锌氧压浸出工艺现状及技术进展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目前。锌精矿氧压浸出工艺的工业应用主要有两大类，一 类是一段氧压浸出与传统焙砂浸出联合工艺，另一类是两段 氧压浸出全湿法工艺。不同工艺流程的选择取决于原料特点、 建厂条件、环境要求及投资的经济合理性。
和传统锌冶炼工艺相比，锌精矿氧压浸出工艺具有多方面 的优势：
(1)取消了庞大的焙烧和烟气制酸系统，硫以单质形式高 效回收，彻底消除了含硫烟气排放对环境造成的污染，同时 也解决了传统工艺生产硫酸带来的贮存、运输和销售问题。
1 锌精矿氧压浸出工艺特点
锌精矿湿法冶炼过程中将锌从精矿浸出的方法有两种，一 种是先将锌精矿焙烧，然后浸出焙砂；另一种是氧压浸出锌 精矿。锌精矿焙烧过程产生的二氧化硫，必须经过处理转化 为硫酸。而在直接浸出工艺中，锌精矿中的硫以固态的元素 硫转入浸出渣中，避免了烟气中二氧化硫对大气环境的污染。 同时，固态的元素硫可以加以回收，也可堆积存放。因此锌 精矿氧压浸出技术具有明显的环保优势。
(4)锌回收率高，铁富集效果好，自控水平先进．具有较 高的设备利用率和在线运行率。
(5)操作条件相对常规工艺较苛刻，具有较高的温度和压 力，因此对设备和管道材质及加工制作的要求较高，操作要 求更加严格。
与同为直接浸出工艺的常压氧浸相比，加压氧浸的特点主 要有：
(1)加压浸出在密闭的反应釜中进行，所控制的反应温度、 压力均比常压氧浸高，因此物料在反应器内的反应强度大， 浸出速度加快，反应时间短。有利于铁、锌及铟等稀散有价 金属的分离。
199
4
加拿大哈得孙·巴伊矿 3 冶公司（Hudson Bay） 200
0
百度文库
115
ф3.9×21.5m,3台 其中备用1台
5 哈萨克斯坦
200 3
100
Ф4.0×25m,3台 其中备用1台
6 中国丹霞冶炼厂
200 9
100
ф4.2×32m,3台 其中备用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
(4)加压氧浸在2~3h内锌的浸出率可达98%，与常压氧浸 相比，加压氧浸物料的反应强度更大，所需的反应器容积较 小，设备占地面积较小。另外，加压氧浸反应器为卧式反应 釜，适合采用室内配置。
(5) 由于常压氧浸反应压力较低，为了获得高的金属浸出 率，需要消耗更高的氧气量，因此加压氧浸的氧耗低于常压 氧浸。
一段氧压浸出
二段氧压浸出 全部处理锌精矿
二段氧压浸出 全部处理锌精矿 二段氧压浸出 全部处理锌精矿
加拿大科明科特雷尔锌厂(Cominco Trail)、梯明斯基 德·克里克矿业公司(Kidd Creek)和德国鲁尔·辛克锌厂 (Ruhr Zink)采用一段氧压浸出与传统焙砂浸出联合工艺， 加拿大哈德逊湾矿冶公司(HBM&S)、哈萨克斯坦铜业公司 （Kazakhmys Copper Co．)旗下的巴尔喀什锌冶炼厂 (Balkash Zinc Refinery)和中国丹霞冶炼厂采用两段氧压 浸出全湿法工艺。
因此，在提高金属浸出率，特别是稀散有价金属浸出率这 一方面，加压浸出更具优势。
(2)由于加压氧浸反应温度为145~155℃，高于单质硫的 熔点，因此反应过程中产生的单质硫呈熔融状态，通过降温 降压使硫进入渣中，再通过浮选、熔融、过滤等产出硫磺。
(3)加压浸出产出的溶液经中和除铁后可直接采用传统的 净化工艺，即就可满足电积对溶液杂质含量的要求。可以脱 离常规焙砂浸出系统而独立建厂。
国内外锌氧压浸出工艺现状及技术进展
长沙有色冶金设计研究院
李有刚 仝一喆
前言
氧压浸出工艺于20世纪50年代由美国化学建设公司 (Chemical Construction Company)和加拿大谢里 特·哥顿矿业公司(Sherritt Gordon Mines Limited)首 次开发用于处理碱金属硫化物和难处理金矿，随着在镍精 矿和镍-铜冰铜处理方面的成功实践，其应用范围逐渐扩 大，20世纪70年代开始研究将该工艺用于处理锌精矿和 铜精矿以解决精矿焙烧产生的烟气污染问题。1976年首 个工业化实验厂在加拿大科明科公司(Cominco Limited) 建成并成功地实现了工业化实验，1981年第一套锌精矿 氧压浸出装置在英属哥伦比亚加拿大特雷尔(Trail B.C)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，并通过生产实践和技术研发在工艺流 程、设备和材料选择、有价金属综合回收及自动控制等方 面都取得了较快的发展。
