影響鋅浸出渣濕粘的原因與改進(jìn)措施

倪恒發(fā)， 尹榮花， 李 飛

(河南豫光鋅業(yè)有限公司， 河南 濟(jì)源 459000)

?

影響鋅浸出渣濕粘的原因與改進(jìn)措施

倪恒發(fā)， 尹榮花， 李 飛

(河南豫光鋅業(yè)有限公司， 河南 濟(jì)源 459000)

浸出渣濕粘嚴(yán)重影響了揮發(fā)窯下料的穩(wěn)定，進(jìn)而影響氧化鋅質(zhì)量。鋅離子濃度升高和Fe(OH)3膠體量的增加是影響浸出渣濕黏的主要原因，通過控制焙砂可溶硫和外加酸量降低系統(tǒng)鋅離子的濃度，把部分高鐵液?jiǎn)为?dú)除鐵以及提高礦漿溫度等改善了浸出渣濕粘的狀況。

鋅浸出渣； 濕粘； 原因； 改進(jìn)措施

0 前言

河南豫光鋅業(yè)有限公司目前有兩套鋅冶煉系統(tǒng)，一系統(tǒng)、二系統(tǒng)分別于2005年、2008年投產(chǎn)，目前電解鋅年生產(chǎn)能力達(dá)到了24萬(wàn)噸，采用常規(guī)濕法煉鋅工藝。經(jīng)過10年的發(fā)展，進(jìn)行了許多有益的工藝改進(jìn)，生產(chǎn)工藝逐步完善，小金屬的直收率逐步提高、品種逐漸增加，能源和材料消耗逐步降低。但在工藝進(jìn)步的同時(shí)也帶來(lái)一些負(fù)面的影響，如干燥窯停止運(yùn)行后，浸出渣直接進(jìn)入揮發(fā)窯，對(duì)揮發(fā)窯的運(yùn)行造成了一定影響。焙砂酸浸底流壓濾產(chǎn)出的浸出渣含水高，且渣濕、渣粘嚴(yán)重影響了揮發(fā)窯的下料系統(tǒng)，導(dǎo)致?lián)]發(fā)窯斷料時(shí)有發(fā)生，進(jìn)而爐況波動(dòng)大、氧化鋅質(zhì)量下降，工人勞動(dòng)強(qiáng)度增加。

焙燒爐產(chǎn)出的焙砂經(jīng)過球磨機(jī)磨細(xì)后氣流輸送至中性浸出、低酸浸出，低酸浸出的底流礦漿浮選回收銀，浮選后的尾礦進(jìn)行壓濾產(chǎn)出浸出渣。目前一系統(tǒng)、二系統(tǒng)各有6臺(tái)壓濾機(jī)壓濾浮選尾礦礦漿，從壓濾機(jī)濾板上卸下的浸出渣成塊狀，在經(jīng)過2次皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)，抓斗抓配料后，進(jìn)入下料倉(cāng)的浸出渣已成泥狀難以通過圓盤給料機(jī)送至計(jì)量皮帶。二系統(tǒng)所產(chǎn)浸出渣在3月、4月間粘性增加，下料過程中需要人工長(zhǎng)期敲打倉(cāng)壁，并不斷從下料口捅料，才維持了揮發(fā)窯的生產(chǎn)，5月一系統(tǒng)產(chǎn)出的浸出渣也出現(xiàn)與二系統(tǒng)一樣難以下料的狀況。浸出渣濕粘影響下料，也成了近2年難以解決的頑疾。期間不斷跟蹤壓濾操作控制、查看焙砂可溶硅等的變化，浸出渣濕粘的問題均沒有改善。為穩(wěn)定揮發(fā)窯生產(chǎn)在下料系統(tǒng)做了大量改進(jìn)，如加大料倉(cāng)傾斜度、把焦煤粉配入浸出渣、浸出渣翻動(dòng)晾曬、下料位置增加鉸刀、倉(cāng)壁增加振打等等，下料情況有所改善，但2014年4月浸出渣下料系統(tǒng)仍嚴(yán)重影響了揮發(fā)窯的生產(chǎn)。本文通過統(tǒng)計(jì)近幾年的數(shù)據(jù)并與生產(chǎn)實(shí)際相對(duì)比，分析了影響浸出渣濕粘的原因，并采取了一定措施，使浸出渣濕粘得到改善，揮發(fā)窯下料穩(wěn)定。

1 影響浸出渣濕粘的因素

1.1 鋅離子濃度的影響

浸出液體中過高的含鋅量將使浸出礦漿的密度和礦漿粘度增大，過濾速度降低，從生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，浸出渣含水隨濾液含鋅升高而升高，礦漿中鋅離子濃度不僅影響過濾，也使浸出渣含水升高。2014年各月浸出渣及渣過濾濾液成分見表1及圖1。

