【正文】 同時除去 Fe、 SiO2所以 pH 為 。 pH 值為 時， Fe(OH)3的沉降凝聚性好，而當 pH= 時，F(xiàn)e(OH)3帶正電。 ，由 CuH2O 系的電位 pH 圖可以看出為了不使進入溶液中的 Cu 水解除去， pH=。 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 是不會有 Fe(OH)2沉淀的 ,這就是為什 Fe2+轉(zhuǎn)變成 Fe3+的原因。論正如下 : a．由 ZnH20 系電位 pH 圖 (圖 41)可看出當溶液中的 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 達到 時就沉淀析出Fe(OH)2。浸出時間過長槽子的利用率低、相應(yīng)的基建投資和動力消耗 (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。 升高溫度一方面增大擴散系數(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，溫度升高化學作用加強，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。 其可能性如下 : ，攪拌強度大，提高浸出率； ，溶液在槽內(nèi)的停留時間長保證浸出率； ，提高浸出率； 。其必要性如下： a 液固比小溶液的循環(huán)量小，動力消耗小 。因此年工作日決定采用 330 天。 3）生產(chǎn)的連續(xù)性。 ： 從勞動生產(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)中進行，設(shè)備腐蝕嚴重，必須定期 27 檢。 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，使陽極鋅表面平整。 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。電流密度太小，鋅析出慢，晶核生長慢，產(chǎn)品呈粗的晶粒。 電解時對物理質(zhì)量的影響。 2)鋅被硫酸溶解減少。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。 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。選擇含 %, Ag 和 20%Cu 的鉛陽極，降低陽極電位，減少溶解 。 B. MnO2有保護的陽極作用減少陽極的溶解。 ， Pb 溶解減少。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 : 。 3)Fe:新液含 Fe〈 20mg/l, 電解正常時 ， Fe 的超標往往是由于熔鑄工段的鐵污染造成的。 1)只要新液含 Cu2mg/1，電鋅一般含 Cu 符合要求。 (2)輝發(fā)窯中鋅損失和氧化鋅浸出渣中損失鋅 。故計算值與理論值較低一點，但總的來說本設(shè)計取 94%是合理的。論證如下 : 影響總回收率： 1）鋅精礦在堆放、運輸、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)備鋅粉和運輸中鋅粉的損失。標志著技術(shù)水平和管理水平的高低，也是檢定工藝流程優(yōu)勢的指標之一。提高電效和鋅的質(zhì)量。 5．循環(huán)比：選用大型循環(huán)比即新液：后液 =1: 5020。 4）溫度過高槽電壓降低，這是因為電解液比阻下降，但溫度過高則氫易放電析出 5）降低觸點電壓保證導(dǎo)電良好，降低觸點電壓以利于降低槽電壓。但酸度不宜過高，否則 H+在陰極放電影響電效。 1）當新液中含鋅量一定時，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。 降低槽電壓有利于 降低直流電耗，本設(shè)計參照國內(nèi)同類廠家的生產(chǎn)實踐所取 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。酸鋅比對電效電耗和槽電壓的影響比較表 32。根據(jù)實踐酸鋅比 ，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 。提高酸鋅比有利于降低槽電壓和電能單耗。從株冶的歷年實踐證明，按照酸鋅比控制在 左右。酸鋅比提高，助 (H20)。