低度复杂氧化锌矿直接法生产等级氧化锌工业试验.pdf

．5 4 ．有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 鲻n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．0 2 ．0 1 5 低度复杂氧化锌矿直接法生产等级氧化锌工业试验 马华菊，刘平，李旭光 桂林理工大学南宁分校，南宁5 3 0 0 0 1 摘要以低度复杂氧化锌矿为原料直接生产等级氧化锌。确定了物料的配比，解决了高铁高硅低锌氧化 矿 含锌低于3 0 ％ 直接生产等级氧化锌的一系列技术难题，并形成规模化生产。 关键词氧化锌；制团；等级品率；回收率 中图分类号T F 8 1 3 文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5C2 0 1 4 0 2 一0 0 5 40 3 I n d u s t r i a lT e s to fZ i n co x i d eP r o d u c e df r o mL o w P u r i t yC o m p l e xO x i d eO r e M AH u a j u ，L I UP i n g ，L IX u g u a n g G u i l i nU n i v e r s i t yo fT e c h n 0 1 0 9 yN a n n i n gB r a n c h ，N a n n i n g5 3 0 0 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t G r a d ez i n co x i d ew a sd i r e c t l yp r o d u c e df r o ml o w p u r i t yc o m p l e xz i n co x i d eo r e ．1 Ⅵa t e r i a lr a t i o w a sd e t e r m i n e d ．As e r i e so ft e c h n i c a lp r o b l e m sf o rg r a d ez i n co x i d ep r o d u c e df r o mh i g hi r o n ，h i g hs 订i c o n ， a n dl o wz i n c 3 0 ％ b e a r i n gz i n co x i d eo r eb yd i r e c tm e t h o dw e r es o l V e d ． L a r g e s c a l ep r o d u c t i o ni s a c h i e v e d ． K e yw o r d s z i n co x i d e ；b r i q u e t t i n g ；g r a d i n gr a t e ；r e c o V e r y 氧化锌的制备方法有间接法、直接法和湿 法‘卜4 I 。直接法以矿石为原料，但缺点是产品质量不 稳定，一级品率低。间接法以高纯锌锭为原料，产品 纯度高，应用广泛，但缺点是成本高。湿法种类较 多，工艺流程较长，工艺过程复杂，多处于开发阶 段‘5 6 | 。 我国有不少厂家采用氧化矿直接生产等级氧化 锌，但原料含锌通常都是在3 5 ％以上。广西有大量 的高铁、高硅、低锌氧化矿，锌含量大致为3 1 ％。使 用该原料生产等级氧化锌的难度较大，但产品的利 润空问也较大，原料来源更广。本文通过试验确定 以上述复杂氧化锌矿为原料直接生产等级氧化锌的 物料配比方案，解决了生产中的一系列技术难题，建 成了年产2 ．5 万t 等级氧化锌生产线。 1试验原料 试验原料为大厂矿区高铁、高硅、低锌复杂氧化 锌矿，化学成分见表1 。 表1 氧化锌矿化学成分 T a b l e1C h e m i c a lc o m p o n e n to fc o m p I e xz i n co x i d e so r e s／％ 序号Z nS P bC dC uF e S bA s H 2 0 S i 0 2 12 6 ．4 30 ．0 4 4 O ．2 1O ．0 5 6O ．0 1 59 ．8 3 0 ．0 8O ．0 7 09 ．5 72 0 ．9 4 23 2 ．4 0O ．0 6 0O ．4 9 0 ．0 1 20 ．0 2 61 4 ．1 6O ．2 7O ．0 9 6 1 1 ．5 01 8 6 0 33 4 ．4 1O ．0 5 6O ．5 1 0 ．0 4 3O ．0 3 08 ．0 3O ．2 2O ．0 1 8 1 1 ．8 01 9 ．6 0 收稿日期2 0 1 3 一0 7 2 5 基金项目广西自然科学基金项目 2 0 1 0 G x N s F A 0 1 3 0 3 4 ；广西教育厅广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目 G x T s z Y 0 5 8 作者简介马华菊 1 9 7 0 ，女，广西田阳人．副教授． 万方数据 2 0 1 4 年第2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y Lb g r i m m ．c n 5 5 由于影响等级氧化锌产品质量的杂质是S 、P b 、 C d 、A s 、S b 等元素，所以在氧化锌矿中这些元素的 含量越低越好，一般要求S ≤o ．1 5 ％、P b ≤o ．2 ％、 C d ≤0 ．0 6 ％、A s ≤0 ．1 ％、S b ≤0 ．1 ％。 2试验过程 2 ．1工艺流程 以氧化锌矿、还原煤和黏结剂为原料，经制团、 锌白炉还原挥发、氧化及收粉、配粉装包工序后得成 品氧化锌产品。 