1.2 Fe(OH)3膠體物的影響

表1 2014年各月浸出渣及渣過濾濾液成分

液中徹底除去砷銻，一般要求液體含鐵量為砷的10～15倍、銻的20～40倍，當(dāng)溶液中含鐵不足時(shí)需向溶液補(bǔ)加鐵，但補(bǔ)加鐵量太多，將增大礦漿粘度，在鐵的總濃度超過1 g/L時(shí)會(huì)使中性浸出礦漿澄清性質(zhì)變差，惡化過濾性能。2012年一系統(tǒng)、二系統(tǒng)氧化鋅先后實(shí)施了高酸浸出，不僅使銦鋅等有價(jià)金屬得到很好的浸出回收，也使大量的鐵被浸出，回收銦后的液體含鐵也升高至20 g/L以上，該液體因含有大量的鋅和砷銻等返至焙砂浸出系統(tǒng)。該部分液體中的含鐵量，與實(shí)施氧化鋅高酸前相比，每天進(jìn)入焙砂浸出的鐵約增加(3～4)t，使焙砂浸出礦漿中鐵含量升高近1 g/L，鐵離子的升高，生成的氫氧化鐵膠體增多，F(xiàn)e(OH)3膠體物的大幅增加，惡化了過濾性能。從近幾年生產(chǎn)數(shù)據(jù)看，浸出渣含水升高與氧化鋅高酸實(shí)施時(shí)間一致，焙砂浸出鐵離子濃度的增加影響了浸出的含水，也導(dǎo)致了浸出渣的濕粘。近幾年浸出渣含水量變化趨勢(shì)見圖1。

圖1 浸出渣含水量變化趨勢(shì)

1.3 浸出渣水溶鋅升高的影響

近幾年的浸出渣水溶鋅統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2，水溶鋅在2012年升高明顯，浸出渣的水溶鋅通常以ZnSO4·7H2O形式存在，水溶鋅每升高1%將使浸出含水升高近2%，硫酸鋅結(jié)晶的存在也會(huì)堵塞過濾介質(zhì)孔，使渣含水升高。Fe(OH)3膠體物的大量存在以及礦漿鋅離子濃度的升高，都導(dǎo)致了礦漿粘度的增加，影響過濾，使渣中水溶鋅和含水增加。

表2 近幾年浸出渣含水溶鋅的變化 %

1.4 礦石粒度與礦漿濃度

礦石粒度和礦漿濃度影響渣的性質(zhì)進(jìn)而影響過濾，如粒度過細(xì)，礦漿粘度增大，同時(shí)雜質(zhì)溶入溶液的量增大，且細(xì)小的微粒還會(huì)堵塞過濾介質(zhì)孔，使過濾性能惡化。礦漿濃度主要取決于浸出的液固比，液固比太低，礦漿濃度大，相應(yīng)地比重、粘度有所增加，致使過濾速度明顯降低，液固比太低也不利于鋅的浸出，生產(chǎn)中焙砂中浸、酸浸液固比較為固定，對(duì)礦漿濃度的影響不大，焙砂的粒度受球磨機(jī)運(yùn)行以及使用進(jìn)口礦比例的影響，投入焙燒爐的鋅精礦其中進(jìn)口礦的比例大時(shí)，浸出渣中泥狀較明顯，根據(jù)生產(chǎn)狀況控制進(jìn)口鋅精礦采購(gòu)量和配比比例，并對(duì)球磨機(jī)出口焙砂粒度進(jìn)行監(jiān)控，生產(chǎn)中焙砂的粒度波動(dòng)不大。

1.5 設(shè)備等其他影響

壓濾機(jī)以及濾布與原生產(chǎn)中使用一樣，不是渣含水升高的主要因素，暫不討論。過濾和吹風(fēng)時(shí)間以及粗放的操作也會(huì)導(dǎo)致浸出渣含水升高，壓濾吹風(fēng)時(shí)間不足，渣過濕，濾布長(zhǎng)期不更換或洗滌，過濾速度慢，仍按原有壓濾時(shí)間卸渣，也造成渣含水升高。

2 改善措施

2.1 提高礦漿溫度

提高溫度，可使鋅等一些硫酸鹽的溶解度升高，提高礦漿的流動(dòng)性；提高礦漿溫度還可以消除濾餅和濾布的毛細(xì)孔內(nèi)形成的小氣泡；溫度的提高有利于固體微粒的凝聚長(zhǎng)大，破壞一些生成的溶膠。提高壓濾前礦漿的溫度是一種即實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的方法，生產(chǎn)實(shí)踐中一般將壓濾前礦漿溫度提高到70～85 ℃。提高礦漿溫度在一定程度上降低了礦漿粘度，使浸出渣濕粘的現(xiàn)象得到改善，但還不能從根本上解決過濾難的問題。

