年产7万吨锌锭的湿法炼锌浸出车间的设计
湿法炼锌铁矾渣综合回收无害化处理产业化实践
冶金冶炼M etallurgical smelting湿法炼锌铁矾渣综合回收无害化处理产业化实践王正民（汉中锌业有限责任公司，陕西 汉中 ７２４２００）摘 要：本文总结了国内目前湿法炼锌常规法浸出工艺、高温高酸－黄铵铁矾法除铁、针铁矿法除铁、赤铁矿法除铁等浸出工艺及相关浸出渣的处理情况，着重就汉中锌业公司用富氧侧吹熔炼、烟化炉还原挥发处理湿法炼锌铁矾渣的生产实践情况进行了介绍。
在双碳战略下，推荐选择高温高酸－－黄铵铁矾浸出工艺及富氧侧吹熔炼－侧吹造锍－烟化炉处理浸出渣工艺及装备，以达到“吃干榨净”、降低能耗的目的。
关键词：湿法炼锌；铁矾渣；综合回收；无害化处理中图分类号：ＴＦ８１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）２４－０００４－３Industrial Practice on Harmless Treatment and Comprehensive Metal Recovery ofIron-alum Slag from Zinc Hydro-metallurgy ProcessWANG Zheng-min（Ｈａｎｚｈｏｎｇ Ｚｉｎｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ．，Ｈａｎｚｈｏｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ， ７２４２００）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｚｉｎｃ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｉ．ｅ．ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｅａｃｈｉｎｇ ，ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ－ｉｒｏｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｗｉｔｈ ｙｅｌｌｏｗ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｉｒｏｎ ａｌｕｍ ，ｇｏｅｔｈｉｔｅ ａｎｄ ｈｅｍａｔｉｔｅ ａｒｅ ｓｏｒｔｅｄ ｏｕｔ． Ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｌａｇ ｈａｒｍｌｅｓｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｒｅ ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ ａｓ ｗｅｌｌ ． Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｓｌａｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｏｘｙｇｅｎ－ｒｉｃｈ ｓｉｄｅ ｂｌｏｗｉｎｇ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｌｕｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ Ｈａｎｚｈｏｎｇ Ｚｉｎｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ． ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔ． Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｄｕａｌ－ｃａｒｂｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ， ｉｔ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｏ ｕｓｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ，ｙｅｌｌｏｗ ａｍｍｏｎｉｕｍ ａｌｕｍ ｆｏｒ ｉｒｏｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｉｎ ｚｉｎｃ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓ， ａｎｄ ｔｒｅａｔ ｔｈｅ ｓｌａｇｓ ｗｉｔｈ ｏｘｙｇｅｎ－ｒｉｃｈ ｓｉｄｅ ｂｌｏｗｉｎｇ ｓｍｅｌｔｉｎｇ－ｓｉｄｅ ｂｌｏｗｉｎｇ ｍａｔｔｅ－ｆｕｍｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ．