濕法煉鋅電解車間設(shè)計(jì)論文

1、 第 I 頁(yè)摘摘 要要本設(shè)計(jì)是根據(jù)金山銦鍺化工有限公司的實(shí)際情況，對(duì)該廠在原有的生產(chǎn)規(guī)模上進(jìn)行擴(kuò)建，其擴(kuò)建規(guī)模為 10 萬(wàn)噸/年。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：工藝流程的選擇與論證、電解車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證、冶金計(jì)算、車間的配置設(shè)計(jì)、設(shè)備的選擇與計(jì)算、綜合利用與環(huán)境保護(hù)、車間組織與經(jīng)濟(jì)分析。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是電解車間。本設(shè)計(jì)所采用的是國(guó)內(nèi)普遍采用的濕法煉鋅傳統(tǒng)工藝：鋅精礦焙燒浸出凈化電積熔鑄鋅錠。本設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：鋅的總回收率：95%；電解槽電壓：3.3V；總電流強(qiáng)度：25000A；陰極電流密度：480 A/m2； 電流效率：90%；年工作日：330 天；直流電單耗：3006.69

2、7kWh/t。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的基本原理和國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)規(guī)范，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的實(shí)際情況，選擇國(guó)內(nèi)的成熟設(shè)備 ，設(shè)計(jì)出勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染少的方案。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：濕法煉鋅；電解；車間；設(shè)計(jì) AbstractAccording to the actual situation of Jinshan Zinc Factory, this design carries on the 第 II 頁(yè)extension to this factory in the original scale of production, its extension scale i

3、s 100,000 t/a. The contents of the design include the choice and proof of technological process, the choice and proof of the main technical and economic index in the electrolysis workshop, metallurgical calculation, the design and arrangement of the electrolysis workshop, the choice and calculation

4、of equipments, comprehensive recovery and environment protection, arrange of the electrolysis workshop and the economy analysis. The key point of this design is the electrolysis workshop. The metallurgical press applied in the design is the conventional process of hydrometallurgy of zinc in domestic

5、: Zinc ore concentrate roasting leaching purification electrodeposition casting zinc spindle. The main economic and technical index of the design were listed as below:1、The total returns-ratio of zinc: 95% ; 2、The voltage of electrolysis tank: 3.3V ;3、The total current intensity: 25000A ;4、cathode-c

6、urrent density: 480 A/m2 ;5、Current efficiency:90% ;6、Working days of each year: 330 ;7、The cost of each ton cast of zinc: 3006.697kw.h/t.Zn.The design is accordance with of the basic principles of design and the national standards and technical specifications,to learn the advanced technology and ex

7、perience at home and abroad , to select a mature domestic equipment,design of low labor intensity, high efficiency,less environmental pollution. Keywords:the hydrometallurgy of Zinc, electrolysis, workshop,design 第 i 頁(yè)目目 錄錄摘摘 要要 .IABSTRACT.II目目 錄錄 .I1 總論總論.11.1 概述.11.2 鋅的市場(chǎng)分析.21.2.1 消費(fèi)領(lǐng)域.21.2.2 消費(fèi)情況

8、.31.2.3 價(jià)格分析.41.2.4 鋅的市場(chǎng)分析.51.2.5 我國(guó)鋅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方向研究.61.2.6 綜合評(píng)估.71.3 設(shè)計(jì)的基本原則與目標(biāo).71.4 設(shè)計(jì)規(guī)模方案.81.5 廠址的選擇與論證.91.5.1 廠址的選擇.91.5.2 建廠的可行性.91.5.3 建廠條件.91.6 主要設(shè)計(jì)方案.101.6.1 冶煉工藝.101.6.2 總圖運(yùn)輸.101.6.3 供電.111.6.4 供水及污水處理.111.6.5 供熱.111.6.6 環(huán)境保護(hù).111.7 綜合技術(shù)指標(biāo).122 工藝流程的選擇與論證工藝流程的選擇與論證.132.1 國(guó)內(nèi)外鋅冶煉方法的比較與發(fā)展動(dòng)態(tài).132.1.1 國(guó)

9、際鋅冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì).132.1.2 我國(guó)鋅冶金技術(shù)現(xiàn)狀與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的差距.162.1.3 該企業(yè)工藝技術(shù)和裝備狀況.182.2 原料的來(lái)源與特點(diǎn).192.2.1 世界鋅礦資源分析.192.2.2 原料特點(diǎn).202.3 濕法煉鋅工藝流程的選擇與論證.20 第 ii 頁(yè)2.3.1 濕法煉鋅概述.202.3.2 車間配置及介紹.223 車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證.323.1 電解過(guò)程中技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證.323.1.1 電流密度.323.1.2 電解液中的含酸、鋅量.333.1.3 電解液中雜質(zhì)含量的允許范圍.333.1.4 混合比.343.1.5 槽液溫

