鋅錠加工成本分析與控制

張紅菊，張富兵，白宇峰

（1.陜西鋅業有限公司，陜西 商洛 726000；2.河南豫光鋅業有限公司，河南 濟源 459000）

隨著鋅冶煉生產能力的不斷增長，國內鋅精礦資源日趨緊張，大部分鋅冶煉企業靠進口鋅精礦和氧化鋅礦以及含鋅低原料進行補充。由于原料供應緊張，鋅精礦價格因供應緊張上揚，而鋅錠產品價格卻因生產過剩而下跌。因此，在當前市場形勢下，加強鋅錠加工成本分析與控制是企業謀求發展的重要舉措。

目前，我國生產鋅的方法主要是火法和濕法，其中以濕法煉鋅為主，其主要工序包括焙燒、浸出、凈化、電解、熔鑄5個工序。

1 鋅錠成本分析

1.1 鋅錠加工成本構成及分析要點

1.2 鋅錠加工過程中主要可變成本

電鋅加工過程中的可變成本主要包括以下幾個方面：（1）大宗化工輔材：浸出用二氧化錳、硫酸，凈化用鋅粉等；（2）日常維修和停產大修的機物料費用；（3）檢修費用和備品備件消耗費用；（4）動力消耗：水、電、煤氣、壓風費用。

1.3 鋅錠加工成本分析要點

由于固定資產、職工人數、折舊等相對穩定，該部分產生的費用也相對穩定，但由于人的管理等方面不易控制，故屬于不可控費用；與此相反，水、電、大宗輔材、維修機物料產生的費用是不穩定的，屬于可控費用。因此，在電鋅加工成本分析及管理中，實際上大部分的工作內容是控制加工成本中的可變成本，才更具有實際意義。

2 主要影響因素

2.1 鋅錠加工成本完成情況

表1統計了某常規濕法煉鋅企業近三年來的鋅錠加工成本完成情況。

表1 鋅錠各工序加工成本完成表 元／t

由統計表1可以看出，近年來鋅錠的加工成本約在3 500～3 800元／t之間，陰極鋅加工成本占比較大，約占加工成本的85%左右。因此，控制陰極鋅加工成本是控制鋅錠加工成本的重點與關鍵。

2.2 鋅錠生產變動單位成本完成情況

表2中統計了某常規濕法煉鋅企業近三年來的鋅錠加工可變成本完成情況及占比情況。

由表2可以看出，變動費用中影響較大的是電、鋅粉、極板等。故降低電鋅加工成本可變部分的電耗、鋅粉、極板消耗至關重要。極板大部分企業是自行生產，所以主要是控制電耗及鋅粉單耗。

水上救助能力是救助者對水中遇險者，在岸上實施救助的方法。包括安全救助方法和醫學救助方法。基本原則是：在保證自身安全的情況下，利用救生圈、竹竿、木板、長繩等物拋給溺水者，再將其拖至岸邊，采用倒水、人工呼吸、安全運送等方法。

表2 主要變動費用構成表

3 控制措施

3.1 電耗影響因素及控制措施

3.1.1 電耗影響分析

根據有關資料和該煉鋅廠的生產實踐，統計出濕法煉鋅各工藝段的能耗分配，見表3［1］。

表3統計數據顯示，電解能耗占了濕法煉鋅總能耗的80%左右，是主要技術經濟指標。

表3 鋅錠生產各工序能耗分配表

表4列出了該公司近三年來各工序的直流電和交流電電耗情況。

國內外煉鋅廠直流電單耗一般在2 900～3 150 kWh／t，折合電鋅單耗約2 970～3 250 kWh／t。用于陰極鋅的電解的直流電單耗約占80%以上，而交流電耗約20%。

由表4可以看出，直流電的占比較大，占整個煉鋅電耗的88%左右，占整個濕法部分電耗的91%左右。正常情況下，濕法煉鋅各工序的交流電是較穩定的，易造成波動且影響電單耗較大的第一要素是電解直流電單耗，因此降低電解工序電單耗是降低鋅錠加工成本主要手段。該指標雖在指標范圍內，但是在指標上限，所以降低直流電解消耗，對于降低電解鋅的成本，提高產品的市場競爭力至關重要。

表4 直流電、交流電完成情況表

3.1.2 降低電解直流電單耗的主要措施

電能消耗與電流效率成反比，與槽電壓成正比，因此，在降低電耗過程中采取的主要措施就是加強技術管理，提高電流效率；加強槽面日常管理，降低槽電壓，進而降低電鋅生產成本。在日常生產中，主要采取以下措施來降低電解直流電單耗。

1.穩定新液質量控制。新液質量代表著整個濕法系統的質量，加強對凈化工序新液Ge、Sb、Co、As、Ni等燒板雜質成分的控制。電解工序對接受的新液必須采取合理利用，首先對新液儲備罐交替使用，確保足夠的沉淀時間；其次，對接收的高雜質新液，進行合理搭配使用，采取高低混用、析出后期少量使用的方法，最大化地避免燒板事故的發生。

