電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中的應用分析

王崢琳

（黑龍江省有色金屬地質勘查七○三隊，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處理中的應用分析

王崢琳

（黑龍江省有色金屬地質勘查七○三隊，黑龍江哈爾濱 150000）

在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中，常規化浸出、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處理的基本工作原理。根據各種方法與工藝的技術特點，采用電阻爐對濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣進行焙燒預處理是最具合理性和科學性的。通過對氧氣濃度、焙燒溫度、時間和氣體流量的研究，發現這些因素對沉鐵渣脫硫率有著重要的影響。同時，濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理的物相及微觀體現都表明：采用電阻爐進行濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理是完全可行的，也是符合其工藝要求的。因此，對濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理工藝方法的選擇，主要取決于對鋅渣性質的了解。應該根據鋅渣的性質，結合各自工廠的生產特點來選擇最適合的生產方法。因此，重點闡述電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中的應用工藝，并提出在其過程中應該注意的問題和環節。

濕法煉鋅；焙燒脫硫；預處理；沉鐵渣；浸鋅渣；除鐵；浸出；氯化

鋅在國民經濟體系中占有非常重要的地位，并被廣泛的應用在各個領域之中。鋅主要的存在形態是硫化物，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[1]。

1 常規濕法化浸出工藝

濕法煉鋅廠大多采用的都是此種方法。該工藝主要是經過一段中性浸出，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，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%；但是出渣率也會高達55%左右。因且，整個工藝顯得不成熟。不利于大規模的推廣與應用。

2 高溫和高酸化浸出工藝

又稱黃鉀鐵礬法。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境中，利用充足的反應時間，快速生成堿式鐵化合物的一個過程。在此工藝下，鋅的浸出率可以達到95%，同時還可以生成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，浸出渣的流動性相對也很大。而且因為目前還沒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，對周圍環境的危害也相當大。

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，將鋅轉變為 ZnSO4溶液。再經過濃縮、凈化的一個過程。這種工藝的鋅浸出率可以高達98%左右，對原材料的適應性也很強，可以很好地處理含鐵、鉛、硅較高的鋅礦。但是，由于此工藝整個過程都是處在密閉的環境中運行的，自動化控制程度高，對設備的標準和要求也很高。

4 電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中的應用原理

濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中硫的存在形式多是硫酸鹽，伴有微量的單質硫與金屬硫化物。而采用濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理的方法，本身的操作又缺乏綜合回收性，不能進行大批量的處理。雖然在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理的過程中需要的還原溫度低，但由于顆粒間的相互聚合性，還是要以電阻爐進行相應的輔助操作。這樣可以使鋅的揮發率顯著上升，提高回收率。在EDS譜上也可以明顯的看到硫的衍射峰。通過相關的熱力學分析可以看出，低鐵硫酸鹽可以作為進行濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中鐵造氧化物熔解體的基礎原材料。所以，在進行還原熔煉前，先進行焙燒預處理清除硫元素是非常必要的。還要對氧氣濃度、焙燒溫度和時間等因素進行充分的考慮，進而優化整個工藝和脫硫條件，為濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預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處理中的反應容器通常是Al2O3坩堝，載氣是氬氣，升溫速率一般情況下為10K/min。在DSC曲線上，因為受到沉鐵渣未充分干燥或其易吸濕性的影響，當在58.6℃時可能會出現一個吸熱峰；在128.5℃時受到沉鐵渣中硫酸鈣結晶水脫除的影響，可能會出現第二個吸熱峰[3]。

此外，在980.4℃處還有可能會出現一個吸熱峰，而當達到1 200℃時將不再發生熱分解現象。這充分的說明了沉鐵渣在受熱達到1200℃時，硫酸鹽的熱分解與脫硫率達到了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程，促進了其氧化的發生。

6 結語

近年來，為了實現國內鋅企業的產能快速擴張，相關資源的供給也日趨緊張。國內相關行業的競爭焦點也開始轉移到對相關資源的占有量和綜合回收利用率及相關的技術上來。因此，電阻爐在濕法煉鋅沉鐵渣和浸鋅渣焙燒預處理中的應用是一項非常重要的技術工作。

它具有傳統濕法煉鋅除鐵工藝的基礎，又通過在技術上的創新改造具備了全新的工藝、操作方法。自身的優化和創新，也降低了相關的生產成本和投入，提高了回收率、原材料的綜合利用率，從而達到了節能環保的目的。這樣既可以減輕企業的經濟負擔，又為社會帶來了很好的環保效果和效益。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處理中的應用與其繼續發展的目的。

[1] 羅偉.基于灰色預測的參數自校正構架電阻爐溫度模糊控制系統[J].計算機測量與控制，2013，21（4）：965-967，976.

[2] 董愛華，李夢瑤.基于模糊神經網絡PID算法的電阻爐溫控系統[J].微型電腦應用，2013，29（12）：44-46.

[3] 杜濱，張衍國.高爐渣干法粒化實驗研究中坩堝電阻爐的改進[J].工業爐，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—），遼寧盤錦人，助理講師，主要研究方向為焊接教學。

收稿日期：2017–03–12

作者簡介： 王崢琳（1984—），女，黑龍江人，工程師，主要研究方向為化工化驗。