【正文】 表 2— 3 硫酸鋅溶液的凈化上清液質量要求 元素 Zn Cu Cd As Ge 上清液g/L 130170 .80 018 2 凈后液g/L 130170 Ni Co Fe Cl F Mn 02 .05 01 36 經中性浸出和中性濃縮后得到的上清液，其中含有大量的雜質離子，在電 14 解之前必須進行凈化。有還原作用的用機械攪拌槽。 4）加熱方式的選擇：浸出過程用蒸汽加熱礦漿至 70— 80 度，因為蒸汽來源于沸騰焙燒的余熱，故比較經濟合理。因為氧化鋅浸出上清液含雜質較高，直接送凈化，將增加凈化負荷，這樣做對提高溶液的質量，提高電流效率起到了很好的效率。目的使為了把氧化鋅粉料磨的更細，更均勻。因為氧化鋅粉本身黏度小，為了減少工序。為了進一步浸出鋅，達到最后限度的溶解鋅，得到高的浸出率，同時避免大量雜質的溶解，使之具有良好的過濾性能，以便進一步分離固體與液體，所以礦粉中性濃縮底流打入中酸，低酸槽。這樣即保證了中浸的浸出率，又增加了鐵礦漿。本 設計借鑒株冶的先進技術，把磨礦底流直接打到酸浸的中酸槽。 (4)除砷、銻不外加鐵 :用中和沉鐵法時，溶液中的砷、銻可與鐵發(fā)生共沉淀，必須保證有足夠的鐵離子，通常鐵的含量為砷、銻總量的十倍以上。排礦常有堵塞，排礦器磨損較快。它是基于礦漿中粗細顆粒陳降速度不同而進行分級的設備。濕法分級又分為水力旋流器和圓錐分級機。消除煙塵飛揚，可利用焙燒礦的物理加熱浸出有的溶液，這樣在焙燒爐下面就開始了浸出過程礦漿在管道內輸送每人眼與焙燒礦充分接觸，發(fā)揮了管道反應的優(yōu)越性。(4)焙燒礦與含 50100g/LH2S04 的溶液直接接觸，增多雜質的溶解量。(2)有時需要消耗蒸汽加熱溶液及合金鋼或鉛制蛇型的熱管。我國過一般采用兩段浸出，而國外有的工廠采用三段浸出。 12 根據浸出方法可分為一段浸出和多段浸出。 通常情況下，連續(xù)浸出適于礦源固定，精礦品位高，雜質少的大中型冶煉廠。 浸出過程可分為連續(xù)浸出和間斷浸出。氧化鋅礦的特點是硅高，難于選礦富集。浸出前要先將其進行脫氟、氯處理。此外，焙燒礦粒度越細，則浸出速度越快。為使浸出過程順利進行，一般要求可溶硅量 一般不超過 %.氟、氯會影響電解過程的正常進行，而除氟、氯的方法也比較麻煩，依次，一般要求焙燒礦含氟、氯不超過 %.焙燒礦中的砷、銻、鉆等的含量根據溶液凈化工藝不同而要求也不一樣，當然是越少越好不溶鋅量對過程的影響需根據工藝流程與管理水平而定，可通過調整流態(tài)化操作制度而進行調整。如果焙燒礦中的鐵增加 1%，那么不溶鋅升高 %，在熱酸浸出法中含鐵量除影響作業(yè)過程外，也影響鐵渣量的產出率，一般要求含鐵不大于 12% 。焙燒礦中的鐵量在常規(guī)浸出法中對浸出率和渣量均有重要的影響。在常規(guī)浸出中一般要求可溶鋅率 92% 。如果可溶鋅率降低1%，則浸出率就降低 1%,冶煉總回收率降低。為了求得好的經濟效益，一般要求焙燒礦含鋅量應在 55%以上。不溶硫量及砷、銻、氟、鉆、鍺等雜質含量是表征焙燒礦質量好壞的標志。均有很大關 系。其中焙燒礦是目前煉鋅過程的主要原料。 浸出過程是將原料中的鋅盡可能的溶解進入溶液中，并在浸出完成時采取一定的措施，除去部分鐵、硅、鍺等有害雜質，得到沉降速度快、過濾性能良好、易于實現固液分離的浸出礦漿。這些雜質元素會對電解過程 造成不良的影響，因此在電解之前要求把雜質盡量除去。 焙燒礦的冷卻 濕法煉鋅的浸出過程，是以稀硫酸或鋅電解液作為溶劑，把鋅原料中的有價金屬溶解進入溶液的過程。 爐氣冷卻方式： 1）直接向爐氣噴水冷卻，因為水的汽化熱很高，它的冷卻效果很好。 沸騰焙燒的加料裝置： (1)螺旋給料機：因精礦中含有水分，且吸濕性又很強，因而在螺旋槳的 經常擠壓下 不可避免的產生結塊，嚴重使設備不能正常啟動，固不采用此設備 (2)圓盤給料機：效果較好，可使沸騰層溫度在 10 C 范圍內波動。 沸騰焙燒的礦塵輸送方式： 采用螺旋給料機或刮板運輸機，不僅改善了勞動條件。這樣可降低制酸凈化系統(tǒng)的負壓，以便沸騰焙燒的壓力調整。溫度過高過底都不好易造成結塊，堵塞收塵器。 (1)冷凝收塵器：有重力收塵作用收下的礦塵量為總量的 40%— 60%。 沸騰焙燒燒的爐型 :： 目前新建的電解鋅廠都采用魯奇爐，它的上部使擴大型的爐子，擴大部分與爐床面積之比為 。 