【正文】 的加入量，使浸出終點達到設(shè)定的PH值。同時溶液體積減少相當(dāng)于系統(tǒng)溶液濃縮，將導(dǎo)致溶液含鋅量升高，如果偏離允許范圍，將直接影響浸出以及后續(xù)凈化及電解工序。如投入的金屬量與析出的鋅量不平衡，將導(dǎo)致電解產(chǎn)出的廢液量不平衡，影響正常生產(chǎn)。浸出過程的好壞與選用的技術(shù)條件密切相關(guān)。濕法煉鋅的浸出礦漿液固分離通常采用重力沉降濃縮和過濾兩種方法。當(dāng)焙燒礦含鋅量為50%～55%、可溶鋅率為90%～92%時，鋅浸出率為80%～87%。近幾年來各廠渣率一般約為52%。礦漿的濃縮在濃縮槽（亦稱濃密機）內(nèi)進行。③固體與液體的密度差　固體與液體的密度差越大，固體粒子的沉降速度越快，濃縮效率越高。⑥溶液中膠體氫氧化鐵和二氧化硅的含量　當(dāng)溶液中含氫氧化鐵和硅酸增多時，礦漿的粘度就升高，從而使固體物料的沉降困難，惡化濃縮過程，所以應(yīng)嚴(yán)加控制。其用量為20～30ppm。過濾機的生產(chǎn)能力取決于過濾速度，影響過濾速度的因素有：①濾渣的性質(zhì)　當(dāng)濃泥中含膠狀物質(zhì)如氫氧化鐵、硅酸過多和渣粒過細(xì)時，將使?jié)饽嗟恼扯仍龈撸壹?xì)小的膠狀微粒在過濾時會堵塞過濾介質(zhì)的毛細(xì)孔道；當(dāng)濃泥中含硫酸鋅、硫酸鈣、硫酸鎂等硫酸鹽過多時，同樣會使?jié)饽嗟恼扯仍龈?，且在過濾時它們易生成細(xì)小結(jié)晶而堵塞過濾介質(zhì)的毛細(xì)孔道，這些都使過濾困難，降低過濾速度。根據(jù)某廠實踐，濾餅的合理厚度以25～35mm為宜。當(dāng)處理含鐵高的精礦時，渣含鋅還會更高。Fe2O3的溶出，要求有近沸騰溫度（95～100℃）和高酸（終酸40～60g／L）的浸出條件以及較長的時間（3～4ｈ），鋅浸出率才能達到99%。鋅電解液中錳的含量一般波動在3～5g／L之間。從Fe2＋氧化為Fe3＋的反應(yīng)速度，除了與Fe2＋本身的濃度有關(guān)以外，還與溶解于溶液中的氧濃度及溶液酸度有關(guān)。當(dāng)溶液的酸度愈低，即PH值愈大時，F(xiàn)e2＋的氧化速度增大。有人曾測定過鐵和銅的氧化電勢隨PH值變化的情況。溶液中的鐵含量應(yīng)為AS＋Sb總量的10倍以上，當(dāng)Sb含量高時要求更高。由于在PH＜5．2時，F(xiàn)e（OH）3膠粒帶正電；ASO43－，SbO43－將成為其反離子。砷、銻只有在溶液酸度很高的情況下方能以陽離子As5＋，Sb5＋的形式存在。冶煉廠所處理的鉛精礦與鋅精礦都是相互摻雜在一起，還有賴于冶金過程進一步分離。當(dāng)這些鍍鋅鋼鐵廢件回爐再生時，便會產(chǎn)生一種含鋅煙塵。分析其中的數(shù)據(jù)可以看出，這種原料的成分復(fù)雜，含有害雜質(zhì)較多，一般將其單獨浸出后，得到ZnSO4溶液再泵至焙砂浸出系統(tǒng)。3．4．2　氧化鋅粉浸出前的預(yù)處理氧化鋅粉送浸出前的預(yù)處理主要是脫去其中的氟與氯。浸出過程要求鋅物料中的鋅化合物迅速而盡可能完全溶解進入溶液中，只有極少部分鋅進入到氧化鋅浸出渣中。氧化鋅物料中的銦、鍺、鎵等有價金屬則在酸性浸出過程中進入溶液，在銦鍺置換工序，利用鋅粉置換的辦法沉淀這些稀散金屬，使其進入置換渣中，以達到鋅與銦、鍺分離并使銦、鍺在渣中富集的目的。