２００８年２月第１期锌冶炼渣综合利用与节能减排的工艺探讨——王风朝马永涛·４７·∥夺峥啼啼。争争夸夺争’争夺争争争强客环保与综合利用享、。争．夺．÷．夺．。｝．夺．＋．々．．｝．÷．夺．争．．争．。｛∥锌冶炼渣综合利用与节能减排的工艺探讨王风朝，马永涛（赤峰中色库博红烨锌业有限公司，内蒙古赤峰０２４０００）【摘要】本文针对单一湿法炼锌企业生产过程中产生的中间渣和弃渣中的有价金属、废水、余热问题，从渣中有价金属的含量、渣量、经济性、环保性等几方面进行分析，探讨了高酸浸出一低污染黄铵铁矾湿法炼锌工艺产生的中间渣及弃渣的综合利用工艺及节能减排措施，并对实施效果进行了估算。［关键词】铅银渣；铁矾渣；铜镉钴渣；节能减排［中图分类号］ｘ７５６［文献标识码】Ａ［文章编号】１００８—５１２２（２００８）０１一００４７—０３ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉＶｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃｔａｉｌｉｎｇｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｆｏｒｅｎｅｒｇｙｓａＶｉｎｇａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎＷＡＮＧＦｅｎｇ－ｃｈａ０，ＭＡＡｂｓｔｍｃｔ：ＴｈｉｓｐｒｏｃｅＳｓｔｅｎｔｐａｐｅｒＹｏｎｇ—ｔａｏｃｏｎｃｅｍｓａｎｄａｎａｌｙｚｅＳｔｈｅｍａｔｔｅｒｓｏｆｖａｌｕａｂｌｅｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅｒｅｓｉｄｕｅＳｆｒｏｍｍｉｄｄｌｅｉｎｃｌｕｄｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｓｕｒｐｌｕｓｈｅａｔ，ｖａｌｕａｂｌｅｍｅｔａｌｃｏｎ—ａｎｄｉｎｔｈｅｔａｉｌｉｎｇｓ“ｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｙ，ｉｎｔａｉｌｉｎｇｓ，ｔａｉｌｉｎｇｑｕａｎｔｉｔｙ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｔｃ．，ｅｘｐｌｏｒｉｎｇｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ’ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃ鹤ｓｏｆｍｉｄｄｌｅｒｅｓｉｄｕｅｓａｎｄｔａｉｌｉｎｇｓｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅａｃｈｉｎｇ＆ｓｕｌｐｈａｎｉｌａｍｉｄｅｆｅｒｒｉｃａｌｕｍｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｗｉｔｈｌｏｗｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄｍｅａＳｕｒｅｓｆｏｒｅｎｅｒｇｙ∞ｖｉｎｇａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅｎｆｉｎａｌｌｙｈａｖｉｎｇｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｅａｄａｒｇｅｎｔｕｍｒｅｓｉｄｕｅ；ｊａｒｏＳｉｔｅｒｅｓｉｄｕｅ；ｃｏｐｐｅｒｃａｄｍｉｕｍｃｏｂａｌｔｒｅｓｉｄｕｅ；ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎ套ａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｌ】ｃｔｉｏｎ１概述赤峰中色库博红烨锌业有限公司是由中国有色金属建设股份有限公司、南非库博公司、赤峰红烨有限公司、赤峰白音诺尔铅锌矿等多家单位共同组成的中外合资企业，经过项目三期建设，目前生产能力为锌锭及锌基合金１１万ｔ、副产硫酸２２万ｔ。公司炼锌工艺采用国际先进、国内首创的高酸锌精矿沸腾焙烧——余热回收——Ｓ０２烟气制酸工艺。生产过程中产生的高浸渣排入渣场；铜镉钻渣经酸浸部分锌后对外出售；产生的重金属污水、酸性污水送入厂内污水处理站中和处理后排放；焙烧过程中产生的热能经余热锅炉回收。目前，国内外湿法炼锌企业普遍根据渣中有价金属含量、经济性及企业现状确定回收工艺。对于常规两段浸出湿法炼锌工艺，由于浸出渣中锌含量较高，具有较强的经济性，一般采取回转窑法、烟化法及Ａｕｓｍｅｌｔ法回收有价金属；而对于高酸浸出湿法炼锌工艺，铅锌联合企业一般采取将高浸渣配入铅精矿，在炼铅过程中回收。而对于单一的锌冶炼企业，在有价金属含量不高情况下，一般排入渣场。在企业规模小及有色金属价格低的形势下，上浸出——低污染沉矾湿法炼锌工艺，焙烧制酸采用［收稿日期】２００７—１１—１０［作者简介】王风朝，（１９５４一），内蒙古赤峰市人，美国东密西根大学研究生毕业。高级会计师、高级经济师、工程师，现任赤峰中色库博红烨锌业公司总经理。万方数据 ４８·有色冶金节能口环保与综合利用述对渣的处理是企业的唯一选择。但随着企业规模的不断扩大，尤其是国家对环保要求的日益严格、以及对建设节约型社会的倡导，加之国际、国内有色金属价格的持续上扬，这样处理造成有价金属流失及浪费，还污染了环境。为解决上述存在的问题，提高经济效益，需要对产生的弃渣及中间渣、废水、排放的蒸汽进行综合回收利用。为此，本着如下原则选择综合利用工艺：第一。工艺要具有经济性及好的经济效益；第二，综合回收水平要高，要最大限度回收有价金属及可利用资源；第三，工艺技术要先进、可表ｌ成分类别ｚｎＴ靠；第四，通过综合回收利用，作到节能减排、促进环保。２综合利用工艺探讨２．１中间渣及弃渣状况根据２００６年公司对尾渣及中间渣的分类计量统计及年化学成分平均统计，计算出目前达产情况下，年产生净液铜渣４银渣９３０００５７０ｔ／ａ，净夜镉渣８９０ｔ／ａ，铅５００ｔ／ａ，铁矾渣３３ｔ／ａ，（以上均为干渣）两渣化学成分如表１。％２００６年弃渣及中间渣化学成分成分类别ｚｎ酸ｚｎ水ＦｅＴ４．９７Ｆｅ可１４．４２ＣｕＯ．４３Ｏ．８８ＣｄＯ．４８ｃｏｓＰｂＡｇ‘ｓｎ１８５．３５１０．３０４４．９８４．９４Ｍｎ２．４６Ｏ．６２０．４００．５６Ｍｇ０．３１Ｏ．２３０．２１Ｏ．２３ｓｏｉ—Ｈ２０１５．２３１０．８１１１．３８１１．６６Ｉｎ’灿高浸渣６．０８铁矾渣５．３８铜渣２０．１６镉渣１８．４８３．８９４．００１６．３６２２．１２Ｏ．０３１０．７２０．０２１２．１２Ｏ．７７６．８６０．２８７．６２高浸渣３．５３铁矾渣Ｏ．３１铜渣镉渣２．１１Ｏ．７１１５．１９２１１．３９４．５８１８．２１１６．１５２０．５４Ｏ．５８２．２１Ｏ．２８５．５３２２．７７１９．３８２２．３１２１１．７４．８８４．２２１．１９１．２９２３．２８２．８９９３．９５３７．８９２．２４６．