10、度.353.1.6 電流強(qiáng)度.353.1.7 同極中心距.353.1.8 電解周期.353.1.9 掏槽周期.353.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).363.2.1 電流效率.363.2.2 槽電壓.383.2.3 電能消耗.403.2.4 陰、陽(yáng)極單耗.403. 2. 5 添加劑單耗.404 濕法煉鋅冶金計(jì)算濕法煉鋅冶金計(jì)算.414.1 鋅精礦流態(tài)化焙燒冶金計(jì)算.414.1.1 鋅精礦物相組成冶金計(jì)算.414.1.2 煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成計(jì)算.434.1.3 焙砂產(chǎn)出率及其化學(xué)與物相組成計(jì)算.444.1.4 焙燒要求的空氣量及產(chǎn)出煙氣量與組成的計(jì)算.484.1.5 流態(tài)化焙燒物料平衡.504.1.

11、6 熱平衡計(jì)算.504.2 鋅焙燒礦常規(guī)浸出冶金計(jì)算.554.2.1 鋅焙燒礦常規(guī)浸出浸出渣率及其化學(xué)與物相組成計(jì)算.554.2.2 鋅焙燒礦常規(guī)浸出金屬平衡計(jì)算.584.3 硫酸鋅溶液凈化冶金計(jì)算.604.3.1 銅鎘渣量和成分計(jì)算.604.3.2 凈液除銅鎘的金屬平衡.614.4 鋅電解沉積冶金計(jì)算.624.4.1 電積物料平衡計(jì)算.624.4.2 電解槽熱平衡計(jì)算.65 第 iii 頁(yè)4. 4. 3 陰極鋅熔鑄的金屬平衡計(jì)算.684.4.4 浮渣球磨水洗、吹鋅粉的金屬平衡計(jì)算.694.5 焙燒礦常規(guī)浸出浸出渣揮發(fā)窯處理的冶金計(jì)算.704.5.1 配料計(jì)算.704.5.2 氧化鋅產(chǎn)出率、化

12、學(xué)成分與物相組成計(jì)算.714.5.3 窯渣產(chǎn)出率、化學(xué)成分與物相組成計(jì)算.734.5.4 煙氣量及成分計(jì)算.764.5.5 綜合物料平衡.784.6 揮發(fā)窯氧化鋅處理冶金計(jì)算.784.6.1 焙燒氧化鋅產(chǎn)出率及化學(xué)成分的計(jì)算.784.6.2 集斗塵與冷卻管塵量及成分的計(jì)算.804.6.3 濾袋煙塵量及成分計(jì)算.804.6.4 氧化鋅焙燒綜合物料平衡.814.6.5 焙燒氧化鋅浸出渣率及其化學(xué)成分的計(jì)算.814.6.6 焙燒氧化鋅浸出金屬平衡計(jì)算.834.7 年度綜合物料平衡計(jì)算.855 設(shè)備的選擇與計(jì)算設(shè)備的選擇與計(jì)算.895.1 電解槽與陰、陽(yáng)極的選擇.895.1.1 電解槽.895.1.2

13、 陰極、陽(yáng)極.915.2 整流設(shè)備及導(dǎo)電設(shè)備的選擇與計(jì)算.925.2.1 整流器的選擇與計(jì)算.925.2.2 導(dǎo)電排的選擇與計(jì)算.935.3 冷卻設(shè)備的選擇與計(jì)算.945.4 輔助設(shè)備的選擇與計(jì)算.955.4.1 新液貯槽、廢液貯槽.955.4.2 循環(huán)槽、中間槽、事故槽、陰極泡洗槽、陰極反溶槽、化膠槽.965.4.3 輸送泵的選擇.965.4.4 起重機(jī)的選擇.975.4.5 陰極板刷板機(jī).976 電解車間的配置計(jì)算電解車間的配置計(jì)算.996.1 車間配置.996.1.1 電解槽布置.996.1.2 主廠房的確定.996.1.3 廠房標(biāo)高.1006.1.4 輔助設(shè)施配置.100 第 iv 頁(yè)

14、6.2 與外專業(yè)的聯(lián)系.1006.2.1 土建.1006.2.2 供電和照明.1016.2.3 水道.1016.2.4 采暖通風(fēng).1016.2.5 儀表.1017 綜合利用與環(huán)境保護(hù)綜合利用與環(huán)境保護(hù).1027.1 綜合利用.1027.2 安全生產(chǎn).1027.3 環(huán)境保護(hù).1037.3.1 生產(chǎn)工藝的環(huán)保性能.1037.3.2 環(huán)保措施.1048 車間組織與經(jīng)濟(jì)分析車間組織與經(jīng)濟(jì)分析.1098.1 車間組織.1098.1.1 車間管理與定員.1098.1.2 生產(chǎn)工人的勞動(dòng)組織與定員.1098.2 電鋅生產(chǎn)成本.1108.3 工廠經(jīng)濟(jì)效果初步評(píng)估.110結(jié)論結(jié)論.112總結(jié)與體會(huì)總結(jié)與體會(huì).1