1
加拿大科明科特雷尔锌 厂（Cominco Trail）
1 199
7
50 ф3.7×15.2m 1台 80 ф3.7×19m 1台
2
加拿大奇德·克里克矿 业公司（Kidd Creek）
198 3
20 ф3.2×21m 1台
3
德国鲁尔·辛克锌厂 （Ruhr Zink）
199 1
50 ф3.9×13m 1台 95 ф3.9×19.3m,3台
2 氧压浸出炼锌厂生产及建设现状
到目前为止，世界上采用氧压浸出工艺炼锌的工厂有6座， 均已建成并投产，其中加拿大3座，德国、哈萨克斯坦和中 国各建有l座，各厂采用的具体工艺不尽相同，具体情况如表 l所示。
表1 氧压浸出炼锌厂基本情况
序 号
工厂
投产 电锌规模 时间 (kt/a)
压力釜规格及数量
198
(2)对高铁闪锌矿、含铅的锌精矿及含难溶铁酸锌和铁氧 体的残渣．该工艺显示出其广泛的适应性，不仅有较高的锌 回收率和较低的基建投资，还可对Pb、Ag等金属进行高效 富集，为Ga、In、Ge等稀散金属的综合回收提供较常规湿 法工艺更有利的条件。
(3)具有较强的灵活性，可与传统湿法炼锌工艺有机结合， 也可独立生产；既能在较低建设投资的情况下扩大产能，也 可为企业改善环境、提高综合回收能力提供良好的解决方案。
2.1 Cominco Trail
Trail锌厂是目前世界上锌生产能力最大的冶炼厂之一，其 生产由三部分组成：硫化锌精矿沸腾焙烧、硫化锌精矿氧压 浸出和锌氧化矿浸出。主流程采用沸腾焙烧制酸、中性浸出、 酸性浸出、两段净化、电积和熔铸工艺，产锌约占总锌量70 ％；氧压浸出部分产出的成品液由酸性浸出工序进入主流程， 在此合理地解决了氧压酸浸液除铁问题。氧压浸出工序产锌 约占总锌量的20％。铅银在浸出渣中富集，送去铅系统回收。 氧压浸出产出的元素硫经浮选过滤后回收。 Trail锌厂目前安装有2台高压釜。第一台于1981年建成，尺 寸为ф3.7m×l5.2m。设计生产能力为日处理锌精矿190t， 实际处理量达350t/d；第二台于1997年安装，尺寸为 ф3.7m×l9m，设计生产能力为日处理锌精矿480t。
和传统锌冶炼工艺相比，锌精矿氧压浸出工艺具有多方面 的优势：
(1)取消了庞大的焙烧和烟气制酸系统，硫以单质形式高 效回收，彻底消除了含硫烟气排放对环境造成的污染，同时 也解决了传统工艺生产硫酸带来的贮存、运输和销售问题。
1 锌精矿氧压浸出工艺特点
锌精矿湿法冶炼过程中将锌从精矿浸出的方法有两种，一 种是先将锌精矿焙烧，然后浸出焙砂；另一种是氧压浸出锌 精矿。锌精矿焙烧过程产生的二氧化硫，必须经过处理转化 为硫酸。而在直接浸出工艺中，锌精矿中的硫以固态的元素 硫转入浸出渣中，避免了烟气中二氧化硫对大气环境的污染。 同时，固态的元素硫可以加以回收，也可堆积存放。因此锌 精矿氧压浸出技术具有明显的环保优势。
(4)锌回收率高，铁富集效果好，自控水平先进．具有较 高的设备利用率和在线运行率。
(5)操作条件相对常规工艺较苛刻，具有较高的温度和压 力，因此对设备和管道材质及加工制作的要求较高，操作要 求更加严格。
与同为直接浸出工艺的常压氧浸相比，加压氧浸的特点主 要有：
(1)加压浸出在密闭的反应釜中进行，所控制的反应温度、 压力均比常压氧浸高，因此物料在反应器内的反应强度大， 浸出速度加快，反应时间短。有利于铁、锌及铟等稀散有价 金属的分离。
199
4
加拿大哈得孙·巴伊矿 3 冶公司（Hudson Bay） 200
0
百度文库
115
ф3.9×21.5m,3台 其中备用1台
5 哈萨克斯坦
200 3
100
Ф4.0×25m,3台 其中备用1台
6 中国丹霞冶炼厂
200 9
100
ф4.2×32m,3台 其中备用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
(4)加压氧浸在2~3h内锌的浸出率可达98%，与常压氧浸 相比，加压氧浸物料的反应强度更大，所需的反应器容积较 小，设备占地面积较小。另外，加压氧浸反应器为卧式反应 釜，适合采用室内配置。
