鋅錠加工成本分析與控制

張紅菊，張富兵，白宇峰

（1.陜西鋅業(yè)有限公司，陜西 商洛 726000；2.河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南 濟(jì)源 459000）

隨著鋅冶煉生產(chǎn)能力的不斷增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)鋅精礦資源日趨緊張，大部分鋅冶煉企業(yè)靠進(jìn)口鋅精礦和氧化鋅礦以及含鋅低原料進(jìn)行補(bǔ)充。由于原料供應(yīng)緊張，鋅精礦價(jià)格因供應(yīng)緊張上揚(yáng)，而鋅錠產(chǎn)品價(jià)格卻因生產(chǎn)過剩而下跌。因此，在當(dāng)前市場(chǎng)形勢(shì)下，加強(qiáng)鋅錠加工成本分析與控制是企業(yè)謀求發(fā)展的重要舉措。

目前，我國(guó)生產(chǎn)鋅的方法主要是火法和濕法，其中以濕法煉鋅為主，其主要工序包括焙燒、浸出、凈化、電解、熔鑄5個(gè)工序。

1 鋅錠成本分析

1.1 鋅錠加工成本構(gòu)成及分析要點(diǎn)

1.2 鋅錠加工過程中主要可變成本

電鋅加工過程中的可變成本主要包括以下幾個(gè)方面：（1）大宗化工輔材：浸出用二氧化錳、硫酸，凈化用鋅粉等；（2）日常維修和停產(chǎn)大修的機(jī)物料費(fèi)用；（3）檢修費(fèi)用和備品備件消耗費(fèi)用；（4）動(dòng)力消耗：水、電、煤氣、壓風(fēng)費(fèi)用。

1.3 鋅錠加工成本分析要點(diǎn)

由于固定資產(chǎn)、職工人數(shù)、折舊等相對(duì)穩(wěn)定，該部分產(chǎn)生的費(fèi)用也相對(duì)穩(wěn)定，但由于人的管理等方面不易控制，故屬于不可控費(fèi)用；與此相反，水、電、大宗輔材、維修機(jī)物料產(chǎn)生的費(fèi)用是不穩(wěn)定的，屬于可控費(fèi)用。因此，在電鋅加工成本分析及管理中，實(shí)際上大部分的工作內(nèi)容是控制加工成本中的可變成本，才更具有實(shí)際意義。

2 主要影響因素

2.1 鋅錠加工成本完成情況

表1統(tǒng)計(jì)了某常規(guī)濕法煉鋅企業(yè)近三年來的鋅錠加工成本完成情況。

表1 鋅錠各工序加工成本完成表 元／t

由統(tǒng)計(jì)表1可以看出，近年來鋅錠的加工成本約在3 500～3 800元／t之間，陰極鋅加工成本占比較大，約占加工成本的85%左右。因此，控制陰極鋅加工成本是控制鋅錠加工成本的重點(diǎn)與關(guān)鍵。

2.2 鋅錠生產(chǎn)變動(dòng)單位成本完成情況

表2中統(tǒng)計(jì)了某常規(guī)濕法煉鋅企業(yè)近三年來的鋅錠加工可變成本完成情況及占比情況。

由表2可以看出，變動(dòng)費(fèi)用中影響較大的是電、鋅粉、極板等。故降低電鋅加工成本可變部分的電耗、鋅粉、極板消耗至關(guān)重要。極板大部分企業(yè)是自行生產(chǎn)，所以主要是控制電耗及鋅粉單耗。

水上救助能力是救助者對(duì)水中遇險(xiǎn)者，在岸上實(shí)施救助的方法。包括安全救助方法和醫(yī)學(xué)救助方法?；驹瓌t是：在保證自身安全的情況下，利用救生圈、竹竿、木板、長(zhǎng)繩等物拋給溺水者，再將其拖至岸邊，采用倒水、人工呼吸、安全運(yùn)送等方法。

表2 主要變動(dòng)費(fèi)用構(gòu)成表

3 控制措施

3.1 電耗影響因素及控制措施

3.1.1 電耗影響分析

根據(jù)有關(guān)資料和該煉鋅廠的生產(chǎn)實(shí)踐，統(tǒng)計(jì)出濕法煉鋅各工藝段的能耗分配，見表3［1］。

表3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，電解能耗占了濕法煉鋅總能耗的80%左右，是主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

