锌冶炼现状

（3）德国鲁尔锌厂
鲁尔锌厂是第三家采用氧压浸出工艺的公司，加压浸出和原有的湿法炼锌老系统的设备结合起来提高了电锌的生产能力，年增产5万t电锌，占全厂总量三分之一以上。老系统的流程包括：焙烧、中性浸出、热酸浸出、高热酸浸出、净液、电积等工序。高热酸浸出的铅、银渣出售给铅厂，热酸浸出液用锌精矿还原，使溶液中的三价铁还原成二价铁，然后焙砂中和，使铁以赤铁矿的形式沉淀下来。还原渣含有硫化锌和大量硫送往焙烧炉。新增氧压浸出系统后，改变了这部门工艺，即将还原渣与锌精矿二次研磨后的矿浆混合，同时加入高压釜，其作用是增加焙烧炉处理的精矿量，也使还原渣中的硫不以硫酸产出而以元素硫形式产出。进入高压釜的锌清矿量占原料量的50%～60%还原渣为40%～50%。高压釜反应温度为150℃，为防止元素硫包裹硫化锌颗粒，在进入高压釜混合矿浆中加入了添加剂。加压浸出后的矿浆进入闪蒸槽温度下降到120℃，产生的蒸汽作用于加热进料溶液，闪蒸槽排出的矿浆进入调节槽温度进一步下降到80℃，单质硫冷却成小的颗粒，用浮选方法使用与矿浆分离。
该厂的氧压浸出工艺与特列尔锌厂工艺略有不同，采用低酸作业，铁以黄钾铁矾，碱式硫酸铁和水合氧化铁沉淀。
浸出高压釜也是四室卧式机械釜，其直径为3.2m，长12m，有效容积50m2，釜体结构同于特列尔厂，外壳为碳钢，内衬铅和耐酸砖，内部零件由钛和904L不锈钢制成。
进入高压釜锌精矿矿浆含固量65%，小于44μm。颗粒占95%。釜内总压维持在1100～1240kPa，温度130℃～145℃，浸出产物经闪蒸槽温度降至100℃进调浆槽，在浓密机中固、液分离前静置一段时间，使硫碘转换成单斜体结晶状。大约25%的上清液作为冷却剂再循环回到高压釜内。剩余的上清液在氧化槽中使二价铁离子氧化成三价铁离子，在此焙烧作氧化步骤的中和剂，并返回老系统沉矾液调节液固比。氧化槽排出的浆化物送至传统工厂的中性浸出段。浓密机底流含碱式硫酸铁、铁矾渣、单质硫及共他残留物与传统工厂生产的残渣一起洗涤并堆存于尾矿坝。投产前期，曾出现过砖衬的脱落，铅衬的局部浸蚀，卸料管堵塞及排气控制阀的磨损问题，经过几次的修改，材质的更换和加强维护管理，逐步提高了其经营效率和产量。1995年运行时间为80.4%，设备利用率达到88.2%。其主要生产数据如下：实际的精矿处理量150t/d,釜内氧含量（干基）92%，浸出终液含酸15～18g/L，含铁3-3.5g/L，锌浸出率98%。
原有锌厂采用焙烧——浸出——电积工艺，经过整改后，完整的两段氧压浸出流程完全取代了老工艺的焙烧浸出工艺。至今是世界上第一座完全采用氧压浸出的炼锌厂，而其它的锌氧压浸出都是与焙烧工艺并存。
哈德森湾氧压浸出处理的混合精矿先经球磨机细磨、旋流闭路分级，浓密机浓度，底流矿浆含固70%，小于44μm占98%，泵送氧压浸出系统。精矿浆、返酸和堆存的残渣浸出液一起加到第一段高压釜进行低酸浸出，高压釜第一室温度为140℃～150℃，其余各室为150℃，停留时间1小时。一段浸出矿浆经两级闪蒸槽降温、降压后进低酸浸出浓密机。浓密机溢流酸度为7g/L～9g/L，用氢氧化锌矿浆中和、锌粉除铜、除铁后送净液车间。中和除铁用氢氧化锌矿浆为烟尘和浮渣经浸出、石灰中和后的产出物。低酸浸出浓密机底流含固45%，泵入第二阶段高压釜进行高酸浸出，釜体结构与操作温度、压力同于第一段低酸浸出，但酸度较高，高酸浸出浓密机溢流含酸35g/L～40g/L。