【正文】 屬有限公司簽訂長期合作意向書，保證其公司位于澳大利亞 OZ（OZ Minerral Ltd.）的 鋅精礦向華江公司供應(yīng)量達(dá)到年 35000 金噸。公司國際貿(mào)易部還在不斷與其它大的原料供應(yīng)單位進(jìn)行積極協(xié)商，爭取更多的供應(yīng)數(shù)量，為我公司提供良好穩(wěn)定的供應(yīng)保障。 國內(nèi)采購原料 華江公司經(jīng)營部，與國內(nèi)的云南德欽鉛鋅礦、四川米易鉛鋅礦經(jīng)過協(xié)商，達(dá)成長期供貨協(xié)議，保證年供應(yīng)鋅精礦分別達(dá)到年 10000 金噸和年 8000 金噸。綜合上述，華江礦業(yè)公司 10 萬噸加壓浸取鋅生產(chǎn)項目有充足明確的原料保障。37表 4—1 10 萬噸電解鋅鋅原料供應(yīng)表序號原料名稱鋅含量 供應(yīng)量金噸供應(yīng)單位 供應(yīng)方式1 50% 4000 隴縣鑫海 自產(chǎn)2 50% 20220 南鄭九嶺子 自產(chǎn)3鋅精礦50% 12022 四川會東縣鉛鋅礦 自產(chǎn)4 50% 40000 BHP Billiton Ltd. （必和必拓公司） 進(jìn)口5 50% 35000 OZ Mineral 礦（五礦有色金屬公司）進(jìn)口6 50% 10000 云南德欽鉛鋅礦 外購7鋅精礦50% 8000 四川米易鉛鋅礦 外購合計：129000 金噸鋅精礦第五章 冶金工藝 鋅的冶煉技術(shù)概述鋅的冶煉方法概括地說可以分為火法和濕法兩大類?；鸱掍\包括平罐（豎罐）煉鋅、密閉鼓風(fēng)爐煉鋅、電爐煉鋅。濕法煉鋅包括常規(guī)浸出法、熱 酸浸出黃鉀鐵礬法、熱酸浸出針鐵礦法、熱酸浸出赤鐵礦38法等?；鸱掍\中，豎罐煉鋅因勞動條件差、勞動生產(chǎn)力低、能耗大、環(huán)保投資大等因素已趨淘汰。電爐煉鋅因規(guī)模小、電耗高、粗鋅直收率低、生產(chǎn)能力無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求，已很少采用。密閉鼓風(fēng)爐煉鋅法存在 SO2難以利用， 環(huán)境污染嚴(yán)重，勞動條件惡劣等缺陷。而應(yīng)用廣泛的常規(guī)的濕法煉鋅：熱酸浸出黃鉀鐵礬法、熱酸浸出針鐵礦法、 熱酸浸出赤鐵礦法等對原料要求高，要求鐵含量低，鋅品位高。但是隨著世界范圍內(nèi)資源的逐漸消耗和減少，原料普遍存在鐵含量高，鋅 品位低的問題。因此在生產(chǎn)上各種各樣的不利因素凸現(xiàn)出來。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及設(shè)備制造水平的提高，濕法煉鋅技術(shù)有了長足的進(jìn)步。在國外研發(fā)應(yīng)用了硫化鋅精礦的加壓浸出法和常壓富氧浸出法。就目前的發(fā)展趨勢看，這些方法代表著當(dāng)前國際濕法煉鋅工藝的先進(jìn)水平，將成為濕法煉鋅工藝的發(fā)展方向。 加壓浸取工藝與常壓浸取工藝比較鋅精礦濕法冶煉過程中將鋅從固態(tài)物料轉(zhuǎn)換為可溶態(tài)有兩種方法，一種是先將鋅精礦焙燒，然后浸出焙沙；另一種是直接浸出鋅精礦。 鋅精礦 焙燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫，必須經(jīng)過處理轉(zhuǎn)化為硫酸。而在直接浸出工藝中，鋅精礦中的硫可以直接以固態(tài)元素硫的形式回收，避免了煙氣中 SO2對環(huán)境的污染。就目前的發(fā)展趨勢看，直接浸出法代表著國際濕法煉鋅工藝的先進(jìn)水平，將成為濕法煉鋅工藝的發(fā)展方向。直接浸出工藝又分為常壓浸出和加壓浸出。常壓浸出采用的是奧托昆普技術(shù)，加壓浸出工藝由狄納泰克公司開發(fā)。下面，將對加壓39浸出與常壓浸出兩種工藝的原理、工藝流程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、投資以及存在的問題進(jìn)行比較。 