８４８４．００Ｏ．１７２４．３８０．０９注：＊表中Ａｇ、Ｉｎ单位是ｇ／ｔ，以上化学成分系年平均值。２．２铅银渣地回收上述元素，首先必须富集。目前，国内外对锌浸出渣富集回收的工艺，主要有回转窑挥发工艺、ＡｕＳｍｅｌｔ工艺、烟化炉挥发工艺和矮鼓风炉工艺。对照渣的特点及燃料供应、环保、投资及成本等几个方面，对４种工艺进行了比较，如表２。ｔ／ａ，按２００６年各元素化验平均数５６５４铅银渣是锌焙砂高酸浸出产生的一种弃渣，每０００年产生量９３据计算，渣中含有：ｚｎ１７．２ｔ／ａ，Ｉｎ１９．７５４０ｔ／ａ，Ａｇｔ／ａ．渣ｔ／ａ，Ｐｂ３２８３ｔ／ａ，Ｃｕ４００ｔ／ａ，Ｃｄ中Ａｇ、ｃｕ、Ｐｂ、ｚｎ、Ｉｎ、ｃｄ具有综合回收价值，但含量均较低，对于单一锌冶炼企业，要想经济、合理表２锌浸出渣几种处理工艺的比较注：表中“高”系与烟化炉比较。结合公司实际，对４种工艺进行了分析，烟化炉挥发工艺和Ａｕｓｍｅｌｔ工艺由于共同具有：加工成本低、能回收余热提高产值；利用丰富、价廉的粉煤；产生的固化渣无污染、可销售等特点，比较适合我公司。但也存在一些不足，主要体现在：Ａｕｓｍｅｌｔ工艺因连续生产，渣中Ｐｂ、ｚｎ、Ｉｎ回收率较低，同时建设投资较高，从而增加固定成本费用。而烟化炉不能回收Ａｇ、Ｃｕ。如果能完善烟化炉工艺回收Ａｇ、Ｃｕ，则烟化炉挥发工艺是理想选择。根据云南会泽冶炼厂锌浸出渣烟化炉连续吹炼工艺实验结果，对照公司铅银渣的组成发现，我厂铅银渣中ｃａＯ、ｓｉ０２较低，配料过程中要补充。补充方式为：①在烟化炉运行过程中，煤带入大量的灰分，其中的Ｓｉ０２调整了工艺要求的Ｆｅ／Ｓｉ０２比值。②根据工艺要求，Ｃａ０／ｓｉ０２＝０．７～０．７５，因此，要加入ＣａＯ。公司污水处理站产生的大量中和渣含有大量Ｃａ０，通过调整加入比例，能够满足烟化炉造渣条件，既回收了中和渣中的锌，又减少了中和渣外排造成的污染。因此，为完善工艺，下一步工作要研究Ｃｕ、Ａｇ万方数据 ２００８年２月第１期在工艺过程的回收。２．３铁矾渣锌冶炼渣综合利用与节能减排的工艺探讨——王风朝马永涛·４９·建在了原料产地林东镇郊区，在生产过程中，余热锅炉回收了大量的高压过热蒸汽。这些蒸汽除部分用于冬季取暖外，其余全部排放。既浪费大量的热能，又造成余热锅炉软化水供应紧张。林东分厂两台余热锅炉产气量分别为８ｔ／ｈ和２３铁矾渣［ＮＨ４Ｆｅ（鼢）２（ｏＨ）６］是炼锌过程中高酸浸出液除铁产生的高铁渣，是提取铟的原料。每年产生量３３Ｚｎ１８６０５００ｔ／ａ，渣中含Ｆｅ７１００ｔ／ａ，Ｉｎ７．１ｔ／ａ，ｔ／ａ。根据渣的成分（如表１）分析，渣中Ｉｎ、ｔ／ｈ，正常生产条件下，合计产气量３１ｔ／ｈ，过热蒸ｋｗ的汽轮Ｚｎ含量较低，要想回收，必须先富集。针对铁矾渣成分特点，分析认为，回转窑高温挥发法适合处理铁矾渣。在工艺过程中，渣中的ｚｎ、Ｉｎ富集到烟尘中，生成含铟氧化锌，作为提铟的原料；窑渣含有未反应的焦粉、Ｆｅ３０４、Ｓｉ０２等，通过磁选产出铁精粉卖给炼铁厂，磁选尾矿中Ｓｉ０２、焦粉是烟化炉良好的造渣剂及燃料。工艺既回收、富集了有价元素，又做到无废渣排放。２．４铜镉钴渣铜镉钴渣是湿法炼锌净夜工段产生的净液渣经过浸出、置换得到的净液铜渣和净夜镉渣的混合物，是Ｃｕ、Ｃｄ、Ｃｏ的富集物。年产生净液铜渣４净夜镉渣８９０ｔ／ａ．根据计算，渣中含ＣｕＺｎ１０８４５７０汽压力２．５８ＭＰａ，过热蒸汽温度４００℃。为充分利用回收的热能，公司计划安装一台３０００发电机组，既能发电，又能回收产生的冷凝水，补充锅炉软水供应。