锌氧压浸出工艺的应用及推广

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第 20 卷 第 4 期 2011 年 12 月
文章编号: 1005-7854( 2011) 04-0094-04
矿冶
MINING & METALLURGY
锌氧压浸出工艺的应用及推广
Vol. 20,No. 4 December 2011
仝一喆
( 长沙有色冶金设计研究院有限公司,长沙 410011)
摘 要: 锌氧压浸出工艺是一项技术先进、可靠的炼锌工艺,与传统炼锌工艺相比,具有流程短、环保、
仝一喆: 锌氧压浸出工艺的应用及推广
·95·
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
项目 技术可靠性 技术先进性 原料适应性 锌回收率 /%
综合回收 硫产品
占地面积 建设投资
能耗 环境影响
表 1 三种炼锌工艺的特点比较 Table 1 The comparisons of three kinds of zinc processes
2 锌氧压浸出工艺的应用
2. 1 锌氧压浸出工艺在国外的应用 1976 年,首个工业化试验厂在加拿大科明科公
司( Cominco Limited) 建成并成功完成 了 工 业 化 试 验。1981 年,第一套锌精矿氧压浸出装置在加拿大 特雷尔锌厂建成。此后相继有厂家采用锌精矿氧压 浸出技术新建和改扩建锌冶炼企业。1993 年,建成 世界上第一个二段氧压浸出厂,真正实现了全湿法 炼锌。到目前为止,国外已有多座采用氧压浸出工 艺炼锌的工厂建成投产。国外氧压浸出炼锌工厂实 例见表 2〔1〕。 2. 2 锌氧压浸出工艺在中国的实施 2. 2. 1 云南冶金集团的系列氧压浸出工厂
氧压浸出工艺的特点如下: ( 1) 技术先进、可靠 从技术可靠性来看,三种工艺都属于技术成熟、 可靠的工艺。相对而言,氧压浸出是一种短流程的 强化浸出工艺,在技术先进性上更胜一筹。 ( 2) 原料适应性强 在原料适应性方面,氧压浸出工艺具有独特优 势,适于各种难处理锌精矿,包括高铁闪锌矿、低品 位硫化铅锌矿、甚至复杂的铜铅锌银多金属硫化矿 等〔4-7〕。
综合回收效果好等特点。随着锌氧压浸出工艺在国内的成功实Baidu Nhomakorabea,将会引发锌氧压浸出工艺对传统工 艺的替代和改进。
关键词: 锌冶炼; 氧压浸出; 综合回收 中图分类号: TF813 文献标识码: A doi: 10. 3969 / j. issn. 1005-7854. 2011. 04. 022
APPLICATION AND POPULARIZATION OF ZINC PRESSURE LEACH PROCESS
20 世纪 90 年代末,云南冶金集团对硫化锌精 矿、高铁硫化锌精矿进行了系统的试验,并于 2004 年在云南冶金集团的永昌公司建成年产 l 万 t 电锌 的氧压浸出示范厂,工艺条件为压力 0. 8~1. 2 MPa, 温度 140 ~160℃ ,氧气为工业纯氧。2007 年又在云
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矿冶
南冶金集团的澜沧公司建成了处理高铁硫化锌精矿 的二段氧压浸出厂,经过工业试验,于 2008 年底投
Φ3. 2 m × 12 m,1 台
生产方式 一段氧压浸出与 原焙砂浸出混合
一段氧压浸出
50
Φ3. 9 m × 13 m,1 台
一段氧压浸出
95
Φ3. 9 m × 19. 3 m,3 台 二段氧压浸出
115
其中备用 1 台
全部处理锌精矿
Φ3. 9 m × 19. 3 m,3 台 二段氧压浸出
100
其中备用 1 台
硫磺 / 硫精矿,方便贮运 小
一般 一般 无气型、水污染源
