锌氧压浸出工艺现状及技术进展

(3)加压浸出产出的溶液经中和除铁后可直接采用传统 (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。 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。 脱离常规焙砂浸出系统而独立建厂。 (4)加压氧浸在 3h内锌的浸出率可达98%， 加压氧浸在2 内锌的浸出率可达98% (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， 相比，加压氧浸物料的反应强度更大，所需的反应器容积较 设备占地面积较小。另外， 小，设备占地面积较小。另外，加压氧浸反应器为卧式反应 适合采用室内配置。 釜，适合采用室内配置。 由于常压氧浸反应压力较低， (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 加压氧浸的氧耗低于常 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。 压氧浸。
(5)操作条件相对常规工艺较苛刻， (5)操作条件相对常规工艺较苛刻，具有较高的温度和 操作条件相对常规工艺较苛刻 压力，因此对设备和管道材质及加工制作的要求较高， 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。 要求更加严格。 与同为直接浸出工艺的常压氧浸相比， 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： 主要有： (1)加压浸出在密闭的反应釜中进行 加压浸出在密闭的反应釜中进行， (1)加压浸出在密闭的反应釜中进行，所控制的反应温 压力均比常压氧浸高， 度、压力均比常压氧浸高，因此物料在反应器内的反应强度 浸出速度加快，反应时间短。有利于铁、 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。 有价金属的分离。 因此，在提高金属浸出率， 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。 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℃， 由于加压氧浸反应温度为145 (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， 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 降压使硫进入渣中，再通过浮选、熔融、过滤等产出硫磺。
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， 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 一种是先将锌精矿焙烧，然后浸出焙砂； 锌精矿。锌精矿焙烧过程产生的二氧化硫， 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， 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， 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 同时，固态的元素硫可以加以回收，也可堆积存放。 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。 此锌精矿氧压浸出技术具有明显的环保优势。 目前。锌精矿氧压浸出工艺的工业应用主要有两大类， 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， 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。 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 建厂条件、环境要求及投资的经济合理性。 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 和传统锌冶炼工艺相比， 面的优势： 面的优势：
近十年来。Trail锌厂在主流程上并无太多改进。 近十年来。Trail锌厂在主流程上并无太多改进。技术 锌厂在主流程上并无太多改进 发展的重点在于对高压釜内衬材料及管道材料的改进以延长 氧压浸出在线时间、 氧压浸出在线时间、对有价金属综合回收工艺的研究以及精 矿资源的优化整合和冶炼所需能源的合理配置和利用。 矿资源的优化整合和冶炼所需能源的合理配置和利用。2007 年全年产锌291900t,2008年全年产锌269900t 291900t,2008年全年产锌269900t， 年全年产锌291900t,2008年全年产锌269900t，受全球性经 济危机的影响，2009年上半年电锌生产能力维持在20000t/m。 年上半年电锌生产能力维持在20000t/m 济危机的影响，2009年上半年电锌生产能力维持在20000t/m。 下半年稍有恢复。全年产锌总量仅为240000t 240000t。 下半年稍有恢复。全年产锌总量仅为240000t。
国内外锌氧压浸出工艺现状及技术进展
长沙有色ห้องสมุดไป่ตู้金设计研究院
李有刚 仝一喆 仝一喆
前言
氧压浸出工艺于20世纪50 氧压浸出工艺于20世纪50年代由美国化学建设公司 20世纪50年代由美国化学建设公司 Company)和加拿大谢里特 和加拿大谢里特·哥顿 (Chemical Construction Company)和加拿大谢里特 哥顿 矿业公司(Sherritt Limited)首次开发用 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 铜冰铜处理方面的成功实践，其应用范围逐渐扩大，20世 70年代开始研究将该工艺用于处理锌精矿和铜精矿以解 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 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 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 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 锌厂建成， 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、 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、 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。 快的发展。
