鋅冶煉渣綜合利用與節(jié)能減排的工藝分析

張偉

摘 要：本文結(jié)合實際案例，就鋅冶煉渣過程中所產(chǎn)生棄渣、中間渣當(dāng)中廢水、有價金屬及余熱問題進行深入剖析，探討了高酸浸出-低污染黃銨鐵礬濕法煉鋅工藝所形成的棄渣、中間渣的綜合利用工藝與節(jié)能減排措施，望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵礬渣；鉛銀渣；利用工藝；節(jié)能減排

某企業(yè)實為一中外合資的大型企業(yè)，隨著規(guī)模的不斷擴大，其鋅錠及鋅基合金的年生產(chǎn)能力已經(jīng)達到了12萬噸，而副產(chǎn)硫酸的年產(chǎn)量也達到了21萬噸。該企業(yè)所選用的煉鋅工藝，實為當(dāng)前世界比較先進的低污染沉礬濕法煉鋅工藝，而在焙燒制酸方面，選用的是鋅精礦沸騰焙燒、余熱回收、SO2煙氣制酸的基本工藝。生產(chǎn)時，會有大量的高浸渣產(chǎn)生，且排入到渣場當(dāng)中；而針對銅鎘鈷渣人眼，其通過酸浸部分鋅之后，才能對外出售；所產(chǎn)生的大量酸性污水、重金屬污水等，會被送到腸內(nèi)的污水處理站，經(jīng)過系統(tǒng)化處理后，方能外排。本文結(jié)合當(dāng)前實況，就鋅冶煉渣綜合利用與節(jié)能減排的實用工藝作一探討。

1.綜合利用工藝

1.1棄渣、中間渣情況分析

依據(jù)該公司對中間渣、尾渣的最新計量統(tǒng)計得知，現(xiàn)階段，該企業(yè)年產(chǎn)產(chǎn)生4751噸的凈液銅渣，而凈夜鎘渣的年產(chǎn)生量為887噸，此外，鐵礬渣的年產(chǎn)生量為33574噸，鉛銀渣為94127噸。

1.2鉛銀渣

針對鉛銀渣來講，其實為一種由鋅焙砂高酸浸出而產(chǎn)生的棄渣，該企業(yè)每年產(chǎn)生94127噸的鉛銀渣，依據(jù)2018年各個元素化驗平均數(shù)據(jù)計算得知，此渣當(dāng)中每年含有Cd539噸，而Pb為3283噸/年，Ag為17.1噸/年，In為19.6度/年，Zn為5651噸/年。此外，還需要指出的是，渣當(dāng)中無論是In、Cd，還是Zn、Ag、Cu，均有著回收利用價值，但這些元素均有著比較低的含量，針對單一型的鋅冶煉企業(yè)來分析，要想更加合理且經(jīng)濟的對上述元素進行回收，需富集?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外在回收鋅浸出渣富集的工藝主要有矮鼓風(fēng)爐工藝、Ausmelt工藝、回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)工藝及煙化爐揮發(fā)工藝。依據(jù)渣的基本特點，且結(jié)合燃料供應(yīng)、投資、環(huán)保等因素，對上述工藝進行對比，從中得知，Ausmelt工藝與煙化爐揮發(fā)工藝之間有著許多共同點，即有著比較低的成本，可以回收預(yù)熱，實現(xiàn)產(chǎn)值的提升；可以合理利用廉價且豐富的粉煤；所產(chǎn)生的那些固體渣不僅沒有污染，而且還能銷售。但也有不足之處，即Ausmelt工藝由于需要連續(xù)性生產(chǎn)，渣當(dāng)中的In、Zn及Pb均有著比較低的回收率，而且還有著較高的建設(shè)投資成本。而對于煙化爐而言，其不能對Cu、Ag進行回收。若能對煙化爐工藝加以完善，使其能夠回收此些元素，那么最理想的工藝就是煙化爐揮發(fā)工藝。

