【導(dǎo)讀】在傳統(tǒng)的冶煉工藝基礎(chǔ)上，改變了以往礦物浸出過程的沖礦，采用熱?？偦厥章室蔡岣叩?5%。本文主要從鋅的生產(chǎn)工藝流程的論述、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境保護(hù)、浸出凈化、氧化鋅的處理、以及相關(guān)冶金計(jì)算等方面進(jìn)行了闡述，計(jì)參數(shù)，并做了一定的改進(jìn)。本設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的黃鉀鐵礬法浸出工藝，得到。凈化采用二段式凈化，用鋅粉置換除銅鎘；用較便宜的吐酒石

　　

【正文】 /噸） 降低 槽電壓（ V） 降低 從表 31 可以看出，提高酸鋅比，可以說減輕了浸出和凈化的負(fù)擔(dān)或者說提高了生產(chǎn)能力。例如 “ 酸鋅比 ” 由 提高到 3 可使電沉積之前各工序提高生產(chǎn)能力 30%. 提高酸鋅比有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)實(shí)踐證明，在鋅液含 Cd 量相同的條件下，析出鋅含 Cd 是隨鋅液和電解液的酸鋅比的升高而降低的從而提高了電鋅質(zhì)量。 控制較高的酸鋅比，有利于提高電效。酸鋅比提高，助 (H20)。十在陽極上放電機(jī)會(huì)減少，從而避免實(shí)際電流密度 大大降低，使 H 的超電壓降低，即電流效率也會(huì)隨之降低。從株冶的歷年實(shí)踐證明，按照酸鋅比控制在 左右。其陰極鋅結(jié)構(gòu)致密，電流效率也相應(yīng)提高。提高酸鋅比有利于降低槽電壓和電能單耗。但提高也有一定限度、否則由于酸過高造成氫的超電壓下降。根據(jù)實(shí)踐酸鋅比 ，電流效率出現(xiàn)不穩(wěn)定和明顯下降，較好的控制酸鋅比應(yīng)在 。 另外，提高酸鋅比有利于提高鑄型直收率和析出鋅的直收率。酸鋅比對(duì)電效電耗和槽電壓的影響比較表 32。 24 : 各種觸點(diǎn)的電阻電壓降組成。 降低槽電壓有利于 降低直流電耗，本設(shè)計(jì)參照國(guó)內(nèi)同類廠家的生產(chǎn)實(shí)踐所取 的槽電壓，影響槽電壓大小的主要因素是電流密度電解液酸度，電解液溫度及陰陽極間的距離。降低各觸點(diǎn)的電壓降有利于降低槽電壓。 1）當(dāng)新液中含鋅量一定時(shí)，循環(huán)槽電壓由硫酸鋅的分解壓，陰陽極電壓降，陽極泥電壓降，導(dǎo)電線導(dǎo)電棒比一定，則在一定溫度下硫酸鋅在某一電流密度下的分解壓一定，電流密度小，由于超電位減小理論析出，電位也減小，且大電流密度也使電阻壓升高 .伸槽電壓升高。電解液酸度高由于電解液電阻下降，電壓下降， 2）電解液酸度由于電解液電阻下降，電 壓降低，則槽壓也下降。但酸度不宜過高，否則 H+在陰極放電影響電效。 3）極距小電解液壓降低，因而槽電壓降低但不宜過小，否則會(huì)引起短路，操作周期短。 4）溫度過高槽電壓降低，這是因?yàn)殡娊庖罕茸柘陆担珳囟冗^高則氫易放電析出 5）降低觸點(diǎn)電壓保證導(dǎo)電良好，降低觸點(diǎn)電壓以利于降低槽電壓。 ： 極距小槽電壓小，槽的利用率高，但過小會(huì)發(fā)生短路和陰極粘附陰極泥。 5．循環(huán)比：選用大型循環(huán)比即新液：后液 =1: 5020。 其優(yōu)點(diǎn)： 1）由于空氣冷卻塔冷卻幅度不大，較大的循環(huán)比，同樣的幅度可達(dá)到降低槽溫即循環(huán)比大與空氣冷卻塔相適應(yīng) . 