丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的节能措施及效果_骆昌运
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LUO Changyun Abstract ： The structure， energy saving measures and effects of zinc smelting system with oxygenpressure leaching technology in Danxia Smelter were introduced． Key words： zinc smelting； oxygenpressure leaching； energy saving 为了便于综合回收凡口锌精矿中的镓 、 锗、 银等 有价元素， 丹霞冶炼厂在原有焙烧和回转窑挥发工 序的传统生产工艺的基础上， 首次引进氧压浸出工 ， 艺进行全面技术改造 将生产能力提升到 10 万 t / a 电锌， 并副产硫磺 4. 5 万 t / a、 硫酸 3 万 t / a， 综合回 粗二氧化锗 20 t / a、 银 2. 5 t / a。 整套系 收镓 30 t / a、 统依据功能的需要共设置了精矿仓及磨矿 、 氧压浸 25 出及硫回收、 中和置换、 除铁、 净化、 电解、 熔铸、 m2 沸腾焙烧及制酸子系统、 回转窑无害化处理铁渣 系统、 制氧站、 锅炉房、 污水处理站等 12 个生产子 系统。 2011 年完成了 系统于 2009 年 9 月投料生产， 全年 10 万 t 锌锭的生产目标（ 设计规模） ， 各项技术 经济指标以趋于正常水平， 在硫磺产品未分配能耗 Zn， 的情况下， 全年系统综合能耗 1 118 kgce / t可满 足锌 冶 炼 企 业 单 位 能 耗 限 额 （ 国 标 GB21249 — 2007 ） 先进值的要求（ 不超过 1 200 kgce / t） 。若硫磺 则能耗会更低。 产品分配能耗，
［ 关键词］ 锌冶炼； 氧压浸出； 节能 ［ 中图分类号］ TF813
Energy Saving Measures and Effects of Zinc Smelting System with Oxygenpressure Leaching Technology in Danxia Smelter
2
生产实际效果分析
在上述措施协同作用下， 丹霞冶炼厂在节能降 ， 耗上取得较好为的效果 较常规流程有一定的优势， 具体见表 1 、 表 2。 由表 1 可看出： 采用氧压浸出工艺后， 一方面精 矿中的硫以硫磺产品的形式回收， 硫化物的反应热 无法提供给锌系统， 同时为保证氧压浸出的工况条 件， 需要大量的蒸汽， 致使煤的消耗大幅度提高； 另 一方面精矿中的铅、 银和二氧化硅进入铅银渣副产 品中， 回转窑所处理的渣仅限于针铁矿渣 ， 处理的渣 量大幅度减少， 相应的焦炭消耗也大幅度减少。 二 者冲销后， 氧压浸出工艺在煤炭消耗上节约了 31. 6 kg / tZn。另由于焦炭和煤的价格差异较大， 尽管氧 压浸出工艺在煤耗、 电耗上较高， 但在总的能源费用 Zn。 上节省约 85. 652 元 / t-
1
1. 1
系统采用的节能措施
采用先进的冶炼工艺 主体湿法系统采用硫化锌精矿氧压浸出工艺，
取消焙烧脱硫过程， 减少了精矿干燥所消耗的煤、 焦 粉和煤气。 丹霞冶炼厂采用旧系统保留的回转窑系统进行 无害化处理针铁矿铁渣， 该工艺尽管能耗偏高， 但相 精矿中的铅和二氧化 对于传统的湿法流程浸出渣， — —铅银渣— — —产 硅均进入氧压浸出渣的浮选尾矿 — 品中， 针铁矿渣总量只有传统工艺浸出渣的 20% ， 可大幅度降低焦炭的消耗。 溶液系统加热采用间接换热， 有利于回收冷凝 水， 降低软化水的处理能耗和水耗的费用 ， 同时可加 大溶液系统消纳废水的能力， 减少污水处理的能耗 。 和成本 高等级的深度净化工艺， 保证了电解的电流效 ， 率 保证电解处于较低电耗状态。 1. 2 采用节能装备 丹霞冶炼厂在系统配置时， 优先考虑节能设备， 降低运行电耗。其中： 磨矿采用了进口的砂磨机， 系统装机功率由最 初磨矿试验的 2 400 kW 减少到 900 kW， 且配套的驱
回转窑及氧化锌处理 锅炉及污水处理 制氧 其他公共系统 小计
3
结束语
丹霞冶炼厂生产系统具有节能的优势， 其优势 来源于节能的工艺、 设备和电气设施等。
檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸 （ 上接第 40 页） （ 4 ） 此厂址附近已有道路和铁路车站， 对外交 通条件好。 本工程采用成熟、 可靠、 先进的生产工艺， 并在 生产过程中均采取了治理措施， 所排各种废气均采 取了治理措施， 一般生产废水排至砂石厂进行洗砂 用水不外排， 含砷固体废渣妥善处置不外排， 产生噪 声的设备也都考虑了减噪措施。 该工程项目的实施后由原来的 8 000 t / a 的白 烟灰经过对其中的有价元素进行回收后， 固体废弃 物减少到 2 805 t / a， 减排量为 64. 5% 。 亦符合国家 对固体废物减量化、 无害化、 资源化的原则。 总之， 本工程采取了有效的污染治理措施 ， 各类 污染物均能做到达标排放和妥善处置， 对周围环境 没有影响。
［ 收稿日期］ 2012 － 05 － 29 ［ 作者简介］ 骆昌运（ 1974 —） ， 男， 湖南临武人， 大学本 科， 主任工程师， 主要从事冶金和化工生产技术管理工作 。
2012 年 12 月第 6 期 — —骆昌运 · 13· 丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的节能措施及效果 — 动电机采用变频调控， 以满足不同工况要求。 大功率的搅拌设施、 风机 （ 包括制氧、 锅炉房、 焙烧制酸、 回转窑系统 ） 、 溶液输送泵和锅炉给水泵 采用变频启动和调控， 以满足不同工况节能的要求。 采用了高效、 环保的循环流化床技术， 比层燃炉 热效率高 3% 4% ， 有害气体排放浓度远远低于粉 煤炉和层燃炉。 锌电积采用了大极板技术及自动化出装槽、 剥 提高了系统装备水平， 有效的保证了电流 锌片装备， 效率和较低的电积电耗。90 mm 超宽同级距保证了 在 48 h 出板周期内无接触板； 整齐划一的阴、 阳极 板既是机械化出槽、 剥板和平板的前提， 也是减少阴 降低电耗的保证； 大极板的导电头采用 阳极板接触、 爆炸复合焊接技术， 极板内阻降低， 有利于降低电解 的电耗。系统能自动跟踪每个电解槽的电流效率， 便于生产的管理和调整， 保证电流效率、 降低单位产 品的能耗指标。 采用隔膜厢式压滤机过滤， 降低渣中水溶锌的 含量， 提高锌直收率， 相应的降低了能耗。 1. 3 热电联产 为满足系统中压、 低压供热的要求， 丹霞冶炼厂 锅炉系统使用了两台 35 t / h 中温中压双循环流化床 预留抽汽冷凝式汽轮发电机组建设场地。 生 锅炉、 “以热定电 ” 产过程中采用 的生产模式， 大幅度提高 燃煤的利用效率。 1. 4 焙烧制酸系统的节能措施 转化触媒全部采用进口触媒， 其中一段触媒采 ， 。 用低温触媒 有效的降低启动电耗 转化工序的余热经省煤器回收后送焙烧余热锅 炉， 以增大余热锅炉的蒸汽产量。 系统所产蒸汽为低压蒸汽， 就近并入低压供热 蒸汽管网， 以减少锅炉系统的煤耗。 1. 5 电气节能措施 （ 1 ） 10 kV 高压深入负荷中心、 低压配电室均设 （ 4 ） 利用变电站微机综合自动化系统对整个企 通过合理调度， 使用电 业供配电系统实现在线监控， 设备处经济运行状态。 （ 5 ） 照明光源采用发光效率高、 寿命长的金属 卤化物灯及高效节能荧光灯。 （ 6 ） 供配电线路全部采用铜芯电缆、 铜芯导线， 降低线路损耗。 1. 6 提高水的利用率 丹霞冶炼厂根据功能区分布设置了 5 个循环水 系统： 冶炼系统循环水系统、 氧气站循环水系统、 锅 炉烟气净化循环水系统、 制酸冷却水循环系统和合 3 格废水回用水系统。总循环水量为 85 012 m / d， 循 环水率为 95. 1% 。 减少了废水产生量和新水的消 耗。 根据给、 排水的性质， 合理串级使用废水， 有效 如风机冷却水作为冷却循环水的 的降低新水消耗， 补给水、 含酸废水作为渣洗涤水和浮选消泡水 。 1. 7 系统充分考虑错峰用电能力 湿法炼锌系统的能耗主要为电的消耗， 其中电 解工序消耗的电量占总量的 80% ， 为此在设计选型 时 充 分 考 虑 电 解 错 峰 用 电 的 能 力， 错峰幅度达 50% 。尽管此措施无法降低电耗总量， 但可为企业 同时保证了社会供电系统的平稳 ， 节省大量的电费， 节省了社会的总能耗。
有色冶金节能 · 14· □工艺节能
表1
序号 项目 原煤 焦炭 柴油 汽油 电力 余热发电 能源合计 折标系数
氧压浸出流程同常规流程的能耗及其费用对比表
