鋅浮渣綜合回收生產(chǎn)實踐

顧東宇

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司 會澤冶煉分公司，云南 曲靖 654200）

1 鋅浮渣的來源

在陰極鋅片熔鑄過程中，一些不必要的空氣會進(jìn)入爐內(nèi)與熔融鋅發(fā)生反應(yīng)，同時燃燒產(chǎn)生的CO2煙氣以及熔化的陰極鋅帶入爐內(nèi)的少量水份，都會與熔化的鋅金屬發(fā)生反應(yīng)，使鋅發(fā)生氧化，生成氧化鋅，所形成的氧化鋅會包裹一些金屬鋅顆粒，成為浮渣，而浮渣一般約含有85%的鋅，使鋅的熔鑄直收率降低，為了減少浮渣的量，提高鋅的直收率，實際工業(yè)生產(chǎn)實踐中，通常加入氯化銨或一定比例的氯化銨、松香混合物改善這種情況，加入的氯化銨在高溫下分解產(chǎn)生氯化氫與氧化鋅發(fā)生反應(yīng)，生成低熔點的氯化鋅，從而破壞包裹鋅的氧化鋅薄膜，使得浮渣顆粒中的鋅露出新鮮表面而匯于鋅液中。所以陰極鋅片熔鑄過程中產(chǎn)生的鋅浮渣主要含鋅、氧化鋅、氯化鋅。

2 國內(nèi)某廠處理處理鋅浮渣現(xiàn)狀

國內(nèi)某廠鋅浮渣處理工序位于熔鑄工序東北面，設(shè)單獨(dú)的廠房，采用“濕式球磨——搖床選礦”的方式分離鋅浮渣中的金屬鋅。當(dāng)前存在的主要問題有：搖床分選效果不好，有部分顆粒大的鋅粒子進(jìn)入浮渣中，混入鋅精礦中，在沸騰焙燒過程中會堵塞沸騰爐風(fēng)帽；濕式分選出來的鋅粒子，含水量較高，不能直接加入熔鑄爐回收；處理能力不能滿足生產(chǎn)需求；現(xiàn)場環(huán)境較差。通過上述工藝流程得到的鋅浮渣顆粒較大，很多呈塊狀，里面金屬鋅的成份含量很高，需通過篩分將大塊鋅分離出來，篩下物通過球磨使得表面氧化鋅分離，方便回收利用。

國內(nèi)某廠針對鋅系統(tǒng)熔鑄過程中產(chǎn)生的鋅浮渣設(shè)有浮渣處理系統(tǒng)，采用濕式工藝進(jìn)行處理，其工藝流程見圖1。

鋅浮渣從熔鑄車間運(yùn)輸?shù)礁≡幚碥囬g，經(jīng)單梁吊車吊運(yùn)至料倉，經(jīng)振動篩分離，大塊干燥的鋅塊直接返回熔鋅爐澆鑄成鋅錠外售；球磨得到的小塊鋅因含水份較大，無法直接返回火法爐進(jìn)行處理，需堆存自然陰干，但這樣處理會導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)塊，并且鋅會被氧化，增大處理難度。搖床得到的細(xì)鋅粒經(jīng)篩分后返回鎘工段作鎘置換鋅粉使用，但因粒度較大，易堵塞管道、排出口等，且每天數(shù)量較少，分撿工作量大，該部分細(xì)鋅粒也堆存自然陰干。

圖1 改造前鋅浮渣處理工藝流程圖

基于以上原因，停止了鋅浮渣濕式處理工藝的生產(chǎn)運(yùn)行，得到的鋅浮渣經(jīng)人工分撿后，大塊鋅直接外售或送往其他冶煉企業(yè)作為生產(chǎn)鋅粉的原料。

