氧化鋅高砷煙灰處理系統(tǒng)存在的問題及改造實(shí)踐

馬少衛(wèi) 于守貴

摘 要：本文介紹了某冶煉公司對(duì)高砷氧化鋅煙灰生產(chǎn)鋅錠系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的問題以及相應(yīng)的改造方案和改造后系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。改造內(nèi)容主要涉及上料工段，凈化工段工藝操作，電積系統(tǒng)的通風(fēng)等。

關(guān)鍵詞：氧化鋅煙灰;浸出;脫砷;凈化;電積

Abstract：This article introduces the problems existing in the operation of a smelting company’s zinc ingot production system for high arsenic zinc oxide soot， and the corresponding transformation plan and system operation status after the transformation. The reconstruction content mainly involves the loading section， the purification section process operation， and the ventilation of the electrowinning system.

Keywords：zinc oxide soot;leaching;dearsenic removal;purification;electrowinning

國內(nèi)針對(duì)含鋅煙灰處理的工藝較多，根據(jù)含鋅煙灰的成分選擇合適的工藝，含鋅煙灰里鐵酸鋅含量較多的，鋅品位在20%左右的，采用酸浸處理，浸出率較低，適合采用火法處理，高溫還原焙燒，揮發(fā)出來的煙灰含鋅較高，再進(jìn)行濕法處理;冶煉含鋅煙灰里含氟氯較高的往往要經(jīng)過火法脫氟氯，但是針對(duì)含砷較高的煙灰如果采用火法處理還必須增加砷的回收，在砷回收過程中對(duì)設(shè)備的氣密性、材料的抗腐蝕性要求較高，產(chǎn)生的大量的含砷廢水還需要進(jìn)一步的處理。因此含高砷、氟、氯的含鋅煙灰的加工處理顯得日益重要。本文結(jié)合某冶煉公司高砷、高氟、高氯含鋅煙灰的處理生產(chǎn)實(shí)踐，闡述遇到的問題和解決方案。

1 高砷含鋅煙灰處理工藝簡述

圖1? ?改造前工藝流程圖

高砷含鋅煙灰由生產(chǎn)系統(tǒng)負(fù)壓輸送到煙灰儲(chǔ)倉，通過伸縮卸料器裝至罐車，罐車運(yùn)至煙灰處理系統(tǒng)的料倉，通過計(jì)量裝置給入煙灰漿化槽，漿化后的礦漿一部分給入中浸槽進(jìn)行浸出，一部分調(diào)整后續(xù)工段的pH值，中浸后礦漿通過壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，中浸渣調(diào)漿后給入酸浸槽，濾液進(jìn)行除砷、鐵、鍺、銻，除氟氯，除銅鎘，除鈷鎳，深度除雜后得到新液，新液進(jìn)行電積生產(chǎn)陰極鋅，陰極鋅融化鑄錠，改造前工藝流程如圖1所示，改造后工藝流程如圖2所示。

圖2? ?改造后工藝流程圖

2 運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題及解決措施

2.1 給料計(jì)量裝置改造，提高開車率

運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)料倉下料不暢，雙螺旋計(jì)量稱數(shù)值顯示時(shí)斷時(shí)續(xù)，雙螺旋計(jì)量稱排灰口接入管鏈機(jī)輸送煙灰，整個(gè)輸送過程密閉運(yùn)行，其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致物料供應(yīng)不上，而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解除故障。

采取的解決措施：計(jì)量皮帶取代雙螺旋計(jì)量稱與管鏈機(jī)輸送煙灰，隨時(shí)可以觀察料倉的下料情況，設(shè)備故障率大大降低，穩(wěn)定了操作，液固比控制在了要求的范圍。

2.2 除鐵工序平衡錳離子的濃度，改善鉄砷渣等膠體物質(zhì)過濾困難等

由于原料的來源主要是鉛冶煉煙化爐煙灰，含砷量大于1%，煙灰里鐵的含量又較低，中浸液中含銻、鍺都在40mg/l左右，砷含量在1000mg/l左右，為了除去大部分的砷、銻、鍺，就需要補(bǔ)充一定量的硫酸亞鐵，加入錳粉和通入氧氣氧化二價(jià)鐵離子，錳粉加入量大，通入氧氣反應(yīng)時(shí)間長，造成新液中錳離子超標(biāo);鉄砷渣返回中浸槽，中浸再渣經(jīng)過酸浸雜質(zhì)反溶，除鐵工段帶來額外負(fù)擔(dān)。在鉄砷渣壓濾過程中，過濾困難，濾渣粘結(jié)，壓濾機(jī)濾室充填率低，嚴(yán)重影響了投礦量。

采取的解決措施：添加雙氧水對(duì)未氧化的二價(jià)鐵離子進(jìn)行快速反應(yīng)，控制二價(jià)鐵離子含量在5mg/l以下，在氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生過量的酸，為了中和過量的酸，生產(chǎn)中將石灰改為了氧化鋅煙灰，避免了電解新夜中鈣鎂離子的結(jié)晶。在鉄砷渣過濾前，在反應(yīng)槽中加入凈化渣改善鉄砷渣等膠體的物理性質(zhì)，使以前在過濾過程中產(chǎn)生的問題得到了極大的緩解，鉄砷渣的混合物不再返回中浸工序，將其直接開路，返回到火法系統(tǒng)脫雜。