经储槽返回一段低酸浸出釜。低酸浸出釜的温度是通过高酸浸出溢流和低酸返回溢流来控制。而高酸浸出釜的温度则通过向最后一个室补充废液控制。高酸浸出矿浆在进入高酸浸浓密机前也通过两级闪蒸槽和中间槽降温、降压，回收蒸汽用于加热反应溶液，高酸浸出浓密机底流用水浆化，再经浮选得到硫精矿。浮选尾矿经浓密，过 滤和洗涤后送尾矿坝，硫精矿浆经过滤、洗涤、溶融、热滤产出元素硫出售，热滤渣主要含未反应的硫化物送公司铜厂处理。 该厂设有直径3.9m，长21.5m卧式机械搅拌釜三台。低酸浸出和高酸浸出各用一台釜，另一台高压釜作为两者的备用。1993年7月投产，1995年达到设计能力的98%。通常每月停车一次，主要是清理闪蒸槽和管道的结垢，更换搅拌装置的衬套，每3～4个月停产清理高压釜浸渍管和排浆管的结垢，每6个月清理一次高压釜的结垢并同时维护卸料阀门和搅拌器的密封装置。
（1）加拿大特累尔锌厂：
该厂氧压浸出系统设计处理锌精矿能力为190t/d，新建的氧压浸出系统与原有的传统湿法炼锌平行运行，氧压浸出的矿浆经旋流器分级溢流进入老系统的酸浸槽与原工艺流程合并，氧压浸出系统设计产锌量为全厂产能的20%。
该厂处理的物料主要是柯明柯公司的沙里文矿。其顾分为：锌49%，铁11%，铅4%，硫32%。
该工艺动力学研究表明，浸出反应是在硫化锌矿粒表面进行的多相反应，为了提高浸出过程的反应速度，要求精矿粒度98%小于44μm。升高温度反应速度增加，但当温度提高到元素硫的熔点（119℃）时产生的溶融硫会包裹在硫化锌颗粒表现，阻碍浸出反应的继续进行，实验发现溶融硫的黏度在153℃时最小，而温度高于200℃时，硫氧化生成硫酸盐的速度大为增加，因此浸出温度定为150℃左右为宜，同时加入木质磺酸盐作表面活化剂，有利于反应顺利的进行。溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁，接着又被进一步氧化成三价铁。二价铁氧化成三价铁被认为是浸出过程的控速阶段，起到氧的传递作用。浸出的反应与二价铁氧化速率紧密相关，二价铁氧化速率与二价铁的浓度、溶液的酸度及浸出过程的氧压有关。工业实践证明：硫化锌精矿氧压浸出的温度为140℃～150℃，氧分压为700kPa，浸出时间1小时，锌浸出率可达98%以上，硫总回收率为88%。目前国外已有五座炼锌厂建成了氧压浸出系统。
锌冶炼技术发展现状综述
中国恩菲工程技术有限公司 王忠实
湿法炼锌是当今世界最主要的炼锌方法，其产量占世界总锌产量的85%以上。近期世界新建和扩建的生产能力均采用湿法炼锌工艺。湿法炼锌技术发展很快，主要表现在：硫化锌精矿的直接氧压浸出；硫化锌精矿的常压富氧直接浸出；设备大型化，高效化；浸出渣综合回收及无害化处理；工艺过程自动控制系统等几个方面。
氧压浸出厂首先将锌精矿用球磨机细磨，球磨机与水力旋流器闭路循环，旋流器的溢流经浓缩后得到含固量68%～70%，粒度小于44μm占90%的矿浆，在矿浆搅拌槽里加入表面活性剂后，连续泵入4室高压釜的第一室。由电积车间来的废电解液配入浓硫酸，使其酸度达到含硫酸165g/L，然后与矿浆闪蒸槽产出的蒸气进行热交换，使废电解液的温度由30℃提高到70℃，预热后的废电解液泵入高压釜的第一室。未经预热的废电解液泵入高压釜的第二室，氧压浸出用的氧气纯度为98%，从高压釜前三个室加入。高压釜为四室卧式机械釜，其直径为3.7m，长15.2m，容积103m3,每室有搅拌器和隔板，操作压力为1250Pa，温度150℃，浸出产物通过衬陶瓷的排料阀排出，进入闪蒸槽，闪蒸槽的操作压力为55kPa，温度为117℃，闪蒸后的矿浆进入调节槽，再泵入一台水力旋流器，旋流器的溢流主要是硫酸锌溶液和铁矾矿浆，经扫选硫后送焙烧浸出系统。扫选产品与旋流器底流合并经粗选，精选后产出硫富集物，再经过滤、溶融、热滤，产出元素硫出售。未反应的硫化锌和夹杂的硫残渣返回焙烧。
