论文部分内容阅读
摘 要：本文结合实际案例，就锌冶炼渣过程中所产生弃渣、中间渣当中废水、有价金属及余热问题进行深入剖析，探讨了高酸浸出-低污染黄铵铁矾湿法炼锌工艺所形成的弃渣、中间渣的综合利用工艺与节能减排措施，望能为此领域研究有所借鉴。
关键词：铁矾渣；铅银渣；利用工艺；节能减排
某企业实为一中外合资的大型企业，随着规模的不断扩大，其锌锭及锌基合金的年生产能力已经达到了12万吨，而副产硫酸的年产量也达到了21万吨。该企业所选用的炼锌工艺，实为当前世界比较先进的低污染沉矾湿法炼锌工艺，而在焙烧制酸方面，选用的是锌精矿沸腾焙烧、余热回收、SO2烟气制酸的基本工艺。生产时，会有大量的高浸渣产生，且排入到渣场当中；而针对铜镉钴渣人眼，其通过酸浸部分锌之后，才能对外出售；所产生的大量酸性污水、重金属污水等，会被送到肠内的污水处理站，经过系统化处理后，方能外排。本文结合当前实况，就锌冶炼渣综合利用与节能减排的实用工艺作一探讨。
1.综合利用工艺
1.1弃渣、中间渣情况分析
依据该公司对中间渣、尾渣的最新计量统计得知，现阶段，该企业年产产生4751吨的净液铜渣，而净夜镉渣的年产生量为887吨，此外，铁矾渣的年产生量为33574吨，铅银渣为94127吨。
1.2铅银渣
针对铅银渣来讲，其实为一种由锌焙砂高酸浸出而产生的弃渣，该企业每年产生94127吨的铅银渣，依据2018年各个元素化验平均数据计算得知，此渣当中每年含有Cd539吨，而Pb为3283吨/年，Ag为17.1吨/年，In为19.6度/年，Zn为5651吨/年。此外，还需要指出的是，渣当中无论是In、Cd，还是Zn、Ag、Cu，均有着回收利用价值，但这些元素均有着比较低的含量，针对单一型的锌冶炼企业来分析，要想更加合理且经济的对上述元素进行回收，需富集。现阶段，国内外在回收锌浸出渣富集的工艺主要有矮鼓风炉工艺、Ausmelt工艺、回转窑挥发工艺及烟化炉挥发工艺。依据渣的基本特点，且结合燃料供应、投资、环保等因素，对上述工艺进行对比，从中得知，Ausmelt工艺与烟化炉挥发工艺之间有着许多共同点，即有着比较低的成本，可以回收预热，实现产值的提升；可以合理利用廉价且丰富的粉煤；所产生的那些固体渣不仅没有污染，而且还能销售。但也有不足之处，即Ausmelt工艺由于需要连续性生产，渣当中的In、Zn及Pb均有着比较低的回收率，而且还有着较高的建设投资成本。而对于烟化炉而言，其不能对Cu、Ag进行回收。若能对烟化炉工艺加以完善，使其能够回收此些元素，那么最理想的工艺就是烟化炉挥发工艺。
1.3铜镉钴渣
现阶段，借助铜镉钴渣湿法工艺来生产含锌溶液、富钴渣及精镉，然后把含有锌的溶液加入到炼锌系统当中，此工藝已较为成熟。铜的冶炼依据原料的差异，需要选择最标准化的流程，而对于富铜渣冶炼工艺而言，其主要有两种划分，其一为湿法冶金，其二是火法冶金。针对火法冶金而言，其对于那些大规模生产比较适用，污染大，且投资高；而对于湿法冶金工艺而言，其对于小规模生产比较实用，有着环境污染小及投资小等特点，因此，结合该企业实况及特点，选湿法冶金工艺最为恰当。针对湿法冶金工艺而言，其典型问题就是电解液杂质积累，现阶段，国内许多企业所选用的是萃取-电解方式，以此来产生电解铜。把高杂质电解液融入到铜镉钴渣浸出工序当中，将其当作浸出液，溶液当中的铜离子被渣当中的锌粉置换，溶液经过中和操作后，便会被送到炼锌系统当中。
2.节能减排
2.1余热发电
为了能够从根本上保障锌精矿的基本需求，该企业在扩建工程当中，专门建设了原料产地存放区，在实际生产中，余热锅炉对许多高压过热蒸汽进行了回收，此些蒸汽不仅用作寒冷季节的取暖，其它均外排。者不仅会造成大量热能的浪费，而且还会出现余热锅炉软化水供应紧张的情况发生。该企业2台余热锅炉的产气量分别为23/8吨/h，如果各项生产条件均正常，那么合计产气量为每小时30吨。为了能够对这些热能进行充分利用回收，该企业安装了1台汽轮发电机组（3000kW），不仅可以发电，而且还能对产生的冷凝水进行回收，较好的补充锅炉软水的供应。
