直接法氧化鋅工藝創新

覃金芒，黃麗萍

（柳州市怡得安豪科技發展有限公司，廣西　柳州　545006）

直接法氧化鋅工藝創新

覃金芒，黃麗萍

（柳州市怡得安豪科技發展有限公司，廣西柳州545006）

摘要：本文介紹直接法氧化面臨優質量鋅精礦資源枯竭的問題和應對措施，介紹了用熟石灰粉為粘結劑、鋅焙砂球磨和生團礦延遲堆放三種最新工藝和效果，以及對進一步提高氧化鋅生產工藝水平提出了建議。

關鍵詞：直接法氧化鋅；韋氏爐；鋅焙砂；熟石灰粉；球磨；團礦

1　前言

直接法氧化鋅主要生產含氧化鋅不少于99.5%的產品，是一種重要的化工原料，在橡膠、涂料、陶瓷、電纜、玻璃、搪瓷、石油、化工等行業中得到廣泛應用，生產經營廠商遍布全國各地，為促進現代化工工業發展起著基礎性的作用。

2　直接法氧化鋅的生產工藝和面臨挑戰

采用固定式韋氏爐直接生產氧化鋅，以鋅精礦為原料，經高溫氧化焙燒脫除鉛、鎘、硫等雜質后，配以還原煤和石灰膏并壓制成團，團礦經干燥在爐內高溫還原，揮發出的鋅蒸氣與爐氣中的CO2和引入的空氣直接氧化成氧化鋅產品[1]。生產工藝流程見圖1。

圖1　韋氏法生產氧化鋅流程圖

直接法氧化鋅生產對鋅精礦質量要求嚴格，其中一級鋅焙砂要求含Zn大于66%，含鉛和鎘分別小于0.06%和0.015%。隨著國內優質鋅精礦日益枯竭，在采用低質進口鋅精礦為生產原料后，普遍存在氧化鋅品級降低，金屬鋅直收率和回收率下降，以及金屬單耗、粉煤塊煤單耗普遍升高的問題，造成企業技術經濟指標惡化生產經營面臨著虧損的局面。為此，經不斷的研究試驗結果證實，通過采取得當的工藝改造措施，直接法氧化鋅用低質量進口鋅精礦做生產原料，依然能夠有效保持產品質量，提高生產技術經濟指標[2]。

3　直接法氧化鋅工藝改造

3.1用熟石灰粉做粘合劑[3]

粘合劑是用來將焙砂和碳質還原劑制成具足夠強度的球團，以利于球團間傳熱和促進反應的進行。團礦質量的好壞，直接影響著氧化鋅產品質量和回收率等重要技術經濟指標。粘合劑通常是石灰膏，石灰膏存在粘性大水份高，在壓團時很難完全攪拌開，制出的團礦水份也高等缺點，較大影響地團礦的強度。本措施改變過去將生石灰用水浸泡成石灰膏的做法，而是將生石灰用適量水噴灑，并維持兩到三天熟化成熟石灰粉后用做粘合劑壓團。

用熟石灰粉做粘合劑，只需采取生產操作和工藝控制措施，不需要新增設備投資和增加崗位工人。

3.2鋅焙砂球磨處理[4]

鋅焙砂是鋅精礦經焙燒后所得的褐色微顆粒狀固體，通常的做法是將鋅焙砂人工過得篩，取顆粒合格的篩下鋅焙砂用以壓制成團。由于鋅精礦在1150℃左右焙燒，產出的鋅焙砂顆粒就是過程高溫熔融結塊的產物，直接投入生產不利于鋅焙砂顆粒內部鋅金屬的還原和揮發，采用球磨措施就是將這些顆粒全部磨成80目以下的粉末，全面解除鋅金屬還原揮發的障礙。

鋅焙砂球磨處理需要增加一臺球磨機及相關附屬設備系統，并增加相應的生產操作崗位工人。減少了原過篩鋅焙砂的人工消耗，另外，鋅焙砂球磨后可以避免原篩分存在砂頭需要重復返回沸騰爐焙燒的問題，減少重復焙燒的鋅金屬損失和焙燒運輸費用。

3.3生團礦延遲推放

團礦干燥是將經配料、和料、碾壓與壓團成球后拉到團礦堆場堆放，此時由于團礦剛剛形成強度處于最低階段，堆放到堆場時不少團礦已經碎裂成粉料，粉料堵塞團礦間的縫隙，影響了團礦的干燥效率和效果。改造措施是壓團產出的團礦，先放到直接法爐邊烘1個晚上，第二天壓團前再堆到場地上晾干。經過延遲一個晚上再堆放，有效消除團礦碎裂成粉料問題。

采取團礦延遲堆放措施時，原來流動使用的團礦車將對應單批次團礦相對固定使用，因此需要適當增加團礦車到每條韋氏爐100輛左右，新增10萬元投資左右。

4　改造效果

經上述工藝改造運行1年多比較，韋氏爐的技術經濟指標明顯提高，一級品氧化鋅率由65%提高到80%。鋅直收率由84%左右提高到87%以上，單位產品消耗全部下降，每噸氧化鋅的鋅金屬、粉煤和塊煤單耗分別下降0.022t、0.081t和0.038t，創下業內同種原材料的最好水平。改造前后單條韋氏爐生產技術經濟指標對比分析和物耗指標變化比較分別見表1和圖2。

表1　韋氏法生產氧化鋅流程圖

圖2　改造前后物耗指標變化圖

5　結論建議

直接法氧化鋅是一個比較傳統的生產工藝，主要依靠人工操作，通過采取熟石灰粉做粘合劑、焙砂球磨和團礦延遲堆放工藝改造后，鋅金屬直收率穩定在87%以上，塊煤粉煤消耗明顯下降，取得良好的經濟效益。此外，直接法氧化鋅生產還應著重控制入爐團礦的水份含量，以及在鼓風抽風設備采用變頻等先進工藝設備，提高生產過程控制的水平，達到持續提高的目的。

參考文獻：

[1]張存芳.李啟運直接氧化鋅生產技術[J].

[2]顧建明.我國氧化鋅行業面臨的機遇與挑戰[B].

[3]商連弟，武換生.氧化鋅生產方法及研究進展[J].

[4]趙天從.重金屬冶煉學[M].