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次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統體積平衡問題的研究

文檔作者：森維文檔來源：云南錫業集團(控股)有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2025年10月06日
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2016年8月第4期森維：次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統體積平衡問題的研究．19．
次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統體積平衡問題的研究
森維
(云南錫業集團(控股)有限責任公司，云南個舊661000)
[摘要] 針對次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統的體積平衡難以控制的難題，本文以年處理次氧化鋅煙塵
6萬t，產出電鋅2萬t的冶煉系統為例進行了體積平衡計算和分析，對冶煉企業的生產管理提供理論依
據和技術指導。
[關鍵詞] 次氧化鋅；體積平衡；濕法冶煉
[中圖分類號] TF803．2；TF813 [文獻標志碼] B [文章編號] 1672—6103(2016)04—0019一03
在鋅的濕法冶煉過程中，體積平衡作為三大平
衡之一，在生產管理中備受重視。它對穩定技術操
作、提高金屬回收率、減少硫酸和硫酸鋅損失、減少
廢水量及改善環境條件具有重要意義¨一3。體積平
衡的關鍵因素是水平衡，即進入鋅系統的水和從鋅
系統排出的水要基本持平，否則會導致以下問題：當
進入鋅系統的水量大于從鋅系統排出的水量時，導
致體積膨脹，鋅系統的水會逐漸增多，溶液含鋅量下
降，電解產出的廢液量增加，產量下降，嚴重影響生
產；當進入鋅系統的水量小于從鋅系統排出的水量
時，導致體積縮小，鋅系統的水會逐漸減少，溶液含
鋅量上升，電解產出的廢液量減少，浸出渣過濾困
難，同樣不利于生產的正常運行”。。
目前，由于物料鋅精礦價格較高，而鋅產品產能
嚴重過剩，極大壓縮了鋅冶煉廠的加工利潤，因此，
部分企業加強對二次鋅資源的綜合回收利用，特別
是次氧化鋅煙塵的處理。次氧化鋅煙塵的處理一般
采用傳統工藝流程：堿洗一浸出一凈液一電積。由
于多了堿洗除氟氯濕法流程，導致體積平衡比鋅精
礦工藝的平衡(焙燒一浸出一凈液一電積)更加復
雜，更難以控制M J。針對此難題，本文對次氧化鋅
濕法冶煉系統的體積平衡進行了計算和分析探討，
希望對冶煉企業的生產管理提供理論支持和技術
指導。
[作者簡介]森維，男，云南會澤人，碩士，工程師，從事有色金屬冶煉
的技術研發和生產管理工作。
[收稿日期]2015一ll一10
1 鋅系統主要設備的總體積計算
本文以次氧化鋅煙塵冶煉廠為例進行計算和分
析，年處理次氧化鋅煙塵6萬t，產出電鋅2萬t，浸
出渣4．4萬t，鐵渣2．6萬t，凈化渣1 800 t，渣含水
約20％。鋅系統主要設備有149個，其體積為
6 129．25 m3，有效體積為4 903．39 m3，詳見表1所
示。其中儲槽類設備中的溶液經常發生變動，有效
體積為1 957．08 m3，其余設備(如浸出槽、凈化槽、
電解槽等)在生產正常的情況下，可以認為是按有
效體積裝滿的，這部分設備的體積為2 946．3l m3。
2鋅系統的收入體積計算
次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統的收人體積主要有
以下六部分：送至浸出槽的堿洗渣帶人系統的水份，
浸出、凈液加熱溶液時帶入的蒸汽冷凝水，加氧化試
劑帶入系統的水份，溶解碳酸鍶和骨膠帶人系統的
水份，鐵渣洗滌時帶入系統的水份，以及各工段的地
面污酸污水。具體體積計算如下：
(1)堿洗渣帶入系統的水量
按年處理次氧化鋅煙塵6萬t，每年工作350天
計算，則每天需處理171．43 t次氧化鋅煙塵，按堿洗
渣含水30％，且物料不受損失來計算，每天產出的
堿洗渣有244．9 t，堿洗渣含水73．47 m3，這部分水
伴隨堿洗渣被輸送至浸出槽內，從而進入系統中。
(2)蒸汽加熱溶液帶入系統的冷凝水量
根據生產實踐情況，每生產1 t電鋅需消耗
O．95t蒸汽，則每天加熱溶液帶入系統的蒸汽量為
萬方數據
·20· 中國有色冶金A生產實踐篇-重金屬
表1 鋅系統主要設備的體積和有效體積
0．95×20 000／350=54．28 m3／d。此值為平均值，
冬季的蒸汽消耗量會升高，夏季的消耗量會減少。
(3)加氧化試劑帶入系統的水量
浸出段加氧化試劑的過程中會帶入小部分水，
每天會帶入4 m3水量。
(4)溶解碳酸鍶和骨膠帶入系統的水量
對于次氧化鋅煙塵的濕法冶煉，其電解液中的
F、C1含量遠遠高于傳統的鋅精礦工藝產出的電解
液中的F、cl含量，因此需添加更多量的骨膠和碳酸
鍶來保護陰極板和陽極板，即骨膠添加量為0．8
kg／t鋅，每天的骨膠加入量為0．8 x 57．14=45．71
kg；碳酸鍶的添加量為7 k∥t鋅，每天的碳酸鍶加入
量為7×57．14=399．98婦。按液固比為3：1來計
算，則溶解碳酸鍶和骨膠需補加的水量為445．69×
3=1．337 m3，按1．5 m3進行估算。
(5)鐵渣洗滌帶入系統的水量
浸出段產出的鐵渣含水溶鋅較高，必須加水
進行洗滌，洗滌液返回系統，實現鋅的綜合回收。
按每天處理171．43 t次氧化鋅煙塵計算，則每天
需洗滌4槽，每槽加水約10 m3，共加入水量為
40 m3。
(6)地面污酸污水
在生產過程中會跑冒滴漏的渣漿、浸出液、凈化
