提高锌冶炼直收率的方法探索

2020-12-09胡学文

世界有色金属 2020年3期

胡学文

（巴彦淖尔紫金有色金属有限公司，内蒙古巴彦淖尔 015543）

早在20世纪初，这两种方法便被应用到工业生产之中，随着技术的不断发展和环保要求的提高，冶炼锌的方法也在不断改善和完善。电炉锌粉作为电解锌必不可少的一种原料，使用工频感应电炉对锌进行冶炼具有金属直收率、热效率颇高的优点，同时该方法产渣率较低，并且耗能较低，当下我国内湿法对锌进行冶炼的行业中在熔铸过程中极大一部分都是用工频感应电炉作为冶炼锌片的设备。冶炼锌的方法包括火法冶炼锌和湿法冶炼锌两种，这两种方法应用十分广泛。本文主要分析提高锌冶炼直收率的方法，希望可以为相关行业工作者提供借鉴。

1 基本概况

感应电炉在电流热效应的辅助作用下会形成很多热能导致固体金属锌在450℃～500℃的高温条件下发生融化。由于炉膛内的锌液上方气体空间中具有一些浓度十分高的氧化气体，这些气体的氧成分约为五分之一。在熔化环节中锌片显然具有氧化耗费能量的现象。锌发生氧化时在固态氧化锌的形态下，被放置在炼渣中，或者在发生氧化时以气体形态的形式被放置在炉盖打开时所出现的高温烟气之中，这样也会导致锌冶炼的直收率大大下滑，不仅可能会致使能源的消耗变得愈发严重和经济效益的持续下滑，更会对生态环境带来诸多不利影响[1]。所以，目前对于提高锌冶炼的直收率的重视度越来越高，因为只有以此才能减少对生态的不良影响，该项技术对于工频炉锌冶炼来说十分重要。

过往的湿法锌冶炼方法中，在氧化焙烧方法的辅助下硫化锌精矿中才能取出硫，进而导致硫化物在氧化的作用下变成金属氧化物，为硫化物的浸出提供了捷径，在焙烧环节中，硫所形成的二氧化硫烟气会被完全传送到制酸车间，在车间中不断产出硫酸。一些工厂使用的全湿法冶炼锌方法较为先进，在这一方法下，硫化锌精矿不需要焙烧作用便能完全增压析出。在析出环节中，很大一部分硫都会变化为硫酸素被输送到二段析出的锌渣之中，浸出渣在分离作用下会产生硫磺，今儿就会有效防止二氧化硫气体对周边环境的污染[2]。工厂熔锌在继续进行的过程中，冶炼锌的直收率缺乏一定的稳定性，所以对锌产量形成直接影响，锌产量无法达到标准水平。在不断地探索之下，工厂调节基数，完善设备，当下锌产量已经能够达到标准水平，并且锌直收率也得到了有效的提高。

2 加大对制熔铸工艺技术参数的把控

熔铸组成部分同阴极锌片相比较为疏散，主要表现在返熔较为显著的阴极锌片，它的浮渣产出量却非常之少。导致这一现象的主要原因为在进行冶炼时，对于电解方法中参数设置的不当，从而导致氢离子出现强烈放电现象，形成较为疏散的海绵状物体。这类疏散、多孔的物体中的氢气、水分含量较大，进入炉内之后不可能完全都沉没在锌液体中，如果和火焰形成了直接的接触，那么对锌片进行冶炼会出现氧化现象，致使锌浮渣的大量增加。本文以某公司金属锌熔铸的生产记录和工频感应电炉的运行状况为例，进而展开分析，得出结论为只要稳定控制好每一部门的工艺操作过程和详细参数，便会使浮渣的析出率持续下滑，进而达到提升锌直收率的目标。

在对于浇铸温度控制方面，生产部门的工作人员应该遵循冶铸机的具体生产流程，加强和电控部门工作人员的交流和沟通，确保将锌液烧铸的温度保持在450℃～500℃之间，可以使锌液氧化率降低，防止锌锭侧方出现冷隔层，对于锌锭的冷却具有推动作用。

在对于把控烧铸温度方面，主要方法为维持锌片熔化的温度早450℃～500℃之间，降低锌液的氧化锌。使用少量多次的方法放置材料，放置材料为80mm～100mm厚的阴极锌片，保证炉内锌液持续保持在900mm，防止由于进料缺乏时效性致使炉温改变幅度较大的现象。在将阴极锌片投入到炉中之前，在烘料平台进行大约8h的烘烤。

如果水分较多，应适当增加烘烤时间并且将锌片放于过滤水分的架子上，待其全部干燥，该过程能够有效避免因为温差较大而出现的“放炮”现象，对炉衬的不良影响较大。

在对于控制抗渣温度方面上，依据炉内渣层的具体厚度，进行频率为1h1次的搅拌工作，将温度维持在480℃～500℃之间。假如温度过高会致使锌液氧化严重，假如温度过低则会致使渣液的隔离不彻底，会将很多锌带出。将锌锭的物理形态及质量提升能够有效降低返熔率。增加锌片之前，依据锌片的化学特性对浇铸液体合理配置十分重要。在具体运转过程中严格禁止具有铁、铜、铝的物质进入炉内，致使化学成分超过标准水平，确保锌能够检验达标，同时也使电量的损耗降至最低。同样也应调控好锌锭冷却水的高度。得到锌锭表层氧化膜时，要尽量消除渣滓，避免裂纹和冷隔层的出现，严格控制锌锭质量，进而达到降低返熔率，防止因为锌锭再次浇铸而出现的锌液氧化现象。

3 加强二次浸出

在二次浸出的环节中，可以增加浸出剂的酸性、温度和搅拌的力度，可以有效提高二次浸出的锌质量分数，增加锌冶炼直收率。浸出剂的酸性会对锌的浸出率产生决定性影响。如果酸性较差，那么锌也无法得到有效溶解，如果酸性较强，那么则会导致杂质溶解量的增加以及成本的大幅提高。在具体生产环节中，应将酸度维持在120g/L～200g/L之间，能够达到彻底溶解锌的效果。

增加浸出过程温度能够加速固液反应分子和离子的热运动，同时还能达到减少扩散层厚度的效果。如果环境具有一定的酸性，反应温度会提高，锌的浸出率也会随之增加。在作业过程中，与蒸汽压力和生产供需要求相结合，可以适当的增加浸出温度，从85℃提高至90℃～95℃。在进行搅拌处理时，搅拌的强度应与酸度和温度呈正相关关系，后两者的增加前者的强度也应随之提高。化学反应的速率远远大于扩散的速率，在一定程度上，如果化学反映的速率超过了扩散速率，应该严格把控浸出过程中的扩散速率，增加搅拌的速度，这样可以有效加强全部溶液的析出过程，对于化学反映的进行有推动作用。在具体的作业流程中，应该对机械的搅拌速率进行严格调控，设置参数为每分钟90r，浸出渣中锌的质量分数同浸出渣的液体质量体积比关系密切，二者对于化学成分的扩散速率有较大的影响。如果液体及固体的质量体积比较低，那么浸出也无法达到预期水平。如果液体及固体的质量体积比较高，那么则会使硫酸的消耗变大。因此，合理调控液体及固体的质量体积比，这对于生产的顺利完成十分重要。再生产的过程中，最为合理的调整参数为将液体及固体的质量体积比调至12：1。