将厂区检修、故障、停电、冬季取暖等因素考虑在内，依据非采暖期为140天，且设备呈现满负荷运转，且依照2000kW来进行计算，每年能够发电1750万kW？h。而对于冷凝水而言，则依据70%的比例来进行回收计算，那么年回收冷凝水为16万吨。依据国内同行业余热发电的既往经验，通常情况下，仅需一年半的时间，便能够将所有投资均回收，且与国家相关节能减排标准相符。
2.2废水回收
依据2018年全企业用水量来进行统计，每天的用水量可达2670吨。现阶段，焙烧循环水泵房与动力分厂水膜除尘器，对一些二次水进行了利用，每日大约为200吨。而对于重金属污水以及酸性污水来讲，其经过污酸处理之后，检验合格方能外排，而对于其它用水点，则一次使用后外排。通过系统化分析该企业各个用水点、水质、用水量及排水等数据，最终制定了更加实用的二次水代替部分新水方案。（1）成功回收发电系统油冷器冷却水、SO2风机冷却水一共为325吨/天，用作制酸分厂、发电冷凝器净化工段间冷器用水。（2）对污酸处理站外排水进行回收，每天为556吨，用作制酸分厂制酸净化烟气洗涤，以及环保车间石灰乳制备、炼锌分厂极板洗水。经回用废水，年节水量达到31万吨，减排量也达到了28万吨。
3.结语
综上，通过对有价金属的综合回收，能够有效提升金属锌回收率，这样不仅能较好的环节锌精矿供应压力，而且还有助于综合利用水平以及经济效益的提升，还能较好的减少污染情况。因此，应做好锌冶炼渣的各项综合利用工作，并且还需要根据现实需要，将节能减排工作做好，提高整个生产运营的质量与水平。
参考文献：
[1]刘燕庭， 阎丽， 黄春林，等. 锌浸出渣中有价元素综合回收技术研究进展[J]. 湖南有色金属， 2014， 30（6）：44-48.
[2]杨胜刚， 邵军， 高昭宗，等. 高炉水渣生产新型节能建筑材料技术研究与应用[J]. 冶金标准化与质量， 2008（5）：33-36.
[3]李静， 牛皓， 彭金辉，等. 锌窑渣综合回收利用研究现状及展望[J]. 矿产综合利用， 2008（6）：44-48.
关键词：铁矾渣；铅银渣；利用工艺；节能减排
某企业实为一中外合资的大型企业，随着规模的不断扩大，其锌锭及锌基合金的年生产能力已经达到了12万吨，而副产硫酸的年产量也达到了21万吨。该企业所选用的炼锌工艺，实为当前世界比较先进的低污染沉矾湿法炼锌工艺，而在焙烧制酸方面，选用的是锌精矿沸腾焙烧、余热回收、SO2烟气制酸的基本工艺。生产时，会有大量的高浸渣产生，且排入到渣场当中；而针对铜镉钴渣人眼，其通过酸浸部分锌之后，才能对外出售；所产生的大量酸性污水、重金属污水等，会被送到肠内的污水处理站，经过系统化处理后，方能外排。本文结合当前实况，就锌冶炼渣综合利用与节能减排的实用工艺作一探讨。
1.综合利用工艺
1.1弃渣、中间渣情况分析
依据该公司对中间渣、尾渣的最新计量统计得知，现阶段，该企业年产产生4751吨的净液铜渣，而净夜镉渣的年产生量为887吨，此外，铁矾渣的年产生量为33574吨，铅银渣为94127吨。
1.2铅银渣
针对铅银渣来讲，其实为一种由锌焙砂高酸浸出而产生的弃渣，该企业每年产生94127吨的铅银渣，依据2018年各个元素化验平均数据计算得知，此渣当中每年含有Cd539吨，而Pb为3283吨/年，Ag为17.1吨/年，In为19.6度/年，Zn为5651吨/年。此外，还需要指出的是，渣当中无论是In、Cd，还是Zn、Ag、Cu，均有着回收利用价值，但这些元素均有着比较低的含量，针对单一型的锌冶炼企业来分析，要想更加合理且经济的对上述元素进行回收，需富集。现阶段，国内外在回收锌浸出渣富集的工艺主要有矮鼓风炉工艺、Ausmelt工艺、回转窑挥发工艺及烟化炉挥发工艺。依据渣的基本特点，且结合燃料供应、投资、环保等因素，对上述工艺进行对比，从中得知，Ausmelt工艺与烟化炉挥发工艺之间有着许多共同点，即有着比较低的成本，可以回收预热，实现产值的提升；可以合理利用廉价且丰富的粉煤；所产生的那些固体渣不仅没有污染，而且还能销售。但也有不足之处，即Ausmelt工艺由于需要连续性生产，渣当中的In、Zn及Pb均有着比较低的回收率，而且还有着较高的建设投资成本。而对于烟化炉而言，其不能对Cu、Ag进行回收。若能对烟化炉工艺加以完善，使其能够回收此些元素，那么最理想的工艺就是烟化炉挥发工艺。
