直接法氧化鋅工藝創(chuàng)新

覃金芒，黃麗萍

（柳州市怡得安豪科技發(fā)展有限公司，廣西　柳州　545006）

直接法氧化鋅工藝創(chuàng)新

覃金芒，黃麗萍

（柳州市怡得安豪科技發(fā)展有限公司，廣西柳州545006）

摘要：本文介紹直接法氧化面臨優(yōu)質(zhì)量鋅精礦資源枯竭的問題和應(yīng)對措施，介紹了用熟石灰粉為粘結(jié)劑、鋅焙砂球磨和生團(tuán)礦延遲堆放三種最新工藝和效果，以及對進(jìn)一步提高氧化鋅生產(chǎn)工藝水平提出了建議。

關(guān)鍵詞：直接法氧化鋅；韋氏爐；鋅焙砂；熟石灰粉；球磨；團(tuán)礦

1　前言

直接法氧化鋅主要生產(chǎn)含氧化鋅不少于99.5%的產(chǎn)品，是一種重要的化工原料，在橡膠、涂料、陶瓷、電纜、玻璃、搪瓷、石油、化工等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)經(jīng)營廠商遍布全國各地，為促進(jìn)現(xiàn)代化工工業(yè)發(fā)展起著基礎(chǔ)性的作用。

2　直接法氧化鋅的生產(chǎn)工藝和面臨挑戰(zhàn)

采用固定式韋氏爐直接生產(chǎn)氧化鋅，以鋅精礦為原料，經(jīng)高溫氧化焙燒脫除鉛、鎘、硫等雜質(zhì)后，配以還原煤和石灰膏并壓制成團(tuán)，團(tuán)礦經(jīng)干燥在爐內(nèi)高溫還原，揮發(fā)出的鋅蒸氣與爐氣中的CO2和引入的空氣直接氧化成氧化鋅產(chǎn)品[1]。生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1　韋氏法生產(chǎn)氧化鋅流程圖

直接法氧化鋅生產(chǎn)對鋅精礦質(zhì)量要求嚴(yán)格，其中一級鋅焙砂要求含Zn大于66%，含鉛和鎘分別小于0.06%和0.015%。隨著國內(nèi)優(yōu)質(zhì)鋅精礦日益枯竭，在采用低質(zhì)進(jìn)口鋅精礦為生產(chǎn)原料后，普遍存在氧化鋅品級降低，金屬鋅直收率和回收率下降，以及金屬單耗、粉煤塊煤單耗普遍升高的問題，造成企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)惡化生產(chǎn)經(jīng)營面臨著虧損的局面。為此，經(jīng)不斷的研究試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，通過采取得當(dāng)?shù)墓に嚫脑齑胧?，直接法氧化鋅用低質(zhì)量進(jìn)口鋅精礦做生產(chǎn)原料，依然能夠有效保持產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[2]。

3　直接法氧化鋅工藝改造

3.1用熟石灰粉做粘合劑[3]

粘合劑是用來將焙砂和碳質(zhì)還原劑制成具足夠強(qiáng)度的球團(tuán)，以利于球團(tuán)間傳熱和促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。團(tuán)礦質(zhì)量的好壞，直接影響著氧化鋅產(chǎn)品質(zhì)量和回收率等重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。粘合劑通常是石灰膏，石灰膏存在粘性大水份高，在壓團(tuán)時(shí)很難完全攪拌開，制出的團(tuán)礦水份也高等缺點(diǎn)，較大影響地團(tuán)礦的強(qiáng)度。本措施改變過去將生石灰用水浸泡成石灰膏的做法，而是將生石灰用適量水噴灑，并維持兩到三天熟化成熟石灰粉后用做粘合劑壓團(tuán)。

用熟石灰粉做粘合劑，只需采取生產(chǎn)操作和工藝控制措施，不需要新增設(shè)備投資和增加崗位工人。

3.2鋅焙砂球磨處理[4]

