周昱賢

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 韶關(guān) 512325）

在鋅冶煉處理過程中，常用浸出工藝包括了常規(guī)浸出、高溫高酸浸出、直接浸出，第一種處理工藝相較剩余兩種，擁有投資成本少，處理工藝周期短的工藝優(yōu)勢(shì)，但是在使用過程中存在浸出渣中過高的含鋅量，鋅的回收率不高這一問題[1]。根據(jù)以往鋅冶煉的浸出工藝經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到19%～22%的浸出渣含鋅量，較熱酸浸出渣5%～8%的含鋅量明顯要高[2]。所以對(duì)于鋅冶煉企業(yè)來講，想要提升鋅冶煉過程中的鋅回收率，減少浸出渣的渣量，控制鋅冶煉成本投入，就要降低鋅的浸出渣含鋅[3]。本文對(duì)降低鋅濕法冶煉過程中浸出渣含鋅量的處理工藝進(jìn)行試驗(yàn)探討并加以總結(jié)。

1 某廠鋅冶煉工藝現(xiàn)狀

1.1 主要問題

1.1.1 浸出過程流量大

在浸出處理工藝中達(dá)到600m3/h的流量，為了能夠確保沖礦流量充足，預(yù)防沸騰爐焙砂發(fā)生“沉底”，中性浸出循環(huán)流量基本達(dá)到了400m3/h，另外加入200m3/h廢酸，基本達(dá)到了450m3/h的酸性進(jìn)出流量，分別包括100m3/h、100m3/h、250m3/h的分級(jí)底流、廢酸與中性底流。在浸出過程中過大流量不僅壓縮了浸出時(shí)間，過低的溫度和初始酸度，還隨之降低了銅、鋅內(nèi)有價(jià)金屬的浸出率，過大流量加大了濃縮澄清壓力，極易導(dǎo)致濃縮槽的上清液過于渾濁，增高含固量，導(dǎo)致對(duì)后續(xù)的凈化生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。酸上清渾濁還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的浸出渣惡性循環(huán)，對(duì)生產(chǎn)渣平衡性有所突破，嚴(yán)重情況下甚至?xí)o法維持浸出過程[4]。

1.1.2 浸出過程溫度低

該廠就降低鋅濕法冶煉過程浸出渣含鋅的合理與科學(xué)性做了大量的試驗(yàn)論證工作，運(yùn)用了熱焙砂沖礦、蒸汽加熱這兩種升溫方法。因?yàn)檩^大的浸出流量所致未能達(dá)到充足的升溫時(shí)間，過低的浸出溫度，在中性浸出時(shí)上清溫度在65℃以內(nèi)，酸性進(jìn)出槽的溫度在80℃以內(nèi)。尤其秋冬季節(jié)氣溫驟降，對(duì)蒸汽需求量的增加所致降低了蒸汽壓力，進(jìn)一步無法保障浸出過程溫度[5]。過低的浸出過程溫度對(duì)銅、鋅內(nèi)有價(jià)金屬浸出率降低，并且中上清過低溫，也會(huì)影響后續(xù)的雜質(zhì)去除率。

1.1.3 球磨分級(jí)效果差

該廠在浸出處理過程中鋅精礦粒度較穩(wěn)定，并且浸出系統(tǒng)還搭配部分外購沸騰爐焙砂，所致生產(chǎn)中分級(jí)機(jī)底流口通常被大塊未浸溶雜物、物料堵塞，對(duì)此需要工人經(jīng)常挫底流口，增加了口徑所致底流流量逐漸增加，降低了球磨效果，在球磨后烘焙基本無法達(dá)到超過100μm以上的粒度要求。在進(jìn)入后續(xù)酸性浸出工藝之后，對(duì)液固反應(yīng)的表面積有所降低，隨之降低了銅、鋅內(nèi)有價(jià)金屬浸出率，浸出過程中粗粒度焙砂過快沉降，更易所致浸出死槽，對(duì)生產(chǎn)造成很大影響。

1.2 工藝改進(jìn)之前鋅冶煉浸出渣含鋅情況

根據(jù)該廠鋅浸出渣的含鋅統(tǒng)計(jì)情況，在改進(jìn)處理工藝之前基本達(dá)到20%左右的浸出渣含鋅量，其中均達(dá)到較高的5.52%水溶鋅和5.64%酸溶鋅，均擁有較大的下降空間。

2 試驗(yàn)改進(jìn)

2.1 原料及原理

本次處理工藝改進(jìn)試驗(yàn)中所用原料，分別包括了該廠浸出車間鋅焙砂高浸礦漿、氧化鋅原礦混合礦漿（見表1）為含鋅情況。

本次改進(jìn)試驗(yàn)的原理作為鋅濕法冶煉浸出工序以及相應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)整，對(duì)浸出溫度、連續(xù)酸浸時(shí)間和pH值進(jìn)行調(diào)整有利于浸出過程。以某廠的鋅濕法冶煉工藝為例，采用鋅精礦經(jīng)磨礦工序制漿、砂磨，再聯(lián)合中浸、二段酸浸后，浸出液送凈化工序進(jìn)行雜質(zhì)分離的工藝流程。