加壓浸出與常壓浸出的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀（1）加壓浸出國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀富氧加壓浸出歷史較早，工藝也較為成熟，早在上世紀(jì)八十年代初，世界上第一個工業(yè)化的硫化鋅精礦富氧壓力浸出車間在加拿大不列顛 哥倫比 亞省科明科公司的特雷爾鋅廠 試車投產(chǎn)， 1997 年為了增加產(chǎn)量，在特雷爾建成并投產(chǎn)了一個較大的新型高壓釜。1983 年位于加拿大安大略省提明斯市的基德克里克冶 煉廠（現(xiàn)在是法爾康布里奇公司提明斯分公司）投產(chǎn)了第二個氧壓浸出車間。隨后又有兩個廠采用該技術(shù)， 1993 年第一個全氧壓浸出廠在加拿大哈德遜灣礦業(yè)公司弗林弗朗冶煉廠建成投產(chǎn)。2022 年哈薩克斯坦的哈薩克銅業(yè)公司波爾哈什冶煉廠投產(chǎn)了第二個全氧壓浸出廠。加拿大科明科公司首先成功運(yùn)用富氧壓力直接浸出工藝，并取得較好的效果，對鋅冶煉富氧壓力直接浸出從理論和實踐的結(jié)合上都作出極大的貢獻(xiàn)。中國科學(xué)院冶化所等單位在吸取國外氧壓浸出的技術(shù)基礎(chǔ)上，也花費(fèi)很大精力開發(fā)高壓釜，同 時在云南和甘肅兩個鋅冶煉廠進(jìn)行了生產(chǎn)試驗，其中云南冶金集團(tuán)永昌冶煉廠已投入生產(chǎn)運(yùn)行。在我國中金嶺南公司的丹霞冶煉廠，09 年已建成并投入試生產(chǎn)運(yùn)行，其規(guī)模年產(chǎn) 10 萬 t/a 電鋅。加壓浸出生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀見下表 51。40表 5—1 富氧加壓浸出生產(chǎn)廠家（2）常壓浸出國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀 富氧常壓浸出工藝的產(chǎn)生和發(fā)展是在富氧加壓浸出之后，80 年代出現(xiàn)了富氧加壓浸出技術(shù)。90 年代，OUTOKUMPU 公司開發(fā)了常壓富氧直接浸出工藝技術(shù)，應(yīng)該說是在氧壓浸出基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，其基本反應(yīng)過程仍基于把氧作為強(qiáng)氧化劑的機(jī)理，只是用核心設(shè)備的 DL 反應(yīng)器取代高壓釜反應(yīng)器，在溫度（ 95～100℃ ），壓力100kPa 條件下酸浸，在設(shè)備選型、安全性上有很大的優(yōu)點(diǎn)，使得該技術(shù)具有了發(fā)展推廣的可能。目前已有三個廠采用該技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)建技術(shù)改造，并取得了很好的效果。世界上第一個工業(yè)化的硫化鋅精礦富氧直接浸出設(shè)施在韓國鋅聯(lián)合公司釜山冶煉廠建成投產(chǎn)。1998 年第二個富氧直接浸出車間在芬蘭新波立頓公司科科拉冶煉廠建成投產(chǎn)，2022 年科科拉又?jǐn)U建投產(chǎn)了第二系列富氧直接浸出車間。2022 年挪公司 國家 廠名 規(guī)模 建成時間高壓釜規(guī)格目前狀況鷹橋公司 加拿大 基德克里克6 萬 t/a 1983 年 在生產(chǎn)科明科公司 加拿大 特雷爾 萬 t/a 1997 年 19m 在生產(chǎn)哈德遜鴻礦冶公司加拿大 弗林弗朗 10 萬 t/a 1993 年 3在生產(chǎn)哈薩克銅業(yè)公司哈薩克斯坦波爾哈什 10 萬 t/a 2022 年 3在生產(chǎn)云南冶金集團(tuán)公司中國 永昌 1 萬 t/a 2022 年 10m 在生產(chǎn)中金嶺南公司 中國 丹霞 10 萬 t/a 2022 年 3在生產(chǎn)41威新波立頓公司奧達(dá)冶煉廠建成投產(chǎn)了第三個富氧直接浸出車間。富氧常壓浸出生產(chǎn)現(xiàn)狀詳見下表 52。