考虑林东分厂检修、停电、故障、冬季取暖及取暖期用汽不均衡等因素，按非采暖期１５０天满负荷运转，采暖期１５０天按２１０００ｋＷ计算，每年可发电８００万ｋＷ·ｈ。冷凝水按７０％回收计算，年可回收１６万ｔ冷凝水。按国内同行业余热发电经验，一般１．５年即可回收全部投资，而最重要的是符合国家关于节能减排的产业政策。３．２废水回用按照２００６年全厂用水量平均统计，日用水量２７５０ｔ／ａ，ｔ／ａ，１０９０ｔ／ａ，Ｃｄ４５５ｔ／ａ，Ｃｏ３７ｔ／ａ。ｔ，目前，动力分厂水膜除尘器和焙烧循环水泵目前，利用铜镉钴渣湿法工艺生产精镉、副产铜渣、富钴渣及含锌溶液，再将含锌溶液送入炼锌系统，在国内，这一工艺是比较成熟的。关于如何利用铜渣，在综合有色企业，通过将富集的铜渣配入铜精矿，在炼铜过程中回收，而公司不具备这一条件，如果将铜渣出售，价格低，不经济。铜的冶炼根据原料不同应选择适宜的流程，富铜渣冶炼工艺分为火法冶金及湿法冶金。火法冶金适合大规模生产。投资高、污染大；湿法冶金工艺适合于小规模生产，投资小且对环境污染小，根据公司实际，选择湿法冶金工艺是合理的。湿法冶金工艺存在的主要问题是电解液杂质积累问题。目前，国内企业主要通过萃取一电解的方式生产电解铜。通过将铜渣氧化一稀酸浸出一含铜溶液电解，高杂质电解液打入铜镉钴渣浸出工序作为浸出液，溶液中的铜离子被渣中的锌粉重新置换进入铜渣中，溶液经中和、除镉钴后，送入炼锌系统。目前，已完成可研报告，从可研报告看经济效益十分可观。房利用部分二次水，每日约２００ｔ。酸性污水及重金属污水经污酸处理站处理合格后外排，其它用水点经过一次使用后外排。全厂日排污水１大约１０００ｔ。７４０ｔ，蒸发通过对全公司备用水点、用水量、水质及排水数据分析，提出了利用二次水代替部分新水方案。（１）回收Ｓ０２风机冷却水、发电系统油冷器冷却水共计３３２ｔ／ｄ，用于发电冷凝器及制酸分厂净化工段间冷器用水。（２）回收污酸处理站外排水５７０ｔ／ｄ，用于环保车间石灰乳制备、制酸分厂制酸净化烟气洗涤及炼锌分厂极板洗水。通过废水回用，每年节约新水３２万ｔ，相应减排３２万ｔ。４项目实施效果估算４．１综合回收（１）铅银渣、铁矾渣合计ｚｎ收率计，年可回收约６０００收率计，年可回收约１８．７回收率计，年可回收约１２７５１４ｔ／ａ，按８０％回ｔ／ａ，按７０％回ｔ／ａ，按７０％ｔ／ａ，按８０％ｔ／ａ，按ｔ。Ｉｎ２６．８３节能减排３．１余热发电为了保障锌精矿的需求，公司二、三期扩建工程ｔ。Ａｇ１７．２ｔ。Ｐｂ３２８３回收率计，年可回收约２６２６ｔ。Ｃｕ４００（下转第２２页）万方数据 ·２２有色冶金节能口专论与综述国节能宣传周，组织好大型主题宣传活动，节能科普宣传活动。活动的内容应包括家庭社区行动、青少年行动、企业行动、学校行动、经营行动、政府机构行动、科技行动、科普行动和媒体行动等方面。要通过广泛深入的宣传和丰富多彩的活动，在全社会树立节能环保的意识，促使每个企业、每个单位、每个社区、每个家庭、每个社会成员都能够自觉履行节能和环保义务，形成以政府为主导，企业为主体，全社会共同推进的节能减排的工作格局。要通过宣传进一步提高全民节约意识和忧患意识。大力倡导节约、环保、文明的生产方式和消费模式，形成人人讲节约、事事讲节约、时时讲节约的良好社会氛围，并且能够成为每个公民的自觉行动。只有社会各个阶层、各个领域、方方面面都积极地行动起来，节能减排才具有坚实的社会基础。３．６坚持以体制改革为动力。切实建立节能长效机制无论是结构节能、技术节能，还是管理节能，都必须建立起有利于节能的约束机制和激励机制。消除制约节能工作的机制性、体制性障碍。依然是当前一项重要而紧迫的任务。