表3 鋅錠生產(chǎn)各工序能耗分配表

表4列出了該公司近三年來各工序的直流電和交流電電耗情況。

國(guó)內(nèi)外煉鋅廠直流電單耗一般在2 900～3 150 kWh／t，折合電鋅單耗約2 970～3 250 kWh／t。用于陰極鋅的電解的直流電單耗約占80%以上，而交流電耗約20%。

由表4可以看出，直流電的占比較大，占整個(gè)煉鋅電耗的88%左右，占整個(gè)濕法部分電耗的91%左右。正常情況下，濕法煉鋅各工序的交流電是較穩(wěn)定的，易造成波動(dòng)且影響電單耗較大的第一要素是電解直流電單耗，因此降低電解工序電單耗是降低鋅錠加工成本主要手段。該指標(biāo)雖在指標(biāo)范圍內(nèi)，但是在指標(biāo)上限，所以降低直流電解消耗，對(duì)于降低電解鋅的成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。

表4 直流電、交流電完成情況表

3.1.2 降低電解直流電單耗的主要措施

電能消耗與電流效率成反比，與槽電壓成正比，因此，在降低電耗過程中采取的主要措施就是加強(qiáng)技術(shù)管理，提高電流效率；加強(qiáng)槽面日常管理，降低槽電壓，進(jìn)而降低電鋅生產(chǎn)成本。在日常生產(chǎn)中，主要采取以下措施來降低電解直流電單耗。

1.穩(wěn)定新液質(zhì)量控制。新液質(zhì)量代表著整個(gè)濕法系統(tǒng)的質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)凈化工序新液Ge、Sb、Co、As、Ni等燒板雜質(zhì)成分的控制。電解工序?qū)邮艿男乱罕仨毑扇『侠砝?，首先?duì)新液儲(chǔ)備罐交替使用，確保足夠的沉淀時(shí)間；其次，對(duì)接收的高雜質(zhì)新液，進(jìn)行合理搭配使用，采取高低混用、析出后期少量使用的方法，最大化地避免燒板事故的發(fā)生。

2.合理控制電解液溫度。在一定酸度下，電解液溫度過高，增加溶液的雜質(zhì)活度，導(dǎo)致鋅復(fù)溶，電解過程惡化，電流效率下降，一般采用大循環(huán)，即往新液中添加大量廢液經(jīng)冷卻后送電積槽來降低電解液溫度。但是溫度過低會(huì)增加電解液的電阻，同樣降低電流效率。從電解液溫度對(duì)電流效率的影響看，在36～42℃時(shí)電流效率較高［2］，正常情況下，要選擇更適合本單位實(shí)際情況的電解液溫度，正常情況下電解液溫度控制在38～41℃。電解液降溫，一方面是增強(qiáng)冷卻塔的降溫效果，使經(jīng)過冷卻塔的電解液流量大，降溫效果好；另一方面是在凈化增加的新液冷卻塔和壓濾除鈣鎂，有利于降低進(jìn)入電解的溫度和鈣鎂含量，經(jīng)過冷卻塔后，溫度降低了2～3℃，鈣鎂含量由原來的6～7 g／L降低至目前的1 g／L左右。

3.電解液中酸鋅比控制。電解液中保持相對(duì)穩(wěn)定的鋅離子濃度，在中酸中電流密度電積條件下，維持電積液含鋅45～60 g／L，可以獲得90%以上的電流效率。實(shí)踐證明，廢電解液的酸增加10 g／L，槽電壓降低0.013 V［3］，提高了電流效率，但是在電解過程中，隨著鋅離子濃度的降低，硫酸濃度的增加，氫的超電壓降低，雜質(zhì)也會(huì)隨著鋅在陰極析出，影響產(chǎn)品質(zhì)量。正常情況下電解液的酸度控制在180 g／L左右。

4.消除或減少系統(tǒng)漏電，提高電流效率。電解過程的漏電之處很多，如：鋅電積液、廢電積液、槽內(nèi)冷卻水、電積槽對(duì)地之間的接觸不良等，主要通過減少導(dǎo)電排對(duì)地漏電、減少電解槽槽體漏電、減少電解液循環(huán)過程的漏電、減少陰陽極接觸漏電等方法消除或減少。在出裝槽操作時(shí)保證導(dǎo)電片的導(dǎo)電率在95%以上，電耗可降低2～3 kWh／t鋅。