液和電解液等廢液，以及沖洗地板產生的沖洗水，這
些污酸污水被收集于污水池中，統一返回系統中回
收酸和有價金屬。產生的污酸污水量與各班組的管
理水平緊密相連，如果控制得好，每天的水量約為
6 m3。
根據上述六項的計算數值，每天補入次氧化鋅
煙塵濕法冶煉系統的體積共計179．25 m3。
3鋅系統的支出體積計算
次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統的支出體積主要有
以下三部分：冷卻塔蒸發帶走的水量，溶液表面蒸發
帶走的水量，以及渣帶走的水量，具體體積計算
如下：
(1)冷卻塔蒸發帶走的水量
根據生產實踐，電解1 t鋅蒸發的熱量為3．35
×106 kJ，則每天電解57．14 t鋅的熱量為3．35×106
×57．14=1．91×108 kJ，電解產生的熱量通過冷卻
塔來進行降溫揮發，1 kg水的汽化潛熱為2．257×
103 kJ，因此電解冷卻塔蒸發帶走的水量為：1．91×
108×10一3／2．257×103=84．63 m3／d。
除鈣鎂冷卻塔的進液量為700 m3／d，冷卻前溫
度為65℃，冷卻后溫度為40℃，溶液比重為1．35，
比熱3．35 kJ／kg·℃，根據熱量公式計算得到除鈣鎂
冷卻塔蒸發帶走的水量為：3．35×700×103×1．35
×(65—40)×10—3／2．257×103=35．07 m3／d。
(2)溶液表面蒸發帶走的水量
根據生產實踐，溶液表面蒸發水量大約為1 kg／
m2．h，而系統的蒸發總表面積為1 039．52 m2，因此
帶走水量為：l 039．52 x 1×24×10一=24．95 m3／d，
詳見表2。
(3)渣帶走的水量
每年產出浸出渣4．4萬t，鐵渣2．6萬t，凈化渣
l 800 t，渣含水約20％，則每天渣帶走的水量為：
(44 000+26 000+1 800)／350×20％=40．1 m3／d。
根據上述三項的計算數值，次氧化鋅煙塵濕法
冶煉系統每天的支出體積共計184．75 m3／d。
萬方數據
2016年8月第4期森維：次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統體積平衡問題的研究·21．
表2鋅系統的蒸發表面積
4結論
(1)對于年處理次氧化鋅煙塵6萬t，產出電鋅
2萬t的鋅濕法冶煉系統，其收入體積為179．25
m3／d，主要為堿洗渣的含水量和加熱溶液的蒸汽冷
凝水，分別占41％和30％。支出體積為184．75 m3／d，
主要為冷卻塔蒸發水量和產出渣的含水量，分別占
65％和22％。
(2)次氧化鋅煙塵濕法冶煉系統的支出體積略
大于收入體積，數值為5．5 m3。系統體積基本能夠
維持平衡，但必須嚴格控制好地面污酸污水，理論上
每天不能大于11．5 m3，實際量需結合季節進行靈活
調整。生產中必須對有效體積為1 957．08 m3的儲
槽類設備進行嚴密監控，穩定控制溶液體積在l 000
m3左右。
[參考文獻]
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[6] 李棟，王建華，郭曉輝，等．次氧化鋅生產電鋅的生產實踐研
究[J1．有色礦冶，2011，27(3)：33—27．
Study on the volume balance of secondary zinc oxide dust in
hydrometaUurgy system
SEN Wei
Abstract：The volume balance was calculated and analyzed in the thesis，taking the system of zinc hydrometallurgi—
cal production with treatment of 60 kt／a secondary zinc oxide dust and output of 20 kt／a electrolytic zinc as exam—
ple，which is aimed at address the problem of keeping Volume balance in hydrometaUurgy system of secondary zinc
oxide dust．The research will provide theoretical basis and technological guidance for zinc hydrometallurg)，produc—
tion．
Key words：secondary zinc oxide；volume balance；hydrometallurgy
毋，辦d汐、癌、毋卅汐諺痧痧痧《汐、驢《汐諺痧矗伊、：擴《守諺《礦、驢驢《穸、驢、疹、西卜《穸’驢、癭Kd爭q多、驢《礦、口、d爭痧妒卅礦、盤、電P、廖、驢《步、驢、理h驢《礦、移、驢
自由港與中信金屬就收購美洲項目商談
自由港邁克墨倫公司(Freeport．McMoRan Inc)與中信金屬有限公司(citie Metal)進行商談，有意轉讓自
由港旗下北美和南美項目的小部分股權。這部分股權可能價值大約20億美元。
早些時候，自由港與中國洛陽鉬業達成協議，以26．5億美元的價格將自由港位于剛果(金)的Tenke銅
礦的大部分權益轉讓。Tenke銅鈷礦位于剛果(金)東南部的科勒維奇地區，是該國目前產能最大的銅鈷礦
項目。2015年該項目銅鈷產量分別為20．4萬t和1．6萬t，占到當年全國銅鈷總產量的19．62％和
19．16％。
自由港表示，希望出售更多資產，公司試圖在未來兩年將債務削減一半。

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