2.合理控制電解液溫度。在一定酸度下，電解液溫度過高，增加溶液的雜質活度，導致鋅復溶，電解過程惡化，電流效率下降，一般采用大循環，即往新液中添加大量廢液經冷卻后送電積槽來降低電解液溫度。但是溫度過低會增加電解液的電阻，同樣降低電流效率。從電解液溫度對電流效率的影響看，在36～42℃時電流效率較高［2］，正常情況下，要選擇更適合本單位實際情況的電解液溫度，正常情況下電解液溫度控制在38～41℃。電解液降溫，一方面是增強冷卻塔的降溫效果，使經過冷卻塔的電解液流量大，降溫效果好；另一方面是在凈化增加的新液冷卻塔和壓濾除鈣鎂，有利于降低進入電解的溫度和鈣鎂含量，經過冷卻塔后，溫度降低了2～3℃，鈣鎂含量由原來的6～7 g／L降低至目前的1 g／L左右。

3.電解液中酸鋅比控制。電解液中保持相對穩定的鋅離子濃度，在中酸中電流密度電積條件下，維持電積液含鋅45～60 g／L，可以獲得90%以上的電流效率。實踐證明，廢電解液的酸增加10 g／L，槽電壓降低0.013 V［3］，提高了電流效率，但是在電解過程中，隨著鋅離子濃度的降低，硫酸濃度的增加，氫的超電壓降低，雜質也會隨著鋅在陰極析出，影響產品質量。正常情況下電解液的酸度控制在180 g／L左右。

4.消除或減少系統漏電，提高電流效率。電解過程的漏電之處很多，如：鋅電積液、廢電積液、槽內冷卻水、電積槽對地之間的接觸不良等，主要通過減少導電排對地漏電、減少電解槽槽體漏電、減少電解液循環過程的漏電、減少陰陽極接觸漏電等方法消除或減少。在出裝槽操作時保證導電片的導電率在95%以上，電耗可降低2～3 kWh／t鋅。

5.減少導體、接觸點電阻。陰陽極接觸導電頭在接觸點上存在有接觸電壓降，約0.03 V左右［4］，而且這種接觸導電頭在工業生產中數量很大，因此要力求降低接觸電壓降，在實際生產中，可通過擦洗或保持導電銅排的光潔，改善陰極導電頭與導電銅排的接觸方式，確保各接觸點導電良好，可有效降低導體和接觸點部分電阻。同時，在陰陽極制作過程中，需嚴格控制陰陽極焊接工藝，并保持導電板與陰陽極的接觸點清潔。

6.提高整流設備的效率。國內大部分電鋅生產企業都采用的是硅整流設備，該公司剛投產時的硅整流效率為94%，經過調查研究以及后期改進，其整流效率提高到97%以上。

7.鉛基四元合金陽極板的使用。在鉛銀合金陽極板中添加鈣、鍶堿土金屬，不僅可以提高析出鋅產量和電解電流效率，平均電流效率提高0.5% ～1.5%左右［5］，電耗降低30 kWh／t析出鋅，同時可以節省70%～75%的白銀。

3.2 鋅粉單耗影響因素及控制措施

鋅粉是電鋅生產重要的直接材料消耗，其主要用于凈化生產過程中，用以置換中上清液中銅、鎘、鎳、鈷等雜質，經過凈化后的鋅液，達到可供電解使用的標準要求。在實際生產中，除鎳、鈷過程中鋅粉消耗量較大，約占鋅粉消耗總量的2／3，除銅鎘過程中約占鋅粉總量的1／3。

影響鋅粉消耗的因素及采取的措施：

1.中上清含雜影響：鋅粉消耗主要是由中上清的含雜情況決定的，有關數據統計分析，中上清的銅鎘含量各個企業差別不大，但是含鈷波動較大，在10～40 mg／L，影響鋅粉單耗在30～80 kg／t鋅，生產實踐表明，中上清鈷每升高10 mg／L，鋅粉單耗上升10～20 kg／t左右。因此嚴格控制原料中的鈷以及返回系統的含鈷液，是降低鋅粉單耗的途徑之一。當上清液含懸浮物多，溶液的pH值過低或過高，溶液含鐵、硅酸、砷、銻等過高時，溶液粘度增大，使壓濾困難，從而使鎘、鈷的復溶增大，造成鋅粉單耗增加。

2.鋅粉的質量：鋅粉純度愈高，粒度愈細（其表面積愈大），則反應進行得愈迅速愈徹底，對節約鋅粉用量和降低渣含鋅均有利。但是鋅粉粒度又不宜過細，否則易飄浮在溶液表面上損失掉。為此，一般要求粒度在74～149μm，有效鋅90%以上，無結塊。另外鉛銻合金鋅粉除鈷效率高，成本低。

3.產量穩定：系統流量不穩定，引起鋅粉加入量調整，而調整過程中2～6 h難以調整合適，如果引起新液不合格，造成新液返工，從而使鋅粉消耗增大。除此之外，液體溫度、攪拌強度、壓濾速度等操作對鎘、鈷復溶影響較大，會造成鋅粉消耗量大大升高。

4 結 論

1.對整個生產過程的分析，可知鋅錠加工成本的控制，主要是對電解工序的直流電單耗和凈化工序的鋅粉單耗的控制。

2.通過以上措施的實施，電鋅電單耗、鋅粉單耗下降，效果顯著，鋅錠加工費在原有的基礎上下降40元／t鋅左右，取得了良好的經濟效益

3.把成本管理控制與生產管理、技術管理等緊密結合起來，盡量降低成本，將各類消耗降至合理范圍，最終實現企業效益最大化。