保山钢铁浸出工序20xx年技术培训教材汇编(编辑修改稿)

保山钢铁浸出工序20xx年技术培训教材汇编(编辑修改稿)内容摘要：

容器 是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。 贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。 压力容器安全附件包括哪些。 答：安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计、防爆帽、紧急切断阀等。 对压力容器操作人员提出的要求。 答：（ 1） 压力容器操作人员要定期参加培训；（ 2）严格遵守压力容器安全操作规程；（ 3）压力容器操作人员应了解生产 流程 中各种介质的物理和化学性能；（ 4） 压力容器操作人员必须掌握各种安全附件的型号、规格、性能及用途；（ 5）压力容器操作人员应当取得当地锅炉等压力容器管理机构颁发的《压力容器操作人员合格证》后方能独立承担压力容器的操作；（ 6）压力容器操作人员必须热爱本职工作，认真负责，身体健康；（ 7）压力容器操作人员应当履行相关的职责。 保山浸出工序 20xx 年 5月 13日 保山浸出工序 20xx 年 6 月技术培训资料 注： （培训提纲见 20xx年 6月保山浸出工序岗位实习任 务 计划） 一、传统湿法炼锌简介 湿法炼锌的主要特点是能够综合回收有价金属，金属回收率高，产品质量好，易于实现大规模、连续化、自动化生产，能够实现设备的大型化和消除火法冶金的某些缺陷，有利于环境保护。 传统湿法炼锌主要有焙烧、常压浸出、 净化、电解和熔铸五个工序做成。 在60 年代以前，湿法炼锌厂都是采用简单的浸出流程，一部分锌损失在浸出渣中，锌的直接回收率只有 80%左右，因此需设置渣处理设备，以回收渣中的锌。 目前世界锌总产量的 80%以上是由湿法炼锌技术产出的。 下图为传统湿法炼锌的工艺流程图 图 11 传统湿法炼锌的工艺流程图 下面简单介绍传统湿法炼锌的五大工序 （ 1）、焙烧 :火法炼锌和传统湿法炼锌的第一步都是焙烧，它们的目的都是使 ZnS转变为 ZnO，但是它们二者有所不同，其中火法炼锌的焙烧是纯粹的氧化焙烧；传统湿法炼锌进行的也是氧 化焙烧，但焙烧时要保留少量的硫酸盐，以补偿浸出（常压）和电解过程中损失的硫酸，同时尽可能的减少生成铁酸锌。 在焙烧过程中还产出含 SO2 浓度比较高的烟气，可送往硫酸厂制硫酸，焙烧的主要化学方程式为： ZnS+3/2O2=ZnO+SO2↑ ,在实际的硫化锌精矿焙烧过程中就是通过控制供风量（ 空气过剩系数 ）来调节气相的组成来控制焙烧过程中锌的存在形态。 火法炼锌的焙烧温度一般控制在 1273K 以上，有的达到1340～ 1370K。 空气过剩系数为 ～ ；传统湿法炼锌的焙烧温度一般控制在 1143～ 1193K，有的达到 1293K。 空气过剩系数为 ～ 程中，影响焙烧产物生成的两个条件是温度和氧分压。 硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧，有的还采用多膛炉焙烧或悬浮焙烧。 沸腾炉焙烧是在焙烧过程中使空气自下而上地吹过固体炉料层，使固体颗粒相互分离，不停地翻动，有效地进行硫化物氧化反应的强化焙烧过程。 沸腾炉所用设备简单，易于实现自动化控制。 （ 2）、常压浸出： 浸出的目的是 :1）、使物料中的 Zn 尽可能地全部溶解到浸出液中，得到高浸出率； 2）、使有害杂质尽可能地进入渣中，达到与锌分离的目的。 焙砂浸出过程分为中性浸出 、酸性浸出和 ZnO 粉浸出。 中性浸出过程中为了使铁、砷和锑等杂质进入浸出渣，终点 pH 值控制在 ～ 左右。 此时浸出渣中有大量的锌焙砂存在 (含锌 20％左右 ) ，所以 中性浸出渣 必须进行酸性浸出。 