1.3铜镉钴渣
现阶段，借助铜镉钴渣湿法工艺来生产含锌溶液、富钴渣及精镉，然后把含有锌的溶液加入到炼锌系统当中，此工藝已较为成熟。铜的冶炼依据原料的差异，需要选择最标准化的流程，而对于富铜渣冶炼工艺而言，其主要有两种划分，其一为湿法冶金，其二是火法冶金。针对火法冶金而言，其对于那些大规模生产比较适用，污染大，且投资高；而对于湿法冶金工艺而言，其对于小规模生产比较实用，有着环境污染小及投资小等特点，因此，结合该企业实况及特点，选湿法冶金工艺最为恰当。针对湿法冶金工艺而言，其典型问题就是电解液杂质积累，现阶段，国内许多企业所选用的是萃取-电解方式，以此来产生电解铜。把高杂质电解液融入到铜镉钴渣浸出工序当中，将其当作浸出液，溶液当中的铜离子被渣当中的锌粉置换，溶液经过中和操作后，便会被送到炼锌系统当中。
2.节能减排
2.1余热发电
为了能够从根本上保障锌精矿的基本需求，该企业在扩建工程当中，专门建设了原料产地存放区，在实际生产中，余热锅炉对许多高压过热蒸汽进行了回收，此些蒸汽不仅用作寒冷季节的取暖，其它均外排。者不仅会造成大量热能的浪费，而且还会出现余热锅炉软化水供应紧张的情况发生。该企业2台余热锅炉的产气量分别为23/8吨/h，如果各项生产条件均正常，那么合计产气量为每小时30吨。为了能够对这些热能进行充分利用回收，该企业安装了1台汽轮发电机组（3000kW），不仅可以发电，而且还能对产生的冷凝水进行回收，较好的补充锅炉软水的供应。
将厂区检修、故障、停电、冬季取暖等因素考虑在内，依据非采暖期为140天，且设备呈现满负荷运转，且依照2000kW来进行计算，每年能够发电1750万kW？h。而对于冷凝水而言，则依据70%的比例来进行回收计算，那么年回收冷凝水为16万吨。依据国内同行业余热发电的既往经验，通常情况下，仅需一年半的时间，便能够将所有投资均回收，且与国家相关节能减排标准相符。
2.2废水回收
依据2018年全企业用水量来进行统计，每天的用水量可达2670吨。现阶段，焙烧循环水泵房与动力分厂水膜除尘器，对一些二次水进行了利用，每日大约为200吨。而对于重金属污水以及酸性污水来讲，其经过污酸处理之后，检验合格方能外排，而对于其它用水点，则一次使用后外排。通过系统化分析该企业各个用水点、水质、用水量及排水等数据，最终制定了更加实用的二次水代替部分新水方案。（1）成功回收发电系统油冷器冷却水、SO2风机冷却水一共为325吨/天，用作制酸分厂、发电冷凝器净化工段间冷器用水。（2）对污酸处理站外排水进行回收，每天为556吨，用作制酸分厂制酸净化烟气洗涤，以及环保车间石灰乳制备、炼锌分厂极板洗水。经回用废水，年节水量达到31万吨，减排量也达到了28万吨。
3.结语
综上，通过对有价金属的综合回收，能够有效提升金属锌回收率，这样不仅能较好的环节锌精矿供应压力，而且还有助于综合利用水平以及经济效益的提升，还能较好的减少污染情况。因此，应做好锌冶炼渣的各项综合利用工作，并且还需要根据现实需要，将节能减排工作做好，提高整个生产运营的质量与水平。
参考文献：
[1]刘燕庭， 阎丽， 黄春林，等. 锌浸出渣中有价元素综合回收技术研究进展[J]. 湖南有色金属， 2014， 30（6）：44-48.
[2]杨胜刚， 邵军， 高昭宗，等. 高炉水渣生产新型节能建筑材料技术研究与应用[J]. 冶金标准化与质量， 2008（5）：33-36.
[3]李静， 牛皓， 彭金辉，等. 锌窑渣综合回收利用研究现状及展望[J]. 矿产综合利用， 2008（6）：44-48.