长沙院锌清洁冶炼技术与应用

2022年07月21日 15:27 61229次浏览 来源:   分类: 铅锌资讯   作者:

长沙有色冶金设计研究院有限公司(以下简称长沙院)在锌冶炼工程领域成果丰硕,全面掌握沸腾焙烧-浸出炼锌、加压浸出炼锌、钢铁烟尘等含锌固废炼锌、ISP炼锌、大极板电积与自动剥锌、伴生稀散金属回收、湿法炼锌渣绿色化处置等锌冶炼及综合利用技术,提供工程咨询、设计、总承包等全过程工程服务,持续推动行业技术进步,有效提升我国锌冶炼技术与装备的国际竞争力。

长沙院先后设计了中国第1个15万吨级铅锌冶炼项目、第1座ISP(帝国熔炼法)铅锌冶炼工厂、第1个10万吨级锌加压浸出项目、第1台119平方米锌精矿沸腾焙烧炉、第1台国产3.2平方米自动剥锌机、第1个单独处理氧压浸出炼锌渣的富氧侧吹处理锌渣项目、世界第1个30万吨氧压浸出炼锌项目、第1个70万吨处理能力的炼锌渣富氧侧吹处理项目、第1台198平方米锌精矿沸腾焙烧炉以及世界上海拔最高(2500米)的锌加压浸出项目。

长沙院获得国家科学技术进步奖二等奖2项、中国有色金属工业科学技术奖一等奖4项、国家优秀设计奖1项、部级优秀工程设计一等奖5项。

沸腾焙烧-浸出炼锌工艺

沸腾焙烧湿法炼锌工艺浸出过程处理的原料,为硫化锌精矿经过焙烧脱硫后的氧化锌焙砂。按照浸出工艺和浸出渣处理方法的不同,分为常规法、高温高酸法。其中,高温高酸法又细分为高温高酸浸出-黄钾铁矾法、高温高酸浸出-针铁矿法、高温高酸浸出-赤铁矿法。

沸腾焙烧是常规法锌冶炼的重要工序,流态化沸腾炉是锌焙烧中最重要的炉窑设备。大容积、高效、节能、环保型沸腾炉,已成为锌冶炼行业高质量发展的趋势。长沙院先后完成110平方米沸腾焙烧炉、119平方米沸腾焙烧炉的工程设计,并承担设计目前最大面积的198平方米沸腾焙烧炉(在建)。

常规法

锌精矿经过沸腾焙烧,焙烧矿经中性浸出和低酸浸出,中性浸出的上清液经过净化除杂,送电积产出合格的电锌。浸出渣含锌达15%~22%,送火法挥发处理,回收其中的锌及其他伴生元素。

长沙院采用常规法炼锌工艺,设计了江铜集团铅锌冶炼厂10万吨/年电锌系统、西部锌业6万吨/年电锌工程等。

高温高酸浸出-黄钾铁矾法

黄钾铁矾法浸出流程包括5个过程:中性浸出、热酸浸出、预中和、沉矾和铁矾渣的酸洗。

长沙院采用该工艺设计了来宾冶炼厂锌铟系统等多座锌冶炼厂。

高温高酸浸出-针铁矿法

针铁矿法除铁工艺有利于锌冶炼过程的稀散金属综合回收。长沙院最初采用此工艺设计了水口山冶炼厂5万吨/年电锌生产系统,并在中金岭南丹霞冶炼厂10万吨/年电锌工程中成功采用针铁矿法除铁。

高温高酸浸出-赤铁矿法

赤铁矿法产出的赤铁矿渣含铁高,经焙烧脱硫后可作为炼铁原料,实现“无废渣”冶炼。长沙院拥有相关的自主知识产权,并完成了赤铁矿法改造项目的施工图设计。

加压浸出炼锌

加压浸出工艺直接浸出硫化锌精矿。在浸出过程中,通过控制浸出过程的温度、酸度、氧压等操作条件,精矿中以硫化物形态存在的锌,在酸和氧的作用下,转化为硫酸锌,进入溶液,浸出过程产出的硫酸锌溶液净化后进行电积得到金属锌;精矿中的硫在浸出过程中以单质硫形式进入渣中,并进一步生产硫磺。

长沙院采用加压浸出炼锌技术设计了中金岭南丹霞冶炼厂、西部矿业锌氧压浸出工程、广西誉升高锗锌精矿氧压浸出工程等。

钢铁烟尘等含锌固废炼锌

采用火法-湿法联合分离集成的窑渣综合利用技术和高效提炼铟、铋、锡、铅工艺技术,实现了钢铁烟尘等含锌固废中锌、铟、铅、镉、铋、锡、铁等有价元素的高效综合回收。长沙院在多个项目中应用此方法。

ISP工艺

烧结-密闭鼓风炉炼锌工艺(ISP工艺)是一种处理铅锌混合原料,同时产出锌和铅的技术,在难分选铅锌矿、低品位物料等复杂物料处理方面独具优势。长沙院采用该工艺设计建成了中金岭南韶关冶炼厂、葫芦岛锌业ISP冶炼厂、陕西东岭ISP炼锌厂等多座ISP铅锌冶炼厂。