(5) 由于常压氧浸反应压力较低，为了获得高的金属浸出 率，需要消耗更高的氧气量，因此加压氧浸的氧耗低于常压 氧浸。
一段氧压浸出
二段氧压浸出 全部处理锌精矿
二段氧压浸出 全部处理锌精矿 二段氧压浸出 全部处理锌精矿
加拿大科明科特雷尔锌厂(Cominco Trail)、梯明斯基 德·克里克矿业公司(Kidd Creek)和德国鲁尔·辛克锌厂 (Ruhr Zink)采用一段氧压浸出与传统焙砂浸出联合工艺， 加拿大哈德逊湾矿冶公司(HBM&S)、哈萨克斯坦铜业公司 （Kazakhmys Copper Co．)旗下的巴尔喀什锌冶炼厂 (Balkash Zinc Refinery)和中国丹霞冶炼厂采用两段氧压 浸出全湿法工艺。
因此，在提高金属浸出率，特别是稀散有价金属浸出率这 一方面，加压浸出更具优势。
(2)由于加压氧浸反应温度为145~155℃，高于单质硫的 熔点，因此反应过程中产生的单质硫呈熔融状态，通过降温 降压使硫进入渣中，再通过浮选、熔融、过滤等产出硫磺。
(3)加压浸出产出的溶液经中和除铁后可直接采用传统的 净化工艺，即就可满足电积对溶液杂质含量的要求。可以脱 离常规焙砂浸出系统而独立建厂。
国内外锌氧压浸出工艺现状及技术进展
长沙有色冶金设计研究院
李有刚 仝一喆
前言
氧压浸出工艺于20世纪50年代由美国化学建设公司 (Chemical Construction Company)和加拿大谢里 特·哥顿矿业公司(Sherritt Gordon Mines Limited)首 次开发用于处理碱金属硫化物和难处理金矿，随着在镍精 矿和镍-铜冰铜处理方面的成功实践，其应用范围逐渐扩 大，20世纪70年代开始研究将该工艺用于处理锌精矿和 铜精矿以解决精矿焙烧产生的烟气污染问题。1976年首 个工业化实验厂在加拿大科明科公司(Cominco Limited) 建成并成功地实现了工业化实验，1981年第一套锌精矿 氧压浸出装置在英属哥伦比亚加拿大特雷尔(Trail B.C)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，并通过生产实践和技术研发在工艺流 程、设备和材料选择、有价金属综合回收及自动控制等方 面都取得了较快的发展。
1
加拿大科明科特雷尔锌 厂（Cominco Trail）
1 199
7
50 ф3.7×15.2m 1台 80 ф3.7×19m 1台
2
加拿大奇德·克里克矿 业公司（Kidd Creek）
198 3
20 ф3.2×21m 1台
3
德国鲁尔·辛克锌厂 （Ruhr Zink）
199 1
50 ф3.9×13m 1台 95 ф3.9×19.3m,3台
2 氧压浸出炼锌厂生产及建设现状
到目前为止，世界上采用氧压浸出工艺炼锌的工厂有6座， 均已建成并投产，其中加拿大3座，德国、哈萨克斯坦和中 国各建有l座，各厂采用的具体工艺不尽相同，具体情况如表 l所示。
表1 氧压浸出炼锌厂基本情况
序 号
工厂
投产 电锌规模 时间 (kt/a)
压力釜规格及数量
198
(2)对高铁闪锌矿、含铅的锌精矿及含难溶铁酸锌和铁氧 体的残渣．该工艺显示出其广泛的适应性，不仅有较高的锌 回收率和较低的基建投资，还可对Pb、Ag等金属进行高效 富集，为Ga、In、Ge等稀散金属的综合回收提供较常规湿 法工艺更有利的条件。
(3)具有较强的灵活性，可与传统湿法炼锌工艺有机结合， 也可独立生产；既能在较低建设投资的情况下扩大产能，也 可为企业改善环境、提高综合回收能力提供良好的解决方案。
2.1 Cominco Trail
Trail锌厂是目前世界上锌生产能力最大的冶炼厂之一，其 生产由三部分组成：硫化锌精矿沸腾焙烧、硫化锌精矿氧压 浸出和锌氧化矿浸出。主流程采用沸腾焙烧制酸、中性浸出、 酸性浸出、两段净化、电积和熔铸工艺，产锌约占总锌量70 ％；氧压浸出部分产出的成品液由酸性浸出工序进入主流程， 在此合理地解决了氧压酸浸液除铁问题。氧压浸出工序产锌 约占总锌量的20％。铅银在浸出渣中富集，送去铅系统回收。 氧压浸出产出的元素硫经浮选过滤后回收。 Trail锌厂目前安装有2台高压釜。第一台于1981年建成，尺 寸为ф3.7m×l5.2m。设计生产能力为日处理锌精矿190t， 实际处理量达350t/d；第二台于1997年安装，尺寸为 ф3.7m×l9m，设计生产能力为日处理锌精矿480t。