2）由于廢液中含雜質(zhì)低大循環(huán)比有利于減小雜質(zhì)析出。提高電效和鋅的質(zhì)量。 3）大循環(huán)比，電解液循環(huán)量大，電解液濃度差極化小，有利于穩(wěn)定生嚴(yán)，同時(shí)引起結(jié)晶的可能小，延長(zhǎng)清理周期，增加設(shè)備利用律 : 選定進(jìn)出液含鋅 150g/L，廢液的酸鋅比為 3 左石，電解液由于冒泡滴漏損失 %，則直收率為 (表 813) 第五節(jié) 系統(tǒng)總指標(biāo) 1. 鋅的回收率： 鋅的總回收率是鋅冶煉 最重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，該項(xiàng)指標(biāo)。標(biāo)志著技術(shù)水平和管理水平的高低，也是檢定工藝流程優(yōu)勢(shì)的指標(biāo)之一。 鋅的總回收率 =最終產(chǎn)品鋅錠量 /加入原料中總鋅量 25 本設(shè)計(jì)取總回收率 95%。論證如下 : 影響總回收率： 1）鋅精礦在堆放、運(yùn)輸、干燥、焙燒中的損失 ； 2）凈化、浸出過程中，溶液損失引起鋅損失 ； 3）礦粉浸出率及浸出渣率含氧化鋅損失 ； 4）回收 Cu、Cd 渣中的損失 ； 5）熔鑄氧化鋅系統(tǒng)的鋅損失 ； 6）電解過程的損失 ； 7）其它損失，如設(shè)備鋅粉和運(yùn)輸中鋅粉的損失。 ： 以 100kg 干精礦計(jì)算 : 1)進(jìn)入礦粉浸出液中的鋅量〔表 810) 一 = 2)進(jìn)入氧化鋅浸出液中鋅量 = 3)浸出過程中損失溶液含鋅 4)凈化損失溶液含鋅 : 5)CuCd 中鋅的回收過程中鋅損失 : 6)電解過程中損失溶液量含鋅 : 7)熔鑄過程中本身的鋅損失 : 8)浮渣返回系統(tǒng)的鋅量 : 9)收率 :% 則鋅的總回收 率 =[( ++ ) *96,5%]/=% 由于精礦到焙燒礦產(chǎn)出取 1%損失率是比較高的，株冶只有 2%3%還有其他損失，也可能較高。故計(jì)算值與理論值較低一點(diǎn)，但總的來說本設(shè)計(jì)取 94%是合理的。 : (1)由于管理不善引起的損失，如跑冒滴漏運(yùn)輸堆放，收塵不好引起的損失。 (2)輝發(fā)窯中鋅損失和氧化鋅浸出渣中損失鋅 。 (3)降低礦粉浸出渣率和氧化鋅浸出渣率及渣含氧化鋅 : 本設(shè)計(jì)最終產(chǎn)品是一級(jí)電鋅，其具體要求如下 : Zn不小于 % Cu不大于 % Pb 不大于 % Fe 不大于 % Cd 不大于 % 確保一級(jí)鋅質(zhì)量的關(guān)鍵在新液的質(zhì)量和電解技木及熔鑄技術(shù)條件的控制。 1)只要新液含 Cu2mg/1，電鋅一般含 Cu 符合要求。 2)Cd:只要新液含 Cd，電鋅一般含 Cd 符合要求。 3)Fe:新液含 Fe〈 20mg/l, 電解正常時(shí) ， Fe 的超標(biāo)往往是由于熔鑄工段的鐵污染造成的。 26 4)Pb:一級(jí)鋅要求 Pb〈 %, Pb 的超標(biāo)往往是使鋅的等價(jià)下降的原因。電解液中的主要來源 . Pb Pb 其中以 B 的來源為主，其影響因素有 : 。 。 ， Pb 溶解減少。 ，陽極溶解減少 . 添加劑的影響： A. Cl 多， Pb 溶解越多。 B. MnO2有保護(hù)的陽極作用減少陽極的溶解。 減少 Pb 陽極溶解 Pb 的措施 : 電解溫度控制在 40℃ 不宜過高 。選擇含 %, Ag 和 20%Cu 的鉛陽極，降低陽極電位，減少溶解 。