冶金百科 | 锌冶金工艺——常压富氧浸出法

2023-04-27 11:22:40 来源：中冶有色技术网

1847

简介：常压富氧直接浸出法是在氧压浸出法的基础上发展起来的新技术。采用高温(95～100℃)和常压(100kPa)，在一组立式搅拌容器内用废电解液连续地浸出硫化锌精矿。其基本反应过程仍基于以铁作为硫化物反应的催化剂，把氧作为强氧化剂，只是用核心设备——玻璃钢反应器取代高压釜反应器。

常压富氧浸出法

(1)方法简介

常压富氧直接浸出法是在氧压浸出法的基础上发展起来的新技术。采用高温(95～100℃)和常压(100kPa)，在一组立式搅拌容器内用废电解液连续地浸出硫化锌精矿。其基本反应过程仍基于以铁作为硫化物反应的催化剂，把氧作为强氧化剂，只是用核心设备——玻璃钢反应器取代高压釜反应器。

浆化后的锌精矿矿浆泵人直接浸出反应器后，在高温高酸和自然压力(反应器底部料柱自然压力0.3MPa)下，通过氧气的氧化作用，使硫化锌精矿、铁酸锌等氧化浸出。与氧压浸出比，由于反应温度低、搅拌强烈和固体悬浮反应动力学条件好，不会出现氧压浸出那样的熔融硫磺包裹未反应锌精矿颗粒的情形，因此，无需添加反应表面活化剂。浸出渣送浮选系统，产出含硫75%~85%的硫精矿，浮选尾矿(铅银渣)送基夫赛特炉回收铅、银，浸出液送针铁矿沉铁工序。原则工艺流程见图3-54。

硫化锌精矿常压富氧直接浸出工艺流程

常压富氧直接浸出法的核心设备是直接浸出反应器。株洲冶炼厂共设有8台直接浸出反应器，每台1000m³，尺寸为φ7500mm×24000mm。它是带有底部搅拌机的玻璃钢槽，搅拌机功率250kW。氧气从底部供给。

(2)技术特点

富氧常压浸出和高压浸出没有本质区别，富氧常压浸出是在溶液沸点以下进行，相对于加压浸出反应时间较长。加压浸出是在密闭反应容器内进行，可使反应温度提高到溶液沸点以上，使某些气体(如氧气)在浸出过程中具有较高的分压，让反应在短时间内有效进行。

氧压浸出和富氧常压浸出均要求把锌精矿中的硫化物硫转化成元素硫，而不是SO，或硫酸根，因而能使锌的生产与硫酸的生产脱钩。在锌扩产改造，选择最佳技术时，厂家必须比较投资、生产成本、锌回收率、副产品回收率以及与现有工艺的兼容协调。两种硫化锌精矿直接富氧浸出工艺的比较见表3-30。

两种硫化锌精矿直接富氧浸出工艺的比较

常压浸出液中的铁含量高于加压浸出液中的铁含量，但浸出渣中硫的赋存状态却有很大的不同：加压浸出渣中的硫经浮选后，硫精矿可以采用热滤的办法生产单质硫;富氧常压浸出渣的硫经浮选后，产出的硫精矿即便在150℃下硫也不溶化，因此无法采用热滤的办法生产单质硫。

常压浸出投资比压力浸出相对要低，操作控制简单，维修费用稍低，但直接浸出反应器设备庞大，尤其采用底部搅拌要求密封难度较大;而压力浸出设备体积小，反应速度快，但高压反应器设备要求较高，建设投资较常压浸出高，运行费用也略高。株洲冶炼厂外购的原料含F、Cl较高，采用氧压浸出对除F、Cl相对较困难，氧压浸出的硫渣易结块，不利于含Ag锌精矿的综合利用。常压浸出与氧压浸出两者之间的回收率基本相同。从安全性角度考虑，直接浸出反应器基本无危险性，而压力浸出高压釜则可能有爆炸的危险。

(3)主要技术经济指标

温度95~105℃，液固比(8~12)：1，氧气单耗100~150m³/t精矿，终酸20~25g/L，Fe3+：Fe2+=(1~5)：1，锌浸出率>97%，除铁后液合格率≥95%，絮凝剂<0.8kg/tZn，防沫剂<0.05kg/tZn;蒸汽0.9~1.2t/tZn;滤布消耗0.3～0.5m²/t Zn。

(4)总体评价

常压富氧浸出对环境友好，原料适应性比氧压浸出更广，设备维护保养也比氧压浸出简单。常压富氧浸出在株洲冶炼厂投产以来，得到了进一步发展，首先是成功搭配处理了常规湿法炼锌系统的中性浸出渣，锌浸出率大于98.5%;其次是改进了原料结构，从过去的处理锌精矿逐步发展到处理高铜、=高铅、高硅或高钴锌精矿，以及铅锌多金属混合矿，取得了良好的经济效果。随着基夫赛特炼铅系统的成功投产，常压富氧浸出系统、基夫赛特系统加上铜和稀贵金属综合回收系统的工艺组合，株冶集团为我国开创了铅锌联合冶炼的循环经济产业模式。