Keywords: ｚｉｎｃ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓ； ｉｒｏｎ ａｌｕｍ ｓｌａｇ； ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ； ｈａｒｍｌｅｓｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ汉中锌业公司建成国内首条用富氧侧吹炉熔化铁矾渣，烟化炉还原挥发综合回收伴生有价元素，侧吹炉烟气制工业硫酸、尾气离子液脱硫生产线。
湿法炼锌节能途径探讨
湿法炼锌节能途径探讨马永涛［赤峰中色库博红烨锌业公司：内蒙古赤峰024000］摘要：本文围绕如何提高企业能源利用率，降低能耗，提高经济效益进行分析，探讨余热发电及热电联产的节能技术改造方案，并对其可行性、先进性、经济效益及社会效益进行分析。
关键词：潜力余热发电热电联产余热锅炉标煤众所周知，有色冶炼企业是耗能大户，湿法炼锌是排在铝冶炼后的第二耗电大户。
在湿法炼锌工艺生产过程中，浸出、净液工序需要大量的蒸气，电解、熔铸工序需大量的电力，仅电解电耗就在3200kwh/t.Zn左右，可见能耗在企业的加工成本占很大的比重，因此，能耗的高低对企业的经济效益有很大的影响。
在湿法炼锌企业，为提高能源利用率，企业普遍采用余热锅炉回收锌精矿沸腾焙烧产生的大量高温烟气余热，产生的蒸气和燃煤工业锅炉产生的中压蒸气减压至0.48 MPa后供炼锌等用汽单位使用。
某公司炼锌工艺采用国际先进、国内首创、具有自主知识产权的高酸浸出—低污染沉矾湿法炼锌工艺，焙烧制酸采用锌精矿沸腾焙烧─余热回收─SO2烟气制酸工艺。
现年生产能力达到锌锭11万吨，目前，四期扩建工程已开工建设，到2009年，公司年生产能力将达到锌锭21万吨。
蒸汽由目前本企业燃煤工业锅炉、5t/h余热锅炉和四期新建的30 t/h余热锅炉、50 t/h燃煤工业锅炉提供。
出于锌精矿原料的保障，我公司二、三期扩建工程焙烧制酸项目建在了原料产地林东镇郊区，在焙烧制酸生产过程中，余热锅炉回收了大量的高压过热蒸汽，由于没有利用途径，这些蒸汽除部分用于冬季取暖外，其余全部排放。
既浪费大量的热能，又造成余热锅炉软化水供应紧张。
随着生产规模不断扩大，能源消耗量也大幅增加，节能工作的重要性也日益突出。
为贯彻国家发改委”十一五”十大重点节能工程实施意见精神，降低能耗、提高企业经济效益，我们计划以企业存在的节能潜力为基础，进行节能技术改造。
1．技术方案围绕如何提高能源利用率，降低能耗，提高经济效益，我们分析认为有以下两方面潜力：1。
年产10万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计课程设计任务书.x
《锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉》设计说明书设计任务书一、设计题目：年产10万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计二、原始资料：1、生产规模：电锌年产量100000吨2、精矿成分：本次设计处理的原料锌精矿成分如下表所示（%，质量百分数）：3、精矿矿物形态：闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁流铁矿、方铅矿、硫镉矿、石灰石、菱美矿三、设计说明书内容：•设计概述•沸腾焙烧专题概述•物料衡算及热平衡计算•沸腾焙烧炉的选型计算•沸腾炉辅助设备计算选择•沸腾炉主要技术经济四、绘制的图纸沸腾焙烧结构总图（1#图纸：纵剖面和一个横剖面）五、设计开始及完成时间自2011年12月25号至2012年1月3号目录设计任务书......................................................................................................................................................... I I 第一章设计概述 (1)1.1设计依据 (1)1.2设计原则和指导思想 (1)1.3毕业设计任务 (1)第二章沸腾焙烧专题概述 (1)2.1沸腾焙烧炉的应用和发属 (1)2.2沸腾炉炉型概述 (2)2.3沸腾焙烧工艺及主要设备的选择 (2)第三章物料衡算及热平衡计算 (6)3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (6)3.2热平衡计算 (14)第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (19)4.1床面积 (19)4.2前室面积 (19)4.3流态化床断面尺寸 (19)4.4流态化床高度（沸腾层高度H） (19)4.5炉膛面积和直径 (20)4.6炉膛高度 (20)4.7炉膛空间体积V炉膛的确定 (21)4.8气体分布板及风帽 (21)第五章沸腾炉辅助设备的选择计算 (24)第六章沸腾炉主要技术经济指标 (25)参考文献 (26)第一章设计概述1.1设计依据根据冶金专业工程《沸腾焙烧炉设计》（朱云编）下达的课程设计指导书任务。
浅析锌冶炼湿法氧压浸出技术
消耗 ；其三 ，采取有效措施 ，降低辅助能耗 （ 一般为 电解槽能耗的 ７ 。尤其在电气节能方面 ， ％） 要采用节 能 型的直降式整流变压 器 ，减少 电能变换 的中间环
节 ，以达 到节 能 的 目的 。在 用水 节 能方 面 要 提 高循 环
［］ 国欣． １姚 １ 面向 ２ 世纪 的世界炼油工业［ ． １ Ｊ 石油化工技术经济 ， ］
通过 对 国外 湿法 炼锌 新 技术 的考察 了解 ，根 据青 海所 处 的地 理位 置 和西 部矿 业 锌精 矿 的特 点 ，结 合 企 业现 有 常规 湿法 炼 锌流 程 ，采 用锌 精 矿直 接 氧压 浸 出
镍一铜冰铜处理方面的成功实践 ，其应用范 围逐渐扩
大 ，上世 纪 ７ 代 开 始 研 究将 该 工 艺 用 于 处 理 锌 精 ０年 矿 和 铜精 矿 ，以解 决 精 矿 焙烧 产 生 的烟 气 污染 问题 ，
参考文献 ：
１０ Ｗｈ ４ｋ ；其二 ，积极开展铝加 工工 艺节能活动 。铝
电解 电能消 耗 主要 由平 均 电压 与 电流 效 率决 定 ，因此
要 尽量降低平均 电压 、提高 电流效率 、减小 导体 电 阻 、减少 阳极 效 应 、减 小 阳极 和 阴极 的过 电压 ，实 现
电解 槽平 稳 高效 运行 ，以 降低 铝加 工 单位 产 品 的 电能
１ 概 述
我国是产锌大 国，也是锌消费大国，在世界锌市
场上 有 一定 的竞 争 优 势 ， 目前 国 内锌 生 产 面 临 的问 题
是 ：中 小 企 业 多 、产 大 于 销 、采 选 能 力 小 于 冶 炼 能 力 、初 级产 品 比重大 、再生 回收 比重小 以及企 业装 备
水平低 、能耗大 、整体经济效益差 ，产业结构调整势
湿法炼锌设计与环境保护
关 键词 ： 法 炼锌 ； 境保 护 ； 廑 治 理 湿 环 三 中 图分 类 号 ： Ｆ Ｉ． Ｔ Ｉ１３ 文献 标 识 码： Ａ 文章 编号 ：Ｏ ３—５４ （０ ２０ ０ ２ ０ Ｉ０ ５０ ２０ ）２— ０ ０— ３
Ｉ 前
言
设计审 查等不 同的 计 阶段 及工艺 流程建 设 ，都要 接 受环保有 关部 门 的监 督 、 考核 、 审批 ， 落实环保 工
所示 。
施工图设计 、 施工能否顺利进行 ， 建设单位最后能否 通过 正式 竣工验 收取得 验收 证书 。
２ 筹建项 目的环保 审查
在 自然发 展过程 中 ， 当未受 人类活 动影 响时 ， 特 定地 区的气 、水 、 土环 境介 质有其 固有 的化 学组成 ， 包括 汞 、 、 ． 、 铅 镉 铬 砷在 内 的各 个成 份 ， 都有其 自然 存在量 或浓度 随着 国家工业 的发展 ， 人类 生产 、 生 活活动 中 ， 产生 了大量 的污染物 金属 汞 、 、 、 、 铅 镉 铬
器 ）一一 次旋 风 收尘器 二次旋风 收 尘器 电牧尘 器～ 洗涤塔 ～填 料 塔～洗 涤器～ 电除雾～ 电除雾稀 酸洗 半封闭循 环净化 、 两转 两吸 、 Ｉ ・卜 Ⅳ ・Ⅱ Ｉ Ｉ 换 热 制酸工 艺流程 。 转化采 用 （ ３＋１ 两次 转 化流程 ， 践证 明这种 ） 实 流 程转化 率 ≥９ ．％ ，为 提 高转化 率第 四段 转化越 ９５ 媒 采 用托普 索生产 的 Ｖ ８环 型触媒 ，转 化率 可达 Ｋ３ 到 ９ ． ％ ，制 酸后 的尾气 可不 经尾吸 ，直接 达标排 ９７ 放。 ３ 攫 出渣 干燥 烟气 。 出渣过 后含水 ３ ％ 一 ． 浸 ５ ４ ％ ， 满足 回转 窑挥发 的要 求 ， ０ 为 须干燥 至含水 １％ ２
湿法炼锌除铁工艺研究进展
(碱、铵试剂)也 导 致 持 续 运 营 成 本 较 高。 目 前 芬
兰、澳大利亚等国 家 已 有 多 家 电 解 厂 对 传 统 黄 钾
铁矾法工艺进行了改进,通过使用转化法、预中和
中铁作为黄钾铁 矾 的 主 要 成 分 之 一,以 沉 淀 形 式