(1)取消了庞大的焙烧和烟气制酸系统， (1)取消了庞大的焙烧和烟气制酸系统，硫以单质形式 取消了庞大的焙烧和烟气制酸系统 高效回收，彻底消除了含硫烟气排放对环境造成的污染， 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。 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。 (2)对高铁闪锌矿 对高铁闪锌矿、 (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， 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 Pb、 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， Ga、In、Ge等稀散金属的综合回收提供较常规湿法 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。 工艺更有利的条件。 (3)具有较强的灵活性 具有较强的灵活性， (3)具有较强的灵活性，可与传统湿法炼锌工艺有机结 也可独立生产；既能在较低建设投资的情况下扩大产能， 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、 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。 (4)锌回收率高 铁富集效果好，自控水平先进． 锌回收率高， (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。 较高的设备利用率和在线运行率。
表1
序 号 1 2 3 4 5 6 工 厂
氧压浸出炼锌厂基本情况
投产 时间 1981 1997 1983 1991 1993 2000 2003 2009 电锌规模 (kt/a) 50 80 20 50 95 115 100 100 压力釜规格及数量 ф3.7× 1台 ф3.7×15.2m 1台 ф3.7× 1台 ф3.7×19m 1台 ф3.2× 1台 ф3.2×21m 1台 ф3.9× 1台 ф3.9×13m 1台 ф3.9×19.3m,3台 ф3.9×19.3m,3台 ф3.9×21.5m,3台 ф3.9×21.5m,3台 其中备用1 其中备用1台 Ф4.0×25m,3台 Ф4.0×25m,3台 其中备用1 其中备用1台 ф4.2×32m,3台 ф4.2×32m,3台 其中备用1 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 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 Trail） 厂（Cominco Trail） 加拿大奇德·克里克矿 加拿大奇德 克里克矿 业公司（Kidd Creek） 业公司（ Creek） 德国鲁尔· 德国鲁尔·辛克锌厂 （Ruhr Zink） Zink） 加拿大哈得孙· 加拿大哈得孙·巴伊矿 冶公司（ Bay） 冶公司（Hudson Bay） 哈萨克斯坦 中国丹霞冶炼厂
加拿大科明科特雷尔锌厂(Cominco Trail)、 加拿大科明科特雷尔锌厂(Cominco Trail)、梯明斯基 克里克矿业公司(Kidd Creek)和德国鲁尔 辛克锌厂(Ruhr 和德国鲁尔·辛克锌厂 德·克里克矿业公司(Kidd Creek)和德国鲁尔 辛克锌厂(Ruhr 克里克矿业公司 Zink)采用一段氧压浸出与传统焙砂浸出联合工艺 采用一段氧压浸出与传统焙砂浸出联合工艺， 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) (HBM&S)、 哈德逊湾矿冶公司(HBM&S)、哈萨克斯坦铜业公司 Co． （Kazakhmys Copper Co．)旗下的巴尔喀什锌冶炼厂 Refinery)和中国丹霞冶炼厂采用两段氧压 (Balkash Zinc Refinery)和中国丹霞冶炼厂采用两段氧压 浸出全湿法工艺。 浸出全湿法工艺。
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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 到目前为止，世界上采用氧压浸出工艺炼锌的工厂有6 均已建成并投产，其中加拿大3 德国、 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 各厂采用的具体工艺不尽相同， 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。 况如表l所示。
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， Trail锌厂是目前世界上锌生产能力最大的冶炼厂之一， 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、 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、 压浸出和锌氧化矿浸出。主流程采用沸腾焙烧制酸、中性浸 酸性浸出、两段净化、电积和熔铸工艺， 出、酸性浸出、两段净化、电积和熔铸工艺，产锌约占总锌 70％； ％；氧压浸出部分产出的成品液由酸性浸出工序进入主 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。 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 20％。铅银在浸出渣中富集， 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。 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 台高压釜。第一台于1981年建成， 锌厂目前安装有2 1981年建成 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 ф3.7m× 190t， 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， 350t/d； 1997年安装 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 480t。 ф3.7m×l9m，设计生产能力为日处理锌精矿480t。