单价元 / kg 0. 8 1. 4 9 9 常规流程 实物单耗 / （ kg · tZn） 0 680. 47 5. 91 1. 07 4 048 － 157 能耗 / （ kgce · t） 0 661. 0 8. 6 1. 6 497. 5 － 19. 3 1 149. 4 费用 / （元 · tZn） 0 952. 66 53. 19 9. 63 2 428. 8 94. 2 3 538. 478 实物单耗 / （ kg · tZn） 610. 33 207. 78 3. 18 0. 20 4 302 （ * ） － 131 （ * ） 氧压浸出流程 能耗 / （ kgce · t） 436. 0 201. 8 4. 6 0. 3 491. 2 － 16. 1 1 117. 8 费用 / （元 · tZn） 488. 264 290. 892 169. 144 2 1. 926 2 581. 2 － 78. 6 3 452. 826
表2
项目 焙烧 湿法工艺 熔铸
氧压浸出同常规流程的电耗差异表
氧压浸出流程工艺单耗 / 常规流程单耗 / （ kW · h · tZn） 11 3 447 128 14 60 431 20 4 302 20 4 048 （ kW · h · tZn） 327 3 367 128 154 60
从表 2 可看出， 氧压浸出工艺在湿法系统较常 规工艺增加了除铁工序， 电耗增加了 80 kW·h / t， 另 由于系统设置制氧站增加电耗 431 kW·h / t， 共增加 了 511 kW·h / t， 尽 管 在 焙 烧 工 艺 上 节 省 了 317 · h / t、 kW 在回转窑及氧化锌处理工序上节省了 140 kW · h / t， · h / tZn。 总体电耗较常规湿法高 254 kW
在靠近负荷中心位置， 减少供电网络损耗。 （ 2 ） 采用节能型电器， 包括新型低损耗变压器。 （ 3 ） 采用高、 低压无功功率补偿相结合措施提 高功率因数， 减少无功功率损耗， 提高了输电设施的 供电能力， 改善用电设备的运行条件。比如： 经补偿 后 110 kV 供电侧的功率因数达 0. 98 。
有色冶金节能 · 12· □工艺节能
丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的节能措施及效果
骆昌运
（ 丹霞冶炼厂，广东 韶关 512325 ）
［ 摘 要］ 介绍了丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的构成 、 节能措施及效果。 ［ 文献标识码］ B ［ 文章编号］ 1008 － 5122 （ 2012 ） 06 － 0012 － 03
1 2 3 4 5 6 7
0. 714 3 0. 971 4 1. 457 1 1. 461 4 1. 229 1. 229
Fra Baidu bibliotek
0. 6 元 / kW · h 0. 6 元 / kW · h
· h / tZn， · h 外， 备注： 电力消耗单位为 kW 消耗折标系数单位： 除电力为 kgce / 万 kW 其他为 kgce / kg。
［ 关键词］ 锌冶炼； 氧压浸出； 节能 ［ 中图分类号］ TF813
Energy Saving Measures and Effects of Zinc Smelting System with Oxygenpressure Leaching Technology in Danxia Smelter
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生产实际效果分析
在上述措施协同作用下， 丹霞冶炼厂在节能降 ， 耗上取得较好为的效果 较常规流程有一定的优势， 具体见表 1 、 表 2。 由表 1 可看出： 采用氧压浸出工艺后， 一方面精 矿中的硫以硫磺产品的形式回收， 硫化物的反应热 无法提供给锌系统， 同时为保证氧压浸出的工况条 件， 需要大量的蒸汽， 致使煤的消耗大幅度提高； 另 一方面精矿中的铅、 银和二氧化硅进入铅银渣副产 品中， 回转窑所处理的渣仅限于针铁矿渣 ， 处理的渣 量大幅度减少， 相应的焦炭消耗也大幅度减少。 二 者冲销后， 氧压浸出工艺在煤炭消耗上节约了 31. 6 kg / tZn。另由于焦炭和煤的价格差异较大， 尽管氧 压浸出工艺在煤耗、 电耗上较高， 但在总的能源费用 Zn。 上节省约 85. 652 元 / t-
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系统采用的节能措施
