【正文】 第三章 建設(shè)方案研究 規(guī)模方案 某工貿(mào)有限公司利用次氧化鋅為原料新建電鋅產(chǎn)量1萬(wàn)t/a，回收其它有價(jià)金屬等。二期規(guī)劃形成鋅基合金總產(chǎn)量5000t/a規(guī)模的有色綜合回收循環(huán)利用冶煉企業(yè)。熔鑄工序生產(chǎn)的氧化鋅浮渣提供生產(chǎn)氯化鋅或作為半成品出售。 工藝方案某工貿(mào)有限公司在工藝流程選擇上根據(jù)自身次氧化鋅原料的特點(diǎn)，采用熱酸浸出——低污染沉礬除鐵濕法煉鋅的工藝。該法沉鐵的特點(diǎn)是，既能利用高溫高酸浸出溶解中性浸出渣中的鐵酸鋅，又能使溶出的鐵以鐵礬晶體形態(tài)從溶液中沉淀分離出來(lái)。為了選擇工藝穩(wěn)妥可靠，針對(duì)浸出工藝問(wèn)題還特地邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)和科研單位的專(zhuān)家進(jìn)行論證，針對(duì)當(dāng)?shù)氐慕◤S條件和原料特點(diǎn)，會(huì)上專(zhuān)家推薦該鋅廠采用熱酸浸出黃鉀鐵礬除鐵工藝流程。29′～38。11′～106。 廠區(qū)用地面積324m231m針對(duì)該廠址的特點(diǎn)，廠址及周?chē)且黄氖彽母瓯跒?，無(wú)歷史名勝，不屬于文物和自然保護(hù)區(qū)，也不算旅游風(fēng)景區(qū)域。 建設(shè)周期某工貿(mào)有限公司綜合回收利用項(xiàng)目是新籌建項(xiàng)目，基礎(chǔ)條件從零開(kāi)始，外部供電、水等均需統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)安排，才能創(chuàng)造開(kāi)工條件。工程大致需要?dú)v經(jīng)近一年時(shí)間。表31 項(xiàng) 目 實(shí) 施 周 期 表 序號(hào)項(xiàng) 目 內(nèi) 容完成時(shí)間備 注1可行性研究、論證、審批1個(gè)月替代初步設(shè)計(jì)2初步設(shè)計(jì)（包括施工圖前方案設(shè)計(jì)）1個(gè)月與施工圖結(jié)合進(jìn)行3施工圖（包括設(shè)備招標(biāo)采購(gòu)）2個(gè)月與施工圖結(jié)合進(jìn)行4施工及安裝6個(gè)月與施工圖設(shè)計(jì)交叉進(jìn)行5試投產(chǎn)及驗(yàn)收3個(gè)月第四章 冶 煉冶煉工藝流程選擇上根據(jù)自身次氧化鋅原料的特點(diǎn)，采用內(nèi)蒙巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司、赤峰庫(kù)博紅燁鋅業(yè)公司的熱酸浸出——低污染沉礬除鐵濕法煉鋅。該法沉鐵的特點(diǎn)是，既能利用高溫高酸浸出溶解中性浸出渣中的鐵酸鋅，又能使溶出的鐵以鐵礬晶體形態(tài)從溶液中沉淀分離出來(lái)。圖41 工藝流程圖金屬總回收率:（其中Zn為鋅精礦至鋅錠,Cd為焙砂至海綿鎘,銅為焙砂至銅渣） ZnCdCu94%85%75%各車(chē)間Zn回收率： 車(chē)間焙燒浸出凈液電解熔鑄回收率（％）圖42 鋅金屬年平衡圖 原料和燃料 原 料某工貿(mào)有限公司1萬(wàn)t/a電鋅工程, (干基)，次氧化鋅全部外購(gòu),業(yè)主提供的次氧化鋅成分。 燃 料次氧化鋅脫氟、氯用燃料為發(fā)生爐煤氣，由煤氣站供應(yīng)。備料工段包括：次氧化鋅貯存、配料、制粒等工序。