下图为常压浸出工艺流程 图 12 常压浸出工艺流程图 常压浸出的实质是焙烧矿氧化物的稀硫酸溶解和硫酸盐的水溶解过程。 Zn、 Cu、Fe、 Co、 Ni 和 Cd 的氧化物均能有效地溶解，而 CaO 和 PbO 则生成难溶的硫酸盐沉淀（ CaSO4和 PbSO4）。 实际生产中终点 pH 值控制在 以下，从而除去浸出液中的 Fe、 As 和 Sb， 如果高于此值，就会生成 Zn(OH)2沉淀，降低锌的浸出率。 在中性浸出过程中，采用鼓风搅拌的方法，也是为了利用空气中的氧来氧化二价铁。 锌焙砂浸出过程是属于液－固之间的多相反应。 反应速度受酸浓度和温度影响外，还与反应物接触的表面积、液体粘度和溶质的物理化学性质有关。 控制反应速度环节主要是液相边界层的扩散过程和界面反应过程。 目前除铁的 三种方法 是黄钠（钾）铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。 （ 3）、净液（净化）： 净化的目的是 1) 、将溶液中对电解有害的杂质除至允许含量； 2)、 将这些杂质变为原料进行综合回收。 永昌公司净 化采用四段净化法而呼伦贝尔驰宏矿业采用的是三段净化法，即 第一段用锌粉置换铜镉 ：其离子方程式为 Zn+Cu2+=Zn2++Cu 和 Zn+Cd2+=Zn2++Cd，影响置换反应的因素有锌粉质量、搅拌速度、置换温度、中浸液成分和 添加剂 ； 第二段是用锌粉、 锑盐高温除钴、镍 ：除钴、镍的方法有黄药除钴法和 β 萘酚除钴法； 第三段是深化除镉： 在除镉的同时在电解前还要除去 F 和 Cl，除 Cl 用硫酸银法，除 F 用石灰乳法（生成 CaF2↓ ）。 工业生产中常用的净化方法有锑盐法和砷盐法，砷 盐净化法 分两步进行：第一步是在 80℃温度下，向溶液中加 入锌粉的同时，加入铜盐和砷盐，除铜、钴；第二步是加锌粉除镉； 锑盐净液 的原理与砷盐净液相同，但净化的温度制度与砷盐净液法相反，第一步：在 50～60℃较低温度下，加锌除铜镉，使铜和镉的含量小于。 第二步：在 90℃的高温下，以 3g/l 的锌量和 ～ ，加入锌粉和 Sb2O3 除钴，使钴含量小于。 （ 4）、电解： 净化得到的净液，通过不溶阳极电解的方法从中提取锌 ,所用的阳极 板 为 铅 银 合 金 板 ， 阴 极 板 为 铝 板。 其 总 反 应 为 ：ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2，可见，随着电解的进行，电解液中 Zn2+含量不断减少，硫酸浓度不断增大。 因此必须连续地抽出一部分电解液送到浸出工序，同时要不断地补充已净化的中性浸出液。 阴极上析出的锌每隔一个周期 (一般为 24 小时 )取出。 氧在阳极析出，锌和氢在阴极析出。 电解液中的杂质主要有铜、钴、镍，电解液中铜含量高时，析出的锌呈疏松黑色状，严重时出现孔洞，降低电流效率；钴的影响与铜相似，工业上称为烧板，产生小黑点和孔眼。 牛胶或骨胶的加入可减轻其危害；镍烧板的形状呈葫芦瓢形。 技术经济指标主要有： 1）、电流效率（电流效率 η =理论析出锌 量／实际析出锌量 100％，目前实际生产中的电流效率约为 88～ 93%.）； 2）、槽电压（槽电压＝硫酸锌的分解电压 + 电解液电压降 + 导电杆、导电板、接触点等的电压降。 生产中要力求降低这些无用的电压降。 ）； 3）、电解液成分（通常电 解液含 Zn50～ 60g/l，含 H2SO4 为 100～ 110g/l.） 添加剂的作用与析出锌的 质量 （在锌电解过程中常常加入很多添加剂，加入牛胶或骨胶可以是析出锌的表面致密、光滑；加入 碳酸锶 可以降低析出锌中铅的含量；在电解过程中还加入一些 土酒石 ，目的是为了剥锌更容易）。 影响电流 效率的因素有 1）、电解液中的杂质含量； 2）、析出锌的状态和周期。 （ 5）、熔铸： 永昌公司锌锭的执行标准是 GB/T 470— 1997，而现在最新的锌锭执行标准是 GB/T 470— 20xx. 0锌：锌的含量不小于 %，颜色标记为 红色二条； 1锌：锌含量不小于 %，颜色标记为 红色一条 ； 2锌：锌的含量不小于 %，颜色标记为 黑色一条 ； 3锌：锌的含量不小于 %； 4锌：锌的含量不小于 %，颜色标记为颜色标记为 绿色二条 ； 5锌：锌的含量不小于 %，颜色标记为 绿色一条。 二、本月浸出实习岗位任务的主要内容 调浆岗位： 配置合格矿浆的步骤是往调浆槽泵入矿浆，根据矿浆浓度泵入调浆液，使之达到生产所需矿浆的浓度（ ～ ）。 浓度的计算公式如下：浓度 =溶质 /溶液 100%（其中，溶液 =溶质 +溶剂）。 加压泵岗位： 加压泵 行程 的调节是通过调节斜盘和轴的倾角大小来实现的，从而控制泵的流量保证釜压的稳定。 （由于所有的泵都是容积式的泵，即通过容积大小变化来实现吸液和压液过程的，容积变大时完成吸的过程，容积变小的时候完成压的过程。 入下图所示倾角 a 增大时，容积减小从而使 吸入或压出矿浆的流量减小，此时也可以讲柱塞行程变小）。 滤液中 Fe2+离子的 图 13 斜盘和轴夹角 a 测定，可利用 Fe2+离子在强酸中为橘红色 (Fe2+在一般溶液中为浅绿色 )或利用氧化剂把 Fe2+氧化成具有棕黄色的 Fe3+离子，常用的氧化剂有 O Cl高锰酸钾、重铬酸钾和硝酸等。 当滤液中 Fe2+超标时，可加入 CaO，其原理是 CaO水解生成 Ca(OH)2， Fe2+ 与空气中的 O2和 Ca（ OH） 2反应生成 Fe(OH)3沉淀。 加压釜岗位： 加压浸出的设备有多种类型 ,入加压的帕丘卡槽、压力塔、压力球罐、压 力锅、立式压力釜、管式压力釜和卧式压力釜（最常用）等。 下图为加压釜内部简单结构图，矿浆通过 V形隔板从一室溢流入下一室，最后矿 图 14 加压釜内部简单结构图 浆从釜的另一端排出。 氧气或空气由各室专用管子供给，气体从排气阀不断排出以除去不冷凝性气体，从而保证所需的氧分压和釜压。 一般在加压釜内二室一般都设有加热或冷却的盘管以保证釜内反应温度。 卧室加压釜的每室 都装有搅拌，轴上装有特别的密封装置（注意在检修下釜时，不能站在搅拌的叶浆上，以免破坏搅拌的密封装置）。 加压釜设计压力时（永昌公司加压釜设计压力为 ～ ）要考虑矿石或精矿石的处理量、给料速度、矿石品位、矿浆停留时间、操作温度、操作压力及矿浆浓度等因素。 下图为加压釜及其部件结构简图，多数加压釜是用在酸性介质当中的，这类加压釜是用 图 15 加压釜及其部件结构简图 碳钢做外壳，内部衬以铅板和耐腐砖，碳钢外壳的厚度与釜压成正比。 加压釜的材料选择目前主要集中于两种，一种是碳钢做外壳，内衬铅板和耐腐转，这个类型工业上已使用几十年，其特点是 1）、运行可靠，只需定期检查、定期维修； 2）、保温性能好； 3）、升温和降温必须按严格要求，否则 耐腐砖易损坏，故不能随意的开釜和停釜。 另一种是冶金集团做试验时用钢钛复合材料制作的 压力釜，其主要特征是： 1）、耐高温、耐腐蚀和耐磨性能好； 2）、开釜和停釜方便； 3）、釜的保温状态不好，其存在的最大隐患是由于釜内使用的钛材太多，若操作不当，发生 钛燃烧 而导致爆炸事故。 （呼伦贝尔驰宏矿业招标的加压釜新型材料于 20xx 年 4 月 23 日挂入永昌公司氧压车间加压釜二室液相和奇想各 2 块进行耐腐试验，之所以挂在二室是由于二室进行剧烈反应）。 下面着重介绍加压釜结构中主要部件的功能： （ 1）、每室搅拌装置 的作用是由于硫 化锌精矿加压浸出是在气液固三相之间发生反应的，要使三相反应物充分接触，保证固相物质的悬浮气相物质最大限度的溶解和分散在液相中，都要依靠搅拌装置进行充分的搅拌（永昌公司氧压车间加压釜搅拌装置的转速控制在 200～ 230r/min）； （ 2）、挡板的作用： 在过去混合实验中挡板是用来在搅拌容器中提供除搅拌器剪切区以外的剪切区，即减小。