制团配方的原则团矿含碳2 2 ％～2 4 ％，最低 2 1 ％；含锌1 5 ％以上；含铅小于o ．1 ％；其它杂质元 素根据原料情况灵活掌握。 针对入厂氧化锌矿原料的质量情况，通过不断 摸索和多次实践，采用的团矿配方为 k g 氧化锌 矿2 0 0 、还原煤1 9 0 、残团1 0 0 、石灰4 5 。另外，可根 据情况，适当配人一定量的锌渣，以提高团矿含锌 量，提高产量，降低生产成本。 按制团配方要求，把各种原料混合通过润湿棒 磨机打碎磨细至一o ．8 4m m ，经过双轴和料机充分 搅拌，再通过压密压团制成团矿。入炉团矿水分控 制在7 ％～8 ％。 2 ．2 挥发氧化锌操作 针对团矿含锌量低、锌还原挥发时间短的特点， 锌白炉的操作要注意以下几点1 走粉时间控制在 9 0 5 m i n ，一个炉期仍保持 1 6 0 5 m i n 。一个 炉期内不能提前出渣，以保持炉温相对稳定。2 操 作采用低温排废技术，在走粉前尽可能多地排除团 矿中的杂质。3 尾粉缩风，尽量延长冶炼时间，以减 少灰分等杂质进入成品粉中。4 采用动态操作冶炼 方法。 3试验结果 3 ．1 产品质量 按照上述工艺生产的氧化锌产品质量见表2 。 常规氧化锌产品质量指标也列于表2 。对比二者数 据可以看出，采用氧化锌矿直接生产的氧化锌产品 基本可以达到橡胶二级粉的指标要求，多数能达到 涂料二、三级粉的要求。 表2 氧化锌产品质量 T a b I e2 Q u a l i t yo fz i n co x i d e ％ 种类 原矿制备的氧化锌 Z n 0 P b O C d O C u 0 M n 金属锌 盐酸不溶物 灼烧减量 水溶物 筛余物 水分 等级 常规氧化锌 3 ．2 等级品率情况 本次工业试验得到的氧化锌合计2 9 5 ．1t ，品级 率为9 8 ．8 ％，其中三级品率为8 9 ．8 ％ 2 6 4 ．9t ，二 级品率为9 ．o ％ 2 6 ．7t 。其相应的产品质量如表 3 所示。 3 ．3 技术经济指标 工业试验的数据详见表4 。根据表4 数据可 知，在团矿平均含锌1 6 ．7 5 ％的情况下，渣含锌平均 1 ．5 ％，渣率平均5 5 ．1 ％，金属锌回收率平均达到 9 5 ．1 2 ％。 4环保 4 ．1 废水排放情况 等级氧化锌生产只用少量的冷却水，经过沉清 冷却后循环使用，不外排。 4 ．2 废渣排放情况 生产等级氧化锌的固体废渣产生量较大，渣率 达到5 5 ％左右，渣中还含有较高的固定碳和有价金 属，又是很好的造渣物料，全部外销给挥发窑生产厂 家和砖厂使用。 篇僦㈣意撼篡臻 ％0 m 吼√ m 0 O O O | _ 麓焉㈣无彻心意Ⅲ鲰 ％O 吼m 仉O 0 0 O | I篇篇霉篇糍Ⅲ坝 ％0 吼m √ 吼O O 0 O 一 蚴删舢舢㈣无眦|薹瑚Ⅲ；量鲰 ％m 吼m 仉O o o o 7．，6 9 6 0；；．鬻篙等等篡|i鳆 ％O m m √ m O O O 0 一一㈣黛措意篡篇致 g i m呲叭朋j叭叽m m m 一．． 万方数据 5 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y Lb g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第2 期 表3 工业试验等级氧化锌的产品质量 T a b l e3Q u a l i t yo fz i n co x i d ei ni n d u s t r i a l ．f 毋矗 表4 工业试验技术指标 T a b l e4T e c h n i c a li n d e xo fi n d u s t r i a lt e s t 4 ．3 废气排放情况 以一个炉期为基础计算废气中的S O 。含量。 其中，走粉时间9 0m i n ，放废气时间1 0m i n ，块煤燃 烧时间3 0m i n 计。根据市监测站多次监测结果，每 小时排废气平均1 55 0 0m 3 ，则一个炉期排放的废气 量为3 35 8 0m 3 。具体核算如下。入炉团矿 含底煤 中的硫量 25 2 7k g ，含硫1 4 ．5 4k g ；炉渣13 6 1k g ， 含硫8 ．4 4k g ；废气量3 35 8 0m 3 ，总硫6 ．1k g 1 8 1 ．7m g ／m 3 。 废气含硫计算结果为1 8 1 ．7m 3 ，转换为S 0 即 为3 6 3 ．4m g ／m 3 ，符合国家排放标准，与市环保监测 站多次监测均低于3 1 0m g ／m 3 的结果相吻合。 5结论 以大厂矿区高铁高硅低锌复杂氧化矿为原料直 接生产等级氧化锌，产品质量可以达到涂料三级粉 以上，提高了氧化锌产品的经济效益和社会效益，拓 宽了氧化锌生产的原料领域，提高了企业经济效益。 参考文献 [ 1 ] 彭容秋．重金属冶金学[ M ] ．2 版．长沙中南大学出版 社，2 0 0 4 ． [ 2 ] 有色金属提取冶金手册编辑委员会．有色金属提取 冶金手册铅镉锌铋卷[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 9 2 ． [ 3 ] 铅锌冶金学编委会．铅锌冶金学[ M ] ．北京科学出 版社，2 0 0 3 ． [ 4 ] 伍祥武．直接法生产氧化锌产品灰分控制的探讨[ J ] ． 有色冶炼，2 0 0 2 ，3 1 4 2 9 3 1 ． [ 5 ] 康文通，陈仲祥，王春芳．直接法制取活性氧化锌的研 究[ J ] ．河北工业科技，2 0 0 3 ，2 0 4 3 5 3 7 ． [ 6 ] 李海霞，徐旺生．由锌焙砂制备活性氧化锌的研究[ J ] ． 武汉化工学院学报，2 0 0 4 ，2 6 3 1 8 2 0 ，3 0 ． 万方数据