次氧化鋅倉(cāng)長(zhǎng)100m，寬30m，次氧化鋅貯期～50天。采用調(diào)速圓盤(pán)給料機(jī)上礦配料，經(jīng) 1臺(tái)電子皮帶稱(chēng)量后，卸至1膠帶輸送機(jī)送到離心式造粒機(jī)造粒、次氧化鋅原料倉(cāng)三班作業(yè)。配料 經(jīng)造離心機(jī)造粒 回轉(zhuǎn)窯（通過(guò)煤汽燃燒脫除氟、氯） 重力沉降室 表面冷卻器 脈沖式布袋收塵器獲得脫除氟、氯得次氧化鋅。爐子加料口設(shè)有緊急閘門(mén)，在爐況異常時(shí)，關(guān)閉閘門(mén)。風(fēng)機(jī)出口管道設(shè)放空管和消音裝置，風(fēng)機(jī)進(jìn)口設(shè)有空氣過(guò)濾器并采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)整風(fēng)量?；剞D(zhuǎn)窯出口設(shè)有冷卻盤(pán)管，回收多余反應(yīng)熱，產(chǎn)生的低壓蒸汽供生產(chǎn)、生活使用,多余熱水經(jīng)涼水冷卻塔冷卻做回水循環(huán)用。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)年處理次氧化鋅 （干基）t/a年工作日 330d回轉(zhuǎn)窯 直徑1600024000回轉(zhuǎn)窯能率 次氧化鋅產(chǎn)量 28116t/a次氧化鋅含鋅 %焙燒溫度 650～850℃鼓風(fēng)量 1500m3/h回轉(zhuǎn)窯出口煙氣量 2245m3/h 鋅焙燒回收率 % 次zno粉焙燒冶金計(jì)算計(jì)算過(guò)程主要選取的數(shù)據(jù)如下：物料量（干基）: t/h （每日作業(yè)按18小時(shí)計(jì)）煙氣成分計(jì)算結(jié)果如表：42。表43 回 轉(zhuǎn) 窯 焙 燒 熱 平 衡 計(jì) 算熱 收 入熱 支 出名 稱(chēng)1000kJ/h%名 稱(chēng)1000kJ/h%入窯物料顯熱水蒸發(fā)消耗熱入窯煙氣顯熱出窯物料顯熱窯體散熱損失出窯煙氣顯熱合 計(jì)100合 計(jì)100焙燒煤氣(燃料低發(fā)熱按1228kcal/Nm3)消耗量：～2600 Nm3/h 次氧化鋅回轉(zhuǎn)窯焙燒冶金計(jì)算年產(chǎn)鋅錠 10000t/a總回收率 94%年工作日 330d當(dāng)?shù)卮髿鈮? 89kPa當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁? ℃相對(duì)濕度 50%冶金計(jì)算結(jié)果如下：年處理次次zno粉 (干基) 主要設(shè)備選擇 次氧化鋅倉(cāng) 100m30m根據(jù)冶金計(jì)算，（干基）,選用人工上料皮帶運(yùn)輸。==35m3/min6m 30組U型管=300㎡ 浸出及渣過(guò)濾 工藝流程概述浸出及渣處理的工藝流程采用目前赤峰冶煉廠生產(chǎn)實(shí)踐中改進(jìn)的工藝流程：中性浸出、予中和、高酸浸出、低污染鐵礬法除鐵的濕法流程?！≈行越鲈谥行越霾壑屑尤霃U電解液、混合液、沉礬上清液和陽(yáng)極泥料漿以及錳礦粉，控制槽內(nèi)酸度10～40g/L，保證溶液最終含F(xiàn)e2+。焙燒料經(jīng)行車(chē)吊料加入中性浸出槽內(nèi),采用便攜式pH計(jì)和試紙測(cè)定槽內(nèi)酸度，通過(guò)電磁流量計(jì)調(diào)節(jié)廢電解液加入量，保持中浸槽最終pH＝～。 