鋅浮渣綜合回收生產實踐

顧東宇

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司 會澤冶煉分公司，云南 曲靖 654200）

1 鋅浮渣的來源

在陰極鋅片熔鑄過程中，一些不必要的空氣會進入爐內與熔融鋅發生反應，同時燃燒產生的CO2煙氣以及熔化的陰極鋅帶入爐內的少量水份，都會與熔化的鋅金屬發生反應，使鋅發生氧化，生成氧化鋅，所形成的氧化鋅會包裹一些金屬鋅顆粒，成為浮渣，而浮渣一般約含有85%的鋅，使鋅的熔鑄直收率降低，為了減少浮渣的量，提高鋅的直收率，實際工業生產實踐中，通常加入氯化銨或一定比例的氯化銨、松香混合物改善這種情況，加入的氯化銨在高溫下分解產生氯化氫與氧化鋅發生反應，生成低熔點的氯化鋅，從而破壞包裹鋅的氧化鋅薄膜，使得浮渣顆粒中的鋅露出新鮮表面而匯于鋅液中。所以陰極鋅片熔鑄過程中產生的鋅浮渣主要含鋅、氧化鋅、氯化鋅。

2 國內某廠處理處理鋅浮渣現狀

國內某廠鋅浮渣處理工序位于熔鑄工序東北面，設單獨的廠房，采用“濕式球磨——搖床選礦”的方式分離鋅浮渣中的金屬鋅。當前存在的主要問題有：搖床分選效果不好，有部分顆粒大的鋅粒子進入浮渣中，混入鋅精礦中，在沸騰焙燒過程中會堵塞沸騰爐風帽；濕式分選出來的鋅粒子，含水量較高，不能直接加入熔鑄爐回收；處理能力不能滿足生產需求；現場環境較差。通過上述工藝流程得到的鋅浮渣顆粒較大，很多呈塊狀，里面金屬鋅的成份含量很高，需通過篩分將大塊鋅分離出來，篩下物通過球磨使得表面氧化鋅分離，方便回收利用。

國內某廠針對鋅系統熔鑄過程中產生的鋅浮渣設有浮渣處理系統，采用濕式工藝進行處理，其工藝流程見圖1。

鋅浮渣從熔鑄車間運輸到浮渣處理車間，經單梁吊車吊運至料倉，經振動篩分離，大塊干燥的鋅塊直接返回熔鋅爐澆鑄成鋅錠外售；球磨得到的小塊鋅因含水份較大，無法直接返回火法爐進行處理，需堆存自然陰干，但這樣處理會導致嚴重結塊，并且鋅會被氧化，增大處理難度。搖床得到的細鋅粒經篩分后返回鎘工段作鎘置換鋅粉使用，但因粒度較大，易堵塞管道、排出口等，且每天數量較少，分撿工作量大，該部分細鋅粒也堆存自然陰干。

圖1 改造前鋅浮渣處理工藝流程圖

基于以上原因，停止了鋅浮渣濕式處理工藝的生產運行，得到的鋅浮渣經人工分撿后，大塊鋅直接外售或送往其他冶煉企業作為生產鋅粉的原料。

表1 國內某廠熔鑄直收率統計表

從表1可以看出，國內某廠鋅熔鑄直收率僅為94.5%～96.5%，離設計值97%有一定的差距。鋅浮渣中鋅顆粒的損失是導致熔鑄直收率未達到設計值的一個重要因素。鋅浮渣主要由金屬鋅、氧化鋅、氯化鋅混合而成，經多級篩選后可分質回用于生產系統；大塊鋅可直接入熔鋅爐；小塊鋅及細鋅粒經壓團后也可直接返回熔鋅爐，提高鋅的熔鑄直收率；粉狀的氧化鋅、氯化鋅經脫氯后可作為優質的氧化鋅，用于濕法中和劑或煉鋅的優質含鋅物料[1]。

3 鋅浮渣工藝改造

在現有的鋅浮渣處理廠房內進行技改。利用原有的鋅浮渣料倉和棒條式振動給料機，把原有的濕式球磨機改造為干式球磨機，拆除原有的2臺搖床及礦漿貯槽（帶機械攪拌），在該位置新增1臺旋風收塵器、新增1臺多級振動篩、新增1臺布袋收塵器、新增1臺小塊鋅和細粒鋅壓團機，拆除原有的濕式球磨調漿液貯液槽、拆除原有的120m2廂式壓濾機。棒條式振動給料機分離出的大塊鋅直接返回熔鋅爐，球磨機出口分離出的小塊鋅和多級振動篩分離出的細粒鋅經壓團處理后返回熔鋅爐或用于吹制鋅粉，多級振動篩分離得到的粉狀鋅浮渣（氧化鋅、氯化鋅）返回多膛爐系統或沸騰爐系統，脫氯后經氧化鋅浸出生產電鋅。