15、13致致 謝謝.114參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).115附附 錄錄.117英文翻譯 .117 第 1 頁(yè)1 總論總論1.1 概述概述 鋅是一種重要而又“古老”的有色金屬，鋅在有色金屬的消費(fèi)中僅次于銅和鋁。鋅的消費(fèi)結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定，其消費(fèi)量中約 50%用作防腐蝕鍍層，19%用于生產(chǎn)黃銅，16%用于生產(chǎn)鋅基合金，其余的則用于軋制鋅板、鋅的化工及顏料生產(chǎn)。我國(guó)早在唐朝以前就掌握了生產(chǎn)鋅與銅的合金-黃銅技術(shù)，是世界上最早生產(chǎn)和使用黃銅的國(guó)家。金屬鋅的生產(chǎn)方法也是首先由我國(guó)發(fā)明的，已有九百多年的歷史。后來(lái)金屬鋅的冶煉技術(shù)從我國(guó)輸入歐洲，到十八世紀(jì)歐洲才有鋅的冶煉技術(shù)。建國(guó)以后我國(guó)的鋅工業(yè)突飛猛進(jìn)，成為世界前列的產(chǎn)鋅大

16、國(guó)，另外，我國(guó)的鋅消費(fèi)量也居世界前列。二十世紀(jì)以來(lái)，世界鋅產(chǎn)量增長(zhǎng)速度較快，尤其是六十年代以后增長(zhǎng)更是迅速。 我國(guó)是鉛、鋅精礦及精煉鉛、鋅的生產(chǎn)大國(guó)。2001-2010 年兩個(gè)五年計(jì)劃期間，產(chǎn)量變化趨勢(shì)大致相同，均呈現(xiàn)總體上升趨勢(shì)。同時(shí)我國(guó)也是鋅消費(fèi)大國(guó)，2000 年我國(guó)的鋅消費(fèi)水平就已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)，成為世界第一大鋅消費(fèi)國(guó)并一直維持至今。截止2010 年，我國(guó)的鋅產(chǎn)量占到了全球產(chǎn)量的 44.5%，其消費(fèi)量占全球消費(fèi)量的38.8%，產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界第一位。加上國(guó)內(nèi)鋅的加工成本低于世界平均水平，鋅冶煉行業(yè)均有一定盈利，所以我國(guó)鋅產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在一定差距，如：鋅的人均消費(fèi)量低

17、，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，個(gè)別工藝滯后，二次金屬回收率低，研究開(kāi)發(fā)力度不夠，如在上述幾個(gè)方面下工夫提高水平，我國(guó)鋅冶煉技術(shù)可達(dá)到一個(gè)新的高度，全面趕上世界先進(jìn)水平1。我國(guó)鋅資源豐富，自古以來(lái)就是鋅出口國(guó)，是當(dāng)今世界上鋅生產(chǎn)大國(guó)之一。我國(guó)最早的煉鋅方法是土法、豎罐、橫罐等。由于這些方法能耗高、勞動(dòng)條件差、污染較為嚴(yán)重，現(xiàn)在已經(jīng)基本上被淘汰。電熱法煉鋅也占一定的比例。鋅冶金的發(fā)展，趨向于濕法煉鋅。濕法煉鋅工藝自 1915 年投產(chǎn)以來(lái)，已得到廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)近 85%的鋅是由濕法煉鋅得到，而火法和電熱法僅占 15%左右?？紤]到濕法煉鋅技術(shù)先進(jìn)可行，經(jīng)濟(jì)合理，能耗少，環(huán)境保護(hù)好，成本低等優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)采用濕法煉鋅工

18、藝，其工藝流程大體為：鋅精礦焙燒浸出凈化電積。 第 2 頁(yè)本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，本著有效利用資源，努力設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)低耗的鋅冶煉廠，為當(dāng)?shù)厝嗣裰\福利，為國(guó)家創(chuàng)建更多的經(jīng)濟(jì)效益。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在廣西金山銦鍺化工有限公司新建年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸鋅錠（規(guī)格 GB/T470-1997 標(biāo)準(zhǔn) Zn99.99）的濕法煉鋅電解車間。任務(wù)書由昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院冶金系下達(dá)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：工藝流程的選擇與論證、車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證、冶金計(jì)算、電解車間的配置設(shè)計(jì)、設(shè)備的選擇與計(jì)算、綜合利用與環(huán)境保護(hù)、車間組織與經(jīng)濟(jì)分析。本設(shè)計(jì)立足于使用國(guó)內(nèi)成熟的設(shè)備和技術(shù)，吸取國(guó)外先進(jìn)公司經(jīng)驗(yàn)，