氧化鋅粉浸出生產(chǎn)工藝流程見圖3－17。濕法上礦是將氧化鋅粉首先與含酸的浸出溶液混合，以礦漿的形式泵入浸出槽內(nèi)。一般采用一段中性與一段酸性的兩段浸出作業(yè)。無論是中性浸出還是酸性浸出，均可采用間斷或連續(xù)操作方式，其作業(yè)條件歸納于表3－8中。槽體一般用混凝土或鋼板制成，內(nèi)襯耐酸材料如鉛皮、瓷磚、環(huán)氧玻璃鋼等。槽底為錐形，并設(shè)有底閥作事故處理和搗槽、清槽之用。揚升管下部是喇叭口形，揚升風(fēng)管插入喇叭口處。此外，充氣對浸出過程起強化氧化作用，對提高浸出上清液質(zhì)量有利。攪拌器的作用是使攪拌槽內(nèi)固體顆粒在溶液中均勻懸浮，以加速固液間的傳質(zhì)過程。如不設(shè)檔板，則可改變槽型，有的改成八角形槽。3．5．2　液固分離設(shè)備濕法煉鋅液固分離的設(shè)備有濃密機和各類過濾機。濃密機大小依據(jù)生產(chǎn)量和濃縮能力來確定，直徑有9m，12m，18m，21m等不同型號。槽內(nèi)中心懸有緩沖筒，起到導(dǎo)流和緩沖作用。作業(yè)中，力求槽內(nèi)上清區(qū)所占的體積愈大愈好，而濃泥區(qū)保持在最小的高度，以利提高濃密機的生產(chǎn)能力。影響濃縮澄清的因素很多，主要有礦漿的PH值、礦漿的化學(xué)成分、固體顆粒的粒度、液固比、3號凝聚劑用量以及排渣操作等。ｄ）。這是浸出渣含鋅高的主要原因?；鸱ㄌ幚硎菍⒔鲈c焦粉相混合，用回轉(zhuǎn)窯、蒸餾爐、豎爐、鼓風(fēng)爐處理，將渣中的鋅、鉛、鎘還原揮發(fā)出來，煙氣經(jīng)沉降、冷卻、袋式收塵，最終得到含鉛氧化鋅粉。濕法處理明顯地提高了鋅、銅、鎘等有價金屬的浸出率，渣率低，并富集了鉛及貴金屬，有利于貴金屬的回收，而且其操作環(huán)境及勞動強度明顯優(yōu)于火法。浮選尾礦經(jīng)圓盤真空過濾機或箱式壓濾機過濾后，所得浸出渣經(jīng)干燥送回轉(zhuǎn)窯煙化回收鋅。焦粉中揮發(fā)物過高，不利于反應(yīng)帶的延長。浸出渣中的鎘、銦、鍺易揮發(fā)，隨煙氣凈化進入氧化鋅粉中，從而使這些金屬得到富集。因此應(yīng)根據(jù)爐料的熔點及性質(zhì)控制適宜的溫度。焦率過高，窯內(nèi)溫度太高，還原性氣氛太強，隨渣排出的剩余焦粉增加；焦率過低，則爐料失去松散性，透氣性差，可能產(chǎn)生粘結(jié)，致使?fàn)t料還原反應(yīng)不完全，降低金屬回收率。圖3－26　回轉(zhuǎn)窯處理鋅浸出渣的工藝流程（4）強制鼓風(fēng)　強制鼓風(fēng)可使窯內(nèi)反應(yīng)帶延長，并能將爐料吹起形成良好的翻動，可提高生產(chǎn)能力，并延長窯的使用壽命。轉(zhuǎn)速太慢，相應(yīng)爐料在窯內(nèi)停留時間長，焦粉雖能夠完全燃燒，但易使?fàn)t料發(fā)粘，處理能力也就減小。因此，必須通過溶液凈化，將危害鋅電積的所有雜質(zhì)除去，產(chǎn)出合格凈化液才能送至鋅電解槽。根據(jù)添加劑成分的不同該類方法又可分為鋅粉－砷鹽法、鋅粉－銻鹽法、合金鋅粉法等凈化方法；②加有機試劑形成難溶化合物除鈷，如黃藥凈化法和亞硝基β－萘酚凈化法。按凈化的作業(yè)方式不同有間斷、連續(xù)作業(yè)兩種。