧化锌，经多膛焙烧炉脱硫、氯后，通过圆盘给料机送入1台湿式溢流球磨机，该球磨机规格为12002400，磨矿液来自渣滤干燥工段的压滤液和洗液，与氧化锌一同进入球磨机，磨矿的氧化锌矿浆经中间贮槽泵送到浸出车间的氧化锌中性浸出槽，同时加入废电解液，控制浸出终点酸度PH=4.85.2。浸出后矿浆泵送至1台15m氧化锌中浸浓密机进行液固分离，浓密溢流经槽泵送至混合液贮槽，浓密机底流泵送入氧化锌酸性浸出槽。2.2.1.5 氧化锌酸性浸出氧化锌酸性浸出选用1台45005500机械搅拌槽，间断作业。氧化锌中浸底流、废电解液和浓硫酸同时加入槽中，浸出始酸H2SO4150200g/l，控制浸出终酸20g/l左右，然后泵入1台15m氧化锌酸浸浓密机进行液固分离，浓密溢流经中间槽泵送至铟富（置换）槽用锌粉置换后再经压滤机压滤，所得滤渣即铟渣，待进一步处理得精铟。滤液返回氧化锌中浸槽。浓密机底流泵至1台F=100m2压滤机压滤，所得滤液返回氧化锌中性浸出槽，所得的滤渣经浆化用1台F=100m带隔膜的压滤机压滤洗涤后由气动排渣料斗卸入渣车，运送渣场。2.2.2 主要技术操作条件2.2.2.1 中性浸出 浸出液固比10:1 浸出温度 6575 浸出时间 12h 浸出终点酸度PH=55.22.2.2.2 酸性浸出 浸出液固比10:1 浸出温度7585 浸出时间24h 浸出终点酸度PH=232.2.2.3 氧化锌中性浸出 浸出液固比68.1 浸出温度6575 浸出时间11.5h 浸出终点酸度PH=4.85.22.2.2.4 氧化锌酸性浸出 浸出液固比56.1 浸出温度8090 浸出时间68h 浸出始酸150200g/lH2SO4 浸出酸20g/lH2SO42.2.2.5 锌粉置换 置换温度7585 置换时间34h 始酸20g/lH2SO4 终酸PH=4.85.02.2.3 主要技术经济指标2.2.3.1 焙砂锌浸出率8590%2.2.3.2 浸出渣率40%（以焙烧料计）2.2.3.3 上清夜产量3334m3/h2.2.3.4 浸出渣量18240t/a（干量）2.2.3.5 氧化锌浸出渣量2100t/a（干量） 2.2.3.6 铟渣量112t/a（干量）主要成分In3%2.2.3.7 原材料单耗硫酸（98%H2SO4）120kg/t析出锌锰矿粉（MnO275%）15kg/t析出锌凝聚剂（3#）1kg/t析出锌蒸汽（0.20.3MPA）0.85t/t析出锌生产水4.7m3/t析出锌 2.3.1 工艺流程简述由浸出送来的中浸上涉清液泵入一段净化槽，一段净化槽共2台，规格为45005500，V=87m3/台，两台并联间断操作。锌粉经振动给料机加入一段净化槽，反应完成后排料至中间槽，再用泵送至3台F=100m2 的厢式压滤机进行液固分离，所得滤渣即铜镉渣，经浆化后泵至镉工段回收镉。所得滤液经2台 F=30m2 的螺旋板加热器加温到8590后经加热后液贮槽送往二段净化槽。二段净化槽共4台,规格同一段净化槽，也是4台并联间断操作。锌粉经振动给料机加入各净化槽，酒石酸锑钾溶液用人工加入槽内，反应完成后排料至中间槽，再用泵送至3台F=100m2的厢式压滤机压滤，所得滤渣即钴渣，再经酸洗、压滤后，所得滤渣即钴精矿，暂堆存待回收钴。滤液用锌粉、酒石酸锑钾沉钴后，再经压滤，滤渣与钴精矿卸在同一堆场，滤液送浸出车间。二段净化压滤后液送往三段净化槽。三段净化槽共2台，规格也同一段净化槽，两台并联间断操作。锌粉经振动料机加入槽内，以除去残余的镉。反应完成后排料至中间槽，再用泵送至3台F=100m2的厢式压滤机压滤， 所得滤渣含锌较高，用人工返回到一段净化槽再利用。所得滤液即新液，用废电解液使新液含H2SO4l3g/l ，减少新液在输送过程中的结晶，然后用泵送往电解车间。净液工段产出的铜镉渣经浆化后，送往镉工段2台30003200，V=24m3机械搅拌槽进行铜镉渣的浸出，两台并联间断操作。加入废电解液，控制始酸10g/l，终点PH=5.25.4。 