19、節(jié)省建設(shè)投資，進(jìn)行綜合回收改善環(huán)境條件，改善勞動(dòng)保護(hù)、工作和勞動(dòng)強(qiáng)度。按照在廣西金山銦鍺化工有限公司電鋅廠的工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的原則，對(duì)建廠條件，原料供應(yīng)，基建投資，市場(chǎng)前景，環(huán)境保護(hù)，能源利用等方面都做了綜合的分析。建成投產(chǎn)后，將成為廣西南丹的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)南丹的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到積極作用。1.2 鋅的市場(chǎng)分析鋅的市場(chǎng)分析 1.2.1 消費(fèi)領(lǐng)域消費(fèi)領(lǐng)域鋅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位。我國(guó)鋅的最終消費(fèi)主要集中在建筑、通信、電力、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、輕工、家電、汽車等行業(yè)，中間消費(fèi)主要是鍍鋅鋼材、壓鑄鋅合金、黃銅、氧化鋅以及電池。由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)建筑業(yè)、汽車工業(yè)等行業(yè)的需求強(qiáng)勁導(dǎo)致了鋅消費(fèi)領(lǐng)域的

20、需求大幅增長(zhǎng)。從最終消費(fèi)看，與前幾年相比，目前家電和建筑行業(yè)的需求增長(zhǎng)放慢，而電力、通信、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、輕工行業(yè)的需求增長(zhǎng)加快。從中間消費(fèi)領(lǐng)域看，鍍鋅鋼材增長(zhǎng)最快，約占國(guó)內(nèi)精鋅消費(fèi)的50上，壓鑄行業(yè)次之。房屋建筑對(duì)彩涂板和鍍鋅管的需求非常旺盛；電力、通信、高速公路和農(nóng)業(yè)對(duì)鍍鋅鐵塔、鍍鋅管的消耗隨著這些行業(yè)的高速發(fā)展而大幅增長(zhǎng)。另外，電池和氧化物行業(yè)鋅用量每年也有一定比例的增長(zhǎng)2。 第 3 頁(yè)1.2.2 消費(fèi)情況消費(fèi)情況1.2.2.1 冶金產(chǎn)品鍍鋅冶金產(chǎn)品鍍鋅包括鍍鋅板和金屬制品鍍鋅兩大類。鍍鋅板是冶金行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)之一。全國(guó)現(xiàn)有鍍鋅板生產(chǎn)能力大于 3.16107t，包括寶鋼、武鋼、本

21、鋼等重點(diǎn)企業(yè)在內(nèi)，針對(duì)汽車、家電、建筑和輕工產(chǎn)品需要耗鋅量將增加到我國(guó)第一位。據(jù)估計(jì)到 2010 年增加到 60104t，占全國(guó)耗鋅量的 32%。1.2.2.2 輕工業(yè)輕工業(yè)上的耗鋅以干電池消耗量最多，約占輕工業(yè)耗鋅量的 80%，多年來(lái)干電池產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，堿性鋅錳電池的消費(fèi)美國(guó)市場(chǎng)占 75%、歐洲 48%、日本 25%。目前我國(guó)鋅錳電池產(chǎn)量排名世界第一，年產(chǎn)量達(dá)到 150 多億只，干電池產(chǎn)量經(jīng)久不衰，主要受民用市場(chǎng)和出口需求旺盛影響。我國(guó)干電池主要以糊狀和紙板電池為主，堿錳電池比例僅 10%左右，而發(fā)達(dá)國(guó)家堿錳電池比例占 50%以上，美國(guó)高達(dá) 80%，這方面我國(guó)還有發(fā)展?jié)摿?。除了干電池大量耗鋅

22、外，日用五金（制鎖、炊事用具、包裝容器） 、日用機(jī)械（自行車、鐘表） 、家用電器耗鋅量也不少，約占輕工業(yè)耗鋅量的 15%左右。預(yù)計(jì)今后輕工業(yè)特別是干電池耗鋅還會(huì)有較大增長(zhǎng)，并繼續(xù)保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。1.2.2.3 氧化鋅和立德粉氧化鋅主要用于生產(chǎn)化工原料、顏料、涂料、催化劑和化學(xué)助劑。立德粉主要用于油漆和橡膠工業(yè)。油漆用量占 50%，橡膠用量占 12%。目前我國(guó)氧化鋅和立德粉生產(chǎn)年耗鋅 20104t 左右，其中立德粉已開(kāi)發(fā)出三種系列產(chǎn)品，年耗鋅量 9104t 左右。1.2.2.4 黃銅用鋅鋅能和多種有色金屬制成鋅合金，最主要的是鋅與銅、錫、鉛等制成黃銅。黃銅導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較好，在大氣、淡水和海