2.2 降低鋅離子濃度

濕法煉鋅系統(tǒng)的三大平衡之一就是酸鋅的平衡，酸含量的增加使鋅離子濃度升高。焙砂中的可溶硫在浸出時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸，焙砂可溶硫的升高是原因之一；為更好回收氧化鋅中的鋅銦，氧化鋅高酸浸出在配入廢液的同時(shí)補(bǔ)加了一定量濃硫酸作為浸出劑，系統(tǒng)含酸積累是另一原因。通過改善鍋爐清灰作業(yè)方式，調(diào)整配料，改進(jìn)設(shè)備減少焙燒系統(tǒng)漏風(fēng)量以及提高焙燒溫度等，使焙砂可溶硫由3%降低至2%左右。調(diào)整氧化鋅中浸工藝，提高中浸鋅的浸出率，減少高酸過程的用酸，減少長(zhǎng)期使用硫酸帶來(lái)的酸積累。通過加大鉛系統(tǒng)氧化鋅投入，加快鉛泥帶走的酸根，使系統(tǒng)含酸略有降低。通過使用含鐵低的氧化鋅減少硫酸的使用量，也也使系統(tǒng)酸鋅不再升高。

增加水洗滌工序，也可降低礦漿鋅離子濃度，公司實(shí)施的銀浮選改造項(xiàng)目，是針對(duì)鋅離子濃度高對(duì)銀浮選的直收率影響進(jìn)行的改造。公司在焙砂酸浸礦漿進(jìn)入浮選前進(jìn)行了壓濾，壓濾渣再漿化進(jìn)入銀浮選，控制銀浮選溶液含鋅在100 g/L以下，浮選尾礦再進(jìn)行壓濾，使鋅離子濃度對(duì)浸出渣濕粘的問題得到解決。

2.3 降低液體中鐵含量

降低液體中的鐵含量，減少Fe(OH)3膠體的生成量，對(duì)過濾會(huì)有明顯改善。影響焙砂浸出液體中鐵升高的原因是氧化鋅系統(tǒng)沉銦后的高鐵液體，沉銦后的高鐵液體來(lái)自于氧化鋅中的鐵，加強(qiáng)揮發(fā)窯的操作，降低氧化鋅含鐵是減少主系統(tǒng)Fe(OH)3膠體產(chǎn)生的根本措施。也可以把部分沉銦后的高鐵液體采用氧化的方式單獨(dú)處理，目前在同行業(yè)中已有使用。穩(wěn)定焙砂浸出液體中合理的鐵含量不僅有利于產(chǎn)出穩(wěn)定合格的中上清，還有利于改善浸出渣的壓濾性能、穩(wěn)定銀浮選工藝控制等。

2.4 改進(jìn)壓濾設(shè)備，嚴(yán)格控制壓濾操作

在濾板下方打孔，使濾液盡快流出，保證反吹風(fēng)設(shè)施完好，延長(zhǎng)壓縮風(fēng)反吹風(fēng)時(shí)間，適當(dāng)提高礦漿壓力，勤檢查濾布、勤洗滌和更換濾布，控制卸渣避免明水進(jìn)入卸渣皮帶等，制定檢查與考核制度，有利于降低浸出渣含水。

2.5 加絮凝劑

絮凝劑是濕法煉鋅所用的一種大分子物質(zhì)，溶于水后形成膠體，當(dāng)加入絮凝劑后，把礦漿中膠體粒子聯(lián)接起來(lái)，形成了更疏松龐大的凝聚物從而加速沉淀和改善過濾性能。

3 結(jié)語(yǔ)

鋅離子濃度升高和Fe(OH)3膠體量的增加是影響浸出渣濕黏的主要原因，通過采取控制焙砂可溶硫和外加酸量降低系統(tǒng)鋅離子的濃度，把部分高鐵液?jiǎn)为?dú)除鐵以及提高礦漿溫度等措施后，浸出渣濕粘現(xiàn)象有明顯的改善，下料系統(tǒng)穩(wěn)定，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。

[1] 劉云霞.影響鋅浸出礦漿過濾的因素及改善其過濾的方法[J].過濾與分離,1994,(4).

[2] 楊守志等.固液分離[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[3] 彭容秋等.鋅冶金[M].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社.

[4] 梅光貴等.濕法煉鋅學(xué)[M].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社.

Reason of causing zinc leaching residue clammy and its improvement measures

NI Heng-fa, YIN Rong-hua, LI Fei

Leaching residue clammy has seriously affected feeding stability of the volatilization kiln, thereby affecting the quality of zinc oxide. Increasement of zinc ion concentration and the amount of Fe (OH)3colloidal are the main factors influencing the leaching residue clammy. The situation of leaching residue clammy was improved by measures such as controlling the calcine soluble sulfur and the amount of additional acid to reduce zinc ion concentration of system, taking part iron-rich liquid to remove iron separately and increasing of pulp temperature etc.

zinc leaching residue; clammy; causes; improvement measures

倪恒發(fā)(1968—)，江西九江市人，工程師，從事濕法冶煉技術(shù)管理工作。

2014-- 06-- 23

TF813

B

1672-- 6103(2015)03-- 0022-- 03