矿浆经 中间槽用泵送至1台F=40m2的厢式压滤机压滤，滤液送置换槽，产出滤渣即铜渣，可作为中间产品出售。置换在1台30003200，V=24m3机械搅拌槽进行，置换前加入硫酸，控制溶液 PH=23，以溶解锌粉表面的氧化锌膜，增加锌粉活性，加速置换速度。置换后液用泵送至1台F=40m2的厢式压滤机压滤，产出滤液即贫镉液，用泵送回浸出车间。所得滤渣即海绵镉，可作中间产品出售。 2.4 电 解2.4.1 工艺流程简述净液工段送来的新液温度7080，与经过空气冷却塔冷却后的废电解温度约34，在混液槽中混合，通过控制新液和废电解液的混合比（1:1520）来保证电解槽操作温度在3742之间。本车间共有电解槽140个，分为四列配置。混合后的电解液由总溜槽分别进入每个电解槽内，通过直流电的作用，锌在阴极上析出，氧在阳极上析出。本车间采用铅银合金为阳极，压延纯铝板为阴极，每槽各放阴极48片、阳极49片。阴极析出周期为24h，阴极自槽中取出经洗涤后用人工剥下析出的锌片，经码垛后送锌熔铸工段，铝阴极板经清理、平整后装入电解槽进行下一周期的电解。电解槽流出的废电解液经废液溜槽进入废电解液循环槽，部分废电解液泵送至浸出车间，大部分废电解液泵至冷却塔进行冷却后和净液工段送来的新液混合，然后通过溜槽再进入每个电解槽。电解槽约30天清理一次，掏槽采用真空抽吸，抽出的阳极泥经中间槽用泵送至浸出车间。电解时，为了降低析出锌含铅量，需加入碳酸锶，为了改善析出锌的表面结构需加入骨胶，为改善剥离情况需加入酒石酸锑钾。 2.6.1.2 工艺流程阴极锌熔化现普遍采用低频感应电炉。本设计采用540KW的低频感应电炉熔锌，直线铸锭机铸锭。年工作日330天。金属锌锭年产量：一期 17883t/a2.6.2 生产过程简述电解车间生产的阴极锌片用叉车运至本车间，然后用吊钩桥式起重机将锌片吊到平台上。人工加入到熔锌感就应电炉内，感应器设计生产能力为24t/h,电炉内贮锌池的温度控制在450500，锌液恒定流入锌铸锭机，铸好的锌锭落入斜式辊道，人工码垛，扎捆后在车间空地贮存或外运。为减少浮渣夹带的金属锌理，须从炉门加入少量氯化铵，浮渣由人工扒出。 2.6.5 说明本设计只考虑一期工程，即生产电锌2.5万吨/年，并为二期工程预留了场地。2.3.2 主要技术操作条件 2.3.2.1 一段净化 净化温度 5565 净化时间 11.5h 锌粉用量 2g/l 2.3.2.2 二段净化 净化温度 8590 净化时间 2.53h 锌粉用量 3g/l 酒石酸锑钾用量 Sb:Co=0.61:1 2.3.2.3 三段净化 净化温度 7580 净化时间 11.5h 锌粉用量 1g/l 2.3.2.4 钴渣酸洗 酸洗温度 7080 终点酸度 1 3g/l H2SO4 液固比 671 酸洗时间 1012h 2.3.2.5 酸洗液沉钴 沉钴温度 8590 沉钴时间 2.53h 锌粉用量 3 g/ l 酒石酸锑钾用量 SbCo=0.611 2.3.2.6 铜镉渣浸出 浸出温度 8590 浸出时间 46h 浸出液固比 681 浸出始酸 10 15g/l H2SO 浸出终酸 PH=5.25.4 2.3.2.7 钴渣酸液置换 置换温度 5055 置换时间 1.5h 锌粉加入量 理论量的1.21.3初酸 PH=23 终酸 PH=5.25.42.4.2 2 电解 主要技术操作条件 电解液温度 3642 槽电压 3.23.4V 阴及电流密度 400550A/m2 电流效率 88% 同极中心距 62mm 阴极析出周期 24h 真空掏槽周期 30d2.4.3 主要技术经济指标 2.4.3.1 锌回收 99.5% 2.4.3.2 原材料单耗 碳酸锶 0.71.5kg/t析出锌 骨 胶 0.40.6kg/t析出锌 酒石酸锑钾 3g/t析出锌 阴极铝板 0.30.34片/t析出锌 阳极板 0.20.24片/t析出锌 直流电 30003200kwh/t 析出锌