23、水中耐腐蝕，易切削和拋光，焊接性好，且價(jià)格便宜，常用于制作導(dǎo)電元件、導(dǎo)熱元件、耐蝕結(jié)構(gòu)件、彈性元件、日用五金及裝飾材料。我國(guó)銅材生產(chǎn)目前黃銅耗鋅量近 1.33106t 左右，預(yù)計(jì)今后黃銅用鋅還會(huì)有適度發(fā)展，保持一定的增長(zhǎng)速度3。 第 4 頁(yè)1.2.2.5 其它行業(yè)鋅與鋁、鎂、銅等制成的壓鑄合金，廣泛用于機(jī)械制造以及汽車、摩托車生產(chǎn)，還有膠印印刷板、建筑用屋面積、日用五金等，這部分今后也會(huì)有增長(zhǎng)。我國(guó)歷年鋅消費(fèi)量的年均遞增速率是：19601970 年為 8.9%，19701980 年為6.1%，19801990 年為 5.6%。根據(jù)預(yù)測(cè)，2010 年的年均遞增率仍保持 4.5%。表 1.1 列出

24、我國(guó)鋅消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化及預(yù)測(cè)4。表表 1-1 我國(guó)鋅的消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測(cè)我國(guó)鋅的消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測(cè)1995 年2000 年2005 年2010 年使用部門消費(fèi)量104t比例%消費(fèi)量104t比例%需求量104t比例%年均遞增率%需求量104t比例%年均遞增率%鍍鋅業(yè)干電池氧化鋅銅材用鋅壓鑄合金其它行業(yè)221820.6147.57.424.620.123.015.68.48.73726241511531.422.020.312.79.34.34832311715732.021.320.711.310.04.75.34.28.32.56.46040402020732.121.421.410.710.73.74.

25、64.55.23.35.9全國(guó)合計(jì)89.51001181001501004.91871004.51.2.3 價(jià)格分析價(jià)格分析2011年上半年外盤鋅價(jià)都處于區(qū)間震蕩的形態(tài)中，高點(diǎn)出現(xiàn)在2月份，低點(diǎn)出現(xiàn)在5月份，分季度來(lái)看，一季度的波動(dòng)區(qū)間要高于二季度。一季度集中在22002600美元/噸之間，二季度則下滑至20502550美元噸之間。1月份先震后跌再反彈，2月份在1月反彈的基礎(chǔ)上展開(kāi)高位震蕩，3月初有一波快速下跌，從2600美元的高位直落到2200美元附近，小幅回升之后，在4月底和5月初進(jìn)一步擴(kuò)大跌勢(shì)，直逼2000美元整數(shù)關(guān)口，在2050-2200美元之間橫盤整理了一段時(shí)間之后，5月底開(kāi)始震蕩回

26、升，但回升過(guò)程有一些曲折和艱難。與去年上半年的行情相比，今年上半年鋅價(jià)的表現(xiàn)要好了很多，全球經(jīng)濟(jì)的緩慢恢復(fù)，市場(chǎng)的抗壓力增強(qiáng)以及成本支撐等因素限制了鋅價(jià)的跌幅。LME三月期鋅6月份官方月均價(jià)為2251美元/噸，與2010年12月相比小幅下跌1.6%，與去年同期相比上漲了26.8%，LME6月現(xiàn)貨均價(jià)為2230美元噸，與去年l2月相比小幅下跌2.2%，與去年同期相比上漲了28%。從六大基本金屬的表現(xiàn)來(lái)看，鋅價(jià)前5個(gè)月的表現(xiàn)仍然偏弱，整體呈震蕩下行態(tài)勢(shì)，直到6月份才有所反彈，且回到了去年年底相當(dāng)?shù)乃健?第 5 頁(yè)表表1-2 2011年上半年國(guó)內(nèi)外鋅市場(chǎng)價(jià)格年上半年國(guó)內(nèi)外鋅市場(chǎng)價(jià)格項(xiàng)目LME三月期

27、貨均價(jià)（$/t）LME現(xiàn)貨均價(jià)（$/t）SHFE當(dāng)月鋅平均價(jià)（￥/t）國(guó)內(nèi)現(xiàn)貨0#均價(jià)（￥/t）2010年12月2289228018458180402011年01月2383237118933183902011年02月2489246519404187682011年03月2364234118492178652011年04月2389237217538176802011年05月2180216016721166082011年06月225122301721517098201106/201012-1.6%-2.2%-7.2%-5.2%來(lái)源：LME 、SHFE、安泰科1.2.4 鋅的市場(chǎng)分析鋅的市場(chǎng)分析1.2