予中和予中和的作用是用中浸過(guò)濾渣和次氧化鋅中和，為沉礬需要的酸度創(chuàng)造條件。予中和加中浸過(guò)濾渣、次氧化鋅，控制予中和終 點(diǎn)酸度5～10g/L左右，將予中和槽內(nèi)礦漿經(jīng)高分子泵流量100 m3揚(yáng)程40m通過(guò)2臺(tái)過(guò)濾面積為100㎡液壓箱式壓濾機(jī)過(guò)濾分離，經(jīng)泵打入沉礬前螺旋板加熱器加熱后進(jìn)入沉礬槽?！〉臀廴捐F礬沉除鐵沉礬槽共2臺(tái)，規(guī)格為φ5500mm5600mm，實(shí)行間斷作業(yè)，在槽內(nèi)加入予中和后液和碳酸氫銨、碳酸氫鈉及錳礦粉，保持沉礬酸度15～18g/L，反應(yīng)溫度85—90℃,?！「咚峤龈咚峤霾酃?臺(tái)，規(guī)格為φ5500mm5600mm，2臺(tái)間斷作業(yè)，予中和濾渣、廢電解液和濃硫酸按要求配比加入槽內(nèi)，反應(yīng)溫度85—90℃,終酸8090 g/L的礦漿經(jīng)高分子泵打入液壓箱式壓濾機(jī)進(jìn)行液固分離，濾液經(jīng)泵打入予中和槽，高酸浸出渣為高鉛渣，經(jīng)高浸出富集后含鉛達(dá)到30%左右，同時(shí)經(jīng)高酸浸出還可將銀進(jìn)行富集，當(dāng)大于400 g/t時(shí)與鉛一起計(jì)價(jià)銷(xiāo)售。 主要技術(shù)操作條件　中性浸出浸出溫度 60℃～65℃浸出液固比 7～9∶1浸出時(shí)間 ～2h(作業(yè)周期8h)終點(diǎn)酸度 pH=～中浸液成分 Zn140～150g/L　Fe?！「咚峤龇磻?yīng)溫度 90℃反應(yīng)時(shí)間 (作業(yè)周期9h)始酸 H2SO4 180g/L終酸 80～100g/L。　浸出及渣處理鋅回收率：%　主要產(chǎn)出物（1）中上清液：～495m3/d，含鋅140g/L～150g/L （2）鉛銀渣:2145t/a～4290t/a(干量)，渣含鋅4%～8%（3）鐵礬渣量：～ t/a(干量)，渣含鋅4%～8%　原材料消耗（1）錳礦粉（MnO250%） 75kg/t陰極鋅（2）碳酸氫銨 48kg/t陰極鋅（3）碳酸氫鈉 15kg/t陰極鋅（4）硫酸（93%～98%H2SO4） 400kg/t陰極鋅（5）蒸汽（～） （6）生產(chǎn)水. 主要設(shè)備計(jì)算與選擇　中性浸出槽處理礦漿量 530m3/d間斷作業(yè)周期 h 反應(yīng)時(shí)間 2h槽利用系數(shù) 85% 需槽容積 V=530/133 m385%=530/ =選φ5500mm5600mm機(jī)械攪拌槽2臺(tái)?！〕恋\槽處理溶液量 間斷作業(yè)周期 h沉礬時(shí)間 槽利用系數(shù) 85%需槽容積 V=530/133 m385%=530/ =選φ5500mm5600mm機(jī)械攪拌槽2臺(tái)?！「呓鼔簽V機(jī)選F=120m2廂式壓濾機(jī)3臺(tái)。選F=120m2廂式壓濾機(jī)2臺(tái)。 凈液、鎘回收　工藝流程簡(jiǎn)述由浸出送來(lái)的中浸上清液泵入一段凈化槽，一段凈化槽共2臺(tái)，規(guī)格為φ5500mm5600mm，V=133m3/臺(tái)，2臺(tái)實(shí)行間斷作業(yè),作業(yè)溫度4555鋅粉經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)加入各凈化槽，反應(yīng)完成后用泵送至2臺(tái)F=120m2的廂式壓濾機(jī)進(jìn)行液固分離，所得濾渣即銅鎘渣，經(jīng)漿化后泵至鎘工段回收銅、鎘。