牛皓;戴兴征;杨美彦;杨建军;曾鹏;韩永刚;张芸;刘子明;李国峰;黄江;黄孟阳;刘茂利;程瑛;王昆华
一、课题来源和背景： 锌金属市场需求的日益增长,我国锌金属产量不断提高,锌精矿原料逐渐供不应求,锌精矿原料的竞争日趋激烈。 云南云铜锌业股份有限公司的前身－昆明市锌厂,该厂是1992年投产的湿法炼锌企业,采用黄钾铁矾法除铁产出的废渣含主金属锌达到7﹪,其它有价金属如铟、镉、铅、铜等的含量也较高,废渣中所含的有价金属部分是以水溶性盐类(硫酸盐)存在的。这种废渣在堆存过程中,风吹雨淋,将会对堆存附近的水系造成严重污染。目前云铜锌业厂区北部以及厂口斑鸠箐堆存废渣总量已达15万吨,且每年将新产出废渣约在5.5万吨左右。历史堆存加上每年产生的巨大废渣量,将给企业及社会带来极大的环保压力。一方面对这些废渣中能溶解于水的锌、镉、砷等的化合物有害金属元素会对环境造成严重威胁,另一方面这些废渣中的有价金属(如锌、镉、铅、铟、锗等)又得不到很好的回收,使有限的资源得不到综合利用,影响了企业的经济效益。 云铜锌业已堆存的废渣,约含锌8～12﹪,铟0.028﹪,锗0.001﹪,铜0.91﹪,镉0.13﹪,铅6.19﹪。15万吨废渣可回收金属锌18000吨,铟42吨,锗1.5吨,铜1365吨,镉195吨,铅9285吨等金属量,按照2008年的价格计算,价值为4～5亿元。目前按照公司年产废渣5.5万吨,经威尔兹挥发窑处理后的浸出渣,每年产出约25000吨次氧化锌粉,其中含有约10000吨金属量的锌,同时富含铟、锗、镉、铜、铅等有价金属,特别是其中的金属铟、锗价值极高。2006年开始,有色金属的价格不断升高,锌价2006年达到1.5万元/吨,2007年达到2.5万元/吨,2008年达到1.8万元/吨,铟价在2007年达到700万元/吨,公司在2005年开始实施该项目,2006～2008年为公司创造了巨大的经济效益。 项目组在对原料情况进行充分的研究、分析基础上,对国内湖南某冶炼厂、广西柳州某冶炼厂、云南省会泽某厂和楚雄南华某厂等处理次氧化锌粉的工艺流程进行认真考察,分析了各企业次氧化锌综合回收处理工艺的优缺点,同时借鉴比利时优美科公司专家意见及次氧化锌粉处理的实践经验上,通过实验室探索实验与理论相结合,确定将湿法炼锌处理焙烧矿中所使用“针铁矿”法除铁的技术移植到处理次氧化锌粉的工艺流程,提出了工艺流程：次氧化锌粉一次中性浸出,中浸渣采用二次酸性浸出,酸浸滤渣送铅厂提铅,酸浸液进行一次中和,中和滤液通压缩空气,一次水解沉铟,产出富铟渣送铟厂提铟,“针铁矿法”水解沉铁,水解后液返主系统,产出滤渣返挥发窑进行挥发处理。与传统工艺相比,具有流程短、金属回收率和直收率高、能源消耗低、环境污染小、经济效益显著等特点。 二、技术创造性和先进性： 国内相关企业处理次氧化锌粉的技术指标有： 株洲冶炼厂：锌回收率在89～91﹪; 南华茂森公司：锌回收率86.9﹪; 水口山有色金属集团公司：锌直收率87.02﹪,回收率89.25﹪; 湖南有色金属研究所：处理废渣中锌的浸出率85﹪,铅回收率96﹪; 韶关冶炼厂：全流程Zn的总直收率达到86.3﹪; 国外相关企业处理次氧化锌粉的技术指标有： 波兰某公司：锌浸出率95～98﹪; 比利时优美科公司：锌浸出率95～98﹪,锌回收率95.5﹪; 本项目处理次氧化锌粉的技术指标; 锌浸出率≥97.5﹪,锌的回收率≥96﹪,铟的回收率在80﹪左右,达到国外同类企业的技术水平。 本项目整体技术达到国内领先、国际先进水平。 (1)成功研究了处理次氧化锌粉“中性浸出－酸性浸出－中和－一次水解－二次水解”综合回收锌、铅、铟新工艺,并采用添加剂去除F离子,避免了传统多膛炉脱F、Cl的复杂工艺。本技术综合回收了锌、铟、铅有价元素。 (2)创造性的提出了对次氧化锌粉的还原性测定方法和降低物料还原性的措施,用于指导整个流程工艺参数的调整。 三、应用前景和存在的问题： 本项目体现了技术先进、增效减污、清洁生产的特点,符合国家发展循环经济的产业政策,在为企业创造巨大经济效益。本工艺可处理含杂质较高的各种次氧化锌粉,适应性强,对国内各锌厂的次氧化锌粉处理上具有现实的推广价值,具有良好推广前景。 由于项目进展速度较快,一些配套设施未能与主体工程同步投产,使得在初期的试生产过程中,工艺控制不稳定,一些技术经济指标未能完全达到预期目标。另外在项目设计过程中,一些设计内容未能考虑周全,以致在实际的生产过程中给操作带来了一定的困难。尽管在项目的实施期间在不同的阶段出现了一系列的问题,通过项目组全体成员及生产线上员工的集体努力,克服了种种困难,解决了诸多的问题,使本项目得以顺利的完成。 四、历年获奖情况： 本项目获得2009年云铜集团科技进步一等奖,获2010年中国铝业公司科技进步一等,获2009年中国有色金属协会科技进步二等奖。
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