利用鋅粉置換除銅、鎘時，由于銅的電位較鎘正，更易優(yōu)先沉淀，而鋅粉置換除鎘則相對困難些，需加入過量的鋅粉才能達到凈化的要求。4．2　鋅粉置換除銅、鎘4．2．1　置換法除銅、鎘的基本反應(yīng)由于鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位較負(fù)，即鋅的金屬活性較強，它能夠從硫酸鋅溶液中置換除去大部分較正電性的金屬雜質(zhì)，且由于置換反應(yīng)的產(chǎn)物Zn2＋進入溶液而不會造成二次污染，故所有濕法煉鋅工廠都選擇鋅粉作為置換劑。濕法煉鋅廠浸出液含鋅一般在150g／L左右，鋅電極反應(yīng)平衡電位為－0．752V。結(jié)果剛好相反，因此在生產(chǎn)上需要通過采取其他的措施才能將鈷從溶液中置換沉淀出來。由于凈化用鋅粉在制備、貯藏等過程中均不可避免地有部分表面氧化，使鋅粉的置換能力大大降低，故有的工廠在凈化時首先用廢液將凈化前液酸化，使鋅粉表面的ZnO與硫酸發(fā)生反應(yīng)，使鋅粉呈現(xiàn)新鮮的金屬表面，以提高鋅粉的置換反應(yīng)能力。例如比利時巴倫電鋅廠，當(dāng)溶液含銅超過400mg／L時，首先加粗鋅粉沉銅。同時，加強攪拌更有利于被置換離子向鋅粉表面擴散，從而達到降低鋅粉單耗的目的。3）溫　度提高溫度可以提高置換過程的反應(yīng)速度與反應(yīng)進行的完全程度，但提高溫度也會增加鋅粉的溶解以及已沉淀析出的鎘的復(fù)溶。浸出液含鋅濃度較低則有利于置換過程中鋅粉表面Zn2＋向外擴散，但濃度過低則有利于氫氣的析出，從而增大鋅粉消耗量。5）副反應(yīng)的發(fā)生盡管在浸出過程中已將大部分的AS，Sb通過共沉淀的方法除去，但仍有一定量的AS，Sb存在于浸出液中，置換過程中尤其在酸度較高的情況下，在實際溶液PH值條件下，不可避免地產(chǎn)生劇毒的AsH3和SbH3氣體（后者很不穩(wěn)定，在鋅電積條件下SbH3容易分解），因此，應(yīng)在浸出段盡可能將砷、銻完全除去。其中銅、鎘渣與溶液的接觸時間長短對鎘的復(fù)溶影響較大。因此中性浸出時應(yīng)盡可能將這些雜質(zhì)完全除去。其主要技術(shù)條件列于表4－6。目前在生產(chǎn)上應(yīng)用的有機試劑除鈷法有黃藥除鈷和α亞硝基－β萘酚除鈷法。常用的除氯方法有硫酸銀沉淀法、銅渣除氯法、離子交換法等。用處理銅鎘渣生產(chǎn)鎘過程中所產(chǎn)的海綿銅渣（25%～30%Cu、17%Zn、0．5%Cd）作沉氯劑。4．4．2　除　氟氟來源于鋅煙塵中的氟化物，浸出時進入溶液。該方法除氟率達26%～54%。例如日本安中鋅冶煉廠經(jīng)黃鉀鐵礬沉鐵后，溶液中鉀、鈉離子由原來的16g／L降至3g／L。3Zn（OH）2或在溫度70～80℃及PH＝6．3～6．7條件下加石灰乳于廢電解液或中性硫酸鋅溶液中，可沉淀出堿式硫酸鋅，其結(jié)果是70%的鎂和60%的氟化物可除去。對于雜質(zhì)的含量各廠也有不同要求。電積一定時間后，提出陰極板，剝下壓延鋁板上的析出鋅片送往熔鑄工序。5．3．2　陽　極目前電積鋅使用的陽極有鉛銀合金陽極、鉛銀鈣合金陽極、鉛銀鈣鍶合金陽極等。陽極由陽極極板和導(dǎo)電棒組成（圖5－4）。導(dǎo)電棒端頭紫銅露出的部分稱為導(dǎo)電頭，與導(dǎo)電板搭接。陽極上有一些小的圓孔，以減輕極板的重量及改善溶液循環(huán)。