表 5—2 富氧常壓浸出生產(chǎn)廠家公司 國家 廠名 規(guī)模 建成時間高壓釜規(guī)格 目前狀況韓國鋅聯(lián)合公司南韓 溫山 16 萬t/a1994 年 在生產(chǎn)新波立頓公司芬蘭 科科拉Ⅰ 5 萬 t/a 1998 年 φ630m4 在生產(chǎn)新波立頓公司芬蘭 科科拉Ⅱ 5 萬 t/a 2022 年 φ630m4 在生產(chǎn)新波立頓公司挪威 奧達(dá) 5 萬 t/a 2022 年 φ630m4 在生產(chǎn) 加壓浸出與常壓浸出的浸出原理和工藝流程（1）加壓浸出的原理和工藝流程加壓浸出過程中，鋅精礦中的鋅、鐵、硫分 別與硫酸、氧氣反應(yīng)，生成硫酸鹽和單質(zhì)硫，主要反應(yīng)如下：ZnS+H2SO4+→ZnSO 4+ H2O+SO (1)FeS+ H2SO4+→FeSO 4+ H2O+SO (2)硫酸亞鐵又與硫酸和氧氣反應(yīng)，生成硫酸鐵。鋅精礦中的鋅、硫又與硫酸鐵和氧氣反應(yīng)，生成硫酸鋅與單質(zhì)硫。其中鐵離子的氧化還原過程，起到了氧載體的作用，加速了鋅精礦的浸出。所以浸出過程中鐵的控制尤其重要。加壓浸出過程通過調(diào)節(jié)浸出液的酸度來控制鐵的行為。鋅 精礦的浸出一般有低酸浸出和高酸浸出。加壓浸出工藝以加拿大 HBMS 礦業(yè)公司鋅 廠為例，其工藝包括精42礦球磨、調(diào)漿、一段低酸壓浸、 濃密、上清液除鈣除鐵、常規(guī)凈化、 電解、熔鑄工序。一段低酸浸出礦漿濃密后底流經(jīng)二段高酸浸出，再濃密，濃密上清液進(jìn)一段浸出，底流液經(jīng)洗滌過濾等工序，整個生產(chǎn)過程始終是連續(xù)進(jìn)行的。流程圖如下圖所示。（2）常壓浸出的原理和工藝流程常壓浸出需要高鐵量，通過適當(dāng)循環(huán)鐵沉淀物而獲得。用廢電解液來處理氧化鐵渣，使鐵渣溶解為硫酸鐵：2FeOOH+3H2SO4→Fe 2(SO4)3+4H2O (3)2FeOHSO4+ H2SO4→Fe 2(SO4)3+2H2O (4)鋅精礦與溶解的硫酸鐵反應(yīng)生成可溶硫酸鋅和元素硫，三價鐵被還原為二價鐵。在氧化條件下，二價鐵被重新氧化成三價鐵：ZnS+ Fe2(SO4)3→ZnSO 4+2FeSO4+SO (5)2FeSO4+H2SO4+→Fe 2(SO4)3+H2O (6)43在低氧分壓下，此反應(yīng)進(jìn)行較慢，直接影響到浸出速率。如果氧位較低，鋅精礦也能被硫酸部分浸出而釋放出硫化氫：ZnS+ H2SO4→ZnSO 4+ H2S (7)從以上的化學(xué)原理可以看出：加壓浸出與常壓浸出都是通過鋅精礦中的鐵溶解后置換出鋅成 Fe2+，F(xiàn)e 2+又被氧化 為 Fe3+，加速硫化鋅的浸出：ZnS+2Fe3+→Zn 2++2Fe2++ SO (8)2Fe2+++2H+→2Fe 3++H2O (9)常壓浸出以芬蘭波立登科科拉公司為例，其浸出工序緊接在轉(zhuǎn)化工序之后。在轉(zhuǎn)化工序中，鐵溶解在高溫濃酸中，并沉淀出鐵礬。礦漿流到鋅精礦漿化反應(yīng)器中，然后通過泵使礦漿送達(dá)浸出反應(yīng)器中，流程圖如下圖所示。 加壓浸取與常壓浸取的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較從反應(yīng)(9) 可以知道，不同的氧勢之間，存在一個動態(tài)平衡，加壓44浸出率明顯高于常壓浸出。從物理化學(xué)觀點(diǎn)看，常壓浸出在溶液沸點(diǎn)以下進(jìn)行，速率較小。加壓浸出是在密閉的反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)溫度可提高到溶液沸點(diǎn)以上，強(qiáng)化浸出過程。2022 年狄納泰克公司做了加壓浸出與常壓浸出的對比試驗。試驗在 鈦質(zhì)壓力釜中進(jìn)行，鋅精礦主要成分為：Cu % , Fe %，Pb % , Zn % , S %，該公司用粒徑不同的鋅精礦分別做了加壓與常壓浸出試驗。實驗條件見表 2，在該條件下得到的鋅精礦浸出率見表 3。表 53 加壓浸出與常壓浸出試驗條件表 54 加壓浸出與常壓浸出鋅進(jìn)出率對比 % 在常壓浸出的間斷試驗中，精礦粒徑在 23 μm 以下時 24 h 能獲得 95%的進(jìn) 出率。從表 3 可以看出，精礦的粒度 對浸出率影響較大。