鋅焙砂是鋅精礦經(jīng)焙燒后所得的褐色微顆粒狀固體，通常的做法是將鋅焙砂人工過得篩，取顆粒合格的篩下鋅焙砂用以壓制成團(tuán)。由于鋅精礦在1150℃左右焙燒，產(chǎn)出的鋅焙砂顆粒就是過程高溫熔融結(jié)塊的產(chǎn)物，直接投入生產(chǎn)不利于鋅焙砂顆粒內(nèi)部鋅金屬的還原和揮發(fā)，采用球磨措施就是將這些顆粒全部磨成80目以下的粉末，全面解除鋅金屬還原揮發(fā)的障礙。

鋅焙砂球磨處理需要增加一臺球磨機(jī)及相關(guān)附屬設(shè)備系統(tǒng)，并增加相應(yīng)的生產(chǎn)操作崗位工人。減少了原過篩鋅焙砂的人工消耗，另外，鋅焙砂球磨后可以避免原篩分存在砂頭需要重復(fù)返回沸騰爐焙燒的問題，減少重復(fù)焙燒的鋅金屬損失和焙燒運(yùn)輸費(fèi)用。

3.3生團(tuán)礦延遲推放

團(tuán)礦干燥是將經(jīng)配料、和料、碾壓與壓團(tuán)成球后拉到團(tuán)礦堆場堆放，此時(shí)由于團(tuán)礦剛剛形成強(qiáng)度處于最低階段，堆放到堆場時(shí)不少團(tuán)礦已經(jīng)碎裂成粉料，粉料堵塞團(tuán)礦間的縫隙，影響了團(tuán)礦的干燥效率和效果。改造措施是壓團(tuán)產(chǎn)出的團(tuán)礦，先放到直接法爐邊烘1個(gè)晚上，第二天壓團(tuán)前再堆到場地上晾干。經(jīng)過延遲一個(gè)晚上再堆放，有效消除團(tuán)礦碎裂成粉料問題。

采取團(tuán)礦延遲堆放措施時(shí)，原來流動使用的團(tuán)礦車將對應(yīng)單批次團(tuán)礦相對固定使用，因此需要適當(dāng)增加團(tuán)礦車到每條韋氏爐100輛左右，新增10萬元投資左右。

4　改造效果

經(jīng)上述工藝改造運(yùn)行1年多比較，韋氏爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯提高，一級品氧化鋅率由65%提高到80%。鋅直收率由84%左右提高到87%以上，單位產(chǎn)品消耗全部下降，每噸氧化鋅的鋅金屬、粉煤和塊煤單耗分別下降0.022t、0.081t和0.038t，創(chuàng)下業(yè)內(nèi)同種原材料的最好水平。改造前后單條韋氏爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比分析和物耗指標(biāo)變化比較分別見表1和圖2。

表1　韋氏法生產(chǎn)氧化鋅流程圖

圖2　改造前后物耗指標(biāo)變化圖

5　結(jié)論建議

直接法氧化鋅是一個(gè)比較傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，主要依靠人工操作，通過采取熟石灰粉做粘合劑、焙砂球磨和團(tuán)礦延遲堆放工藝改造后，鋅金屬直收率穩(wěn)定在87%以上，塊煤粉煤消耗明顯下降，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。此外，直接法氧化鋅生產(chǎn)還應(yīng)著重控制入爐團(tuán)礦的水份含量，以及在鼓風(fēng)抽風(fēng)設(shè)備采用變頻等先進(jìn)工藝設(shè)備，提高生產(chǎn)過程控制的水平，達(dá)到持續(xù)提高的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張存芳.李啟運(yùn)直接氧化鋅生產(chǎn)技術(shù)[J].

[2]顧建明.我國氧化鋅行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[B].

[3]商連弟，武換生.氧化鋅生產(chǎn)方法及研究進(jìn)展[J].

[4]趙天從.重金屬冶煉學(xué)[M].