沸騰焙燒是一種強化焙燒的過程，其實質是使空氣流自下而上地吹過固體爐料層，鼓風速度要到達到使固體顆粒互相分離，不停的上下運動處于沸騰狀態(tài)。 e、需工人數量少 . 但這種焙燒也有很大的缺點： a 焙燒前精礦的準備工作甚貴 (要完全千燥，磨細 ) ，收塵費用較高。 多層焙燒爐外套是一種直圓筒鋼殼，內襯耐 火粘土磚，全爐以爐床分為若干層，該爐適于處理含鐵和鉛少的精礦，如鉛，鐵含量過多，會使爐床的使用期限縮短，耙齒損壞快，床能力低，且空氣只與爐料表面接觸，須進行再焙燒，為此，這種方法未被廣泛采用懸浮焙燒是強化焙燒的一種方法，該焙燒具有以下優(yōu)點 : a、 生產率高 b、 不僅不需要燃料，而且焙燒爐氣的部分熱還可以利用產生蒸汽 . c、焙燒礦質量高，硫化物中的硫不多于 %，鐵酸鋅較少。 近代煉鋅廠鋅精礦粉狀焙燒多用的方法有多層焙燒，懸浮焙燒和沸騰焙燒沸騰焙燒是強化焙燒過程的一種新方法。 浸出渣中的銅和貴金屬不揮發(fā)，基本上全留于渣中，需進一步處理。 浸出渣中的銅和貴金屬不揮發(fā)，基本上全留于渣中，需進一步處理。 火法處理浸出渣可分為煙化法，熔煉法和回轉窯法。 3．赤鐵礦新工藝 當溫度在 150℃ 以上時， Fe3+很大范圍內按下式形式 2Fe3++3 H2O=Fe2O3+6H+ 溫度越高，越有利于生成 Fe2O3,若溶液中呈 Fe2+,應使 Fe2+?Fe3+。 4Fe2(SO4)3+4ZnO+O2+2H2O =4FeSO4+4FeOOH 另外一種方法是在熱酸浸出時通入 SO2進行直接還原得到 Fe2+的溶液，而使 Fe3+濃度小于 2g/L。而實際熱酸浸出液含 Fe3+的濃度在 20g/L 以上，有的高達 3040g/L，不可直接沉淀 FeOOHa 在生產上采用如下兩種方法： Fe3+ Fe2(SO4)3+ZnS= 2FeSO4+2ZnSO4+S 結果使得 Fe3+的濃度小于 2g/L,然后在高溫下鼓入空氣，使 Fe2+?Fe3+。相當于反應： Fe(HO)3 ?FeOOH+H2O 若溫度達 150℃ 。 采用黃鈉鐵釩沉鐵 時，要先對溶液進行中和，使得 pH= 左右，常用氧化鋅作中和劑，并加入 MnO2使 Fe2+ ?Fe3+轉換。 濕法處理可分為 :黃鉀鈉鐵釩法、針鐵礦法、和赤鐵礦法 1 經過中和浸出和酸性浸出后的浸出渣含鋅仍在 l7%20%左右，分析表明鋅的主要形態(tài)為鐵酸鋅和硫化鋅，若加強焙燒以減少焙燒礦中的硫化鋅，加強酸洗減少浸出渣中的氧化鋅和硫酸鋅，那么渣中的鐵酸鋅可提高到 90%。需要進行處理以回收利用。 圖 2— 1 火法煉鋅的原則流程圖 硫化鋅精礦 ＞ %Zn 蒸餾摻渣 煙化處理 氧化鋅粉 另行處理 氧化焙燒或燒結 煙 氣 收 塵 煙 氣 爐 氣 制 酸 硫 酸 焙燒產品 還原蒸餾 鋅蒸 氣 冷凝器 液體鋅 精餾精煉 純鋅 藍 粉 提取鎘 另行處理 6 第二節(jié) 濕法煉鋅具體方法的評述 濕法煉鋅是在一次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，它的本質是用稀硫酸溶解出焙燒礦中的鋅，使其和不容的脈石等分開，溶液經過凈化以后，用電解沉積的方法把它提取出來的過程。鼓風爐煉鋅自 50 年代在工業(yè)中得到了一定的發(fā)展，他具有處理 鉛鋅混合礦和含鋅氧化物料直接生產的特點，但競爭力不如濕法煉鋅，電爐煉鋅多在電力充 足的地區(qū)運用。 火法煉鋅的各種方法中，其基本原理是相同的，加熱方式有所不同而已，都是在高溫下用碳質還原劑還原，并利用鋅沸點較低的特點，使鋅成蒸汽揮發(fā)，而后冷凝成液體鋅。節(jié)省勞動力，提高 4 勞動率，提高經濟效益，最經濟最有效地利用礦產資源，不斷改善工作條件。 6．流程大部分濕法操作，由于采用連續(xù)和自動化作業(yè)，勞動條件好。 4．為環(huán)境保護 “ 三廢 ” 治理創(chuàng)造了條件，廢水易控制。 其工藝流程具有以下特點： 1．流程暢通， 2．將氧化鋅粉與礦粉分開浸出， 保證上清液質量，有利于綜合回收。本設計采用先進的 黃鉀鐵礬法浸出工藝，得到較少的渣量。目前世界上 80%的鋅 都是由濕法煉鋅得到的。濕法煉鋅可回收十多種有價元素。