等手 段,有 效 缩 短 工 艺 流 程,降 低 黄 钾 铁 矾 渣 的
物,通 常 与 多 种 精 矿 伴 生 [11-12]。 其 中,锌 精 矿 中
通常铁品位为 3%~18% ,主 要 以 黄 铁 矿(
FeS2 )、
磁 黄 铁 矿 (Fe1-x S,x = 0 ~ 0
.17)、黄 铜 矿
[ ]
(
CuFeS2)和闪锌矿((
Zn,
Fe)
S)形式存在 13 。
铁是冶锌工业 中 的 主 要 杂 质 之 一,须 在 电 解
金等行业,在目前的有色金属消费中居于第三位,
工艺的优缺点。
仅次于铜和铝
。随着我国经济的稳步发展,对
[
1
2]
锌的需求量越来 越 大,近 年 来 国 内 已 有 大 量 大 型
冶锌项目正 在 建 设 中 或 已 建 成 投 产 [3]。 目 前,国
内外冶锌企业大 多 采 用 湿 法 工 艺,其 锌 产 量 高 达
第 42 卷第 5 期
雷伟岩,等:湿法炼锌除铁工艺研究进展
还原循环会大大降低电解效率,同时增加能耗,因
此,在电积的前置工序(选矿和焙烧、浸出)中将铁
· 459 ·
能耗等优势,仍 是 现 代 选 矿 的 重 要 方 法 之 一 [20]。
目前常见的重选设备包括摇床、水力旋流器、悬振
锥面选矿机、螺 旋 溜 槽 [21]等,根 据 锌 精 矿 和 铁 矿
热酸浸出湿法炼锌
目录1 J国外炼锌发展概述 (2)仁2国内炼锌发展概述 (2)仁3商洛地区概述 (2)2冶炼过程 (2)2J湿法冶炼(热酸浸出)流图 (3)2、2硫化锌焙砂热酸浸出 (3)2、3锌焙砂主要组分浸出时其成分反应 (3)2、4锌焙烧矿浸出得目得 (4)2、5焙烧矿浸出得工艺流程 (5)2、6黄铁饥法除铁..............................................⑸2、7硫酸锌溶液得净化. (6)2.7.1锌粉置换法 (6)2、7、2B 一蔡酚除姑工艺 (6)2、8硫酸锌电解沉积 (7)2、8、1主要设备及反应 (7)3参考文献.....................................................⑺湿法炼锌工艺1.锌概述锌主要以硫化物形态存在于自然界，氧化物形态为其次。
在硫化矿中，锌得主要矿物就是闪锌矿与高铁闪锌矿，它们经选矿后得到硫化锌精矿；而氧化矿主要以菱锌矿与异极锌矿为主，其它还有少量得红锌矿等。
通过这些炼锌矿物生产出锌锭得工艺被分为两个大类：火法炼锌工艺与湿法炼锌工艺。
而目前世界上主要炼锌方法就是湿法炼锌，有80% 以上得原生锌锭就是通过湿法炼锌得工艺方法生产出来得。
传统得湿法炼锌主要由焙烧、烟气制酸、浸出、净液、电积、熔铸等工序组成。
针对浸出渣火法处理能耗高、过程复杂、劳动条件差、耐火材料消耗高等弊病冶金工作者相继研究成功了热酸浸出黄钾铁饥法、热酸浸出针铁矿法、热酸浸出赤铁矿法处理新工艺，解决了湿法炼锌长期以来得关键问题既強化了浸出过程，又简化了渣处理过程，使锌回收率大幅度提高，促进了湿法炼锌得高速发展。
1、2国外炼锌发展概述国外对炼锌技术得研究很活跃，研究得范围也广泛，主要就是探索新得冶炼工艺与改造现有生产流程。
湿法炼锌得研究发展主要有下列方面：(I废气产出，故不需制酸。
整个生产工艺基建投资低,估计只有常规法得三分之。
(2)1978年有人提出用亚硫酸浸出锌精矿，用二一2乙基一己基瞇磷酸进行溶剂萃取得方法也就是可行得，最后采用电积制取高纯度电锌，(3)对锌得氧化矿物选择醋酸浸出时，可得8%得锌回收率，而且溶液中杂质较低。
湿法电解锌工艺流程选择概述
湿法电解锌工艺流程选择概述(总13页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
年产7万吨锌锭的湿法炼锌浸出车间的设计讲解
第三章锌电积工艺过程及设备计算3.1概述工业上从硫酸锌水溶液中电解沉积锌有三种工艺：即低酸低电流密度法（标准法）；中酸中电流密度法(中间法)和高酸高电流密度法。
目前我国多采用中酸中电流密度法的下限，低酸低电流密度法上限的电解法。
表3-1为三种方法的比较。
表3-1 锌电积三种工艺的比较工艺方法电解液含H2SO4（克/升）电流密度（安/米2）优缺点酸低电流密度法（标准法）110--130 300--500 耗电少，生产能力小，基建投资大中酸中电流密度法(中间法) 130--160 500--300生产操作比前者简单，生产能力比前者大但比后者小基建投资小高酸高电流密度法220--300 800～1000 甚至大于1000生产能力大；耗电多；电解槽结构复杂。
