譙 寧，張 冬，曾春燕

（四川會理鑫沙鋅業(yè)有限責任公司，四川 會理 615105 ）

目前，生產(chǎn)鋅錠產(chǎn)品分濕法和火法工藝，以濕法煉鋅為主，占鋅錠總產(chǎn)量的80%以上[1]。四川某濕法煉鋅企業(yè)為了尋求發(fā)展，開源節(jié)流，采購中低品位氧化鋅礦粉搭配硫磺渣、鋅精礦通過沸騰焙燒脫除雜質(zhì)，分解碳酸鹽，產(chǎn)出鋅焙燒礦進行電鋅生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟效益。

1 原料性質(zhì)

（1）氧化鋅礦粉。試驗用氧化鋅礦粉來自云南施甸、蘭坪等多個礦山，未經(jīng)任何處理，粒度不均勻，100目以下占10%左右，且有很少一部分大顆粒，含水8%～12%，顏色為黃褐色，個別產(chǎn)地有泥化現(xiàn)象。這種氧化鋅礦物為菱鋅礦，主要化學成分為ZnCO3，溶于酸并產(chǎn)生大量氣泡。用于本次生產(chǎn)試驗的氧化鋅礦粉主要元素化學成分見下表：

表1 氧化鋅礦粉主要化學成分(wb%)

可見，由于產(chǎn)地不同，主品位鋅及雜質(zhì)含量波動也較大，需要進行合理配礦后才能入爐使用。該企業(yè)利用外協(xié)加工的辦法把粗顆粒氧化鋅礦粉處理成適宜沸騰焙燒的粒度后再進行配礦。

（2）硫磺渣。硫磺渣來自煉石油后產(chǎn)生的尾渣，含S90-95%，疏松塊狀，淡黃色，有特殊臭味。熔點119℃，閃點207℃，沸點445℃，相對密度為2.0[2]。需碾壓成細顆?；蚣毞蹱詈笤龠M行配礦。

（3）鋅精礦。本次生產(chǎn)試驗所用鋅精礦主要化學成分(wb%)：Zn51.0、Cd1.5、Fe1.1、Pb1.2、S29.0、F0.09、Cl0.36、Si020.8。

2 生產(chǎn)試驗

2.1 焙燒目的及原理

氧化鋅礦粉如果直接用于酸浸回收其有價金屬，會產(chǎn)生大量二氧化碳氣泡而使生產(chǎn)無法進行，同時有害雜質(zhì)也被大量浸出來，給ZnSO4溶液凈化除雜工序帶來麻煩，同時增加生產(chǎn)成本，因此需要焙燒后才能在常規(guī)濕法煉鋅工藝中使用。焙燒的目的是根據(jù)濕法煉鋅的工藝原理，使鋅精礦中ZnS和氧化鋅礦粉中的ZnCO3絕大部分轉(zhuǎn)化為ZnO，少部分轉(zhuǎn)化為ZnSO4，S氧化為SO2用于制酸，同時盡可能完全地除去As、Sb、Ge、F、Cl等雜質(zhì)。

碳酸鋅在350℃～400℃時分解成ZnO和CO2，碳酸鋅極易溶解于稀硫酸，生成硫酸鋅和CO2，碳酸鋅的分解屬于吸熱反應[3]。為了保證碳酸鹽的分解較徹底，同時兼顧鋅精礦的分解，焙燒溫度宜控制在850℃～900℃。

硫磺的燃燒為碳酸鹽的分解提供部分熱量，產(chǎn)出硫酸供鋅焙燒礦浸出及攀西地區(qū)的鈦白粉廠和磷肥廠使用。

2.2 原料準備

（1）配礦目的及原則。為了保證下游電鋅工序溶液含鋅和雜質(zhì)在正常波動范圍內(nèi)，需要把不同品質(zhì)的氧化鋅礦粉與硫磺渣和鋅精礦進行合理配礦。首先要確保沸騰爐的正常運行，因此，入爐料要按照S、Pb、Co、Fe的順序進行配礦。

（2）配礦及備料操作。為了保證配礦的均勻性需進行二次翻礦經(jīng)化驗分析硫、鋅等元素符合入爐要求后再抓到配礦斗，經(jīng)圓盤給料機、皮帶輸送機、破碎機后到達爐前料斗。配好的混合礦不能通過干燥窯脫水，否則會有少部分硫磺燃燒，產(chǎn)生的二氧化硫污染環(huán)境，因此，配礦時水份應控制在6%～9%。

2.3 生產(chǎn)操作

本次試驗在21平方沸騰制酸系統(tǒng)進行，取得的工藝控制條件及經(jīng)驗再用于54平方系統(tǒng)的擴大性生產(chǎn)。

（1）用純鋅精礦開爐。首先用純鋅精礦在21平方系統(tǒng)開爐，沸騰焙燒溫度900℃～920℃，礦況及煙氣制酸系統(tǒng)均正常，尾氣達標排放。

（2）搭配不同比例鋅精礦、氧化鋅礦粉及硫磺渣試生產(chǎn)。鋅精礦、氧化鋅礦粉比例依次分別為5：5、3：7、1∶9、0：10。每種比例所配混合礦穩(wěn)定生產(chǎn)一段時間后再用下一比例混合礦入爐焙燒。詳細記錄每種配礦比例的操作控制條件，及時處理出現(xiàn)的問題。

3 試生產(chǎn)結(jié)果及對54平方沸騰制酸系統(tǒng)生產(chǎn)的啟示

21平方系統(tǒng)的生產(chǎn)屬于試驗性質(zhì)，搭配氧化鋅礦粉和硫磺經(jīng)過兩個月的試生產(chǎn)來看是完全可行的，碳酸鹽的分解及雜質(zhì)的脫除效果都很理想，產(chǎn)出了合格的鋅焙燒礦，為54平方系統(tǒng)的順利生產(chǎn)積累了寶貴的工藝操作條件及經(jīng)驗。

（1）入爐混合礦要求。入爐混合礦礦的粒度應維持在100目左右；含硫控制在24%左右；Pb含量＜3.0%；水分控制在6%～9%。為了保證下游生產(chǎn)的順利穩(wěn)定進行，所產(chǎn)焙燒礦的鋅含量應不小于40%，因此，入爐料中的氧化鋅礦粉搭配比例應不超過50%。

（2）焙燒溫度?？刂圃?50℃～900℃，碳酸鹽的分解及雜質(zhì)的脫除效果能滿足下游生產(chǎn)使用。

（3）沸騰焙燒爐內(nèi)氧氣含量。爐內(nèi)氧氣含量需控制在8%～12%，以保證硫磺能充分平穩(wěn)燃燒，以穩(wěn)定爐溫和SO2氣濃。

（4）增設二次補風管以控制升華硫的產(chǎn)生。為了控制升華硫的產(chǎn)生，在沸騰爐出口至余熱鍋爐進口的煙道上增設二次補風管，以使產(chǎn)生的升華硫完全燃燒。

4 結(jié)論

使用鋅精礦搭配適當比例氧化鋅礦粉及硫磺進行沸騰焙燒，產(chǎn)出了滿足電鋅生產(chǎn)的鋅焙燒礦工藝是可行的。沸騰焙燒控制條件為：入爐混合礦含S24%左右，氧化鋅礦粉搭配比例不應超過50%，沸騰爐溫度控制在850℃～900℃，產(chǎn)出的鋅焙燒礦不溶硫含量低于1.2%，Zn含量大于40%，碳酸鹽分解及雜質(zhì)脫除效果好，下游電鋅生產(chǎn)正常，產(chǎn)出了合格的鋅錠產(chǎn)品。