28、.4.1 鋅產(chǎn)能情況國(guó)際鉛鋅研究小組(ILZSG)公布的最新月度報(bào)告顯示，2011年1-4月全球精煉鋅產(chǎn)量為427.1萬(wàn)噸，較上年同期的411萬(wàn)噸增加3.9%。全球各個(gè)地區(qū)產(chǎn)量普遍增長(zhǎng)，但漲幅都不是很大，其中大洋洲貢獻(xiàn)了最大增幅，大洋洲1-4月份的鋅累計(jì)產(chǎn)量同比增長(zhǎng)了7.4%，從去年的16.2萬(wàn)噸，增長(zhǎng)至17.4萬(wàn)噸；其次是非洲，1-4月份非洲鋅累計(jì)產(chǎn)量從去年的8.6萬(wàn)噸增至9萬(wàn)噸， 同比上漲4.65% ；亞洲1-4月份的鋅累計(jì)產(chǎn)量比去年增加了11萬(wàn)噸， 同比增張4.47%，來(lái)到257萬(wàn)噸，歐洲和美洲前四個(gè)月的鋅產(chǎn)量分別增長(zhǎng)了3.5%和3%，累計(jì)產(chǎn)量分別為81.2萬(wàn)噸和62.4萬(wàn)噸。分國(guó)家來(lái)看

29、，產(chǎn)量最大的前十個(gè)國(guó)家中，秘魯?shù)漠a(chǎn)量增加了一倍，主要因?yàn)槿ツ臧臀魑痔靥m亭(Votorantim)金屬集團(tuán)旗下在秘魯?shù)腃ajamarquilla冶煉廠產(chǎn)能從16萬(wàn)噸擴(kuò)產(chǎn)至32萬(wàn)噸，今年產(chǎn)量增幅十分明顯，前四個(gè)月的累計(jì)產(chǎn)量從去年的5萬(wàn)噸增加至10.2萬(wàn)噸；同樣由于新增產(chǎn)能的投產(chǎn)印度前四個(gè)月的精煉鋅產(chǎn)量同比增長(zhǎng)20%至26.9萬(wàn)噸。相反，加拿大Kidd Creek冶煉廠自去年年中停產(chǎn)以后，加拿大產(chǎn)量明顯縮減，前四個(gè)月的累計(jì)產(chǎn)量與去年同期相比減少了4萬(wàn)噸， 同比下滑15.5%；而日本在發(fā)生地震之后，停滯的產(chǎn)能仍未恢復(fù)，導(dǎo)致前四個(gè)月精鋅累計(jì)產(chǎn)量同比下滑了12.4%。而共他國(guó)家如中國(guó)、韓國(guó)、西班牙、澳大利

30、亞、墨西哥、哈薩克斯坦、芬蘭的產(chǎn)量保持穩(wěn)定或小幅增長(zhǎng)。1.2.4.2 鋅精礦供應(yīng)情況（1）2011 年 1-4 月全球鋅精礦產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng) 第 6 頁(yè)國(guó)際鉛鋅研究小組(ILZSG)公布的最新月度報(bào)告顯示，2011年1-4月全球鋅精礦產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，1-4月全球精煉鋅產(chǎn)量為401.1萬(wàn)噸，較上年同期的383.1萬(wàn)噸增加4.7%；其中歐洲和大洋洲貢獻(xiàn)了最大增幅，歐洲1-4月份的鋅精礦累計(jì)產(chǎn)量同比增長(zhǎng)了9.9%，大洋洲1-4月份鋅精礦累計(jì)產(chǎn)量同比增長(zhǎng)9.6%，產(chǎn)量分別打到37.9萬(wàn)噸和49萬(wàn)噸；亞洲的1-4月份的鋅精礦累計(jì)產(chǎn)量同比增長(zhǎng)4.7%至165.2萬(wàn)噸，非洲增長(zhǎng)3.2%至9.7萬(wàn)噸，美洲鋅精礦產(chǎn)量

