電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的應(yīng)用分析

王崢琳

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○三隊(duì)，黑龍江哈爾濱 150000）

電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的應(yīng)用分析

王崢琳

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○三隊(duì)，黑龍江哈爾濱 150000）

在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中，常規(guī)化浸出、高溫和高酸化浸出、氧壓化浸出都是濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理的基本工作原理。根據(jù)各種方法與工藝的技術(shù)特點(diǎn)，采用電阻爐對(duì)濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣進(jìn)行焙燒預(yù)處理是最具合理性和科學(xué)性的。通過(guò)對(duì)氧氣濃度、焙燒溫度、時(shí)間和氣體流量的研究，發(fā)現(xiàn)這些因素對(duì)沉鐵渣脫硫率有著重要的影響。同時(shí)，濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理的物相及微觀體現(xiàn)都表明：采用電阻爐進(jìn)行濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理是完全可行的，也是符合其工藝要求的。因此，對(duì)濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理工藝方法的選擇，主要取決于對(duì)鋅渣性質(zhì)的了解。應(yīng)該根據(jù)鋅渣的性質(zhì)，結(jié)合各自工廠(chǎng)的生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)選擇最適合的生產(chǎn)方法。因此，重點(diǎn)闡述電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的應(yīng)用工藝，并提出在其過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題和環(huán)節(jié)。

濕法煉鋅；焙燒脫硫；預(yù)處理；沉鐵渣；浸鋅渣；除鐵；浸出；氯化

鋅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中占有非常重要的地位，并被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域之中。鋅主要的存在形態(tài)是硫化物，如閃鋅礦，菱鋅礦和硅鋅礦等。其冶煉工藝可以分為濕法煉鋅和浸鋅渣焙燒兩類(lèi)[1]。

1 常規(guī)濕法化浸出工藝

濕法煉鋅廠(chǎng)大多采用的都是此種方法。該工藝主要是經(jīng)過(guò)一段中性浸出，二段酸性浸出的形式，使礦石中的鋅，盡可能多的被溶解入溶液中。同時(shí)，也將Fe、Pb、Ag、In、Si、Ge等元素及少量的Zn 也浸出。這樣，一次性就可以將鋅的回收率提升到80% ~85%；但是出渣率也會(huì)高達(dá)55%左右。因且，整個(gè)工藝顯得不成熟。不利于大規(guī)模的推廣與應(yīng)用。

2 高溫和高酸化浸出工藝

又稱(chēng)黃鉀鐵礬法。該工藝是立足在銨或者堿金屬離子存在的情況下，硫化鋅在高溫和高酸的環(huán)境中，利用充足的反應(yīng)時(shí)間，快速生成堿式鐵化合物的一個(gè)過(guò)程。在此工藝下，鋅的浸出率可以達(dá)到95%，同時(shí)還可以生成Pb、Ag 浸出渣。此法雖然除鐵效果好，金屬回收率高。但是極易形成鐵渣的沉積，浸出渣的流動(dòng)性相對(duì)也很大。而且因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有成熟的工藝能夠分離和回收其中的Pb、Ag、In、Zn等金屬，屬于高危固體廢料，對(duì)周?chē)h(huán)境的危害也相當(dāng)大。

3 氧壓化浸出工藝

該工藝主要是在通入氧氣，并且氧壓在700kPa，溫度為150℃的情況下，將鋅轉(zhuǎn)變?yōu)?ZnSO4溶液。再經(jīng)過(guò)濃縮、凈化的一個(gè)過(guò)程。這種工藝的鋅浸出率可以高達(dá)98%左右，對(duì)原材料的適應(yīng)性也很強(qiáng)，可以很好地處理含鐵、鉛、硅較高的鋅礦。但是，由于此工藝整個(gè)過(guò)程都是處在密閉的環(huán)境中運(yùn)行的，自動(dòng)化控制程度高，對(duì)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和要求也很高。

4 電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的應(yīng)用原理

濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中硫的存在形式多是硫酸鹽，伴有微量的單質(zhì)硫與金屬硫化物。而采用濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理的方法，本身的操作又缺乏綜合回收性，不能進(jìn)行大批量的處理。雖然在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理的過(guò)程中需要的還原溫度低，但由于顆粒間的相互聚合性，還是要以電阻爐進(jìn)行相應(yīng)的輔助操作。這樣可以使鋅的揮發(fā)率顯著上升，提高回收率。在EDS譜上也可以明顯的看到硫的衍射峰。通過(guò)相關(guān)的熱力學(xué)分析可以看出，低鐵硫酸鹽可以作為進(jìn)行濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中鐵造氧化物熔解體的基礎(chǔ)原材料。所以，在進(jìn)行還原熔煉前，先進(jìn)行焙燒預(yù)處理清除硫元素是非常必要的。還要對(duì)氧氣濃度、焙燒溫度和時(shí)間等因素進(jìn)行充分的考慮，進(jìn)而優(yōu)化整個(gè)工藝和脫硫條件，為濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理的操作提供要的條件[2]。

5 電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的熱力分析

電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的反應(yīng)容器通常是Al2O3坩堝，載氣是氬氣，升溫速率一般情況下為10K/min。在DSC曲線(xiàn)上，因?yàn)槭艿匠凌F渣未充分干燥或其易吸濕性的影響，當(dāng)在58.6℃時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)吸熱峰；在128.5℃時(shí)受到沉鐵渣中硫酸鈣結(jié)晶水脫除的影響，可能會(huì)出現(xiàn)第二個(gè)吸熱峰[3]。

此外，在980.4℃處還有可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)吸熱峰，而當(dāng)達(dá)到1 200℃時(shí)將不再發(fā)生熱分解現(xiàn)象。這充分的說(shuō)明了沉鐵渣在受熱達(dá)到1200℃時(shí)，硫酸鹽的熱分解與脫硫率達(dá)到了90%左右。減小了金屬硫酸鹽的分解，平衡了二氧化硫的含量，增大了金屬硫化物的氧化，即氧氣增加抑制了金屬硫酸鹽的分解過(guò)程，促進(jìn)了其氧化的發(fā)生。

6 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)鋅企業(yè)的產(chǎn)能快速擴(kuò)張，相關(guān)資源的供給也日趨緊張。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)也開(kāi)始轉(zhuǎn)移到對(duì)相關(guān)資源的占有量和綜合回收利用率及相關(guān)的技術(shù)上來(lái)。因此，電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的應(yīng)用是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)工作。

它具有傳統(tǒng)濕法煉鋅除鐵工藝的基礎(chǔ)，又通過(guò)在技術(shù)上的創(chuàng)新改造具備了全新的工藝、操作方法。自身的優(yōu)化和創(chuàng)新，也降低了相關(guān)的生產(chǎn)成本和投入，提高了回收率、原材料的綜合利用率，從而達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。這樣既可以減輕企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，又為社會(huì)帶來(lái)了很好的環(huán)保效果和效益。而這一切也是正是我們要大力提倡電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預(yù)處理中的應(yīng)用與其繼續(xù)發(fā)展的目的。

[1] 羅偉.基于灰色預(yù)測(cè)的參數(shù)自校正構(gòu)架電阻爐溫度模糊控制系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2013，21（4）：965-967，976.

[2] 董愛(ài)華，李夢(mèng)瑤.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的電阻爐溫控系統(tǒng)[J].微型電腦應(yīng)用，2013，29（12）：44-46.

[3] 杜濱，張衍?chē)?guó).高爐渣干法?；瘜?shí)驗(yàn)研究中坩堝電阻爐的改進(jìn)[J].工業(yè)爐，2013，35（3）：55-57.

Application of Resistance Furnace in Pretreatment of Rheumatic Sedimentation and Dilute Slag

Wang Zheng-lin

In the pretreatment of wet zinc smelting and slagging slag，conventional leaching，high temperature and high acidification leaching，oxygen pressure leaching are wet pretreatment of zinc smelting and slag roasting Basic working principle. According to the technical characteristics of various methods and processes，it is the most reasonable and scientif i c to use the resistance furnace to preheat the wet zinc smelting and the dregs.Through the study of oxygen concentration，calcination temperature，time and gas fl ow，we can see that these factors have an important effect on the desulfurization rate of Shentaiqi.At the same time，the physical and microcosmic manifestations of the wet pretreatment of zinc smelting and drossing slag are all：it is feasible and feasible to carry out wet pretreatment of wet zinc smelting and slag roasting by resistance furnace Its process requirements.Therefore，the choice of wet pretreatment process for zinc smelting and slag roasting is mainly dependent on the understanding of the nature of dross.We should be based on the specif i c nature of zinc slag，combined with the characteristics of their own factories to choose the most suitable production methods.This paper will focus on the application of resistance furnace in the pretreatment of wet zinc smelting and slag roasting，and put forward the problems and links in the process.

wet zinc smelting；calcination desulfurization；pretreatment；seawater slag；leaching dregs；iron removal；leaching；chlorination

TP273.5

B

1003–6490（2017）03–0089–02

2017–03–08

孫志明（1988.03—），遼寧盤(pán)錦人，助理講師，主要研究方向?yàn)楹附咏虒W(xué)。

收稿日期：2017–03–12

作者簡(jiǎn)介： 王崢琳（1984—），女，黑龍江人，工程師，主要研究方向?yàn)榛せ?yàn)。