用科技助力绿色发展——长沙有色院清洁冶炼技术创新发展纪实

2022年12月20日 10:46 5284次浏览 来源:   分类: 重点新闻   作者:

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长沙有色院办公楼。

2022年6月,长沙有色冶金设计研究院有限公司总承包的中金岭南丹霞冶炼厂炼锌渣绿色化升级改造项目整体联动试车圆满成功。一座同时拥有“氧压浸出炼锌”和“闪速熔炼炼铅”技术,引领中国铅锌冶炼行业发展方向的绿色、智能、低碳冶炼工厂已经矗立眼前。

近10余年来,我国锌冶炼技术取得突飞猛进的发展,以绿色、低碳、智能化为代表的多项清洁冶炼技术达到国际领先水平。作为有色冶炼行业技术进步的引领者,长沙有色院在核心技术上大胆创新,不断突破技术壁垒,带动了有色冶炼行业的创新,走过了一段不同寻常的锌冶炼技术之路。

守正创新

浸出大山里的“金饽饽”

传统锌金属冶炼主要采用“焙烧-浸出”技术,利用产生的二氧化硫烟气生产硫酸,硫酸存在储存压力大、销售困难、环境污染严重等问题。为了颠覆性地实现锌冶炼绿色发展,长沙有色院首先突破了氧压浸出技术在国内锌冶炼行业的大规模应用。

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中金岭南丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌工程。

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中金岭南丹霞冶炼厂氧压浸出炼锌工程锌氧压浸出车间。

2009年,长沙有色院设计建成了我国首座10万吨/年锌氧压浸出工厂——中金岭南丹霞冶炼厂,首次开发了锌精矿直接浸出的“一段低温同步还原-二段高温氧化”两段氧压浸出新技术,实现了锌、铁、硫与稀散金属镓锗的定向分离与富集,建成了世界首条锌氧压浸出综合回收镓锗生产线,将锌精矿中的硫直接转化为硫磺;首次开发了锌溶液针铁矿法除氟氯新技术,实现除铁与脱氟氯双重目的,建成了国内最大针铁矿法除铁生产线;首次研制了大型卧式加压釜,实现了锌精矿氧压浸出大型装置的国产化装备。

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西部矿业锌氧压浸出工程。

创新之路快速推进。2015年,长沙有色院设计建成了世界海拔最高的锌氧压浸出工厂——西部矿业锌氧压浸出工厂。针对高海拔地区空气稀薄、溶液沸点低、生态环境脆弱等不利于采用传统技术建设锌冶炼厂的重大技术难题,长沙有色院研发了高铁硫化矿“两段控铁氧压浸出”清洁炼锌技术,实现了锌、铁的高效分离,锌浸出率高达98.5%,铁入渣率达到90%;研发了氧压浸出矿浆缓释能降温降压技术,彻底解决了矿浆冒槽等影响生产的突出问题,推动高海拔地区氧压浸出技术的产业化发展。

变废为宝

绿色低碳技术造福企业

锌氧压浸出技术的应用,虽然大幅提高了锌冶炼主流程的清洁生产水平,但湿法炼锌渣的绿色高效处理仍是困扰行业绿色发展的瓶颈问题。世界85%以上锌金属采用“焙烧-浸出”、氧压浸出等湿法炼锌技术,而湿法炼锌每生产1吨锌金属就要产生约1吨湿法炼锌渣。湿法炼锌渣不仅含有铅、砷等具有高度迁移性的有害元素,还含有银、铟、锌、铜等有价元素,可作为重要的二次资源。

湿法炼锌渣堆存占用土地、污染环境,处理起来没有合适的方法。传统的回转窑挥发工艺虽然成熟可靠,但存在生产成本高、能耗高、低浓度烟气逸散等缺陷。为此,长沙有色院开发了富氧侧吹处理湿法炼锌渣技术。该技术属于强化熔炼方法,采用富氧鼓风强化熔池反应介质的鼓泡搅拌,为原料和熔剂的迅速加热、熔化以及化学反应的增速创造了条件;炉本体的铜水套表面采用挂渣保护,设备能长时间连续运转;由于使用了富氧,烟气量仅为传统工艺的20%~30%,烟气二氧化硫浓度提高,可用于制酸。

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青海湘和整体技术升级改造和炼锌尾渣无害化处理及有价金属综合回收项目。

2019年,长沙有色院设计建成了青海湘和炼锌尾渣无害化处理及有价金属综合回收工厂,实现了尾矿渣和硫渣无害化处理,回收渣中的铅、锌、硫等有价元素,以及硫酸和次氧化锌等副产品,为企业增加了经济效益,实现了减排增效,社会效益和环保效益显著。

长沙有色院以技术创新驱动高质量发展为目标,科技创新驱动发展,打破制约行业的技术瓶颈,自主研发了闪速熔炼搭配处理锌浸出渣的强化熔炼技术,该技术应用于中金岭南丹霞冶炼厂炼锌渣绿色化升级改造项目。项目于2022年6月投产,采用闪速熔炼工艺,处理自产锌冶炼渣、社会性危废等物料合计近30万吨/年,并综合回收锌、铅、铜、银、镉、钴、硫等有价元素,实现了锌冶炼废渣的无害化处理和资源综合回收利用。

从0到1

关键技术装备替代进口

锌电积是湿法炼锌的重要工序,锌电积设备,极板数量多,生产操作复杂,其自动化、智能化生产是衡量湿法炼锌技术水平、装备水平的重要标志。

近年来,我国锌电积生产正处于由人工作业向自动化、智能化转换的关键阶段。由于国内锌冶炼原料来源杂、工艺参数波动大、极板规格存在差异性,设备工艺适应性要求高,关键装备存在剥锌机组剥锌成功率低、行车故障率高和阳极处理机组水耗大等重大技术难题,亟待开发高效、稳定、节能、智能的锌电积装备。

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锌电积剥锌设备(小极板升级改造)。

从2008年开始,长沙有色院瞄准行业共性需求,聚焦提速、提质增效,以及智能化、信息化、安全性等方面,在国内最早启动锌电积全自动剥锌技术的自主研发,已成为国内唯一可提供处理大、中、小全系列锌电积装备的研发单位及设备供应商。长沙有色院相继推出大、中、小极板全系列锌电积装备,产品实现进口替代,应用于西部矿业、驰宏锌锗等锌冶炼企业,切实推动了行业智能升级,装备的先进性、稳定性、可靠性获得广泛认可,整体技术达到国际领先水平。

习近平总书记在党的二十大报告中强调:“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。”在锌冶炼行业,清洁冶炼技术正持续发挥创新引领作用,在推动产业结构调整的同时,用生态环保技术推进行业绿色低碳发展。

目前,长沙有色院正在向着国内首座50万吨以上年处理能力的湿法炼锌渣富氧侧吹处理工厂、首台19m2锌精矿沸腾焙烧炉等锌清洁冶炼工程技术高峰奋力攀登,将氧压浸出技术应用范围扩大至锌、钼、铜、镍、钴、钒等有色金属领域。同时,长沙有色院积极“走出去”,践行“一带一路”倡议,把我国锌清洁冶炼先进技术和装备推广应用至提升锌冶炼产能潜力巨大的新兴国家和地区。

责任编辑:孟庆科

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