刘向东：锌浮渣处理工艺
摘要：湿法炼锌工厂产出锌浮渣中，含氯量较高，针对传统脱氯处理返回炼锌工艺成本高、污染严重的缺陷，探讨了锌浮渣的深加工处理技术，采用锌浮渣制备金属锌锭、硫酸锌、氧化锌附加值较高的锌产品，在节能降耗的同时增加了锌产品的种类和环境经济效益。
2020年7月16日，2020中国锌、镀锌及金属薄板产业链峰会在山东济南索菲特银座大饭店隆众召开。
由上海钢联电子商务股份有限公司（我的钢铁网、我的有色网）主办，中国金属材料流通协会板材加工分会、博兴县金属板业商会作为指导单位，鑫联环保科技股份有限公司、山东众鑫发金属科技有限公司、深圳中金岭南股份有限公司、山东恒邦股份有限公司、上海豫光金铅国际贸易有限公司等众多企业支持，邀请多为重磅专家、知名学者及行业大咖对锌市场及板材行业进行全方位、多角度的深入解读，共同探讨2020年市场发展方向。
本次大会上，白银有色集团股份有限公司资深冶炼专家刘向东作了题为《锌浮渣处理工艺》的主题演讲。
白银有色集团股份有限公司资深冶炼专家刘向东
刘向东刘总首先介绍锌浮渣的产生及特点。在对金属锌熔化使用的过程中，由于与空气接触而使金属锌液发生氧化，不管是阴极锌的熔铸还是镀锌过程，以及锌基合金的生产过程，都会大量氧化，这些氧化物漂浮在金属熔池的表面上，形成锌浮渣。
锌浮渣主要的特点是：
1、品位高，锌浮渣基本上是由纯金属锌氧化而来，含锌一般在70%以上；
2、杂质少，杂质主要来源于其中的合金元素，如锑、铅、铝等，也有部分环境带入的，如铁等，杂质元素品位比较低；热镀锌浮渣中存在一些锌铁合金类杂质；
3、有金属锌存在：在锌浮渣中还是存在少量的金属锌颗粒，一般占到总重量的5%左右；
4、比较高的含氯：含氯在1-2%，甚至更高；
锌浮渣处理的产品方案有：锌浮渣物理拣选、生产金属锌锭、生产硫酸锌、生产氧化锌。
用锌浮渣生产硫酸锌主要有5个工艺步骤：
1、破碎筛分：使锌浮渣达到-200目的粒度，便于物料运输和反应，同时回收浮渣中的金属锌；
2、洗涤脱氯：在碱性环境下，对锌浮渣进行洗涤，使其中的氯溶解到洗涤液中，使氯与浮渣分离。这个工序中的洗涤液循环使用，溶解在洗涤液中的溶质，如氯化物等，通过蒸发结晶从洗涤液中开路；
3、酸溶分离：用硫酸溶液溶解锌浮渣，使浮渣中的氧化锌转换成为硫酸锌，并在溶液中达到一定浓度，溶解完成后，将溶液进行过滤分离，滤液为制备产品的溶液，滤渣为不溶物，可以作为含锌物料出售。
4、溶液净化：酸溶后的溶液进行净化除杂，净化除杂的工序应根据原料中的杂质情况配置，一般来说，采用锌粉置换法可以脱除大部分重金属杂质，使产品达到标准。净化产出的渣料也可以作为含锌物料出售。
5、浓缩结晶：根据产品设计，生产一水硫酸锌可采用常压蒸发浓缩，生产七水硫酸锌采用三效蒸发浓缩或MVR蒸发浓缩，结晶液进行离心分离，分离固体经过干燥后，得到相应产品，可以包装出售；离心分离后的母液循环返回到酸溶工序。
用锌浮渣生产氧化锌主要有6个工艺步骤
1、破碎筛分：使锌浮渣达到-200目的粒度，便于物料运输和反应，同时回收浮渣中的金属锌；
2、洗涤脱氯：在碱性环境下，对锌浮渣进行洗涤，使其中的氯溶解到洗涤液中，通过过滤使氯与浮渣分离。这个工序中的洗涤液循环使用，溶解在洗涤液中的溶质，如氯化物等，通过蒸发结晶从洗涤液中开路；
3、溶解和分离：将锌浮渣用溶剂溶解，过滤分离，滤液用于沉锌，滤渣作为含锌物料出售。
4、沉锌分离：用二氧化碳沉锌，使锌以碳酸锌前驱体形态形成固体，过滤分离，滤液作为浸出母液返回浸出前段，碳酸锌进入干燥分解；
5、干燥及分解：碳酸锌干燥后，进入到分解炉，在400-500℃下分解，得到氧化锌初级品；
6、破碎及包装：分解后的氧化锌进行破碎分级，达到产品的物理规格要求，再包装出售。
硫酸锌生产企业的第一个特点是多，全国存在很多的硫酸锌生产企业，这些企业都是利用锌冶炼企业或者使用企业所产出的含锌废料生产； 第二个特点是小，硫酸锌生产企业的规模一般都比较小，受到原料来源的限制，这些企业的生产规模大的有几万吨产能，小一些的只有几千吨产能；第三个特点是流程设置不统一：硫酸锌生产工艺简单，投资小，虽然工艺的基本原理相同，但是流程的设计五花八门，产品品质差异性也比较大。由于存在以上特点，国内硫酸锌总的产量规模也难以准确估算，也没有见到相关的研究报道，但是从市场情况看，硫酸锌产销两旺，出口销量也大。硫酸锌价格随着锌锭价格，目前七水硫酸锌的市场价格3000-3500元/吨。
氧化锌生产分火法工艺和湿法工艺两种路线，火法分为直接法和间接法，湿法为化学法；直接法：用锌焙砂直接还原，由于排放不能满足越来越严格的环保要求，目前生产规模已经缩减；间接法：利用金属锌氧化生产氧化锌，这种方法比直接法更加环保，在近年生产规模有一定程度扩张；化学法（湿法）：利用化学反应的方法生产氧化锌，如前述的氧化锌生产工艺就是化学法，化学法生产的氧化锌比表面积比较大，活性高，适合于一些特殊的应用，国内目前氧化锌的市场规模约为30万吨/年。总体上看，最近几年的氧化锌市场处于供销两旺的状态，部分高级产品还依赖进口。氧化锌价格随着锌锭价格，当前国内氧化锌市场价格约为13000元/吨。
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