3.2 设计任务设计生产能力为7万吨锌锭的电解设备3.3 原始资料3.3.1 设进入电解槽的电解液成份如表3-2所示：表3-2 进入电解槽的电解液成份（克/升）组成 Zn Fe Cd Cu CO Mn （克/升） 120 0.045 0.005 0.0004 0.005 4.7203.3.2 电解后电解废液成份如表3-3所示表3-3 电解废液成份（克/升）组成 Zn Fe Cd Cu CO Mn （克/升） 46 0.028 0.003 0.0002 0.005 3.2173.3.3 一些技术条件及技术经济指标用于制造锌粉之锌锭占年产锌锭量的百分比，β=0.028；年工作日为330日。
阴极锌熔铸直收率 η 1 = 97% 阴极电流密度 D 阴 = 520安培 槽电压 V 槽 = 3.20伏 电流效率 ηi = 98%阴极规格 长×宽×厚= 1000×666×4（毫米）3.4 工艺过程及设备计算3.4.1物料平衡及电解槽计算 阴极锌成份的计算在电积过程中，一部分铜、铁、镉与锌一齐在阴极上沉积，一升电解液得到的阴极锌含金属量如表3-4所示。
湿法冶锌工艺设计流程
湿法冶锌工艺设计流程1.原料准备：首先需要准备好锌原料。
常用的锌原料有锌精矿、湿法炼锌渣等。
这些原料需要进行粉碎和磨细处理，以便提高后续工艺步骤的操作性能。
2.浸出处理：将经过处理的锌原料与硫酸等酸性溶液进行反应，使锌离子溶于溶液中。
该步骤需要注意配料比例、温度、搅拌速度等参数的控制，以提高浸出效果。
3.溶液净化：将浸出得到的含锌溶液进行净化处理，以去除杂质和次产物。
常用的净化方法有沉淀法、溶解法、离子交换法等。
这些方法可以去除掉溶液中的铁、铅、铜、镉等杂质，使溶液达到一定的纯度。
4.浓缩处理：经过净化的含锌溶液常常需要进行浓缩处理。
这一步骤可以利用蒸发、结晶、吹膜等方法，将溶液中的水分去除，使得溶液的锌含量提高。
5.电解精炼：经过浓缩处理后的含锌溶液需要进行电解精炼，以进一步提高锌的纯度。
该步骤通常采用电解槽，将含锌溶液作为电解液，通过外加电流的方式，使锌离子在阴极上得到析出，形成高纯度的金属锌。
6.锌产品处理：在电解精炼后，得到的金属锌通常需要进一步加工成为使用价值更高的锌产品。
常见的处理方法有冶炼成锌锭、制备锌合金、生产锌粉等。
这些产品可以根据市场需求，进一步加工利用或销售。
7.尾矿处理：工艺过程中会产生一些含有有害物质的尾矿。
这些尾矿需要经过环境友好的处理方式，以减少对环境的影响。
常见的尾矿处理方法有浸出、固化、中和、填埋等。
需要注意的是，湿法冶锌工艺设计流程中的每个步骤都需要进行实验和试验，以确定适合具体工艺要求的操作条件和参数。
同时，在设计过程中需要充分考虑工艺效率、能源消耗、环境保护等方面的综合因素，以确保设计出安全、高效、环保的湿法冶锌工艺流程。
湿法炼锌锌粉锑盐净化工艺锌粉单耗控制措施
湿法炼锌锌粉锑盐净化工艺锌粉单耗控制措施摘要：常规湿法炼锌工艺中，中上清液的净化通常采用锌粉锌锑盐净化工艺，锌粉单耗通常作为一个重要的技术经济指标进行考核。
本文介绍了通过控制锌粉、中上清液质量，净化工艺条件等措施降低锌粉单耗。
关键词：湿法炼;锌粉锑盐净化工艺;锌粉单耗;控制措施引言在常规湿法炼锌的中性浸出工序，Fe、As、Sb等杂质大部分可通过Fe3+水解胶体共沉淀除去，但溶液中仍存在对锌电积有害的Cu、Cd、Co、Ni形成Fe(OH)3等其他杂质元素，必须在电积前对中上清液进行净化。
1锌粉锑盐法净化原理锌粉锑盐净化法，即利用金属电位差原理，用锌粉中较负电性的锌单质置换除去中上清液中较正电性的Cu、Cd、Co、Ni等杂质金属。
从热力学计算可知，用锌粉置换除Co、Ni是可行的，且能除至很低的程度。
但实践中，单纯用锌粉置换除Co、Ni却是很困难的，这是由于Co、Ni属于过渡族元素，其在置换析出时具有较大的超电压，使其析出电位变得更负，与金属锌的析出电位差变小。
为降低电位差，通常采取提高反应温度或者添加某些较正电性的金属(锑盐、砷盐、铅盐等)以降低Co、Ni超电压，从而使反应能顺利进行。
锌粉锑盐除钴法具有效果好、成本低、污染小的特点，被各湿法炼锌厂广泛采用。
从动力学上看，锑盐除钴过程可看作是一个电化学腐蚀过程。
锌粉锑盐除钴电化学反应主要包括以下几个过程。
（1）Co2+向锌粉表面传输，这一过程属于液相中的传质过程。
（2）Co2+在锌粉表面吸附，这一过程属于表面转化过程。
（3）电化学过程:阳极反应Zn－2e→Zn2+;阴极反应Co2++2e-→Co。
（4）生成CoSb化合物脱附，这一过程属于表面转化过程。
（5）Zn2+从电极表面向溶液扩散，这一过程属于液相中的传质过程。
2锌粉单耗控制2.1原料净化用原料来自浸出工序的中上清液，中上清液的质量对降低锌粉单耗极为重要，需要从以下几个方面进行控制。
2.1.1控制适宜的中上清液中锌离子浓度。
高温高酸浸出工艺的应用
高温高酸浸出工艺的应用
利用高温高酸浸出工艺技术，提高常规湿法炼锌系统中锌的浸出率， 减少浸出渣量，降低辅料亚铁的加入和锰粉的消耗，减低生产成本。