表1 國內(nèi)某廠熔鑄直收率統(tǒng)計表

從表1可以看出，國內(nèi)某廠鋅熔鑄直收率僅為94.5%～96.5%，離設(shè)計值97%有一定的差距。鋅浮渣中鋅顆粒的損失是導(dǎo)致熔鑄直收率未達(dá)到設(shè)計值的一個重要因素。鋅浮渣主要由金屬鋅、氧化鋅、氯化鋅混合而成，經(jīng)多級篩選后可分質(zhì)回用于生產(chǎn)系統(tǒng)；大塊鋅可直接入熔鋅爐；小塊鋅及細(xì)鋅粒經(jīng)壓團(tuán)后也可直接返回熔鋅爐，提高鋅的熔鑄直收率；粉狀的氧化鋅、氯化鋅經(jīng)脫氯后可作為優(yōu)質(zhì)的氧化鋅，用于濕法中和劑或煉鋅的優(yōu)質(zhì)含鋅物料[1]。

3 鋅浮渣工藝改造

在現(xiàn)有的鋅浮渣處理廠房內(nèi)進(jìn)行技改。利用原有的鋅浮渣料倉和棒條式振動給料機(jī)，把原有的濕式球磨機(jī)改造為干式球磨機(jī)，拆除原有的2臺搖床及礦漿貯槽（帶機(jī)械攪拌），在該位置新增1臺旋風(fēng)收塵器、新增1臺多級振動篩、新增1臺布袋收塵器、新增1臺小塊鋅和細(xì)粒鋅壓團(tuán)機(jī)，拆除原有的濕式球磨調(diào)漿液貯液槽、拆除原有的120m2廂式壓濾機(jī)。棒條式振動給料機(jī)分離出的大塊鋅直接返回熔鋅爐，球磨機(jī)出口分離出的小塊鋅和多級振動篩分離出的細(xì)粒鋅經(jīng)壓團(tuán)處理后返回熔鋅爐或用于吹制鋅粉，多級振動篩分離得到的粉狀鋅浮渣（氧化鋅、氯化鋅）返回多膛爐系統(tǒng)或沸騰爐系統(tǒng)，脫氯后經(jīng)氧化鋅浸出生產(chǎn)電鋅。

圖2 鋅浮渣技改后工藝流程圖

4 鋅浮渣綜合回收特色

4.1 含塵金屬物料再提取技術(shù)

鋅浮渣后段旋風(fēng)收塵產(chǎn)出鋅灰含鋅較高，粒度也較大。通過對旋風(fēng)收塵鋅灰、球磨機(jī)出口鋅粒子進(jìn)行多級篩分，通過篩分可以回收這部分鋅金屬用于鎘回收，從而減少鋅粉用量。

鋅錠熔鑄過程中產(chǎn)生的鋅浮渣，經(jīng)過篩分、球磨得到的產(chǎn)物鋅粒子，其金屬鋅占比高達(dá)87%～95%，有很高的利用價值。在大力提倡降本增效的現(xiàn)今，提高鋅浮渣的利用率很有必要。目前，鋅粒子壓餅回用到熔鑄爐鑄錠，但是海綿鎘的生產(chǎn)成本一直居高不下，其中關(guān)鍵原料以鋅粉為主，因此通過對回用鋅粒子降低一次置換海綿鎘所需的鋅粉，達(dá)到最大限度降低海綿鎘生產(chǎn)成本的目的。使用小于60目的鋅粒子代替鋅粉應(yīng)用于鎘回收工段取得良好效果，目前每月能代替鋅粉15t。

圖3 屑餅機(jī)圖樣

4.2 碎鋅成型再利用技術(shù)研發(fā)

球磨機(jī)出口篩下物碎鋅粒度較細(xì)，在返爐過程中不易沉底，且表面積較大，容易氧化。經(jīng)調(diào)查研究后，國內(nèi)某廠決定研發(fā)一種碎鋅成型再利用技術(shù)。初步?jīng)Q定利用屑餅機(jī)對球磨機(jī)出口篩下物進(jìn)行壓餅作業(yè)，將粉末狀鋅金屬粒子壓制成餅型，利于添加返爐。相比之前具有的優(yōu)點有：①餅狀鋅物料重量大，入爐后易沉底。②在無氧環(huán)境中熔化，產(chǎn)生氧化鋅少，浮渣率低。③碎鋅成型后易于添加且揚(yáng)塵較低有利于環(huán)保。綜上所述，碎鋅成型技術(shù)研發(fā)后有效提高了熔鑄直收率，減少了揚(yáng)塵。