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。因為它說明了鋅液經(jīng)過一次電積有多少鋅在陰極上析出或者鋅液含鋅的單位析出鋅，因此在保證電極最好指標的前提下，盡可能提高酸鋅比，對降低成本及意義極大，以年產(chǎn) 10 萬噸為例按不同的酸鋅比其節(jié)約情況如表 31 。 留在新液中的 Cd 量為 :*1000*(195%)*(199%)= 2． Ni 的除去 本設(shè)計由于一般除 CuCd 在較高的溫度下進行，降低了 Ni 的超電壓且在上清液中所含 As. Sb 的活化下， Zn 粉除 Ni 效果更好，另外，由于本流程不外加入硫酸鐵因而可避免制備硫酸鐵的鐵屑中， Ni 進入系統(tǒng)從而保證 Ni 含量不超標。控制 F、 Cl 含量可采用多膛爐焙燒。產(chǎn)生小黑點和孔眼，所以其含量應(yīng)嚴格控制。 3） .Ni:對電極過程甚為有害的雜質(zhì)。這對防止陽極腐蝕和防止 PbO2脫落懸浮有重要作用，使 Pb 陽極得到 22 保護，陰極含 Pb 量降低，另一方面， Mri02 懸浮在溶液中。本設(shè)計終點 PH 嚴格控制在 對 As、 Sb、 Ge 的除去有利。 1).As、 Sb、 Ge 這些雜質(zhì)對 電解的危害甚大，下段又無深度進化程序，所以中上清液中 As、 Sb、 Ge 含量必須嚴格控制，影響因素 :焙燒礦含量進入溶液的 As、 Sb、 Ge 量。設(shè)置備用濃縮，改善中上清液質(zhì)量。 由于考慮到中浸液中水解沉淀氫氧化鐵小顆粒多，澄清過濾不好。 影響上清液中含鐵的因素是：焙燒礦中鐵含量的高低，錳礦漿加入量足夠與否，終 點 pH 的控制，上清液含固多少。 Cu Cd 易除去，要求范圍較寬。在廢液含鋅一定時，則酸鋅比增加， H+放電可能性增加，電流效率降低，更為嚴重的是過高的鋅離子濃度易造成硫酸鋅的結(jié)晶，粘附于陰極槽體和管道使生產(chǎn)無法進行 為了控制上清液含鋅 130170g/L 可采取如下措施 : 1)減少沖礦的液固比 2)酸性上清液量增減 3)控制體積 4)不外加酸 5）控制硫的溶解，硫的溶解量太高，酸根積累，鋅離子濃度增高，太低則鋅離子濃度減少。能源消耗增大，并且 在單位體積中質(zhì)量相同的情況下，由于新液的循環(huán)量大，使鋅含雜質(zhì)相對升高，影響電鋅質(zhì)量，降低電流效率，當鋅含量過少時，電極對很容易發(fā)生鋅離子貧化，影響電解。 :直收率 =19475/=%,影響因素同礦粉。 %。 3)少量多次 :采用該種方法，可降低浸出渣率。 7)酸度同前礦粉系統(tǒng) 5．氧化鋅浸渣率 :氧化鋅浸渣率為 %。浸出時間的長短對氧化鋅浸出率的影響。但溫度過高能耗增加， 根據(jù)實踐溫度控制在 6585oC，酸浸溫度控制在 8090oC, 提高鋅的浸出率 ,提高銦、鍺的回收率。提高礦粉的浸出率，則可降低浸出渣含鋅率，前述提高礦粉浸出率的措施均適用于本工藝過 程本設(shè)計采用高溫高酸浸出，浸出渣，使渣中的鐵酸鋅和硫化鋅大部分溶解，這樣可以提高鋅的回收率。從而降低浸出渣率 20 4)渣的性質(zhì) :浸出渣中，二氧化硅含量少，氫氧化鐵顆粒小，則礦漿粘度小，此時膠粒和微粒物質(zhì)不易堵塞過濾介質(zhì)的毛細孔道，使過濾易于進行，在此種情況下，礦粉浸出渣率降低。 2)洗水溫度 :一般洗水溫度 控制在 759039。 ，則渣率越低。 8)浸出劑的濃度終點劑 : 溶液 本體中 :浸出劑濃度愈大，反應(yīng)速度愈快溶液的 pH 值愈高，對雜質(zhì)水解除鉆越有利，但是硫酸鋅在一定的 PH 值條件下也會水解，根據(jù)理論計算和實踐 .中浸時 pH 約為 ，酸浸是高酸槽為 中，酸槽 ，低酸槽。為了進一步提高鋅的浸出率而設(shè)置高酸槽，這雖使鐵大量溶解。 6)礦漿粒度 :礦漿粒度減小，則接觸面積愈大，反應(yīng)也就愈迅速，在一定范圍內(nèi)，礦漿粒度減小，可以加快反應(yīng)速度，但粒度過小，則將給澄清帶來困難，本設(shè)計中礦漿粒數(shù)磨細到 80 目以上。一般來說中浸 1 小時酸浸取 1. 5 小時。 4)浸出時間 :提高浸出時問，則礦粉浸出率隨之升高，但是浸出時間過長，設(shè)備投資增加，動力消耗大，而礦粉浸出率增加不大，所以過分增加浸出時間。 2)固液比 :液固比增大，溶液混合良好，擴散較易，所以提高礦粉浸出率。因為鋅可為 82%87%。 第二節(jié) 浸出 1．