影响锌浸出渣湿粘的原因与改进措施

倪恒发， 尹荣花， 李 飞

(河南豫光锌业有限公司， 河南 济源 459000)



影响锌浸出渣湿粘的原因与改进措施

倪恒发， 尹荣花， 李 飞

(河南豫光锌业有限公司， 河南 济源 459000)

浸出渣湿粘严重影响了挥发窑下料的稳定，进而影响氧化锌质量。锌离子浓度升高和Fe(OH)3胶体量的增加是影响浸出渣湿黏的主要原因，通过控制焙砂可溶硫和外加酸量降低系统锌离子的浓度，把部分高铁液单独除铁以及提高矿浆温度等改善了浸出渣湿粘的状况。

锌浸出渣； 湿粘； 原因； 改进措施

0 前言

河南豫光锌业有限公司目前有两套锌冶炼系统，一系统、二系统分别于2005年、2008年投产，目前电解锌年生产能力达到了24万吨，采用常规湿法炼锌工艺。经过10年的发展，进行了许多有益的工艺改进，生产工艺逐步完善，小金属的直收率逐步提高、品种逐渐增加，能源和材料消耗逐步降低。但在工艺进步的同时也带来一些负面的影响，如干燥窑停止运行后，浸出渣直接进入挥发窑，对挥发窑的运行造成了一定影响。焙砂酸浸底流压滤产出的浸出渣含水高，且渣湿、渣粘严重影响了挥发窑的下料系统，导致挥发窑断料时有发生，进而炉况波动大、氧化锌质量下降，工人劳动强度增加。

焙烧炉产出的焙砂经过球磨机磨细后气流输送至中性浸出、低酸浸出，低酸浸出的底流矿浆浮选回收银，浮选后的尾矿进行压滤产出浸出渣。目前一系统、二系统各有6台压滤机压滤浮选尾矿矿浆，从压滤机滤板上卸下的浸出渣成块状，在经过2次皮带转运，抓斗抓配料后，进入下料仓的浸出渣已成泥状难以通过圆盘给料机送至计量皮带。二系统所产浸出渣在3月、4月间粘性增加，下料过程中需要人工长期敲打仓壁，并不断从下料口捅料，才维持了挥发窑的生产，5月一系统产出的浸出渣也出现与二系统一样难以下料的状况。浸出渣湿粘影响下料，也成了近2年难以解决的顽疾。期间不断跟踪压滤操作控制、查看焙砂可溶硅等的变化，浸出渣湿粘的问题均没有改善。为稳定挥发窑生产在下料系统做了大量改进，如加大料仓倾斜度、把焦煤粉配入浸出渣、浸出渣翻动晾晒、下料位置增加铰刀、仓壁增加振打等等，下料情况有所改善，但2014年4月浸出渣下料系统仍严重影响了挥发窑的生产。本文通过统计近几年的数据并与生产实际相对比，分析了影响浸出渣湿粘的原因，并采取了一定措施，使浸出渣湿粘得到改善，挥发窑下料稳定。

1 影响浸出渣湿粘的因素

1.1 锌离子浓度的影响

浸出液体中过高的含锌量将使浸出矿浆的密度和矿浆粘度增大，过滤速度降低，从生产统计数据看，浸出渣含水随滤液含锌升高而升高，矿浆中锌离子浓度不仅影响过滤，也使浸出渣含水升高。2014年各月浸出渣及渣过滤滤液成分见表1及图1。

1.2 Fe(OH)3胶体物的影响

表1 2014年各月浸出渣及渣过滤滤液成分

液中彻底除去砷锑，一般要求液体含铁量为砷的10～15倍、锑的20～40倍，当溶液中含铁不足时需向溶液补加铁，但补加铁量太多，将增大矿浆粘度，在铁的总浓度超过1 g/L时会使中性浸出矿浆澄清性质变差，恶化过滤性能。2012年一系统、二系统氧化锌先后实施了高酸浸出，不仅使铟锌等有价金属得到很好的浸出回收，也使大量的铁被浸出，回收铟后的液体含铁也升高至20 g/L以上，该液体因含有大量的锌和砷锑等返至焙砂浸出系统。该部分液体中的含铁量，与实施氧化锌高酸前相比，每天进入焙砂浸出的铁约增加(3～4)t，使焙砂浸出矿浆中铁含量升高近1 g/L，铁离子的升高，生成的氢氧化铁胶体增多，Fe(OH)3胶体物的大幅增加，恶化了过滤性能。从近几年生产数据看，浸出渣含水升高与氧化锌高酸实施时间一致，焙砂浸出铁离子浓度的增加影响了浸出的含水，也导致了浸出渣的湿粘。近几年浸出渣含水量变化趋势见图1。

图1 浸出渣含水量变化趋势

1.3 浸出渣水溶锌升高的影响

近几年的浸出渣水溶锌统计数据见表2，水溶锌在2012年升高明显，浸出渣的水溶锌通常以ZnSO4·7H2O形式存在，水溶锌每升高1%将使浸出含水升高近2%，硫酸锌结晶的存在也会堵塞过滤介质孔，使渣含水升高。Fe(OH)3胶体物的大量存在以及矿浆锌离子浓度的升高，都导致了矿浆粘度的增加，影响过滤，使渣中水溶锌和含水增加。