( 3) 综合回收效果好 作为一种强化浸出工艺,氧压浸出工艺的锌浸 出率和回收率是最高的。 氧压浸出工艺的综合回收效果好,可以提高原 料中镓、锗、铟等稀有稀散金属的回收率,可以加强 铅、银等贵金属的富集,还可以提高铜、镉的浸出率 和回收率〔4-5〕。氧压浸出工艺可以根据原料特点,灵 活改变工艺流程和工艺参数,强化特定有价金属的 回收。 ( 4) 产品硫磺便于贮存运输 氧压浸出工艺产出的硫产品是硫磺或者硫精 矿,易 于 贮 存、运 输。 常 规 法 及 高 温 高 酸 法 产 出 硫 酸,必须考虑及时将硫酸销售出去,否则硫酸的贮存 问题将影响到正常生产。 ( 5) 流程短、占地面积小 因为缩短了工艺流程,同等生产规模下,氧压浸 出工艺的占地面积最小。以 100 kt / a 的锌冶炼项目 为例,常规法的占地面积为 25 hm2 ,氧压浸出的占 地面积仅为 19 hm2 。这是因为,与常规法相比,氧 压浸出工艺去掉了庞大的沸腾焙烧、制酸系统以及 挥发窑渣处理系统。 ( 6) 投资较少 在建设投资方面,虽然氧压浸出的设备投资较 高,但由于 氧 压 浸 出 工 艺 的 流 程 短,省 去 了 沸 腾 焙 烧、制酸系统以及挥发窑渣处理系统,因此,建设投 资与常规法基本持平。随着该技术的推广应用以及 设备供货厂家的增多,氧压浸出工艺的建设投资将 会低于常规法。 ( 7) 能耗较低 常规法的能耗高,是因为浸出渣的挥发窑处理 需要大量的焦炭,并且焦炭的利用率很低。与常规 法相比,氧压浸出虽然消耗较多的蒸汽以及一定量 的氧气,但由于氧压浸出不需要进行浸出渣的挥发
收稿日期: 2011-08-09 作者简介: 仝一喆,重有色冶金工程师,主要从事有色冶金工程 设计与咨询工作。
新液送电积。氧压浸出技术是目前炼锌工艺中最先 进、环保的清洁生产工艺,具有流程短、环保、综合回 收效果好、原料适应性强等特点〔1-3〕。
氧压浸出炼锌工艺与常规法炼锌工艺、高温高 酸法炼锌工艺的特点比较见表 1。
TONG Yi-zhe ( Changsha Engineering and Research Institute Ltd. of Nonferrous Metallurgy,Changsha 410011,China)
ABSTRACT: The zinc pressure leach process is a kind of advanced and reliable process. Compared with the traditional process,pressure leaching is of following characteristics: short technology process,environmental friendly and good comprehensive recovery effect. With this process acquiring successful implementation and policy guidancein in China,it can be anticipated that the zinc pressure leach process will replace the traditional process largely in the near future. KEY WORDS: zinc smelting; pressure leaching; comprehensive recovery
西部矿业 100 kt / a 电锌氧压浸出新技术工程已 进入实施阶段。该项目由加拿大谢里特公司完成连
续性试验,试验取得了大于 98% 的锌浸出率,从锌 精矿原料到单质硫副产品的总硫回收率约为 85% , 从中和渣中可回收原料中的 75%~78% 铟〔10〕。项目 选用两段逆流加压浸出工艺,重点考虑了铟等稀散 金属的回收。项目所在地位于青海省西宁市经济技 术开发区甘河工业园区,海拔 2600 m。氧压浸出工 艺克服了高温高酸法在高海拔地区不能正常工作的 缺点,体现了氧压浸出工艺在极端环境条件下的适 应性。该项目的工程设计由长沙有色冶金设计研究 院有限公司承担,预计将在 2013 年 6 月建成投产。 2. 2. 4 呼伦贝尔驰宏矿业有限公司 200 kt / a 铅锌 冶炼项目
1976 年,世界上首个锌氧压浸出工业化试验厂 在加拿大建成并成功运行。此后,锌氧压浸出作为 一种先进的强化浸出工艺,在全世界得到推广。进 入 21 世纪以来,锌氧压浸出工艺在中国实现了工业 化生产,并迅速发展起来。
1 锌氧压浸出工艺的特点
