哈德逊湾锌氧压浸出工艺.doc

哈德逊湾矿冶公司锌氧压浸出工艺 前言 从1930年开始，哈德逊湾矿冶公司（以下简称哈公司）在马尼托巴的富林富隆经营着一个锌和铜的混合精炼厂。但直到1993年7月，锌冶炼厂采用的还是焙烧－浸出－电积的工艺。同年7月2日，这一局面得到改变，哈公司试运转世界上第一个二段锌氧压浸出冶炼厂，试车成功后，在富林富隆生产的所有锌产品都是来自于氧压浸出，也就是说各种不同的混合锌精矿都在高压釜中得到处理，而不需要再进行焙烧。 为了满足政府新的二氧化硫和颗粒物排放规定，哈公司通过推行氧压浸出工艺消除了锌冶炼厂所有二氧化硫和颗粒物的排放，从而符合新规定要求。 试车成功后，哈公司氧压浸出工艺一直运转良好，锌电解车间满负荷生产，产能通常都高于设计生产能力。开始生产到现在厂子没有进行什么大的改动，但是为了提高生产的灵活性和降低维护费用，也进行了许多小的改动。本文竭力描述了目前企业的运转现状，并特别强调了为改善设备实用性所进行的一些改动。 锌氧压浸出工艺的化学机理 在锌氧压浸出过程中，锌精矿是在一个高压釜中进行酸浸的，控制温度范围为145℃～150℃，富氧气氛总压达到1100KPa。锌精矿被浸出反应中生成的三价铁氧化从而生成锌的硫酸盐和元素硫。三价铁离子在反应中被还原，但是又被高压釜中的氧气再次氧化，从而又可以去浸出更多的锌精矿，过量溶解的铁同时可以以氢氧化物或者黄钾铁钒形式沉淀。在富林富隆。铁主要是以氧化铁形式沉淀，只有15～20％的铁是以黄钾铁钒形式沉淀。 锌氧压浸出基本的化学反应如下所示： ZnS +Fe2(SO4)3→ZnSO4+FeSO4+S0 2FeSO4+0.5O2+H2SO4→Fe2(SO4)3+H2O Fe2(SO4)3+(X+3) H2O→Fe2O3·XH2O+3H2SO4 3 Fe2(SO4)3+14H2O→(H2O)2Fe6(SO4)4(OH)+5H2SO4 工艺过程 图一表明了哈德逊湾锌加压浸出厂的整个工艺流程。精矿、返酸和老厂铁酸锌残渣酸浸后的溶液，被一同加到低酸浸出高压釜。在这个高压釜中，矿浆被排放进入两段氧压浸出逆流系统前锌精矿中大约有75％的锌溶解（即锌精矿一段低酸锌的浸出率为75％）。然后，被排放的矿浆进行浓密机，浓密底流渣进入高酸浸出高压釜中进行浸出以回收剩余的锌。从高酸浸出高压釜出来的含硫矿浆进入浓密机进行浓缩，过滤，然后送往浮选工段。在浮选部分，元素硫、金和未浸出的硫化物被浮选并被以浮选精矿的方式回收。经过洗涤和过滤后，浮选精矿被溶解，然后经过热压滤使元素硫和金、未浸出的硫化物分离。热压滤得到的滤饼被送往铜冶炼厂进行稀有金属的回收。 高酸浸出浓密机溢流返回到低酸浸出高压釜进行预中和。低酸浸出浓密机溢流部分被来自于污水处理的氢氧化锌中和，得到不含铜的石膏沉淀，经过处理的溶液然后被送往除铜工段用锌粉置换除铜。除铜后液被送往除铁工段，在这里亚铁离子在鼓入氧气的情况下被进一步中和出去。除铁完毕后，溶液送往净化工段以除去镉、钴和镍。 冶炼厂收尘器中的烟尘和锌熔铸车间浮渣经过多膛炉焙烧降低其中的氯、氟含量，然后经浸出转化为氢氧化锌矿泥用来中和低酸浸出浓密机溢流。 氧压浸出 湿式球磨后的精矿被定容式活塞泵（共两台，一台备用）从搅拌槽中打到3.9×21.5m的低酸浸出高压釜中。高酸浸出溢流、铁酸锌浸出溢流和酸被谨慎的记量加入到低酸浸出高压釜中，以维持釜中预定的酸和锌的比率。高压釜中有五套搅拌装置，四台运转，一台备用。精矿浸出一直到大约有75％的锌被浸出，然后浸出矿浆通过一个两段逆流系统（为热回收系统）自流到低酸浸出浓密机。低酸浸出浓密机溢流被泵送到中和工序，溢流液含酸7～9g/L，这取决于精矿的反应率和铁离子的再溶解量。 低酸浸出浓密机底流含固量45％，用一台不锈钢定容泵（共两台，一台备用）送至高酸浸出高压釜。高酸浸出高压釜和低酸浸出高压釜规格相同，剩余的锌在这里再次得到浸出，使得总的锌浸出率可以达到99％。浸出矿浆从高酸浸出高压釜进入一个两段逆流系统（热回收系统），然后自流到高酸浸出浓密机。高酸浸出浓密机溢流含酸35～45g/L（取决于高压釜冷却的需求），溢流液先贮存在一个325m3的贮槽中，然后在泵送至低酸浸出高压釜。 高压釜温度的控制是通过高酸浸出溢流的分流、低酸浸出溢流的再循环和添加废液到高酸浸出高压釜的最后舱室实现的。 铁酸锌浸出 富林富隆渣场的铁酸锌在渣烟化处理开始前的处理也属于加压浸出作业的一部分。回收利用的渣首先被重新制浆，含固量70％，然后进行湿式球磨后泵送至加压浸出厂，在两个常压搅拌浸出槽内用若干废电解液浸出，加热矿浆是通过一台混合式凝汽器来实现的，它是利用来自加压釜逆流系统的闪蒸热来加热矿浆。在锌和铁分解后，被浸出的矿浆进入浓密机，然后过滤回收金和银。铁酸锌浸出浓密机溢流返回到高压釜回路