極板焊接在導(dǎo)電棒上。另外，過高的槽溫使硬PVC電解槽變形甚至損壞。電解液從上向下流經(jīng)冷卻塔，從塔的下部強制鼓入冷風(fēng)。因此，在停工前就要為開工做好必要的準(zhǔn)備工作，以確保開工的順利進行。準(zhǔn)備好充足的導(dǎo)向架、絕緣條，以便在掏槽過程中對已損壞的導(dǎo)向架進行更換。③陰陽極板處理　在陰極板全部取出后，將陰極鋅片全部剝下，陰極板排放整齊備用。（2）開工（開車）　開工包括準(zhǔn)備、灌液檢漏、裝陰極板和通電鍍膜。④通電鍍膜　陰極板裝好后便可送電，電流逐漸增大，使陰極電流密度達400～500Ａ／m2，經(jīng)2～4ｈ，待陰極板上鍍有一層鋅后，便可進行陽極鍍膜，降低電流密度到40～60Ａ／m2。2）槽上操作保證較大的電解液循環(huán)流量，且各槽流量均一，是獲得好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的條件之一。目前，某廠正在試用電解液鋅、酸含量計算機自動檢測儀來取代人工化驗，以便實現(xiàn)酸鋅比的平穩(wěn)控制。當(dāng)個別槽溫高時，應(yīng)檢查該槽流量是否偏小，或者極板是否接觸短路及有否燒板現(xiàn)象。某廠電解車間裝槽是每槽分兩次。極板要認(rèn)真處理，使其正直不帶鋅。某廠處理陽極周期一般為30～40天，操作方式有兩種，一是停產(chǎn)掏槽時全部拔出陽極進行清理，二是在生產(chǎn)過程中逐槽逐片進行清理。對包邊板的絕緣條要及時更換。5．4．3　電解液的循環(huán)和冷卻現(xiàn)代鋅電積生產(chǎn)車間供液多采用大循環(huán)制，即從電解槽溢流出的廢電解液先匯集于廢液溜槽，再流入循環(huán)槽及廢液槽，一部分廢液（循環(huán)槽內(nèi)的廢電解液）與新液混合，其體積比為5～251，混合后送至冷卻系統(tǒng)冷卻，然后通過供液溜槽分配給電解槽，一小部分廢液（廢液槽內(nèi)的廢電解液）返回浸出車間作溶劑。5．4．4　酸霧的產(chǎn)生與電解車間的通風(fēng)電解過程中釋出大量的氧氣和少量的氫氣，它們逸出時會帶出電解液而形成酸霧，刺激人的呼吸道與皮膚，腐蝕人的牙齒，對人體健康帶來危害，對廠房及設(shè)備也均有腐蝕作用，尤其是采用高電流密度生產(chǎn)更為嚴(yán)重。對廠房和設(shè)備也應(yīng)采取防腐措施，以延長其使用壽命。特別嚴(yán)重時還需要立即更換槽內(nèi)的全部極板。若短時間內(nèi)能夠恢復(fù)，且設(shè)備（泵）還可以運轉(zhuǎn)時，應(yīng)向槽內(nèi)加大新液量，以降低酸度減少陰極鋅溶解。4）電解液停止循環(huán)電解液停止循環(huán)即對電解槽停止供液，這必然會造成電解溫度和酸度升高，雜質(zhì)危害加劇，惡化現(xiàn)場條件，電流效率降低并影響析出鋅質(zhì)量。首先用鋼絲刷子擦亮窄路導(dǎo)電板和寬型導(dǎo)電板的接觸面，將短路導(dǎo)電板預(yù)先排列好，用吊具吊到該槽組的兩端，短路導(dǎo)電板與槽間導(dǎo)電板之間須墊絕緣磁磚。在生產(chǎn)實踐中，為了降低析出鋅雜質(zhì)含量，提高電鋅等級，除加強溶液的凈化操作外，還應(yīng)采取下列措施：（1）降低電鋅含銅　主要從兩方面著手，一是嚴(yán)格要求新液含銅小于0．