嚴(yán)格控制電流密度 480520A/m2，陽極度膜，嚴(yán)格控制含 CI 量 g/l。 由于 SrSO4 和 BaS04 更小的溶解部分取代之形成類質(zhì)同晶共沉淀。保證Mn2+。既不使陽極壓降過大造成電耗增加，又不使陽極大量溶解，影響電鋅質(zhì)量。 物理質(zhì)量 : 鋅錠要求平整，光滑，致密，這里主要談陰極鋅的物理質(zhì)量，陰極鋅要求平整，致密，易剝，要做到這 一點(diǎn)必須 : 1)保證較高的電流密度，得到較高的過電壓。 2)鋅被硫酸溶解減少。 3)減少陰陽極短路。 電解時(shí)對(duì)物理質(zhì)量的影響。 1).流密度太大，易成枝狀晶，且使 Zn2+貧化物理質(zhì)量下降。電流密度太小，鋅析出慢，晶核生長(zhǎng)慢，產(chǎn)品呈粗的晶粒。 2).采用大循環(huán)，減少陽極 Z 矛十貧化。 3)溫度酸鋅比 減少水含鋅離子的生成，提高陰極鋅的物理質(zhì)量。 4).溫度太低，鋅離子擴(kuò)散慢，影響陰極鋅的物理質(zhì)量。 5)表面活性物質(zhì)易吸收，在樹枝 結(jié)晶尖端，本身不導(dǎo)電阻礙樹枝狀晶的生長(zhǎng)，使陽極鋅表面平整。 6)加入酒石酸銻鉀，使鋅片剝落不容易。 ： 從勞動(dòng)生產(chǎn)率及設(shè)備利用率和提高生產(chǎn)量的前提出發(fā)，年工作日越高越好，但考慮到： 1）濕法煉鋅，許多操作在耐酸性介質(zhì)中進(jìn)行，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，必須定期 27 檢。 2）溶液中的 Ca, Mg 離子結(jié)晶必須定期清理。 3）生產(chǎn)的連續(xù)性。 4）革新項(xiàng)目的裝配適用。因此年工作日決定采用 330 天。 第六節(jié) 各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 焙燒 鋅焙燒礦 9293% 焙燒礦 直收率 99% 浸出 礦粉浸出率 8287% 礦粉浸出渣含鋅 % 氧化鋅浸出率 96% 28 氧化鋅直收率 % Zn0 浸出渣含鋅 % Zn0 浸出渣率 % 上清液質(zhì)量(g/1) Zn:130170,Cu:,Cd:, Ni:， Co:, Ag〈 =0. 00048, Sb=0. 0005, Fe= Si02:, Ca=,Mn:, F：〈 =, Cl〈 = 凈化 新液質(zhì)量 Zn:130170, Cu=O. 0002, Cd=0. 0015, Ni=,As,Sb ,Fe=:,Mn:, F=, Cl=0. 1 除 Cu 率 % 除 Cd 率 一段除 Cd 率 98%，二段除 Cd 率 92% 除 Ni 率 90% 除 Co 率 一段除 Co 率 10%，二段除 Co 率 90% 電解 電流密度 480520A/m2 酸鋅比 槽電壓 極距 62mm 循環(huán)比 1520:1 電解直收率 % 系統(tǒng) 總指 標(biāo) 鋅的總回收率 % 電鋅質(zhì)量 Zn=%,Cu%,Pb% Fe%,Cd% 年工作日 330 天 第四章 技術(shù)條件的選擇與論證 29 (1).沖礦液固比 一般液固比大液固接觸良好 .浸出率高但液固比過大，一方面動(dòng)力消耗過大，且使單位體積浸出液的含鋅量減少，影響電鋅質(zhì)量，增加電解液的循環(huán)、本設(shè)計(jì)采用 9： 1。其必要性如下： a 液固比小溶液的循環(huán)量小，動(dòng)力消耗小 。 