31、幾乎與去年同期持平。分國(guó)家來(lái)看，產(chǎn)量最大的前十個(gè)國(guó)家中，墨西哥的鋅精礦產(chǎn)量增速最快，增長(zhǎng)了21%，從去年的18.7萬(wàn)噸增長(zhǎng)至22.7萬(wàn)噸，其次是印度的精礦產(chǎn)量從去年的24.7萬(wàn)噸，增長(zhǎng)至27.7萬(wàn)噸，而秘魯、加拿大和愛(ài)爾蘭三個(gè)國(guó)家1-4月份的鋅精礦產(chǎn)量分別下滑了10.7%，6%和3.5%。預(yù)計(jì)2011年上半年全球鋅精礦產(chǎn)量大致為6280萬(wàn)噸5。（2）國(guó)內(nèi)鋅精礦產(chǎn)量同比呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)礦山產(chǎn)能擴(kuò)充。2011 年春節(jié)后，部分省區(qū)礦山新擴(kuò)建產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn)，鋅精礦產(chǎn)量同比增長(zhǎng)，新擴(kuò)建產(chǎn)能中也包括多年地勘后成功的項(xiàng)目，此外部分企業(yè)提高了旗下礦山的日處理能力，也對(duì)精礦產(chǎn)量增長(zhǎng)做出貢獻(xiàn)。礦產(chǎn)資源整合的進(jìn)展。雖

32、然礦企資源整合耗時(shí)較長(zhǎng)，但隨著整合進(jìn)展，原減產(chǎn)或停產(chǎn)的礦企生產(chǎn)逐步恢復(fù)，當(dāng)?shù)劁\精礦產(chǎn)量逐漸提高。其中陜西和廣西增長(zhǎng)較為明顯，2011 年陜西全年產(chǎn)量為 27.23 萬(wàn)金屬噸，同比增長(zhǎng) 52.3%，廣西全年產(chǎn)量為46.86 萬(wàn)金屬噸，同比增長(zhǎng) 31.29%。冶煉企業(yè)需求增加。由于冶煉產(chǎn)能擴(kuò)充的需要，以及進(jìn)口鋅精礦數(shù)量的減少，冶煉企業(yè)對(duì)于國(guó)內(nèi)精礦的需求保持旺盛，從而促進(jìn)礦山產(chǎn)量的增長(zhǎng)6。1.2.5 我國(guó)鋅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方向研究我國(guó)鋅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方向研究我國(guó)鋅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)做如下調(diào)整： (1)大力開(kāi)發(fā)熱鍍鋅合金和壓鑄鋅合金產(chǎn)品； (2)氧化鋅品種的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)瞄準(zhǔn)橡膠工業(yè)； (3)開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)立德粉； (4)

33、開(kāi)發(fā)鋅鋁超塑性合金和鋅線； (5)開(kāi)發(fā)鋅合金幣，代替防銹鋁合金； 第 7 頁(yè) (6)開(kāi)發(fā)鋅銅鈦合金； (7)開(kāi)發(fā)新型高性能鋅基復(fù)合材料； (8)根據(jù)市場(chǎng)需求，除上述鋅產(chǎn)品外，還宜開(kāi)發(fā)表 1-7 所示的各種鋅產(chǎn)品。表表 1-3 具有市場(chǎng)前景的鋅產(chǎn)品具有市場(chǎng)前景的鋅產(chǎn)品序號(hào)產(chǎn)品名稱主要用途1鋅基稀土合金新型涂層材料2一水硫酸鋅用于化工、醫(yī)藥、化纖等部門及飼料添加劑3特級(jí)鋅用于合金制造、鍍鋅、壓延、油漆、醫(yī)藥、化工、電氣4PX 系列噴涂鋅絲防腐層噴漆用5鋅基鋁鎂三元合金鑄造用新型鋅合金6新型高阻尼鋅合金用于生產(chǎn)薄壁和輕質(zhì)壓鑄件7超細(xì)鋅粉作特殊料8醋酸鋅化纖觸媒和木材防腐劑9活性氧化鋅橡膠硫化劑、合成

34、氨催化劑10硫化鋅熒光粉作磷光劑11低鐵電池鋅餅做 Zn-Mn 干電池負(fù)極整體鋅筒1.2.6 綜合評(píng)估綜合評(píng)估由于鋅的化學(xué)性質(zhì)，其具有廣泛的用途，另外鋅還是一種再次利用率較低的金屬。我國(guó)鋅資源豐富，所以新建電鋅廠將具有廣泛的市場(chǎng)。國(guó)際方面：在發(fā)達(dá)國(guó)家，由于資源開(kāi)發(fā)限制、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)力昂貴等因素導(dǎo)致他們需要進(jìn)口大量鋅。同時(shí)中國(guó)加入世界貿(mào)易組織后，關(guān)稅的下降有利于鋅的出口。國(guó)內(nèi)方面：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要是原料和能源的競(jìng)爭(zhēng)，誰(shuí)占有原料、誰(shuí)擁有廉價(jià)的能源，誰(shuí)就占領(lǐng)了市場(chǎng)先機(jī)。廣西省鋅資源豐富，鋅的儲(chǔ)量極大，因此在廣西發(fā)展鋅工業(yè)將具有巨大的潛力。綜合上述，理論聯(lián)系實(shí)際在廣西南丹地區(qū)建設(shè)一個(gè)電鋅廠的計(jì)劃是