表2 近几年浸出渣含水溶锌的变化 %

1.4 矿石粒度与矿浆浓度

矿石粒度和矿浆浓度影响渣的性质进而影响过滤，如粒度过细，矿浆粘度增大，同时杂质溶入溶液的量增大，且细小的微粒还会堵塞过滤介质孔，使过滤性能恶化。矿浆浓度主要取决于浸出的液固比，液固比太低，矿浆浓度大，相应地比重、粘度有所增加，致使过滤速度明显降低，液固比太低也不利于锌的浸出，生产中焙砂中浸、酸浸液固比较为固定，对矿浆浓度的影响不大，焙砂的粒度受球磨机运行以及使用进口矿比例的影响，投入焙烧炉的锌精矿其中进口矿的比例大时，浸出渣中泥状较明显，根据生产状况控制进口锌精矿采购量和配比比例，并对球磨机出口焙砂粒度进行监控，生产中焙砂的粒度波动不大。

1.5 设备等其他影响

压滤机以及滤布与原生产中使用一样，不是渣含水升高的主要因素，暂不讨论。过滤和吹风时间以及粗放的操作也会导致浸出渣含水升高，压滤吹风时间不足，渣过湿，滤布长期不更换或洗涤，过滤速度慢，仍按原有压滤时间卸渣，也造成渣含水升高。

2 改善措施

2.1 提高矿浆温度

提高温度，可使锌等一些硫酸盐的溶解度升高，提高矿浆的流动性；提高矿浆温度还可以消除滤饼和滤布的毛细孔内形成的小气泡；温度的提高有利于固体微粒的凝聚长大，破坏一些生成的溶胶。提高压滤前矿浆的温度是一种即实用又经济的方法，生产实践中一般将压滤前矿浆温度提高到70～85 ℃。提高矿浆温度在一定程度上降低了矿浆粘度，使浸出渣湿粘的现象得到改善，但还不能从根本上解决过滤难的问题。

2.2 降低锌离子浓度

湿法炼锌系统的三大平衡之一就是酸锌的平衡，酸含量的增加使锌离子浓度升高。焙砂中的可溶硫在浸出时转化为硫酸，焙砂可溶硫的升高是原因之一；为更好回收氧化锌中的锌铟，氧化锌高酸浸出在配入废液的同时补加了一定量浓硫酸作为浸出剂，系统含酸积累是另一原因。通过改善锅炉清灰作业方式，调整配料，改进设备减少焙烧系统漏风量以及提高焙烧温度等，使焙砂可溶硫由3%降低至2%左右。调整氧化锌中浸工艺，提高中浸锌的浸出率，减少高酸过程的用酸，减少长期使用硫酸带来的酸积累。通过加大铅系统氧化锌投入，加快铅泥带走的酸根，使系统含酸略有降低。通过使用含铁低的氧化锌减少硫酸的使用量，也也使系统酸锌不再升高。

增加水洗涤工序，也可降低矿浆锌离子浓度，公司实施的银浮选改造项目，是针对锌离子浓度高对银浮选的直收率影响进行的改造。公司在焙砂酸浸矿浆进入浮选前进行了压滤，压滤渣再浆化进入银浮选，控制银浮选溶液含锌在100 g/L以下，浮选尾矿再进行压滤，使锌离子浓度对浸出渣湿粘的问题得到解决。

2.3 降低液体中铁含量

降低液体中的铁含量，减少Fe(OH)3胶体的生成量，对过滤会有明显改善。影响焙砂浸出液体中铁升高的原因是氧化锌系统沉铟后的高铁液体，沉铟后的高铁液体来自于氧化锌中的铁，加强挥发窑的操作，降低氧化锌含铁是减少主系统Fe(OH)3胶体产生的根本措施。也可以把部分沉铟后的高铁液体采用氧化的方式单独处理，目前在同行业中已有使用。稳定焙砂浸出液体中合理的铁含量不仅有利于产出稳定合格的中上清，还有利于改善浸出渣的压滤性能、稳定银浮选工艺控制等。

2.4 改进压滤设备，严格控制压滤操作

在滤板下方打孔，使滤液尽快流出，保证反吹风设施完好，延长压缩风反吹风时间，适当提高矿浆压力，勤检查滤布、勤洗涤和更换滤布，控制卸渣避免明水进入卸渣皮带等，制定检查与考核制度，有利于降低浸出渣含水。

2.5 加絮凝剂

絮凝剂是湿法炼锌所用的一种大分子物质，溶于水后形成胶体，当加入絮凝剂后，把矿浆中胶体粒子联接起来，形成了更疏松庞大的凝聚物从而加速沉淀和改善过滤性能。

3 结语

锌离子浓度升高和Fe(OH)3胶体量的增加是影响浸出渣湿黏的主要原因，通过采取控制焙砂可溶硫和外加酸量降低系统锌离子的浓度，把部分高铁液单独除铁以及提高矿浆温度等措施后，浸出渣湿粘现象有明显的改善，下料系统稳定，工人劳动强度降低。

[1] 刘云霞.影响锌浸出矿浆过滤的因素及改善其过滤的方法[J].过滤与分离,1994,(4).

[2] 杨守志等.固液分离[M].北京：冶金工业出版社.

[3] 彭容秋等.锌冶金[M].长沙:中南大学出版社.

[4] 梅光贵等.湿法炼锌学[M].长沙:中南大学出版社.

Reason of causing zinc leaching residue clammy and its improvement measures

NI Heng-fa, YIN Rong-hua, LI Fei

Leaching residue clammy has seriously affected feeding stability of the volatilization kiln, thereby affecting the quality of zinc oxide. Increasement of zinc ion concentration and the amount of Fe (OH)3colloidal are the main factors influencing the leaching residue clammy. The situation of leaching residue clammy was improved by measures such as controlling the calcine soluble sulfur and the amount of additional acid to reduce zinc ion concentration of system, taking part iron-rich liquid to remove iron separately and increasing of pulp temperature etc.

zinc leaching residue; clammy; causes; improvement measures

倪恒发(1968—)，江西九江市人，工程师，从事湿法冶炼技术管理工作。

2014-- 06-- 23

TF813

B

1672-- 6103(2015)03-- 0022-- 03