b 液固比小一對(duì)提高單位面積的含鋅量有利，再每升溶液含雜質(zhì)相同的情況下，若廢液含鋅不變，則陰極鋅含雜質(zhì)減少。 其可能性如下 : ，攪拌強(qiáng)度大，提高浸出率； ，溶液在槽內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)保證浸出率； ，提高浸出率； 。 (2)溫度 礦粉一次浸出的溫度為 6075oC 按照擴(kuò)散 — 化學(xué)過程固體物料在各溶劑的溶解速度公式如下 : dM/dt=D *s* (CHCP)/ ? 上式中 :M被溶解物質(zhì)的量， CP時(shí)間 t內(nèi)的溶液濃度， CH飽和溶液的濃度， ,D擴(kuò)散系數(shù)， ? 擴(kuò)散層厚度。 升高溫度一方面增大擴(kuò)散系數(shù) D，加大溶解速度，另一方面溫度升高，固體在溶劑中的溶解度增大此外，溫度升高化學(xué)作用加強(qiáng)，故升溫可加速浸出過程，溫度過高消耗蒸汽量增加，能耗增加，故選擇浸出溫度在 6075℃ 為 宜。 (3)時(shí)間 本設(shè)計(jì)采取 1 小 ,有上式可知延長(zhǎng)浸出時(shí)間浸出愈完全。浸出時(shí)間過長(zhǎng)槽子的利用率低、相應(yīng)的基建投資和動(dòng)力消耗 (4)粒度 粒度越小，則礦粉和溶劑的接觸面積就大浸出加快，粒度 80 目。 （ 5）中性浸出終點(diǎn) pH 控制在 ,中性濃縮控制在 。論正如下 : a．由 ZnH20 系電位 pH 圖 (圖 41)可看出當(dāng)溶液中的 Zn2十 為 1g/l，從溶液開始析出鋅的 pH 為 ,即這種鋅濃度的溶液 pH 達(dá)到 時(shí)就沉淀析出Fe(OH)2。但是在 pH 為 時(shí)溶液中的 Zn(0H)2不會(huì)沉淀。 FeH20 系電位 pH 圖（圖 4— 2）看出 Fe2 十 /Fe(OH)2 的分解線在pH= 處 ,所以控制 pH 為 是不會(huì)有 Fe(OH)2沉淀的 ,這就是為什 Fe2+轉(zhuǎn)變成 Fe3+的原因。又 Fe3+開始沉淀的 pH值為 ,這個(gè) pH值低于 Fe(OH)2開始沉淀的 pH 值。 ，由 CuH2O 系的電位 pH 圖可以看出為了不使進(jìn)入溶液中的 Cu 水解除去， pH=。 30 Zn(OH)2 Zn2+ ZnO 又可以保護(hù) 綜上所述，控制浸出終點(diǎn) pH 在 ,即可除去 Fe 又可保護(hù) Zn、 Cu，另外 Fe(OH)3是顆粒小的膠體， pH 值 為 是它的電點(diǎn)， pH 吸附 OH帶負(fù)電，反之帶正電。 pH 值為 時(shí)， Fe(OH)3的沉降凝聚性好，而當(dāng) pH= 時(shí)，F(xiàn)e(OH)3帶正電。 pH= 時(shí)， Fe(OH)3沉降凝聚性好，而當(dāng) pH= 時(shí)， Fe(OH)3帶正電，可吸附溶液中的負(fù)離子 AsO42 、 SbO43等，與 As、 Sb 共沉淀除去。同時(shí)除去 Fe、 SiO2所以 pH 為 。 圖4 1Z nH 2 0系 電位pH圖 圖4 2F eH 2 0系 電位pH圖 （ 6）攪拌強(qiáng)度 : 攪拌強(qiáng)度 : ? =KD1/3u1/3r1/2w1/2 式中 :D 為擴(kuò)散系數(shù) .u 為粘度， w 為攪拌強(qiáng)度，從式中可以看出隨 w 的增加 ? 減小，浸出加快浸出率提高 二．礦粉的二次酸性浸出 (1)浸出液固比 :取 79:1 論證如下： ，液固己經(jīng)混合好，不需要采用過大的液固比達(dá)到均勻的混合目的； b 較