1.3銅鎘鈷渣

現(xiàn)階段，借助銅鎘鈷渣濕法工藝來生產(chǎn)含鋅溶液、富鈷渣及精鎘，然后把含有鋅的溶液加入到煉鋅系統(tǒng)當(dāng)中，此工藝已較為成熟。銅的冶煉依據(jù)原料的差異，需要選擇最標(biāo)準(zhǔn)化的流程，而對于富銅渣冶煉工藝而言，其主要有兩種劃分，其一為濕法冶金，其二是火法冶金。針對火法冶金而言，其對于那些大規(guī)模生產(chǎn)比較適用，污染大，且投資高；而對于濕法冶金工藝而言，其對于小規(guī)模生產(chǎn)比較實用，有著環(huán)境污染小及投資小等特點，因此，結(jié)合該企業(yè)實況及特點，選濕法冶金工藝最為恰當(dāng)。針對濕法冶金工藝而言，其典型問題就是電解液雜質(zhì)積累，現(xiàn)階段，國內(nèi)許多企業(yè)所選用的是萃取-電解方式，以此來產(chǎn)生電解銅。把高雜質(zhì)電解液融入到銅鎘鈷渣浸出工序當(dāng)中，將其當(dāng)作浸出液，溶液當(dāng)中的銅離子被渣當(dāng)中的鋅粉置換，溶液經(jīng)過中和操作后，便會被送到煉鋅系統(tǒng)當(dāng)中。

2.節(jié)能減排

2.1余熱發(fā)電

為了能夠從根本上保障鋅精礦的基本需求，該企業(yè)在擴建工程當(dāng)中，專門建設(shè)了原料產(chǎn)地存放區(qū)，在實際生產(chǎn)中，余熱鍋爐對許多高壓過熱蒸汽進行了回收，此些蒸汽不僅用作寒冷季節(jié)的取暖，其它均外排。者不僅會造成大量熱能的浪費，而且還會出現(xiàn)余熱鍋爐軟化水供應(yīng)緊張的情況發(fā)生。該企業(yè)2臺余熱鍋爐的產(chǎn)氣量分別為23/8噸/h，如果各項生產(chǎn)條件均正常，那么合計產(chǎn)氣量為每小時30噸。為了能夠?qū)@些熱能進行充分利用回收，該企業(yè)安裝了1臺汽輪發(fā)電機組（3000kW），不僅可以發(fā)電，而且還能對產(chǎn)生的冷凝水進行回收，較好的補充鍋爐軟水的供應(yīng)。

將廠區(qū)檢修、故障、停電、冬季取暖等因素考慮在內(nèi)，依據(jù)非采暖期為140天，且設(shè)備呈現(xiàn)滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，且依照2000kW來進行計算，每年能夠發(fā)電1750萬kW？h。而對于冷凝水而言，則依據(jù)70%的比例來進行回收計算，那么年回收冷凝水為16萬噸。依據(jù)國內(nèi)同行業(yè)余熱發(fā)電的既往經(jīng)驗，通常情況下，僅需一年半的時間，便能夠?qū)⑺型顿Y均回收，且與國家相關(guān)節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)相符。

2.2廢水回收

依據(jù)2018年全企業(yè)用水量來進行統(tǒng)計，每天的用水量可達2670噸?，F(xiàn)階段，焙燒循環(huán)水泵房與動力分廠水膜除塵器，對一些二次水進行了利用，每日大約為200噸。而對于重金屬污水以及酸性污水來講，其經(jīng)過污酸處理之后，檢驗合格方能外排，而對于其它用水點，則一次使用后外排。通過系統(tǒng)化分析該企業(yè)各個用水點、水質(zhì)、用水量及排水等數(shù)據(jù)，最終制定了更加實用的二次水代替部分新水方案。（1）成功回收發(fā)電系統(tǒng)油冷器冷卻水、SO2風(fēng)機冷卻水一共為325噸/天，用作制酸分廠、發(fā)電冷凝器凈化工段間冷器用水。（2）對污酸處理站外排水進行回收，每天為556噸，用作制酸分廠制酸凈化煙氣洗滌，以及環(huán)保車間石灰乳制備、煉鋅分廠極板洗水。經(jīng)回用廢水，年節(jié)水量達到31萬噸，減排量也達到了28萬噸。

3.結(jié)語

綜上，通過對有價金屬的綜合回收，能夠有效提升金屬鋅回收率，這樣不僅能較好的環(huán)節(jié)鋅精礦供應(yīng)壓力，而且還有助于綜合利用水平以及經(jīng)濟效益的提升，還能較好的減少污染情況。因此，應(yīng)做好鋅冶煉渣的各項綜合利用工作，并且還需要根據(jù)現(xiàn)實需要，將節(jié)能減排工作做好，提高整個生產(chǎn)運營的質(zhì)量與水平。

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