降低鋅浸出渣含水生產(chǎn)實(shí)踐

賈兆霖，黃開胤，王 斌

（陜西鋅業(yè)有限公司，陜西 商洛 726007）

陜西鋅業(yè)有限公司目前年生產(chǎn)電解鋅20萬t，鋅浸出采用常規(guī)兩段浸出工藝，分為中性和酸性兩段浸出過程。酸浸后經(jīng)過酸浸濃槽沉淀，酸上清返回焙砂系統(tǒng)，底流經(jīng)銀浮選工序后送壓濾工序，采用普通箱式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，浸出渣經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯焙燒、多膛爐脫除F、Cl后產(chǎn)出氧化鋅返回浸出工序進(jìn)行浸出回收Zn、Pb、In等金屬。

1 改造前的生產(chǎn)現(xiàn)狀

由于過濾工序設(shè)計(jì)建造時(shí)間久，浸出工序和壓濾工序布置在同一個(gè)廠房?jī)?nèi)，設(shè)備布局擁擠，只能采用小型壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，并且數(shù)量有限。按年產(chǎn)20萬t電鋅，渣率按50%計(jì)，年產(chǎn)浸出渣30萬t濕量，共有14臺(tái)普通箱式壓濾機(jī)進(jìn)行不間歇壓濾，設(shè)備始終處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大。產(chǎn)出浸出渣含水≥26%，由于含水高，需要先經(jīng)干燥窯干燥降低水分至22%以下才能進(jìn)行配料。且在浸出渣進(jìn)干燥窯的過程中，使用皮帶輸送，皮帶總長(zhǎng)度達(dá)300 m。在生產(chǎn)過程中，由于設(shè)備多，工序長(zhǎng)，用工數(shù)量大，整個(gè)工序共用人工64人。

由于干燥窯干燥效果不理想，浸出渣水分不能穩(wěn)定達(dá)到回轉(zhuǎn)窯配料要求，造成回轉(zhuǎn)窯配料困難，焦沫消耗大，單耗達(dá)到3.0 t／t ZnO，生產(chǎn)成本高。同時(shí)，受配料困難影響，回轉(zhuǎn)窯處理能力不足，造成浸出渣大量堆存，環(huán)保壓力大。

為降低浸出渣含水，節(jié)約生產(chǎn)成本徹底淘汰干燥窯工序，緩解回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)壓力，公司對(duì)過濾系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)備升級(jí)改造。采用程控自動(dòng)拉板隔膜壓濾機(jī)，不僅減少崗位數(shù)量又降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并達(dá)到降低濾餅水分的目的，使浸出渣含水和系統(tǒng)渣平衡失控得到解決，使氧化鋅回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)得到優(yōu)化。

2 降低浸出渣含水升級(jí)改造的意義

2.1 降低浸出渣含水、含鋅，提升回轉(zhuǎn)窯處理浸出渣能力

通過設(shè)備升級(jí)和工藝改進(jìn)，浸出渣含水預(yù)期將降低4%以上，渣中夾帶水量每年可減少1萬t以上，相應(yīng)渣量也減少1萬t。通過改進(jìn)工藝降低酸浸pH至2.5，使渣含鋅從20%降至18%。浸出渣含鋅、含水的降低，降低了回轉(zhuǎn)窯配料難度，增加了回轉(zhuǎn)窯處理能力，同時(shí)降低回轉(zhuǎn)窯焦沫單耗，從而降低了回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)成本［1，2］。

2.2 設(shè)備升級(jí)優(yōu)化，降低成產(chǎn)成本

改造前使用箱式壓濾機(jī)，數(shù)量多，面積小，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，壓濾后浸出渣含水高，而且每年綜合運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到1 400萬元。改造后使用大型化、自動(dòng)化隔膜壓濾機(jī)，增加風(fēng)水壓榨工序，既減少了用工及設(shè)備數(shù)量，又降低了浸出渣含水，使其由26%以上降低至21%，達(dá)到取消干燥窯工序的條件，進(jìn)而取消了干燥窯，每年可節(jié)省煤氣及干燥窯配件費(fèi)用500余萬元。同時(shí)設(shè)備大型化、自動(dòng)化后，用工數(shù)量大幅減少，人力成本下降后每年運(yùn)行費(fèi)約490萬元，僅為改造前的35%［3，4］。