为此，我们应把握以下几个方面的要点：一是要深化能源价格改革，逐步理顺不同能源品种价格，形成有利于节能、提高能效的价格机制。二是加大政府对节能的技术推广、示范试点、信息服务、宣传培训、能力建设和表彰奖励等方面工作的支持力度。三是建立多渠道节能融资机制。四是要抓紧制定鼓励节能的税收优惠政策，严格实施控制”两高”抑制产品出口的政策措施，尤其是应用好关税的政策工具。４结束语节能减排对于深入贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会，具有极其重要而深远的意义。节能减排是一项综合性很强的工作，我们必须继续发挥政府的主导作用，加大各项政策措施的贯彻执行力度，动用经济、法律、行政等各种有效手段，动员社会各层面的力量，真正使政策体系、制度体系、科技体系、管理体系以及实现全民节能减排观念的转变等方面形成“合力”，才能把这项工作做好做实。［参考文献】［１］中国共产党第十七次全国代表大会文件汇编［Ｍ］．北京：人民出版社出版，２００７．［２］中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要［Ｍ］．北京：人民出版社出版，２００６．［３］徐旭忠．我国节能减排工作取得积极进展［Ｎ］．中国石化报。２００７—１１—２９．［４］遏制高耗能高污染行业过快增长［Ｎ］．石油商报，２００７一０５—０９．［５］赵庆明，王昌群．降低ＧＤＰ能耗要从垄断行业入手［Ｎ］．中国证券报。２００６一０９—０６．［６］［７］董伟．节能减排，中央企业在路上［Ｎ］．中国青年报。２００７—０９—１１．（上接第４９页）５０％回收率计，年可回收约２００７０％回收率计，年可回收约４销售。（２）铜镉钴渣。Ｃｕ计，年可回收约１率计，年可回收约９７５率计，年可回收约４００售。４．２节能减排通过余热发电及废水回用，年可发电１８００万ｋｗ·ｈ，按每千瓦时电Ｏ．４ｋｇ煤计算，年可节煤７２００１０９０ｔ。Ｆｅ７１００１４４ｔ。年回收冷凝水１６万ｔ。节约新水３２万ｔ，相ｔ／ａ，按ｔ／ａ，按应减排３２万ｔ。９７０ｔ。Ｃｄ５４０８０％回收率计，年可回收约４３２ｔ。水淬渣约６万ｔ，ｔ／ａ，按９０％回收率ｔ／ａ，按９０％回收ｔ／ａ，按９０％回收５结论通过综合回收有价金属，能提高金属锌回收率５％，既缓解锌精矿供应压力，提高经济效益和综合利用水平，又可减少污染。通过节能减排，可节煤７２０００００ｔ。Ｚｎｌ０８４ｔ。Ｃｄ４５５ｔ。Ｃｏ３７ｔ、减少Ｓ０２排放１４４ｔ、污水减排３２万ｔ，节约ｔ／ａ，以钴渣形式销新水３２万ｔ。［参考文献】［１］王洪江，等．锌渣烟化炉连续吹炼的试验研究［Ｊ］．中国有色冶炼，２００５，（６）：３７—６０．［２］铅锌冶金学编委会．铅锌冶金学［Ｍ］．北京：科学出版社。２００３．ｔ。按赤峰地区煤含硫１％计算，减少Ｓ０２排放万方数据 锌冶炼渣综合利用与节能减排的工艺探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
王风朝， 马永涛， WANG Feng-chao， MA Yong-tao赤峰中色库博红烨锌业有限公司,内蒙古,赤峰,024000有色冶金节能
ENERGY SAVING OF NON-FERROUS METALLURGY2008,24(1)
1.王洪江 锌渣烟化炉连续吹炼的试验研究[期刊论文]-中国有色冶炼 2005(06)2.《铅锌冶金学》编委会 铅锌冶金学 2003
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