礦粉浸出率 82%87%。 19 4)真空輸送煙塵。 2)精礦干燥設(shè)收塵系統(tǒng)。株冶實踐證明精礦含 Zn %時，焙砂中的可溶鋅率 為 %，煙塵中的可溶鋅率為%. 根據(jù)株冶實踐安排，本設(shè)計焙燒的直收率為 99%是合理的。煙塵在本設(shè)備內(nèi)停留時間長，再濕法煉鋅中實際鼓風量的 倍。 圖 3— 1 Ze— Fe— S— O 系 lgpO2— 410T 平衡圖 3）爐型和鼓風量的影響 :本設(shè)計采用魯奇爐，它的上部分為擴大型的爐子。 2）焙燒礦溫度與可溶鋅率的關(guān)系 :如圖 31 (Ze— Fe— S— O 系圖 )。 影響可溶鋅 率的主要因素有 : 18 1) 精礦品位的影響 :鋅精礦品位的增加，則可溶鋅率隨之增加。 ，影響了電解質(zhì)量和電流效率 . ，連續(xù)除銅隔不配套。 ，實現(xiàn)了連續(xù)鑄鍵。 k．浸出采用不外加硫酸亞鐵的工藝，既達到了除雜的目的，又降低了成本， 17 提高了勞動生產(chǎn)率。 ，減少了能耗。 e．熱焙砂直接濕法上礦，改善了勞動條件， 提高了金屬回收率。 ，提高了能量的利用率。 受地區(qū)氣候的濕度限制較嚴，當電解液溫度超過空氣濕度溫度時不能采用 第四節(jié) 設(shè)計流程的優(yōu)缺點 設(shè)計的優(yōu)點 : a 焙燒采用固體流態(tài)化技術(shù)，提高了床能力，改善了焙燒礦質(zhì)量。 設(shè)備制造比 較簡單，小，不消耗水和蒸汽，經(jīng)營費用低，可蒸發(fā)部分水分。投資 優(yōu) 點 設(shè)備制造簡單，不需單獨管理，無動力消耗。 大，大循環(huán)，建廠地區(qū)氣溫高，濕度 大。易于調(diào)節(jié)，溫度穩(wěn)定，可以連續(xù)作業(yè)， 缺點 :投資費用大，熱利用率高，占地面積小。 缺點：單位面積生產(chǎn)能力小，燒損大，金屬回收率低，煙氣量大，而有收塵設(shè)施，熱利用率低。本設(shè)計采用低頻感應(yīng)電爐。本設(shè)計采用冷卻塔的 方式。 電解液冷卻方式有以下幾種 :槽內(nèi)冷卻，真空蒸發(fā)冷卻，冷卻塔冷卻。為了維持電解槽的熱平衡，保證穩(wěn)定的電解溫度。鋅電解沉積，電解液冷卻，極板制造和電解槽清理等設(shè)施是鋅電解車間的一般配置。 15 7.(1)電解沉積 :工業(yè)上從硫酸鋅水溶液電解沉積鋅有三種方法 :低酸低電 流密度，中酸中電流密度，高酸高電流密度。(2)改善了電解的技術(shù)經(jīng)濟指標 :(3)能除去用黃藥所不能除去的雜質(zhì)鎳鍺等 。 本設(shè)計采用尼龍管式壓濾機 . 這種過濾設(shè)備具有機構(gòu)合理，工藝先進，延長了濾布壽命，較好的解決了鍋鎂結(jié)晶堵塞濾布的問題，并且該系統(tǒng)具有占地面積小，過濾速度快，勞動條件好等系列優(yōu)點。 : 板框壓濾機是較老的過濾設(shè)備，由于它具有結(jié) 構(gòu)簡單制造方便，適應(yīng)性大，濾液清澈等優(yōu)點，目前在冶金行業(yè)仍得到廣泛應(yīng)用。再攪拌 1h。除鈷液殘鈷高。銻鹽法不加銅鹽，除鈷效果好，添加劑耗量少等優(yōu)點但同時因耗鋅量大，流程長等缺點，在我過尚未推廣。使二價鈷氧化成三價鈷 . 在工業(yè)中除鈷的方法有很多 : 1)砷鹽凈化法 :在中性或弱酸性溶液中加入鋅粉的同時加入銅鹽和砷鹽，溫度控制在 7580oC，該法主要利用微電池原理使砷、鉆、銅等離 子在微電池上還原生成合金而除去。 我國的濕法煉鋅廠均采用兩段凈化法，多數(shù)廠一段為鋅粉置換除銅鎘，二段為黃藥除鈷。 3 .浸出渣處理：各種經(jīng)濟技術(shù)指標如下： 表 2— 2 浸出渣處理的各種經(jīng)濟技術(shù)指標 投資 (萬元 ) 浸出渣處理 黃鉀鐵磯法 針鐵礦法 株冶回轉(zhuǎn)窯法 鋅總回收率〔 %〕 10800 11000 11050 9000 錫總回收率〔 %) 88 96 96 Cu 在渣中總回收率(%) 60 85 85 85— 90 Pb 在演中總回收率(%) 40 90 90 41025 硫總回收率 (%) / 60— 65 85 75 直流電單耗 Kwh/tZn 97 97 97 93 硫酸消耗量 3420 1900 1900 / 成本 (元 /tZn) / / / 1323 焙燒礦產(chǎn)出量 210000 19000 19000 / ，上清液質(zhì)量要求 :