胡學(xué)文

（巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015543）

早在20世紀(jì)初，這兩種方法便被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)之中，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和環(huán)保要求的提高，冶煉鋅的方法也在不斷改善和完善。電爐鋅粉作為電解鋅必不可少的一種原料，使用工頻感應(yīng)電爐對(duì)鋅進(jìn)行冶煉具有金屬直收率、熱效率頗高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該方法產(chǎn)渣率較低，并且耗能較低，當(dāng)下我國內(nèi)濕法對(duì)鋅進(jìn)行冶煉的行業(yè)中在熔鑄過程中極大一部分都是用工頻感應(yīng)電爐作為冶煉鋅片的設(shè)備。冶煉鋅的方法包括火法冶煉鋅和濕法冶煉鋅兩種，這兩種方法應(yīng)用十分廣泛。本文主要分析提高鋅冶煉直收率的方法，希望可以為相關(guān)行業(yè)工作者提供借鑒。

1 基本概況

感應(yīng)電爐在電流熱效應(yīng)的輔助作用下會(huì)形成很多熱能導(dǎo)致固體金屬鋅在450℃～500℃的高溫條件下發(fā)生融化。由于爐膛內(nèi)的鋅液上方氣體空間中具有一些濃度十分高的氧化氣體，這些氣體的氧成分約為五分之一。在熔化環(huán)節(jié)中鋅片顯然具有氧化耗費(fèi)能量的現(xiàn)象。鋅發(fā)生氧化時(shí)在固態(tài)氧化鋅的形態(tài)下，被放置在煉渣中，或者在發(fā)生氧化時(shí)以氣體形態(tài)的形式被放置在爐蓋打開時(shí)所出現(xiàn)的高溫?zé)煔庵校@樣也會(huì)導(dǎo)致鋅冶煉的直收率大大下滑，不僅可能會(huì)致使能源的消耗變得愈發(fā)嚴(yán)重和經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)下滑，更會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來諸多不利影響[1]。所以，目前對(duì)于提高鋅冶煉的直收率的重視度越來越高，因?yàn)橹挥幸源瞬拍軠p少對(duì)生態(tài)的不良影響，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于工頻爐鋅冶煉來說十分重要。

過往的濕法鋅冶煉方法中，在氧化焙燒方法的輔助下硫化鋅精礦中才能取出硫，進(jìn)而導(dǎo)致硫化物在氧化的作用下變成金屬氧化物，為硫化物的浸出提供了捷徑，在焙燒環(huán)節(jié)中，硫所形成的二氧化硫煙氣會(huì)被完全傳送到制酸車間，在車間中不斷產(chǎn)出硫酸。一些工廠使用的全濕法冶煉鋅方法較為先進(jìn)，在這一方法下，硫化鋅精礦不需要焙燒作用便能完全增壓析出。在析出環(huán)節(jié)中，很大一部分硫都會(huì)變化為硫酸素被輸送到二段析出的鋅渣之中，浸出渣在分離作用下會(huì)產(chǎn)生硫磺，今兒就會(huì)有效防止二氧化硫氣體對(duì)周邊環(huán)境的污染[2]。工廠熔鋅在繼續(xù)進(jìn)行的過程中，冶煉鋅的直收率缺乏一定的穩(wěn)定性，所以對(duì)鋅產(chǎn)量形成直接影響，鋅產(chǎn)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平。在不斷地探索之下，工廠調(diào)節(jié)基數(shù)，完善設(shè)備，當(dāng)下鋅產(chǎn)量已經(jīng)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，并且鋅直收率也得到了有效的提高。

2 加大對(duì)制熔鑄工藝技術(shù)參數(shù)的把控

熔鑄組成部分同陰極鋅片相比較為疏散，主要表現(xiàn)在返熔較為顯著的陰極鋅片，它的浮渣產(chǎn)出量卻非常之少。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因?yàn)樵谶M(jìn)行冶煉時(shí)，對(duì)于電解方法中參數(shù)設(shè)置的不當(dāng)，從而導(dǎo)致氫離子出現(xiàn)強(qiáng)烈放電現(xiàn)象，形成較為疏散的海綿狀物體。這類疏散、多孔的物體中的氫氣、水分含量較大，進(jìn)入爐內(nèi)之后不可能完全都沉沒在鋅液體中，如果和火焰形成了直接的接觸，那么對(duì)鋅片進(jìn)行冶煉會(huì)出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，致使鋅浮渣的大量增加。本文以某公司金屬鋅熔鑄的生產(chǎn)記錄和工頻感應(yīng)電爐的運(yùn)行狀況為例，進(jìn)而展開分析，得出結(jié)論為只要穩(wěn)定控制好每一部門的工藝操作過程和詳細(xì)參數(shù)，便會(huì)使浮渣的析出率持續(xù)下滑，進(jìn)而達(dá)到提升鋅直收率的目標(biāo)。

在對(duì)于澆鑄溫度控制方面，生產(chǎn)部門的工作人員應(yīng)該遵循冶鑄機(jī)的具體生產(chǎn)流程，加強(qiáng)和電控部門工作人員的交流和溝通，確保將鋅液燒鑄的溫度保持在450℃～500℃之間，可以使鋅液氧化率降低，防止鋅錠側(cè)方出現(xiàn)冷隔層，對(duì)于鋅錠的冷卻具有推動(dòng)作用。