圖2 鋅浮渣技改后工藝流程圖

4 鋅浮渣綜合回收特色

4.1 含塵金屬物料再提取技術

鋅浮渣后段旋風收塵產出鋅灰含鋅較高，粒度也較大。通過對旋風收塵鋅灰、球磨機出口鋅粒子進行多級篩分，通過篩分可以回收這部分鋅金屬用于鎘回收，從而減少鋅粉用量。

鋅錠熔鑄過程中產生的鋅浮渣，經過篩分、球磨得到的產物鋅粒子，其金屬鋅占比高達87%～95%，有很高的利用價值。在大力提倡降本增效的現今，提高鋅浮渣的利用率很有必要。目前，鋅粒子壓餅回用到熔鑄爐鑄錠，但是海綿鎘的生產成本一直居高不下，其中關鍵原料以鋅粉為主，因此通過對回用鋅粒子降低一次置換海綿鎘所需的鋅粉，達到最大限度降低海綿鎘生產成本的目的。使用小于60目的鋅粒子代替鋅粉應用于鎘回收工段取得良好效果，目前每月能代替鋅粉15t。

圖3 屑餅機圖樣

4.2 碎鋅成型再利用技術研發

球磨機出口篩下物碎鋅粒度較細，在返爐過程中不易沉底，且表面積較大，容易氧化。經調查研究后，國內某廠決定研發一種碎鋅成型再利用技術。初步決定利用屑餅機對球磨機出口篩下物進行壓餅作業，將粉末狀鋅金屬粒子壓制成餅型，利于添加返爐。相比之前具有的優點有：①餅狀鋅物料重量大，入爐后易沉底。②在無氧環境中熔化，產生氧化鋅少，浮渣率低。③碎鋅成型后易于添加且揚塵較低有利于環保。綜上所述，碎鋅成型技術研發后有效提高了熔鑄直收率，減少了揚塵。

4.3 鋅、鐵物料多級分離技術

在鋅熔鑄生產中，鐵器對熔鑄化學質量危害較大。由于含鐵物料來源比較廣泛，熔鑄生產現場對鐵器管控要求比較高，定時清掃現場產生的含鋅、含鐵物料并混入浮渣進入浮渣廠房。為減少含鋅物料中的含鐵，特研究開發了鋅、鐵物料多級分離技術。技術特點：鋅、鐵物料分四級分離。

圖4 鋅、鐵物料四級分離示意圖

通過鋅、鐵物料的多級分離，有效減少了返爐含鋅物料含鐵量，大大降低了熔鑄鐵超標的風險，為生產優質鋅錠打下了堅實基礎。

4.4 高氯鋅物料的綜合利用

經鋅浮渣旋風收塵后的鋅灰含鋅較高，但含氯也較高，返回鋅系統處理容易造成氯元素富集。氧化鋅浸出產出鐵渣含鋅較低，現有技術無法有效處置，常規處理方式是建渣庫堆存。但目前環保要求越來越嚴格，渣庫露天堆存已滿足不了環保要求。解決鐵渣走向是鋅系統生產面臨的一大難題。

經綜合調查研究后，決定將旋風塵鋅灰和鐵渣按比例搭配出售給外單位。兩種危險廢物通過一定比例搭配后變成新的煉鋅原料，實現了變廢為寶，廢物再利用。取得了較高的環保效益和經濟效益。通過項目的實施，使國內某廠鋅浮渣處理過程產出的金屬鋅可分類、分質回收，提高鋅熔鑄直收率，也可使產出的粉狀鋅浮渣返回多膛爐或沸騰爐，做為煉鋅原料的補充。通過項目的實施取得了以下效果：①提高鋅熔鑄直收率。②補充鋅系統的鋅金屬。③降低氧化鋅煙塵、鋅精礦含水，穩定多膛爐、沸騰爐作業，提高多膛爐、沸騰爐作業效率。

5 產量與指標

（1）產量。目前已經實現鋅餅日均產量1.45t，鋅粒子日均產量4t，鋅灰日均產量10t，每月代替鋅粉15t。

（2）經濟技術指標。經過改造后，鋅熔鑄直收率從96.01%提高到97.28%。實現了突破性進展。

表2 改造后熔鑄直收率統計表

從表2中可以看出，自項目實施以來，熔鑄直收率得到很大提高，尤其項目收尾的9月份、10月份熔鑄直收率都穩定在97%以上，達到設計值，項目初步取得成功。

6 小結

鋅浮渣處理工藝由原來的濕法工藝改造為干法工藝，解決了原來鋅浮渣工藝中存在的顆粒大、易結塊、水分高、環境差等問題。結合鋅浮渣的綜合回收利用研究，有效的提升了鋅熔鑄直收率及其他鋅熔鑄經濟技術指標。同時對鋅浮渣中的鋅金屬通過各種方式進行了綜合回收，提升了鋅金屬的綜合回收率，降低了生產成本，減少了危廢的產生。符合“節能、環保、資源綜合回收”的時代主題。