采用先进的冶炼工艺 主体湿法系统采用硫化锌精矿氧压浸出工艺，
取消焙烧脱硫过程， 减少了精矿干燥所消耗的煤、 焦 粉和煤气。 丹霞冶炼厂采用旧系统保留的回转窑系统进行 无害化处理针铁矿铁渣， 该工艺尽管能耗偏高， 但相 精矿中的铅和二氧化 对于传统的湿法流程浸出渣， — —铅银渣— — —产 硅均进入氧压浸出渣的浮选尾矿 — 品中， 针铁矿渣总量只有传统工艺浸出渣的 20% ， 可大幅度降低焦炭的消耗。 溶液系统加热采用间接换热， 有利于回收冷凝 水， 降低软化水的处理能耗和水耗的费用 ， 同时可加 大溶液系统消纳废水的能力， 减少污水处理的能耗 。 和成本 高等级的深度净化工艺， 保证了电解的电流效 ， 率 保证电解处于较低电耗状态。 1. 2 采用节能装备 丹霞冶炼厂在系统配置时， 优先考虑节能设备， 降低运行电耗。其中： 磨矿采用了进口的砂磨机， 系统装机功率由最 初磨矿试验的 2 400 kW 减少到 900 kW， 且配套的驱
回转窑及氧化锌处理 锅炉及污水处理 制氧 其他公共系统 小计
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结束语
丹霞冶炼厂生产系统具有节能的优势， 其优势 来源于节能的工艺、 设备和电气设施等。
檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸 （ 上接第 40 页） （ 4 ） 此厂址附近已有道路和铁路车站， 对外交 通条件好。 本工程采用成熟、 可靠、 先进的生产工艺， 并在 生产过程中均采取了治理措施， 所排各种废气均采 取了治理措施， 一般生产废水排至砂石厂进行洗砂 用水不外排， 含砷固体废渣妥善处置不外排， 产生噪 声的设备也都考虑了减噪措施。 该工程项目的实施后由原来的 8 000 t / a 的白 烟灰经过对其中的有价元素进行回收后， 固体废弃 物减少到 2 805 t / a， 减排量为 64. 5% 。 亦符合国家 对固体废物减量化、 无害化、 资源化的原则。 总之， 本工程采取了有效的污染治理措施 ， 各类 污染物均能做到达标排放和妥善处置， 对周围环境 没有影响。
［ 收稿日期］ 2012 － 05 － 29 ［ 作者简介］ 骆昌运（ 1974 —） ， 男， 湖南临武人， 大学本 科， 主任工程师， 主要从事冶金和化工生产技术管理工作 。
2012 年 12 月第 6 期 — —骆昌运 · 13· 丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的节能措施及效果 — 动电机采用变频调控， 以满足不同工况要求。 大功率的搅拌设施、 风机 （ 包括制氧、 锅炉房、 焙烧制酸、 回转窑系统 ） 、 溶液输送泵和锅炉给水泵 采用变频启动和调控， 以满足不同工况节能的要求。 采用了高效、 环保的循环流化床技术， 比层燃炉 热效率高 3% 4% ， 有害气体排放浓度远远低于粉 煤炉和层燃炉。 锌电积采用了大极板技术及自动化出装槽、 剥 提高了系统装备水平， 有效的保证了电流 锌片装备， 效率和较低的电积电耗。90 mm 超宽同级距保证了 在 48 h 出板周期内无接触板； 整齐划一的阴、 阳极 板既是机械化出槽、 剥板和平板的前提， 也是减少阴 降低电耗的保证； 大极板的导电头采用 阳极板接触、 爆炸复合焊接技术， 极板内阻降低， 有利于降低电解 的电耗。系统能自动跟踪每个电解槽的电流效率， 便于生产的管理和调整， 保证电流效率、 降低单位产 品的能耗指标。 采用隔膜厢式压滤机过滤， 降低渣中水溶锌的 含量， 提高锌直收率， 相应的降低了能耗。 1. 3 热电联产 为满足系统中压、 低压供热的要求， 丹霞冶炼厂 锅炉系统使用了两台 35 t / h 中温中压双循环流化床 预留抽汽冷凝式汽轮发电机组建设场地。 生 锅炉、 “以热定电 ” 产过程中采用 的生产模式， 大幅度提高 燃煤的利用效率。 1. 4 焙烧制酸系统的节能措施 转化触媒全部采用进口触媒， 其中一段触媒采 ， 。 用低温触媒 有效的降低启动电耗 转化工序的余热经省煤器回收后送焙烧余热锅 炉， 以增大余热锅炉的蒸汽产量。 系统所产蒸汽为低压蒸汽， 就近并入低压供热 蒸汽管网， 以减少锅炉系统的煤耗。 1. 5 电气节能措施 （ 1 ） 10 kV 高压深入负荷中心、 低压配电室均设 （ 4 ） 利用变电站微机综合自动化系统对整个企 通过合理调度， 使用电 业供配电系统实现在线监控， 设备处经济运行状态。 （ 5 ） 照明光源采用发光效率高、 寿命长的金属 卤化物灯及高效节能荧光灯。 （ 6 ） 供配电线路全部采用铜芯电缆、 铜芯导线， 降低线路损耗。 1. 6 提高水的利用率 丹霞冶炼厂根据功能区分布设置了 5 个循环水 系统： 冶炼系统循环水系统、 氧气站循环水系统、 锅 炉烟气净化循环水系统、 制酸冷却水循环系统和合 3 格废水回用水系统。总循环水量为 85 012 m / d， 循 环水率为 95. 1% 。 减少了废水产生量和新水的消 耗。 根据给、 排水的性质， 合理串级使用废水， 有效 如风机冷却水作为冷却循环水的 的降低新水消耗， 补给水、 含酸废水作为渣洗涤水和浮选消泡水 。 1. 7 系统充分考虑错峰用电能力 湿法炼锌系统的能耗主要为电的消耗， 其中电 解工序消耗的电量占总量的 80% ， 为此在设计选型 时 充 分 考 虑 电 解 错 峰 用 电 的 能 力， 错峰幅度达 50% 。尽管此措施无法降低电耗总量， 但可为企业 同时保证了社会供电系统的平稳 ， 节省大量的电费， 节省了社会的总能耗。
有色冶金节能 · 14· □工艺节能
表1
序号 项目 原煤 焦炭 柴油 汽油 电力 余热发电 能源合计 折标系数
氧压浸出流程同常规流程的能耗及其费用对比表
单价元 / kg 0. 8 1. 4 9 9 常规流程 实物单耗 / （ kg · tZn） 0 680. 47 5. 91 1. 07 4 048 － 157 能耗 / （ kgce · t） 0 661. 0 8. 6 1. 6 497. 5 － 19. 3 1 149. 4 费用 / （元 · tZn） 0 952. 66 53. 19 9. 63 2 428. 8 94. 2 3 538. 478 实物单耗 / （ kg · tZn） 610. 33 207. 78 3. 18 0. 20 4 302 （ * ） － 131 （ * ） 氧压浸出流程 能耗 / （ kgce · t） 436. 0 201. 8 4. 6 0. 3 491. 2 － 16. 1 1 117. 8 费用 / （元 · tZn） 488. 264 290. 892 169. 144 2 1. 926 2 581. 2 － 78. 6 3 452. 826
表2
项目 焙烧 湿法工艺 熔铸
氧压浸出同常规流程的电耗差异表
氧压浸出流程工艺单耗 / 常规流程单耗 / （ kW · h · tZn） 11 3 447 128 14 60 431 20 4 302 20 4 048 （ kW · h · tZn） 327 3 367 128 154 60
从表 2 可看出， 氧压浸出工艺在湿法系统较常 规工艺增加了除铁工序， 电耗增加了 80 kW·h / t， 另 由于系统设置制氧站增加电耗 431 kW·h / t， 共增加 了 511 kW·h / t， 尽 管 在 焙 烧 工 艺 上 节 省 了 317 · h / t、 kW 在回转窑及氧化锌处理工序上节省了 140 kW · h / t， · h / tZn。 总体电耗较常规湿法高 254 kW
在靠近负荷中心位置， 减少供电网络损耗。 （ 2 ） 采用节能型电器， 包括新型低损耗变压器。 （ 3 ） 采用高、 低压无功功率补偿相结合措施提 高功率因数， 减少无功功率损耗， 提高了输电设施的 供电能力， 改善用电设备的运行条件。比如： 经补偿 后 110 kV 供电侧的功率因数达 0. 98 。
有色冶金节能 · 12· □工艺节能
丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的节能措施及效果
骆昌运
（ 丹霞冶炼厂，广东 韶关 512325 ）
［ 摘 要］ 介绍了丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌系统的构成 、 节能措施及效果。 ［ 文献标识码］ B ［ 文章编号］ 1008 － 5122 （ 2012 ） 06 － 0012 － 03
1 2 3 4 5 6 7
0. 714 3 0. 971 4 1. 457 1 1. 461 4 1. 229 1. 229
Fra Baidu bibliotek
0. 6 元 / kW · h 0. 6 元 / kW · h
· h / tZn， · h 外， 备注： 电力消耗单位为 kW 消耗折标系数单位： 除电力为 kgce / 万 kW 其他为 kgce / kg。