文 白四清 赵 华 秦法聪
某公司两套锌系统设计为年产 20 万吨 电锌，经过几年的不断改进，现生产能力已 超过 20 万吨。锌焙砂的浸出是湿法炼锌的 关键部分，在通常的废液浸出条件下，焙砂 中锌的总浸出率仅为 82%，浸出渣中锌含量 达 21%，这其中铁酸锌中的锌量占其渣含锌 总量的 60% 以上，为了提高锌、铁的浸出率， 增加矿浆中铁离子的含量，减少辅料亚铁 的消耗，因此采用高温高酸浸出进行提铁 降锌的工艺技术改造。
浸出工艺
将一部分酸浸底流加入到搅拌槽内， 然后加入废电解液、锰粉，通入蒸汽，在高 温高酸条件下使酸性底流中未溶解的铁酸 锌分解，在矿浆中生成三价铁离子，并将此 矿浆通过输送泵连续打入焙砂浸出系统的 氧化槽内，与中浸矿浆共同自流到中浸浓 密机内，用于沉淀吸附 As、Sb、Ge 等杂质。 废电解液、酸浸底流在高温高酸条件及锰 粉作用下，反应速率大大加快，酸浸底流中 的铁和锌也得到最大限度的浸出，与此同 时 , 浸出的生产技术经济指标也得到很大 的提高，其工艺流程如下图 1（虚线内为改 造部分）所示。
（作者单位 ：河南豫光锌业有限公司）
61 2010 年第 3 期 中国有色金属
技改效果
经此次技术改造后，酸浸底流在锰粉、 废电解液及高温高酸条件下，酸浸底流中 的锌、铁也得到最大限度的溶解浸出，锰粉 的使用效率也得到提高，耗量降低。生产的 中上清质量稳定，与此同时 , 浸出的经济指 标也得到较大的提高。
1. 锌浸出率提高、浸出渣含锌降低， 抽样分析结果见表 2。
由表 2 可知，浸出渣含锌平均降低了 2.1%，焙砂中锌浸出率平均提高了 1.6%。
年产7万吨锌锭的湿法炼锌浸出车间的设计
第一章绪论1.1 锌的历史世界上最早发现并使用锌的是中国，在10-11世纪中国是首先大规模生产锌的国家。
明朝末年宋应星所著的《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。
1750～1850年人们已开始用氧化锌和硫化锌来治病。
1869年Raulin发现锌存在于生活机体中，并为生活机体所必需。
1963年报告了人体的锌缺乏病，于是锌开始列为1869年Raulin发现锌存在于生活机体中,并为生活机体所必需。
锌的生产过程非常简单，将炉甘石（即菱锌矿石）装满在陶罐内密封，堆成锥形，罐与罐之间的空隙用木炭填充，将罐打破，就可以得到提取出来的金属锌锭。
另外，我国化学史和分析化学研究的开拓者王链（1888—1966）在1956年分析了唐、宋、明、清等古钱后，发现宋朝的绍圣钱中含锌量高，提出中国用锌开始于明朝嘉庆年间的正确的科学结论。
锌的实际应用可能比《天工开物》成书年代还早。
1.2 性质及其用途1.锌的物理性质锌是白略带蓝灰色的金属，它的物理性质特点为熔点和沸点都较低，质软，有展性。
但加工后则变硬，熔化后的流动性良好。
锌的相对原子质量为65.37。
熔点为419.505℃。
沸点为906.97℃。
密度在20℃时为7.133g/cm3。
500℃时为6.58g/cm3。
800℃时为6.22g/cm3。
2O℃时比热为25.0236J/(mol.k)。
熔化热为7386J/mol。
气化热为114754J/mol。
莫氏硬度为2.5。
锌有三种结晶状态：α、β和γ锌，其同质异形变化温度为170℃和330℃。
在熔点附近的锌蒸气压很小，但液态锌蒸汽压随温度升高而急增，906.97℃时即达103125Pa,这是火法炼锌的基础。
2.锌的化学性质锌在常温下不被干燥的氧或空气所氧化，在潮湿空气中往往形成一层灰白色的致密碱式碳酸锌ZnCO3.3Zn(OH)2而防止了锌的继续被侵蚀。
熔融的锌能与铁形成化合物并保护了钢铁，此一特点被用在镀锌上。
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第三章锌电积工艺过程及设备计算3.1概述工业上从硫酸锌水溶液中电解沉积锌有三种工艺：即低酸低电流密度法（标准法）；中酸中电流密度法(中间法)和高酸高电流密度法。
目前我国多采用中酸中电流密度法的下限，低酸低电流密度法上限的电解法。
表3-1为三种方法的比较。
表3-1 锌电积三种工艺的比较工艺方法电解液含H2SO4（克/升）电流密度（安/米2）优缺点酸低电流密度法（标准法）110--130 300--500 耗电少，生产能力小，基建投资大中酸中电流密度法(中间法) 130--160 500--300生产操作比前者简单，生产能力比前者大但比后者小基建投资小高酸高电流密度法220--300 800～1000 甚至大于1000生产能力大；耗电多；电解槽结构复杂。