3 改造前后流程對(duì)比

改造前后的工藝流程如圖1、圖2所示，改造前酸性浸出底流經(jīng)浮選后，返回經(jīng)壓濾機(jī)壓濾、干燥窯干燥后送至回轉(zhuǎn)窯渣庫進(jìn)行配料。酸浸末級(jí)pH上限控制3.5，使用普通箱式壓濾機(jī)。改造后銀浮選底流經(jīng)壓濾后直接送干燥窯配料，壓濾使用隔膜壓濾機(jī)。同時(shí)，在確保焙砂系統(tǒng)穩(wěn)定前提下，對(duì)酸浸工藝進(jìn)行了微調(diào)，酸浸末級(jí)pH控制在2.5，溫度提高至85℃，進(jìn)一步提高浸出率，來達(dá)到降低浸出渣渣量的目的。

圖1 改造前生產(chǎn)流程圖

圖2 改造后生產(chǎn)流程圖

改造后與改造前相比，直接去掉了干燥窯，同時(shí)毗鄰渣庫新建隔膜壓濾系統(tǒng)，建成后皮帶單臺(tái)長(zhǎng)度22 m，總長(zhǎng)度僅110 m，比改造前減少66.2%，輸送皮帶維護(hù)費(fèi)用由原來的70萬／a，降為15萬／a。浸出渣含鋅降低2%，渣含水降低5%，每噸浸出渣多浸出20 kg的鋅，而且少帶入水分50 kg，經(jīng)濟(jì)效益顯著。改造前后設(shè)備、人工、運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比見表1。

4 改造后生產(chǎn)情況

2019年6月底改造結(jié)束后，經(jīng)過半年的試生產(chǎn)，隨著生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸適應(yīng)新建壓濾系統(tǒng)和工藝調(diào)整，2020年6月至2020年11月，焙砂系統(tǒng)酸浸渣含鋅由原來的平均20%降至現(xiàn)在的平均17.37%，渣含水由原來的26%降至20.28%。改造后渣含鋅，渣含水分別如圖3、圖4所示。

表1 改造前后設(shè)備、人工、運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

項(xiàng)目改造以來，渣含水降幅達(dá)到22%，渣含鋅降幅13.15%。按日產(chǎn)鋅錠600 t計(jì)，則同2019年同期相比每天減少排渣約80 t，同時(shí)回轉(zhuǎn)窯工序焦沫單耗2.6 t／t ZnO，較去年同期下降0.4 t／t ZnO。改造前后主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見表2。

圖3 改造后浸出渣含鋅

圖4 改造后浸出渣含水

表2 改造前后主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

另外，改造后程控自動(dòng)拉板隔膜壓濾機(jī)與以前的普通箱式壓濾機(jī)相比，具有提高壓濾速度、設(shè)備可靠性高、濾板壽命長(zhǎng)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，濾布更換周期由原來30 d增加到現(xiàn)在40 d等明顯優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié) 論

1.通過對(duì)原有箱式壓濾機(jī)的換型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的大型化和自動(dòng)化，淘汰了干燥窯。減少了用工數(shù)量、降低運(yùn)行了費(fèi)用和職工勞動(dòng)強(qiáng)度，并減輕了環(huán)保壓力。

2.通過設(shè)備換型升級(jí)和現(xiàn)有工藝的技術(shù)改進(jìn)，對(duì)影響渣含鋅及含水的各項(xiàng)因素進(jìn)行優(yōu)化，降低了酸浸渣含鋅和含水，匹配了焙砂系統(tǒng)渣平衡的需要。同時(shí)解決了回轉(zhuǎn)窯因浸出渣含水高而對(duì)生產(chǎn)的制約，達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)效果，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3.生產(chǎn)設(shè)備的大型化、自動(dòng)化，將是未來一個(gè)時(shí)期冶煉行業(yè)的一個(gè)前進(jìn)方向，無論是新建冶煉企業(yè)還是企業(yè)的升級(jí)改造，設(shè)備大型化、自動(dòng)化都不可或缺。