在對(duì)于把控?zé)T溫度方面，主要方法為維持鋅片熔化的溫度早450℃～500℃之間，降低鋅液的氧化鋅。使用少量多次的方法放置材料，放置材料為80mm～100mm厚的陰極鋅片，保證爐內(nèi)鋅液持續(xù)保持在900mm，防止由于進(jìn)料缺乏時(shí)效性致使?fàn)t溫改變幅度較大的現(xiàn)象。在將陰極鋅片投入到爐中之前，在烘料平臺(tái)進(jìn)行大約8h的烘烤。

如果水分較多，應(yīng)適當(dāng)增加烘烤時(shí)間并且將鋅片放于過濾水分的架子上，待其全部干燥，該過程能夠有效避免因?yàn)闇夭钶^大而出現(xiàn)的“放炮”現(xiàn)象，對(duì)爐襯的不良影響較大。

在對(duì)于控制抗渣溫度方面上，依據(jù)爐內(nèi)渣層的具體厚度，進(jìn)行頻率為1h1次的攪拌工作，將溫度維持在480℃～500℃之間。假如溫度過高會(huì)致使鋅液氧化嚴(yán)重，假如溫度過低則會(huì)致使渣液的隔離不徹底，會(huì)將很多鋅帶出。將鋅錠的物理形態(tài)及質(zhì)量提升能夠有效降低返熔率。增加鋅片之前，依據(jù)鋅片的化學(xué)特性對(duì)澆鑄液體合理配置十分重要。在具體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中嚴(yán)格禁止具有鐵、銅、鋁的物質(zhì)進(jìn)入爐內(nèi)，致使化學(xué)成分超過標(biāo)準(zhǔn)水平，確保鋅能夠檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)，同時(shí)也使電量的損耗降至最低。同樣也應(yīng)調(diào)控好鋅錠冷卻水的高度。得到鋅錠表層氧化膜時(shí)，要盡量消除渣滓，避免裂紋和冷隔層的出現(xiàn)，嚴(yán)格控制鋅錠質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到降低返熔率，防止因?yàn)殇\錠再次澆鑄而出現(xiàn)的鋅液氧化現(xiàn)象。

3 加強(qiáng)二次浸出

在二次浸出的環(huán)節(jié)中，可以增加浸出劑的酸性、溫度和攪拌的力度，可以有效提高二次浸出的鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)，增加鋅冶煉直收率。浸出劑的酸性會(huì)對(duì)鋅的浸出率產(chǎn)生決定性影響。如果酸性較差，那么鋅也無法得到有效溶解，如果酸性較強(qiáng)，那么則會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)溶解量的增加以及成本的大幅提高。在具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，應(yīng)將酸度維持在120g/L～200g/L之間，能夠達(dá)到徹底溶解鋅的效果。

增加浸出過程溫度能夠加速固液反應(yīng)分子和離子的熱運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還能達(dá)到減少擴(kuò)散層厚度的效果。如果環(huán)境具有一定的酸性，反應(yīng)溫度會(huì)提高，鋅的浸出率也會(huì)隨之增加。在作業(yè)過程中，與蒸汽壓力和生產(chǎn)供需要求相結(jié)合，可以適當(dāng)?shù)脑黾咏鰷囟龋瑥?5℃提高至90℃～95℃。在進(jìn)行攪拌處理時(shí)，攪拌的強(qiáng)度應(yīng)與酸度和溫度呈正相關(guān)關(guān)系，后兩者的增加前者的強(qiáng)度也應(yīng)隨之提高?；瘜W(xué)反應(yīng)的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)散的速率，在一定程度上，如果化學(xué)反映的速率超過了擴(kuò)散速率，應(yīng)該嚴(yán)格把控浸出過程中的擴(kuò)散速率，增加攪拌的速度，這樣可以有效加強(qiáng)全部溶液的析出過程，對(duì)于化學(xué)反映的進(jìn)行有推動(dòng)作用。在具體的作業(yè)流程中，應(yīng)該對(duì)機(jī)械的攪拌速率進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控，設(shè)置參數(shù)為每分鐘90r，浸出渣中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)同浸出渣的液體質(zhì)量體積比關(guān)系密切，二者對(duì)于化學(xué)成分的擴(kuò)散速率有較大的影響。如果液體及固體的質(zhì)量體積比較低，那么浸出也無法達(dá)到預(yù)期水平。如果液體及固體的質(zhì)量體積比較高，那么則會(huì)使硫酸的消耗變大。因此，合理調(diào)控液體及固體的質(zhì)量體積比，這對(duì)于生產(chǎn)的順利完成十分重要。再生產(chǎn)的過程中，最為合理的調(diào)整參數(shù)為將液體及固體的質(zhì)量體積比調(diào)至12：1。

4 結(jié)語

本文對(duì)提高鋅冶煉直收率的方法進(jìn)行分析，主要包括嚴(yán)格把控熔鑄工藝技術(shù)參數(shù)，加強(qiáng)二次浸出兩部分。以工頻感應(yīng)電爐的冶煉需求為前提，與金屬鋅的冶煉方式相結(jié)合，合理調(diào)整其冶煉的直收率和產(chǎn)量。在實(shí)際冶煉過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)溫度、工作強(qiáng)度、酸度進(jìn)行合適調(diào)整，這樣才能有效提高鋅冶煉直收率。