三座富氧常压浸出工业化生产都是与焙烧—浸出—电积流程结合的工厂，扩建富氧常压浸出系统的目的是为了扩大锌产量，而不是增加硫酸产量。
（1）芬兰科科拉厂
分别于1998年和2001年建设了两座50,000t/a锌规模的富氧常压浸出系统，共有8台DL反应器，四台为一个系列，每个系列（50,000t/a）三台生产，一台备用。科科拉厂，原有常规流程生产能力为170,000t/a锌，共计总产能为270,000t/a。进入DL反应器的物料包括精矿浆，焙烧二段浸出底流经转化后的矿浆，电积废液和氧，反应器产出物经浓密、过渡、上清液返回焙烧一段中性浸出与常规流程合并。
主要生产数据：精矿处理量22.2t/d，操作压力为1100kPa～1200kPa，氧浓度按设计要求一直保持在氧分压80%（干基）条件下操作，低酸浸出锌浸出率75%，高酸浸出锌浸出率达99%，低酸浸出液含锌150g/L,含铁小于2g/L。
除上述四厂外，第五座氧压浸出厂于2003年在哈萨克斯坦的巴尔喀什厂建成，生产规模为10万t/a电锌能力。
该氧压浸出系统经改造完善后的处理能力已达到376t/d，设备运转率90%，高压釜物料停留时间100分钟，排气中氧含量（干基）85%，浸出终液含铁5g/L，含酸30g/L，锌浸出率98%，硫回收率83%～91%。
（2）加拿大梯明斯厂
氧压浸出系统设计能力为处理精矿105t/d，该厂也是在传统湿法炼锌厂基础上扩建的。加压浸出的矿浆经浓密后，溢流在氧化槽中氧化，中和，焙烧作氧化步骤的中和剂，氧化步骤排出的浆化物由硫酸锌溶液，未反应的焙烧砂矿和沉淀的氧化铁组成，送至老厂的中性浸出工序与主工艺流程合并，氧压浸出矿浆浓密底流即合硫浸出渣，与老厂产生的残渣一起洗涤过滤并储于尾矿坝。
该厂投产三年后，原料改为全部精矿，不再处理还原渣。投产初期设备方面的主要问题是高压釜搅拌器的结垢清理和耐酸管道的腐蚀。经修改后已有所改进。1994年主要生产数据：锌精矿品位45%～50%，高压釜利用率95%，生产能力提高了10%～15%，锌浸出率大于97%，硫回收率85%～90%。
（4）加拿大哈德森湾矿冶公司锌厂：
火法炼锌中的竖罐蒸馏炼锌已趋淘汰，电炉炼锌规模小且未见新的发展。等离子炼锌技术及喷射炼锌技术在上世纪80年代实现了钢厂烟灰回收锌的示范工厂，至今尚未见有关进一步的商业化进展的报道，密闭鼓风炉炼铅锌是世界上最主要的几乎是唯一的火法炼锌方法。世界上总共有15台（包括国内ISP工厂）密闭鼓风炉在进行锌的生产，占锌的总产量12%-13%，其技术发展主要是增加二次含铅锌物料的处理措施；改进冷凝效率；富氧技术的运用等。
调节槽矿浆进入初级浮选槽直接处理，初级浮选后的尾矿浆进行浓密，浓密机底流经粗选、扫选、精选后的硫精矿和初级浮选的硫精矿合并，经过滤、洗涤、再经熔融热滤得到单质硫副产品出售，硫化物滤饼返回焙烧。扫选尾矿与老流程高热酸浸出渣混合进入原有的铅、银、渣浓密池。初级浮选尾矿浓密机上清液含溶解的锌、铁送往原有的中性浸出工序。