在焙燒、浸出和電積車間實現了設備的大型化、機械化和自動化，明顯的減輕了勞動強度，提高了生產率。在 60 年代以前，濕法煉鋅廠都采用常規(guī)流程，鋅的直收率只有 80%左右，要設置渣處理設施，以回收渣中的鋅。絕大部分鋅冶煉廠采用連續(xù)浸出流程：即第一階段為中性浸出；第二階段為酸性浸出。離純鋅制造的銀與鋅電池體積小而能量大，多用于飛機和航天儀器上，由于鋅的熔點低和流動性良好，適于壓鑄制造各種精密鑄件，鋅的抗腐性良好，可用于制造火藥箱，家具，儲存器和無線電零件，在化學工業(yè)中，鋅可供制造顏料， ZnO 還可用于橡膠制造業(yè)， ZnCl2 可作為木材防腐劑、在冶金工業(yè)中， Zn 用來從合金溶液中置換 ,Au，在濕法練鋅中用粉凈液除 Cu, Cd 等。鋅的用途很多，在國民經濟中占據重要地位，鋅的消耗量與 Cu Pb 差不多，主要消耗在金屬鋅方面。 eliminates the iron by adding in a few potassium permanganate。 關鍵詞 : 濕法煉鋅，濕法煉鋅工藝流程，環(huán)境保護 ，焙燒礦熱酸黃鉀鐵礬法浸出，凈化 2 ABSTRACT A workshop producing 120,000 ton of electric zinc per year was designed,which is based on the particular study on the existing smelt the zinc in wet refered to some related literature and the datas which root in the productive practice of zhuzhou metallurgical changed the former [mineral leaching] process,and used the hot acid jarosite to can enhance the density of the zinc electrolyte so that it can improve the production efficiency a lot and the total zinc eturnsratio also enhanced to 95%. This article mainly expound the discussion of the zinc production technical process, technical economic indicator, environmental protection, the leaching purified, zinc oxide processing, as well as the correlative metallurgy putation and gives a lot of proof on the zinc leaching. In this design,we try our best to use the modern advanced technical process,had referred to some design variable of zhuzhou metallurgical plant and had made some can get less quantity of slag because of using the advanced acid jarosite leaching process. The purification uses two sections of types to purify, eliminates the copper cadmium with the zinc powder replacement。本設計采用先進的 黃鉀鐵礬法浸出工藝，得到較少的渣量。本文主要從鋅的生產工藝流程的論述、技術經濟指標、環(huán)境保護、浸出凈化、氧化鋅的處理、以及相關冶金計算等方面進行了闡述，重點在鋅的浸出方面做了論證。 HEBEIPOLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)設計說明書