二段凈化槽共2臺(tái)，規(guī)格同一段凈化槽，2臺(tái)亦實(shí)行間斷操作。所得濾渣即鈷渣，再經(jīng)酸洗、壓濾得到鈷精礦，暫堆存待回收鈷；濾液再用鋅粉、酒石酸銻鉀沉鈷，再經(jīng)壓濾，濾渣與上述鈷精礦合并卸在同一堆場(chǎng)，濾液送浸出車(chē)間。鋅粉經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)加入槽內(nèi)，以除去殘余鎘。所得濾液即新液，用廢電解液調(diào)酸至含H2SO4 1～3g/L,以減少新液在輸送過(guò)程中的結(jié)晶,然后用泵送往電解車(chē)間。加入廢電解液，控制始酸10g/L，終點(diǎn)pH=～。一次置換在1臺(tái),φ3400mm3600mm，V=30m3機(jī)械攪拌槽中進(jìn)行，為使一次置換所得海綿鎘含Zn2%，控制鋅粉加入量為置換前液中總含鎘量的75%,一次置換后液在槽內(nèi)澄清后，,底流經(jīng)壓團(tuán)得海綿鎘團(tuán)塊，熔鑄粗鎘最終精熘成精鎘。二次置換也是1臺(tái)φ3400mm3600mm，V=30m3機(jī)械攪拌槽，二次置換后液用泵送至1臺(tái)F=80m2的廂式壓濾機(jī)壓濾，產(chǎn)出濾液即貧鎘液，用泵送回浸出車(chē)間?！≈饕夹g(shù)操作條件　一段凈化凈化溫度 50℃～55℃凈化時(shí)間 2h鋅粉用量 ?！∪蝺艋瘍艋瘻囟? 75℃～80℃凈化時(shí)間 1～鋅粉用量 　鈷渣酸洗酸洗溫度 70℃～80℃終點(diǎn)酸度 1～3g/L H2SO4液固比 6～8∶1酸洗時(shí)間 10～12h。 銅鎘渣浸出浸出溫度 85℃～90℃浸出時(shí)間 4～6h浸出液固比 6～8∶1浸出始酸 10～15g/L H2SO4浸出終酸 pH=～ 一次置換置換溫度 50℃～55℃置換時(shí)間 1h澄清時(shí)間 1h鋅粉加入量 理論量的75%始酸 2～5g/L H2SO4終酸 pH=2～3?！∫欢蝺艋瘔簽V機(jī)處理料液量 495m3/d需壓濾面積 F=200m2選F=120m2壓濾機(jī)2臺(tái)?！《蝺艋厶幚砣芤毫? 495m3/d凈化有效反應(yīng)時(shí)間 2h，間斷操作槽利用系數(shù) 85%需槽容積 V=13385%=113m3 495/113=選φ5500mm5600mm，V=113m3機(jī)械攪拌槽2臺(tái)?！♀捲嵯础⒊菱挷垅捲? （干量）酸洗液固比 6∶1操作周期 10～12h槽利用系數(shù) 80%需槽幾何容積 V=612/80%=選φ2500mm2000mm，V=,與沉鈷槽輪換使用?！∪蝺艋厶幚砣芤毫? 495m3/h凈化有效反應(yīng)時(shí)間 1～槽利用系數(shù) 85%需槽幾何容積 V=13385%=選φ5500mm5600mm，V=133m3機(jī)械攪拌槽2臺(tái)。 銅鎘渣浸出槽銅鎘渣量 （干量）浸出液固比 8∶1操作周期 12h槽利用系數(shù) 80%需槽幾何容積 V=812/(2480%)=選φ2800mm3000mm, V=。　一次置換槽處理溶液量 操作周期 6h槽利用系數(shù) 80%需槽幾何容積 V=選φ2800mm3000mm, V=。 二次置換槽同一次置換槽，φ2800mm3000mm,V= ?！′\電解　工藝流程簡(jiǎn)述由凈液工段送來(lái)的新液溫度～80℃，與經(jīng)過(guò)空氣冷