2.2 方法

在本次實(shí)驗(yàn)中合并現(xiàn)有聯(lián)合中浸、二段酸浸段，對(duì)兩段具體的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提升了浸出過程時(shí)間，對(duì)于礦漿溶液內(nèi)的含鋅量有所提升，相應(yīng)的降低了浸出渣內(nèi)的含鋅量。在本次試驗(yàn)工藝調(diào)整后流程（見圖1）。

圖1 處理工藝改進(jìn)前后流程圖

3 改進(jìn)處理工藝效益分析

3.1 浸出溫度影響含鋅量

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)浸出溫度的逐漸提升，兩段合并前及合并后在浸出渣含鋅量均呈下降所趨，主要因?yàn)殇\焙砂酸浸中，所受物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散速率的主要影響。在75℃以內(nèi)浸出溫度試驗(yàn)條件時(shí)，隨著溫度的逐漸升高浸出渣的含鋅量逐漸降低，在超過75℃時(shí)，浸出渣含鋅量逐漸接近水平，表示75℃浸出溫度比較合適，有助于浸出過程。

3.2 浸出時(shí)間影響含鋅量

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著浸出時(shí)間的不斷增加，浸出渣內(nèi)的含鋅量呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，表示經(jīng)本次處理改進(jìn)工藝延長了浸出時(shí)間至4h，處于4h這一浸出時(shí)間條件下，浸出渣的含鋅量能夠達(dá)到最低，并且兩段處理工藝合并之后，浸出渣的含鋅量較處理之前明顯降低，表示浸出時(shí)間為4h時(shí)有助于浸出鋅焙砂。

3.3 酸度影響含鋅量

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著溶液內(nèi)pH值逐漸增加，浸出渣的含鋅量隨之增高，在本次改進(jìn)處理工藝后兩段合并后，降低了浸出渣的含鋅量。這一現(xiàn)象主要由于降低了溶液酸度，在鋅焙砂內(nèi)含鋅化合物并不能夠完全反應(yīng)，或是無法穩(wěn)定存在所致浸出渣的含鋅量增高，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)浸出溶液1.5～2.0pH值比較合適。

3.4 浸出渣含鋅量工藝改進(jìn)前后對(duì)比

（見表2）作為本次處理工藝改進(jìn)后的浸出渣含鋅量情況，發(fā)現(xiàn)降低了浸出渣含鋅量達(dá)18.69%，降低了水溶鋅和酸溶鋅分別為5.04%、4.67%，證實(shí)了本次改進(jìn)工藝的有效性。經(jīng)過工藝改進(jìn)年度實(shí)現(xiàn)浸出率為95.63%，與去年同期相比，高出1.86個(gè)百分點(diǎn)。

表2 處理工藝改進(jìn)前后含鋅量情況

4 結(jié)語

總之，本文在降低鋅濕法冶煉過程浸出渣含鋅的處理工藝上進(jìn)行積極探索，根據(jù)某廠現(xiàn)有工藝問題提出改進(jìn)思路，在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)通過加強(qiáng)對(duì)浸出磨礦粒度、生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場操作等方面的檢查和跟進(jìn)，從而提高浸出率，達(dá)到提高鋅精礦有效利用的目的。

（1）在75℃、pH為1.5情況下連續(xù)浸出4h，達(dá)到3.12%浸出渣含鋅量，其中包括1.03%可溶含鋅量，與改進(jìn)工藝前相較降低可溶鋅含量達(dá)1.02%，證實(shí)了本次提出改進(jìn)處理工藝的可行性。

（2）實(shí)現(xiàn)合理穩(wěn)定配礦比，保證給料精礦的含鋅及雜質(zhì)元素穩(wěn)定在受控范圍之內(nèi)，能確保后續(xù)流程穩(wěn)定。

（3）浸出反應(yīng)是在礦粒表面進(jìn)行的多相反應(yīng)，因此礦粒粒度越細(xì)，越有利于浸出反應(yīng)的進(jìn)行。按目前砂磨機(jī)的運(yùn)行情況來看，對(duì)磨后的礦漿進(jìn)行旋流分級(jí)，粗砂返回再進(jìn)行研磨是十分有必要的，粒度降低對(duì)于提高浸出率、減少渣量、降低氧氣及蒸汽耗量都是十分有益的。

（4）當(dāng)溫度升高過程中，鋅精礦將會(huì)被一層硫膜所包裹，從而阻礙精礦與反應(yīng)介質(zhì)接觸。因此，保持中和劑相對(duì)的粒度，加強(qiáng)生產(chǎn)下料過程中的管理，達(dá)到均勻加料，可以提高中和劑的一次浸出率。