与常规湿法炼锌工艺相比,氧压浸出工艺是锌 精矿经加压氧气直接浸出的工艺,浸出液的后续处 理过程与常规湿法流程基本相同。其主干原则工艺 流程为: 硫化锌精矿—原料准备( 磨矿) —氧压浸出 及硫回收—上清液送中和除铁—除铁后液送净化—
全部处理锌精矿
备注 生产硫磺
2. 2. 2 中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼 厂
国内第一座建成投产的 100 kt / a 大型氧压浸出 工厂是中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼 厂。针对凡口铅锌矿生产的高镓、锗、银锌精矿,为 提高有价金属的回收率,位于广东省韶关市仁化县 的丹霞冶炼厂于 2006 年开始筹备采用氧压浸出工 艺〔9〕,委托加拿大谢里特公司试验确定了两段逆流 氧压浸出流程。其工艺的最大特点就是能够综合回 收锌精矿中富含的镓锗等稀贵金属,实现经济效益 和社会效益最大化。
呼伦贝尔驰宏矿业有限公司成立于 2007 年 6 月,200 kt / a 铅锌冶炼项目是该公司挂牌营运后的 第一项重点工程项目,项目建设地点位于内蒙古呼 伦贝尔市,建设规模为 140 kt / a 电锌、60 kt / a 电铅, 其中,电锌生产采用二段氧压浸出技术。目前,该项 目正处于实施阶段,计划将于 2012 年 4 月竣工投 产。此外,目前国内还有多个具有明确实施意向的 锌氧压浸出项目。
窑处理,从而节省了能耗。另外,氧压浸出工艺的产 品硫磺( 或硫精矿) ,在作为资源的同时,又可作为 一种能源。
( 8) 环保效果好 在环境影响方面,常规法和高温高酸法要进行 硫化锌精矿的沸腾焙烧,生产过程产生 SO2 烟气,同 时制酸废水需处理。氧压浸出工艺产出单质硫,不 释放 SO2 烟气,从根本上杜绝了冶炼烟气的产生; 精 矿直接进入湿法系统处理,避免了干燥运输过程中 的粉尘污染; 氧压浸出法更容易实现并控制系统的 溶液平衡,废水的产生及排放量很少,正常情况下无 污水外排; 氧压浸出工艺所产出的废渣量比焙烧浸 出法要少,当原料含铁高时,所产的铁渣含铁很高, 可以作为钢铁生产的原料。
加拿大 Kidd Creek
德国 Ruhr Zink
加拿大 Hudson Bay
哈萨克斯坦
投产 时间 1981 1997
1983
1991
1993 2000
2003
电锌规模 / ( kt·a - 1 )
50 80
20
压力釜 规格及数量 Φ3. 6 m × 15 m,1 台 Φ3. 7 m × 19 m,1 台
长沙有色冶金设计研究院有限公司承担了丹霞 冶炼厂的工程设计,并对其中的核心工序———氧压 浸出及硫回收车间进行了 EPC( 设计—采购—施工 总承包) 。氧压浸出工序设计选用 3 台高压釜,2 用 1 备。高压釜容积为 280 m3 / 台,是国内已投产的最 大的锌氧压浸出高压釜。作为国内首家引进锌氧压 浸出工艺的企业,丹霞冶炼厂在工艺适用性、设备和 材料的国产化方面进行了大量探索性尝试,于 2009 年 9 月成功投产,并在较短时间内,各项工艺指标均 达到设计要求,生产连续性好。两段浸出后锌浸出 率为 98% ~99% ,镓浸出率约为 90% ,锗浸出率约为 95%〔1〕。系统 最 初 生 产 时 的 硫 产 品 为 硫 精 矿,于 2011 年 1 月启动生产硫磺,2 月份进入正常生产运 行。 2. 2. 3 西部矿业 100 kt / a 电锌氧压浸出新技术工 程
入工业生产〔8〕。目前,云南冶金集团采用该工艺已 建或在建数个氧压浸出工厂,多数规模较小。
表 2 国外氧压浸出炼锌工厂实例 Table 2 Instances of the overseas zinc pressure leach plants
序号 1 2 3 4 5
工厂
加拿大 Cominco Trail
常规法 技术成熟、可靠
一般 适于含铁低的锌精矿
93 ~ 95 一般
硫酸,不便贮存、运输 大
一般 高
有气型、水污染源
高温高酸法( 国内) 技术成熟、可靠 一般
也适于含铁高的锌精矿 92 ~ 94 较好
硫酸,不便贮存、运输 较大 较低 较高
有气型、水污染源
氧压浸出 技术成熟、可靠
先进 适于各种锌精矿
96 ~ 97 好
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