2.3 除氟、氯工序的改造

改造前，選用了一種除氟、氯劑，除氟、氯劑在使用過程中需要對(duì)除氟、氯渣進(jìn)行水洗，水洗渣進(jìn)行堿洗，堿洗渣進(jìn)行酸化活化處理后進(jìn)行回用到除氟槽。存在堿洗時(shí)產(chǎn)生大量的含氟廢水，酸化后的除氟劑進(jìn)入除氟槽降低了除氟液的pH值，需要加堿中和處理，這樣堿洗和中和兩個(gè)步驟都會(huì)將鹽類帶入流程，長時(shí)間的積累會(huì)造成管道和設(shè)備內(nèi)壁結(jié)晶，其次除氟、氯劑經(jīng)過多次循環(huán)使用，效率會(huì)降低，需要進(jìn)行開路，給工藝操作帶來不變。

改造內(nèi)容：采用氧化鑭除氟，氧化亞銅除氯，通過一段時(shí)間的穩(wěn)定操作，指標(biāo)都能控制在氟離子30mg/l以下，氯離子300mg/l以下。不產(chǎn)生多余的含氟、氯離子的堿性廢水，也減少了鹽類進(jìn)入流程。綜合成本也得到了下降。

2.4 鋅電積系統(tǒng)的改造，優(yōu)化陽極泥的返回使用，加強(qiáng)環(huán)境通風(fēng)

改造前，鋅電積槽中陽極泥采用隔膜泵進(jìn)行抽取至陽極泥攪拌槽，陽極泥攪拌槽泵送至中浸槽中，運(yùn)行中隔膜泵易被陰極板脫落的鋅瘤堵塞損壞，陽極泥在電解槽堆積較多時(shí)抽吸力不足，時(shí)間長了陽極泥越積越多，其次陽極泥攪拌槽體積太小，緩沖能力不足，中浸槽由于間斷使用陽極泥，造成抽吸的陽極泥沒有地方儲(chǔ)存。在酸性體系下鋅電積過程中陽極放出氧氣，陰極板上的鋅在反溶時(shí)放出氫氣，造成電解槽上方酸霧濃度較高，原設(shè)計(jì)是抽風(fēng)口在電解槽下方，由于酸霧氣流下行，一會(huì)造成銅排腐蝕較重，二是由于電解槽下方三個(gè)方向都是開放空間，短路氣流大，電解槽上下酸霧流動(dòng)性差，惡化了操作環(huán)境。

改造方案：改造廢電液儲(chǔ)槽為陽極泥加熱攪拌槽，容積同中浸槽，這樣實(shí)現(xiàn)了陽極泥隨時(shí)可以連續(xù)抽取，也保證了下段工序的間斷使用。將一臺(tái)熱水洗槽改為了真空受料槽，增加一臺(tái)真空噴射泵，實(shí)現(xiàn)真空抽吸，這樣抽吸力比隔膜泵大，陽極泥清理比較徹底，操作簡單，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)酸霧主要集中在電解槽上方區(qū)域內(nèi)，酸霧濃度較高，因此將風(fēng)機(jī)進(jìn)口中心高改為距離電解槽面2.0m高度上，分布在整個(gè)電解槽側(cè)面，將風(fēng)量集中在電解區(qū)域，同時(shí)在電解槽另一側(cè)面布置新鮮空氣進(jìn)風(fēng)口，加強(qiáng)了對(duì)流，極大地改善了原有的操作環(huán)境。

3 結(jié)語

針對(duì)處理鉛冶煉煙化爐高砷、高氟、氯物料的處理實(shí)踐，每一個(gè)環(huán)節(jié)的制約就會(huì)影響整個(gè)工序的生產(chǎn)進(jìn)行。上料系統(tǒng)要求準(zhǔn)確，穩(wěn)定，可操作性，減少泄漏對(duì)影響的環(huán)境;電解新夜凈化指標(biāo)必須嚴(yán)格控制各個(gè)雜質(zhì)元素的含量在要求范圍內(nèi)，否則就會(huì)引起陰陽極板的腐蝕，陰極鋅的反溶等，為此在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了三段凈化來保證新液的合格;凈化藥劑的選擇直接影響到工藝的選擇，其次砷、銻、鍺等雜質(zhì)含量的多少直接影響到過濾的性能，因此在生產(chǎn)中通過調(diào)整過濾介質(zhì)的性質(zhì)來解決過濾困難;陽極泥也是影響鋅錠質(zhì)量，電解正常進(jìn)行的一個(gè)因素，必須保證陽極泥正常及時(shí)流暢的清理;電積鋅槽面產(chǎn)生酸霧是不可避免的，加強(qiáng)通風(fēng)換氣改善操作環(huán)境，加強(qiáng)槽面的管理等等每一個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)化，既能保證鋅錠的質(zhì)量和產(chǎn)量，同時(shí)也能保障工人的身心健康。

參考文獻(xiàn)：

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[2]邵霞，雷兆敏.真空掏槽在西北鉛鋅冶煉廠電解的應(yīng)用與實(shí)踐[J].甘肅冶金，2008（30）：87-89.

作者簡介：

馬少衛(wèi)（1973- ），男，河南開封杞縣人，副高級(jí)工程師，主要從事選礦、冶金工作。