5mg／L；二是加強電解槽上操作，杜絕含銅物料進入電解槽中污染電解液。5．5．2　電流密度與電流效率1）電流密度在鋅電積過程中，電流密度（面積電流）的正確選擇對電鋅產(chǎn)品質(zhì)量和電能消耗有重要意義。另一方面因電力公司供電采用電網(wǎng)峰谷負(fù)荷不同時段不同電價，因此有些工廠在低谷負(fù)荷時段采用高電流密度生產(chǎn)，而在高峰負(fù)荷時段采用低電流密度生產(chǎn)，以節(jié)約成本。影響電流效率的因素很多。（3）電解液溫度的影響　在一定酸度下，電流效率隨溫度的升高而下降。故應(yīng)嚴(yán)格控制凈化液質(zhì)量，提高凈化深度。（6）電積周期的影響　電流效率隨著析出時間的延長而降低，這與析出狀況有關(guān)。5．5．3　槽電壓與電能消耗（1）槽電壓　是指電解槽內(nèi)相鄰陰、陽極之間的電壓降，可直接用直流電壓表測出。硫酸鋅的分解電壓占槽電壓的78．30%，電解液的電壓降占12．13%。它是電積生產(chǎn)中一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。5．6．1　陰極鋅熔鑄的生產(chǎn)過程陰極鋅熔鑄過程是在熔化設(shè)備中將陰極鋅片加熱熔化成鋅液，加入少量氯化銨（NH4CL），攪拌，扒出浮渣，鋅液鑄成鋅錠。開爐前的準(zhǔn)備工作：①備齊正常生產(chǎn)時所需用的一切工具；②全面檢查設(shè)備是否完整適用，特別要重點檢查電氣設(shè)備的安全；③烘爐前應(yīng)將爐子打掃干凈；④在熔池內(nèi)鋪1～2層鋅錠與鋅環(huán)接觸，構(gòu)成閉合回路，以擴大鋅環(huán)的散熱面積和盡可能減小變壓器與爐膛的溫度差；⑤烘爐前除加料口外，應(yīng)做好爐門的密封工作，以防散熱過多。當(dāng)鋅環(huán)開始熔化則立即將過熱鋅液傾入爐內(nèi)并轉(zhuǎn)入高功率電壓級，隨溫度升高，逐步加入陰極鋅片，將爐子熔池灌滿，開爐即告結(jié)束。往往由于爐溫時高時低，因爐襯的膨脹系數(shù)不同，容易造成爐壁裂縫和鋅環(huán)斷裂，尤其是在100～300℃之間，即鋅環(huán)熔化前要特別注意鋅環(huán)的升溫。在接到臨時停爐通知時，首先將爐內(nèi)溫度盡可能提高，新爐可維持1ｈ，舊爐可維持40min。2）正常操作當(dāng)開爐完畢轉(zhuǎn)入正常操作后方可進料熔化。浮渣為氧化鋅與鋅液的混合物，為使鋅液從浮渣中分離出來，降低浮渣率，提高鋅直收率，在攪拌時加入適量的氯化銨。浮渣送出另行處理。熔鋅爐爐膛溫度愈高熔鋅能力愈大，且排出爐外的煙氣含熱量高，熱效率低，爐溫增高會加劇鋅液氧化，增加浮渣及煙塵量，降低鋅的直收率。澆鑄過程中熔池內(nèi)鋅液面可控制在低于澆鑄口30～100mm。熔鋅電爐的直接回收率一般為96%～97．5%。同時，電爐同反射爐相比能耗較低（一般噸鋅耗電為100～120KＷｈ）、勞動條件好、操作條件易于控制。4）質(zhì)量控制鋅錠產(chǎn)品要求表面光潔，沒有飛邊、毛刺、冷隔層、夾渣、氣孔等缺陷。因此對錠模的結(jié)構(gòu)要合理選擇，錠模材質(zhì)應(yīng)具有高的熱導(dǎo)性、小的熱膨脹系數(shù)、較低的彈性模數(shù)和較高的機械性能。冷卻方式尤其是冷卻介質(zhì)數(shù)量的多少也會影響物理質(zhì)量。28