對比試驗可得出結(jié)論：加壓浸出要求鋅精礦經(jīng)球磨后 90%的粒度達(dá)到 44 μm，1 h 鋅浸出率即可達(dá) 99%；常壓浸出要求 90%粒度為 20 45μm，在 24 h 以上才可達(dá)到鋅浸出率 95%。加壓浸出鋅在 1 小時內(nèi)浸出率可達(dá) %，回收率 97%以上。通過浮選、加 熱過濾，可獲得純度 %的元素硫， 總硫回收率達(dá) 88%。得到的鉛銀渣品位高（送鉛冶煉系統(tǒng)），可綜合回收稀散金屬。常壓浸出鋅需在 24 小時以上達(dá)到 95%的浸出率，回收率 97%，產(chǎn)出的硫渣含硫 80%左右，還含有少量硒、鎘、砷、汞和 鉛的化合物，需要 進(jìn)一步凈化，因此 還需要增加硫渣回收硫磺工藝。狄納泰克公司對比試驗結(jié)果：加壓浸出最終溶液含鋅明顯高于常壓浸出最終溶液含鋅量。 10 萬噸鋅冶煉項目選擇加壓浸取鋅技術(shù)的優(yōu)勢綜合以上的比較試驗和分析，我們可以得出結(jié)論：加壓浸出鋅技術(shù)， 鋅精礦不經(jīng)過焙燒，因而無需建設(shè)配套的焙燒車間和制酸系統(tǒng)，且浸出率高，原料適應(yīng)性強(qiáng)，與其它冶煉方法相比，在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)方面都有巨大的優(yōu)勢。并且，我公司在加壓浸出工藝的基礎(chǔ)上做了大量的研究工作，經(jīng)過我公司和長沙有色研究院聯(lián)合攻關(guān)，加壓浸出工藝技術(shù)通過從小型試驗到半工業(yè)試驗，完成了 針對不同硫化鋅精礦采用一段氧壓浸出或二段氧壓浸出的研究，形成了華江礦業(yè)的專有技術(shù)。這一生產(chǎn)工藝系統(tǒng)現(xiàn)在已在我公司下屬工業(yè)園電鎳生產(chǎn)廠應(yīng)用了近 4 年，該技術(shù)已能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求， 設(shè)備方面高壓釜及配套設(shè)備的加工制作已完全國產(chǎn)化。綜上所述，本次項目設(shè)計，采用硫化鋅精礦加壓直接浸出工藝。主要優(yōu)勢有：（1）鋅回收率高，綜合回收好氧壓浸出技術(shù)的鋅浸出率大于 98%，鋅回收率可達(dá) 97%，在 1 小46時內(nèi)鋅浸出率可達(dá) 99%，常壓浸出在 24 小時 以上才可達(dá) 95%。與常壓相比較，加壓浸出可獲得更高的鋅回收率。通過浮選及加熱過濾可獲得純度為 %的元素硫，總硫回收率可達(dá) 88%，同時可回收高含量的 Pb—Ag 渣送鉛冶煉系統(tǒng)，可對稀散金屬的綜合回收提供較常規(guī)濕法工藝更為有利的條件。（2）原料適應(yīng)性廣，生產(chǎn)成本低氧壓浸出對原料適應(yīng)性廣，可處理含鐵高的低品位鋅精礦、鉛鋅混合精礦及鋅冶煉廠產(chǎn)出的含鐵酸鋅和鐵氧體的殘渣，生產(chǎn)成本低。該法即可結(jié)合焙燒—浸出工藝來提高生產(chǎn)能力，又可全部使用鋅精礦獨(dú)成系統(tǒng)生產(chǎn)，具有很大的市場競爭力。（3）元素硫與溶液質(zhì)量高加壓氧浸過濾所產(chǎn)元素硫中雜質(zhì)明顯低于常壓氧浸所產(chǎn)元素硫雜質(zhì)。常壓或加壓氧浸溶液中少量雜質(zhì)元素沒有很大差別，但常壓氧浸溶液中鐵含量明顯偏高而鋅含量偏低，加壓氧浸顯然具有高效沉淀鐵及溶液含鋅量高的優(yōu)勢。（4）投資省，環(huán)保效果好氧壓浸出的最大特點(diǎn)是以元素硫的形態(tài)回收鋅精礦中的硫，工藝流程簡單，不需要沸騰焙燒、煙氣制酸工序，基建投資省，對大氣不產(chǎn)生環(huán)境污染。同時。 鐵 可以赤鐵礦作為副產(chǎn)品回收，其含鐵量為60%，可外銷。 這樣解決了多種除鐵方法未能解決的 鐵出路問題，變廢為寶，能 滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。（5）長期操作費(fèi)用低加壓氧出要求精礦經(jīng)球磨后，90%的粒度為 44μm，常壓氧出要求 90%的粒度 為 20μm，常壓氧浸的球磨費(fèi) 用增加。47與加壓氧出相比較，常壓氧浸過程中隨排出氣體而損失大量熱量（未設(shè)置閃