3.2 设计任务设计生产能力为7万吨锌锭的电解设备3.3 原始资料3.3.1 设进入电解槽的电解液成份如表3-2所示：表3-2 进入电解槽的电解液成份（克/升）组成Zn Fe Cd Cu CO Mn （克/升）120 0. 0.005 0.0004 0.005 4.7203.3.2 电解后电解废液成份如表3-3所示表3-3 电解废液成份（克/升）组成Zn Fe Cd Cu CO Mn （克/升）46 0. 0.003 0.0002 0.005 3.2173.3.3 一些技术条件及技术经济指标用于制造锌粉之锌锭占年产锌锭量的百分比，β=0.；年工作日为330日。
阴极锌熔铸直收率η1 = 97%阴极电流密度D阴= 520安培槽电压V槽= 3.20伏电流效率ηi = 98%阴极规格长×宽×厚= 1000×666×4（毫米）3.4 工艺过程及设备计算3.4.1物料平衡及电解槽计算阴极锌成份的计算在电积过程中，一部分铜、铁、镉与锌一齐在阴极上沉积，一升电解液得到的阴极锌含金属量如表3-4所示。
表3-4 一升电解液沉积的金属量（克）组成Zn Fe Cd Cu 共计（克）64.00 0.005 0.002 0.0002 64.0072 铅-银阳极在电解过程中被腐蚀，使一部分铅进入到阴极锌中。
设阴极锌含铅0.006%则进入到阴极锌中铅的量为：0038.0100006.00072.64=⨯克那么阴极锌的成份如表3-5所示。
表3-5 阴 极 锌 成 份组成ZnPb Fe Cd Cu 共计 重量（克） 64.00 0.0038 0.0050 0.0020 0.00020 64.0110 %99.9830.0060.00780.0030.00031003.4.2 所需电解槽数量的计算（1）每日应产出的阴极锌量的计算。
Q 1=ηβm Q )1(+吨 式中： Q 1----每日应产出阴极锌的数量，吨； Q ----设计生产能力，吨锌锭/年；β----用于制造锌粉之锌锭占年产锌锭量的百分比，%； m ----年工作日，日； η----阴极锌熔铸直收率，%。
Q 1=22597.0330)028.01(70000=⨯+吨/日（2）阴极有效总面积及片数的计算 阴极有效总面积的计算。
242195.1⨯⨯⨯=ηD QF ×106 米2式中： F-----阴极有效总面积，米2Q-----每日产出的阴极锌量，吨；D-----阴极电流密度，安培/米2； η-----电流效率，%；1.2195----锌的电化当量，克/安培； 24-----电解析出时间，小时。
F=98.0242195.1520225⨯⨯⨯×106=15086米2阴极边上装有塑料绝缘条，没边各占区阴极板宽7毫米，阴极浸没于电解液的深度为0.87米，则每片阴极的有效面积（按两面计）为： f 阴 =0.87×（0.666-0.007×2）×2=1.13米2故共需阴极片数n=fF =1335013.115086=片 设一个电解槽装阴极片32块，则共需电解槽数为：4173213350=个 每个电解槽的阴极总面积为：1.13×32=36.16米2取备用电解槽24个，则一共有电解槽560个。
这就可把电解槽分为两个系列。
每个系列有280个电解槽，在每个系列中可按35个电解槽组成一组，共八组为一系列。
3.4.3 电解槽部尺寸大小的计算 电解槽部宽度的计算。
设阴极边缘到槽壁距离为95毫米，则电解槽宽为：B=666+2×95=856≈860毫米电解槽部长度计算。
设每片阴极厚度为5毫米，每片阳极厚度为10毫米，阴阳极间距离为34毫米，电极到两端壁距离为125毫米，每个电解槽有阴极片32片，阳极片33片。
则电解槽部长度为：L=32×5+33×10+32×2×34+125×2=2916毫米电解槽部高度的计算。
设槽液面至槽面的距离为100毫米；槽阴极浸入电解液的深度为880毫米；阴极下部端缘距槽低500毫米。
则电解槽的高位：H=100+880+500=1480毫米故电解槽的部尺寸为：长×宽×高= 2916×860×1480 （毫米）电解槽容积（不设槽冷却器）为：V槽= L×B×H = 2.916×0.86×1.48 = 3.711米2 电解槽体的材料有木质及钢筋混凝土两种。
目前多采用钢筋混凝土电解槽。
电解槽衬耐腐蚀的材料有：铅皮、聚氯乙烯、环氧玻璃钢、辉绿岩等。
3.4.4 通过电解槽电流强度的计算一个电解槽的阴极总面积为36.16米2故电流强度I=36.16×520 = 18803安培设富余5.4% 则I=18808×1.054 = 19818.362安培3.4.5 整流设备选择整流设备总功率按下式计算。
