鋅冶煉渣綜合利用與節能減排的工藝分析

張偉

摘 要：本文結合實際案例，就鋅冶煉渣過程中所產生棄渣、中間渣當中廢水、有價金屬及余熱問題進行深入剖析，探討了高酸浸出-低污染黃銨鐵礬濕法煉鋅工藝所形成的棄渣、中間渣的綜合利用工藝與節能減排措施，望能為此領域研究有所借鑒。

關鍵詞：鐵礬渣；鉛銀渣；利用工藝；節能減排

某企業實為一中外合資的大型企業，隨著規模的不斷擴大，其鋅錠及鋅基合金的年生產能力已經達到了12萬噸，而副產硫酸的年產量也達到了21萬噸。該企業所選用的煉鋅工藝，實為當前世界比較先進的低污染沉礬濕法煉鋅工藝，而在焙燒制酸方面，選用的是鋅精礦沸騰焙燒、余熱回收、SO2煙氣制酸的基本工藝。生產時，會有大量的高浸渣產生，且排入到渣場當中；而針對銅鎘鈷渣人眼，其通過酸浸部分鋅之后，才能對外出售；所產生的大量酸性污水、重金屬污水等，會被送到腸內的污水處理站，經過系統化處理后，方能外排。本文結合當前實況，就鋅冶煉渣綜合利用與節能減排的實用工藝作一探討。

1.綜合利用工藝

1.1棄渣、中間渣情況分析

依據該公司對中間渣、尾渣的最新計量統計得知，現階段，該企業年產產生4751噸的凈液銅渣，而凈夜鎘渣的年產生量為887噸，此外，鐵礬渣的年產生量為33574噸，鉛銀渣為94127噸。

1.2鉛銀渣

針對鉛銀渣來講，其實為一種由鋅焙砂高酸浸出而產生的棄渣，該企業每年產生94127噸的鉛銀渣，依據2018年各個元素化驗平均數據計算得知，此渣當中每年含有Cd539噸，而Pb為3283噸/年，Ag為17.1噸/年，In為19.6度/年，Zn為5651噸/年。此外，還需要指出的是，渣當中無論是In、Cd，還是Zn、Ag、Cu，均有著回收利用價值，但這些元素均有著比較低的含量，針對單一型的鋅冶煉企業來分析，要想更加合理且經濟的對上述元素進行回收，需富集。現階段，國內外在回收鋅浸出渣富集的工藝主要有矮鼓風爐工藝、Ausmelt工藝、回轉窯揮發工藝及煙化爐揮發工藝。依據渣的基本特點，且結合燃料供應、投資、環保等因素，對上述工藝進行對比，從中得知，Ausmelt工藝與煙化爐揮發工藝之間有著許多共同點，即有著比較低的成本，可以回收預熱，實現產值的提升；可以合理利用廉價且豐富的粉煤；所產生的那些固體渣不僅沒有污染，而且還能銷售。但也有不足之處，即Ausmelt工藝由于需要連續性生產，渣當中的In、Zn及Pb均有著比較低的回收率，而且還有著較高的建設投資成本。而對于煙化爐而言，其不能對Cu、Ag進行回收。若能對煙化爐工藝加以完善，使其能夠回收此些元素，那么最理想的工藝就是煙化爐揮發工藝。

1.3銅鎘鈷渣

現階段，借助銅鎘鈷渣濕法工藝來生產含鋅溶液、富鈷渣及精鎘，然后把含有鋅的溶液加入到煉鋅系統當中，此工藝已較為成熟。銅的冶煉依據原料的差異，需要選擇最標準化的流程，而對于富銅渣冶煉工藝而言，其主要有兩種劃分，其一為濕法冶金，其二是火法冶金。針對火法冶金而言，其對于那些大規模生產比較適用，污染大，且投資高；而對于濕法冶金工藝而言，其對于小規模生產比較實用，有著環境污染小及投資小等特點，因此，結合該企業實況及特點，選濕法冶金工藝最為恰當。針對濕法冶金工藝而言，其典型問題就是電解液雜質積累，現階段，國內許多企業所選用的是萃取-電解方式，以此來產生電解銅。把高雜質電解液融入到銅鎘鈷渣浸出工序當中，將其當作浸出液，溶液當中的銅離子被渣當中的鋅粉置換，溶液經過中和操作后，便會被送到煉鋅系統當中。

2.節能減排

2.1余熱發電

為了能夠從根本上保障鋅精礦的基本需求，該企業在擴建工程當中，專門建設了原料產地存放區，在實際生產中，余熱鍋爐對許多高壓過熱蒸汽進行了回收，此些蒸汽不僅用作寒冷季節的取暖，其它均外排。者不僅會造成大量熱能的浪費，而且還會出現余熱鍋爐軟化水供應緊張的情況發生。該企業2臺余熱鍋爐的產氣量分別為23/8噸/h，如果各項生產條件均正常，那么合計產氣量為每小時30噸。為了能夠對這些熱能進行充分利用回收，該企業安裝了1臺汽輪發電機組（3000kW），不僅可以發電，而且還能對產生的冷凝水進行回收，較好的補充鍋爐軟水的供應。

將廠區檢修、故障、停電、冬季取暖等因素考慮在內，依據非采暖期為140天，且設備呈現滿負荷運轉，且依照2000kW來進行計算，每年能夠發電1750萬kW？h。而對于冷凝水而言，則依據70%的比例來進行回收計算，那么年回收冷凝水為16萬噸。依據國內同行業余熱發電的既往經驗，通常情況下，僅需一年半的時間，便能夠將所有投資均回收，且與國家相關節能減排標準相符。

2.2廢水回收

依據2018年全企業用水量來進行統計，每天的用水量可達2670噸。現階段，焙燒循環水泵房與動力分廠水膜除塵器，對一些二次水進行了利用，每日大約為200噸。而對于重金屬污水以及酸性污水來講，其經過污酸處理之后，檢驗合格方能外排，而對于其它用水點，則一次使用后外排。通過系統化分析該企業各個用水點、水質、用水量及排水等數據，最終制定了更加實用的二次水代替部分新水方案。（1）成功回收發電系統油冷器冷卻水、SO2風機冷卻水一共為325噸/天，用作制酸分廠、發電冷凝器凈化工段間冷器用水。（2）對污酸處理站外排水進行回收，每天為556噸，用作制酸分廠制酸凈化煙氣洗滌，以及環保車間石灰乳制備、煉鋅分廠極板洗水。經回用廢水，年節水量達到31萬噸，減排量也達到了28萬噸。

3.結語

綜上，通過對有價金屬的綜合回收，能夠有效提升金屬鋅回收率，這樣不僅能較好的環節鋅精礦供應壓力，而且還有助于綜合利用水平以及經濟效益的提升，還能較好的減少污染情況。因此，應做好鋅冶煉渣的各項綜合利用工作，并且還需要根據現實需要，將節能減排工作做好，提高整個生產運營的質量與水平。

參考文獻：

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