5.減少導(dǎo)體、接觸點(diǎn)電阻。陰陽極接觸導(dǎo)電頭在接觸點(diǎn)上存在有接觸電壓降，約0.03 V左右［4］，而且這種接觸導(dǎo)電頭在工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)量很大，因此要力求降低接觸電壓降，在實(shí)際生產(chǎn)中，可通過擦洗或保持導(dǎo)電銅排的光潔，改善陰極導(dǎo)電頭與導(dǎo)電銅排的接觸方式，確保各接觸點(diǎn)導(dǎo)電良好，可有效降低導(dǎo)體和接觸點(diǎn)部分電阻。同時(shí)，在陰陽極制作過程中，需嚴(yán)格控制陰陽極焊接工藝，并保持導(dǎo)電板與陰陽極的接觸點(diǎn)清潔。

6.提高整流設(shè)備的效率。國(guó)內(nèi)大部分電鋅生產(chǎn)企業(yè)都采用的是硅整流設(shè)備，該公司剛投產(chǎn)時(shí)的硅整流效率為94%，經(jīng)過調(diào)查研究以及后期改進(jìn)，其整流效率提高到97%以上。

7.鉛基四元合金陽極板的使用。在鉛銀合金陽極板中添加鈣、鍶堿土金屬，不僅可以提高析出鋅產(chǎn)量和電解電流效率，平均電流效率提高0.5% ～1.5%左右［5］，電耗降低30 kWh／t析出鋅，同時(shí)可以節(jié)省70%～75%的白銀。

3.2 鋅粉單耗影響因素及控制措施

鋅粉是電鋅生產(chǎn)重要的直接材料消耗，其主要用于凈化生產(chǎn)過程中，用以置換中上清液中銅、鎘、鎳、鈷等雜質(zhì)，經(jīng)過凈化后的鋅液，達(dá)到可供電解使用的標(biāo)準(zhǔn)要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，除鎳、鈷過程中鋅粉消耗量較大，約占鋅粉消耗總量的2／3，除銅鎘過程中約占鋅粉總量的1／3。

影響鋅粉消耗的因素及采取的措施：

1.中上清含雜影響：鋅粉消耗主要是由中上清的含雜情況決定的，有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，中上清的銅鎘含量各個(gè)企業(yè)差別不大，但是含鈷波動(dòng)較大，在10～40 mg／L，影響鋅粉單耗在30～80 kg／t鋅，生產(chǎn)實(shí)踐表明，中上清鈷每升高10 mg／L，鋅粉單耗上升10～20 kg／t左右。因此嚴(yán)格控制原料中的鈷以及返回系統(tǒng)的含鈷液，是降低鋅粉單耗的途徑之一。當(dāng)上清液含懸浮物多，溶液的pH值過低或過高，溶液含鐵、硅酸、砷、銻等過高時(shí)，溶液粘度增大，使壓濾困難，從而使鎘、鈷的復(fù)溶增大，造成鋅粉單耗增加。

2.鋅粉的質(zhì)量：鋅粉純度愈高，粒度愈細(xì)（其表面積愈大），則反應(yīng)進(jìn)行得愈迅速愈徹底，對(duì)節(jié)約鋅粉用量和降低渣含鋅均有利。但是鋅粉粒度又不宜過細(xì)，否則易飄浮在溶液表面上損失掉。為此，一般要求粒度在74～149μm，有效鋅90%以上，無結(jié)塊。另外鉛銻合金鋅粉除鈷效率高，成本低。

3.產(chǎn)量穩(wěn)定：系統(tǒng)流量不穩(wěn)定，引起鋅粉加入量調(diào)整，而調(diào)整過程中2～6 h難以調(diào)整合適，如果引起新液不合格，造成新液返工，從而使鋅粉消耗增大。除此之外，液體溫度、攪拌強(qiáng)度、壓濾速度等操作對(duì)鎘、鈷復(fù)溶影響較大，會(huì)造成鋅粉消耗量大大升高。

4 結(jié) 論

1.對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的分析，可知鋅錠加工成本的控制，主要是對(duì)電解工序的直流電單耗和凈化工序的鋅粉單耗的控制。

2.通過以上措施的實(shí)施，電鋅電單耗、鋅粉單耗下降，效果顯著，鋅錠加工費(fèi)在原有的基礎(chǔ)上下降40元／t鋅左右，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益

3.把成本管理控制與生產(chǎn)管理、技術(shù)管理等緊密結(jié)合起來，盡量降低成本，將各類消耗降至合理范圍，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化。