2195.198.0241000E ⨯⨯⨯⨯=Q W式中：W-----整流设备总功率，千瓦； Q-----每天应产出的阴极锌总量，吨； E-----槽电压，伏，取E=3.25伏 则 251021.21950.982410003.2225W =⨯⨯⨯⨯=千瓦系列中的电压降为总电压降的1-2.5%，取1.5%，则总电压降为： 280×3.20×（1+0.015）=909.44伏选用GHS-10000/0-800硅整流器。
单台功率8000千瓦。
故需整流器台数为：14.3800025102=台 取4台 每系列由2台硅整流器供电，总电流为：10000×2 = 20000安培。
整流器设备功率与电解槽数量要求相适应。
3.4.6 进入电解槽电解液数量的计算供给一个电解槽的电解液数量可按如下计算。
pP Nq I Q -⨯⨯⨯=η式中： Q-----进入一个电解槽的中性电解液数量，升/小时； I-----通过电解槽的电流强度，克/安培； q-----锌的电化当量，1.2195，克/安培 η----电流效率，% N-----电解槽数目，个P----中性电解液含锌量，克/升；p-----废电解液含锌量，克/升。
故 7.30346120198.02195.118803=-⨯⨯⨯=Q 升/小时一个电解槽每天需中性电解液数量为： 303.7×24=7289升/天 全部电解槽每天共需中性电解液数量为： 7289×417=3040米3 3.4.7 废电解液数量的计算一小时供中性电解液303.7 升，含锌120克/升，此时电解液比重为1.258。
因此中性电解液重量为：437.191000647.303=⨯ 公斤在阳极上析出氧量为： 804.44.6516437.19=⨯ 公斤电极反应为：ZnSO 4 + H 2O → Zn + H 2SO 4 + 1/2O 2 (直流电) 析出的锰的量为：456.010005.17.303=⨯ 公斤故共析出：19.437+4.804+0.456=24.697 公斤 剩余： 382.05 - 24.697 = 357.35 公斤。
电解时有一部分电解液被蒸发而损失。
设每平方米电解液表面每小时蒸发损失一公斤电解液。
电解液表面积为：S 槽 —S 极 =2.508—0.328 =2.18米2则蒸发损失为： 2.18×1=2.18 公斤。
由于电解液飞溅液要损失一部分电解液，设为0.3% ，则飞溅损失为： 303.7×0.003=0.911 公斤损失电解液量一共为： 2.18 + 0.911 = 3.09 公斤 故 从一个电解槽每小时流出的废电解液量为： 357.35—3.07 = 354.28 公斤/小时 设此时电解液的比重为1.18，则废电解液的体积为：24.30018.128.354= 升/小时 3.4.8 进入阳极泥中各成分的计算设阳极消耗的铅量诶： 每吨阴极锌为1.5 公斤。
则析出20.173 公斤锌，消耗铅量为：0303.010005.1173.20=⨯ 公斤进入阴极锌中的铅量为：00012.01000006.0173.20=⨯ 公斤进入阳极泥中的铅量为：0.0303—0.00012 = 0.03018公斤 换算成 PbO 2 =0348.020723903018.0=⨯ 公斤（其中 Pb = 0.03018公斤， O 2= 0.0462公斤） 一个电解槽沉淀的锰量为0.456公斤 换算成 MnO 2 =721.05587456.0=⨯ 公斤 （其中 Mn = 0.456公斤，O 2=0.265公斤 ）故进入阳极泥的总量为：0.03487 + 0.721 = 0.7558 公斤（其中O2 = 0.2998公斤）3.4.9 进入大气中的氧量4.804 —0.00465—0.265 = 4.5344 公斤3.4.10 编制一个电解槽的物料平衡根据以上计算结果，编制一个电解槽的物料平衡，如表3-6所示。
表3-6 一个电解槽的物料平衡加入产出序号项目公斤% 序号项目公斤%1 中性液382.05 99.99 1 阴极锌19.437 5.092 从阳极进入的铅0.03018 0.01 2 阳极泥0.7558 0.1983 废电解液354.28 92.724.5344 1.194 进入大气中的氧5 损失 3.07 0.86 误差-0.00292共计382.08018 共计382.08012 100 3.5 电解槽热平衡计算通常以单个电解槽为基础进行计算，然后计算出全车间或一个系列电解槽在电解过程中总的剩余热量。
电解槽热平衡按下面式子计算。
Q电流+ Q新= Q废＋Q蒸＋Q溅＋Ｑ辐＋传＋Ｑ余式中：Q电流------- 电流通过产生的热量，千卡/小时；Q新------- 新液带入热量，千卡/小时；Q废------- 电解废液带走的热量，千卡/小时；Q蒸------- 电解液表面蒸发损失的热量，千卡/小时；Q溅------- 电解液喷溅损失的热量，千卡/小时；Ｑ辐＋传------- 辐射、对流和传导损失的热量，千卡/小时；Ｑ余-------剩余的热量，千卡/小时。