全系列智能锌电积关键技术与装备

长沙院设计建成了国内第1座3.2平方米大极板电积、自动剥板的锌电积车间,并先后实现自动出装槽、锌片“不落地”、大极板国产化、整体电解槽等技术创新;坚持自主研发,在国内最早提供大(3.2平方米)、中(2.6平方米)、小(1.1平方米~1.6平方米)不同规格的极板剥锌机组。

镓锗铟伴生稀散金属综合回收

采用湿法炼锌置换渣强化浸出等技术,实现了铟、铁、镓、锗、铜及锌元素高效精准的分离与回收。长沙院建成了处理锌冶炼副产镓锗铟稀散金属置换渣料的综合回收示范工厂。

湿法炼锌渣绿色化处置

富氧侧吹法处理锌浸出渣

富氧侧吹熔池熔炼工艺由于采用了富氧鼓风,强化了反应渣介质的鼓泡搅拌,为原料和熔剂的迅速加热、熔化以及其化学反应的增速创造了条件,并生成成分稳定的液相和气相产物。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。

目前,长沙院富氧侧吹炉处理锌浸出渣的冶炼方法和用于处理浸出渣的富氧侧吹炉的炉型结构已获得专利授权,具有自主知识产权。

闪速熔炼法搭配处理锌浸出渣

闪速熔炼法的核心设备是闪速熔炼炉,主要由闪速熔炼竖炉区和电炉区组成。入炉物料经干燥磨矿后加入竖炉,快速完成燃烧反应,物料中的硫燃烧氧化进入烟气,炉料进入熔池,还原后得到粗铅,其他物料随熔体进入烟化炉进一步处理。闪速熔炼炉处理的物料品位范围较广,可搭配大量锌浸出渣与铅精矿入炉处理,实现炼锌渣和含铅废物中有价金属铜、银、金等的高效回收,铜回收率可达到80%,银和金回收率达到95%以上。

锌清洁冶炼典型工程案例

江铜集团铅锌冶炼项目10万吨/年锌冶炼系统于2011年投产,采用沸腾焙烧-浸出的常规湿法炼锌工艺,实现了大极板自动剥锌、锌片在线输送“不落地”、锌锭机器人自动打包、水雾化法生产锌粉、110平方米沸腾炉等多项创新设计。

南方有色119平方米沸腾焙烧系统于2012年投产,单台沸腾炉炉床面积为119平方米,投产时是国内最大的锌沸腾炉,产出焙烧矿金属量达12万吨/年。

南方有色198平方米大型沸腾焙烧炉焙烧系统(在建)可满足20万吨/年锌金属量的生产能力,使我国锌冶炼技术和装备制造能力得到再次提升。

中金岭南丹霞冶炼厂10万吨/年锌氧压浸出综合回收镓锗技改工程于2009年投产,是国内第1座采用硫化锌精矿直接氧压浸出工艺的大型锌冶炼厂。该工程首次在国内实现以硫化锌精矿直接浸出渣为原料生产硫磺产品,并建成国内首座3.2平方米大极板、自动剥锌生产线。

西部矿业10万吨/年电锌氧压浸出新技术工程于2015年投产,采用两段加压浸出工艺生产电锌,并从浸出渣中回收单质硫。作为世界上海拔最高(2500米)的氧压浸出炼锌厂,解决了调节槽冒槽等技术难题。

广西誉升锗业锌氧压浸出及综合回收锗项目于2021年投产,标志着国内第1条单独处理锗锌精矿的氧压浸出生产线取得成功,锗锌精矿中有价金属得到高效利用。

南方有色锌氧压浸出绿色制造项目(在建)研发复杂锌精矿中铜、铟的高效回收工艺,攻克大规模应用过程中工艺技术、设备、智能控制等瓶颈难题,设计产能达30万吨/年电锌的特大型高压釜等核心装备及配套设施,树立了锌清洁冶炼标杆。

红河锌联固废物炼铁烟尘资源化综合利用工程于2013年投产,建成一条处理高炉炼铁烟尘等含锌固废的生产线,形成主产品4万吨/年再生锌、40吨/年高纯铟锭以及副产品镉、锡、铋等的综合回收能力。

韶关冶炼厂始建于1966年,是国家首次投资引进英国帝国熔炼法(ISP工艺)在韶关建成的一座大型铅锌冶炼厂。

青海湘和炼锌尾渣无害化处理及综合回收项目于2019年投产,主流程采用富氧侧吹+烟化工艺,渣处理系统主体设备为9平方米富氧侧吹炉,处理湿法炼锌渣11万吨/年。

中金岭南丹霞冶炼厂炼锌渣绿色化升级改造项目于2022年6月份投产,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,并综合回收其中锌、铅、铜、银、镉、钴、硫等有价元素,实现冶炼废渣的无害化处理和资源综合回收利用。

南方有色浸出渣处理系统升级改造项目(在建)采用富氧侧吹熔炼+烟化还原工艺,通过对锌浸出渣进行熔炼和烟化挥发处理,实现炼锌渣的无害化处理,并综合回收锌、铅、铜、银、铟等有价金属;锌浸出渣处理能力达70万吨/年,主体设备为45平方米富氧侧吹炉,是目前最大的锌渣处理富氧侧吹炉。

责任编辑:付宇

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