4.3 鋅、鐵物料多級分離技術(shù)

在鋅熔鑄生產(chǎn)中，鐵器對熔鑄化學(xué)質(zhì)量危害較大。由于含鐵物料來源比較廣泛，熔鑄生產(chǎn)現(xiàn)場對鐵器管控要求比較高，定時清掃現(xiàn)場產(chǎn)生的含鋅、含鐵物料并混入浮渣進(jìn)入浮渣廠房。為減少含鋅物料中的含鐵，特研究開發(fā)了鋅、鐵物料多級分離技術(shù)。技術(shù)特點：鋅、鐵物料分四級分離。

圖4 鋅、鐵物料四級分離示意圖

通過鋅、鐵物料的多級分離，有效減少了返爐含鋅物料含鐵量，大大降低了熔鑄鐵超標(biāo)的風(fēng)險，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋅錠打下了堅實基礎(chǔ)。

4.4 高氯鋅物料的綜合利用

經(jīng)鋅浮渣旋風(fēng)收塵后的鋅灰含鋅較高，但含氯也較高，返回鋅系統(tǒng)處理容易造成氯元素富集。氧化鋅浸出產(chǎn)出鐵渣含鋅較低，現(xiàn)有技術(shù)無法有效處置，常規(guī)處理方式是建渣庫堆存。但目前環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，渣庫露天堆存已滿足不了環(huán)保要求。解決鐵渣走向是鋅系統(tǒng)生產(chǎn)面臨的一大難題。

經(jīng)綜合調(diào)查研究后，決定將旋風(fēng)塵鋅灰和鐵渣按比例搭配出售給外單位。兩種危險廢物通過一定比例搭配后變成新的煉鋅原料，實現(xiàn)了變廢為寶，廢物再利用。取得了較高的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。通過項目的實施，使國內(nèi)某廠鋅浮渣處理過程產(chǎn)出的金屬鋅可分類、分質(zhì)回收，提高鋅熔鑄直收率，也可使產(chǎn)出的粉狀鋅浮渣返回多膛爐或沸騰爐，做為煉鋅原料的補(bǔ)充。通過項目的實施取得了以下效果：①提高鋅熔鑄直收率。②補(bǔ)充鋅系統(tǒng)的鋅金屬。③降低氧化鋅煙塵、鋅精礦含水，穩(wěn)定多膛爐、沸騰爐作業(yè)，提高多膛爐、沸騰爐作業(yè)效率。

5 產(chǎn)量與指標(biāo)

（1）產(chǎn)量。目前已經(jīng)實現(xiàn)鋅餅日均產(chǎn)量1.45t，鋅粒子日均產(chǎn)量4t，鋅灰日均產(chǎn)量10t，每月代替鋅粉15t。

（2）經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。經(jīng)過改造后，鋅熔鑄直收率從96.01%提高到97.28%。實現(xiàn)了突破性進(jìn)展。

表2 改造后熔鑄直收率統(tǒng)計表

從表2中可以看出，自項目實施以來，熔鑄直收率得到很大提高，尤其項目收尾的9月份、10月份熔鑄直收率都穩(wěn)定在97%以上，達(dá)到設(shè)計值，項目初步取得成功。

6 小結(jié)

鋅浮渣處理工藝由原來的濕法工藝改造為干法工藝，解決了原來鋅浮渣工藝中存在的顆粒大、易結(jié)塊、水分高、環(huán)境差等問題。結(jié)合鋅浮渣的綜合回收利用研究，有效的提升了鋅熔鑄直收率及其他鋅熔鑄經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。同時對鋅浮渣中的鋅金屬通過各種方式進(jìn)行了綜合回收，提升了鋅金屬的綜合回收率，降低了生產(chǎn)成本，減少了危廢的產(chǎn)生。符合“節(jié)能、環(huán)保、資源綜合回收”的時代主題。