35、可行的，建成后的鋅廠將具有廣闊的市場(chǎng)，對(duì)廣西南丹乃至廣西省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。就本設(shè)計(jì)而言，南丹周邊鋅資源豐富，此地區(qū)公路、鐵路交通便利。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中將占據(jù)強(qiáng)有利的優(yōu)勢(shì)。1.3 設(shè)計(jì)的基本原則與目標(biāo)設(shè)計(jì)的基本原則與目標(biāo) 本次設(shè)計(jì)參考了大量國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，考慮到南丹的實(shí)際技術(shù)與資金力量， 第 8 頁(yè)在實(shí)際情況下，本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)成熟技術(shù)方案。 本設(shè)計(jì)的基本原則如下： (1)遵循國(guó)家安全有關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范及行業(yè)規(guī)范的規(guī)定。 (2)按照可行性研究的內(nèi)容及深度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (3)重視環(huán)境保護(hù)，盡可能減少各污染物的排放量并確保達(dá)標(biāo)排放。 (4)重視節(jié)能降耗。 (5)重視勞動(dòng)安

36、全、工業(yè)衛(wèi)生及消防措施。 (6)以經(jīng)濟(jì)效益為中心，重視社會(huì)效益，在經(jīng)濟(jì)實(shí)用的前提下，追求先進(jìn)，處理好投資與先進(jìn)性及適用性之間的關(guān)系。 本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在南丹電鋅廠的基礎(chǔ)上加以改善，本設(shè)計(jì)將會(huì)在生產(chǎn)中不斷完善改進(jìn)，將南丹電鋅廠發(fā)展成為現(xiàn)代化的濕法煉鋅廠。1.4 設(shè)計(jì)規(guī)模方案設(shè)計(jì)規(guī)模方案根據(jù)國(guó)家新建鋅項(xiàng)目的規(guī)定，新建鋅項(xiàng)目的規(guī)模必須達(dá) 10 萬(wàn)噸/年及以上，本設(shè)計(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)品是 GB/T470-1997 標(biāo)準(zhǔn) Zn 99.99 的要求，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 10 萬(wàn)噸/年。此外，還有副產(chǎn)品：金屬鎘錠、鉛銀渣、銅渣、硫酸、鋅粉、銦錠等。1.5 廠址的選擇與論證廠址的選擇與論證1.5.1 廠址的選擇廠址的選擇本設(shè)計(jì)

37、選擇的廠址位于有色金屬之鄉(xiāng)廣西省河池市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)園區(qū)內(nèi)，地處河池市南丹縣車河鎮(zhèn)原國(guó)營(yíng)林場(chǎng)的山地上，場(chǎng)地海拔高度 450m30m。工廠距車河至南丹的 210 國(guó)道 50m。距改線的黔桂鐵路車河貨運(yùn)站 2 km，交通運(yùn)輸十分便利。1.5.2 建廠的可行性建廠的可行性南丹縣位于廣西省西北面，東與環(huán)江縣交界，南和東蘭相連，西與天峨縣接壤，北和貴州荔波縣毗鄰。國(guó)土面積 3916 平方公里，廠址原為國(guó)營(yíng)林科所山林，無(wú)折遷農(nóng)戶，本體環(huán)境良好。將廠址選在此處，具有較好的原料、燃料供應(yīng)及水電供應(yīng)條件，具有便利的交通運(yùn)輸條件。 第 9 頁(yè)1.5.3 建廠條件建廠條件（1）自然條件：該地區(qū)氣候溫和，年均氣溫 17

38、.5，冬無(wú)嚴(yán)寒流、夏無(wú)酷暑。年平均降雨量為 1080 mm，年平均相對(duì)濕度 75，最大風(fēng)速 13m/s 。（2）礦供應(yīng)：該廠的主要原料是來(lái)自本地，還有進(jìn)口礦。（3）電力供應(yīng)：從南丹縣有色金屬加工工業(yè)園的車河變電站引來(lái)，變電站一次電壓為 110kV，二次電壓為 10kV。項(xiàng)目年用電量達(dá) 389856.kW.h,二次電壓若能提高到 35kV 更為理想。（4）原料、燃料供應(yīng)：硫酸大部分可由本廠的硫酸車間供應(yīng)，鋅粉由外地采購(gòu)，二氧化錳礦粉由平果、田東、靖西縣采購(gòu)，其他材料還有高錳酸鉀、硫酸銅、聚丙烯酰胺、碳酸鍶、氯化銨等化工產(chǎn)品，這些材料消耗數(shù)量不多，可在本地區(qū)采購(gòu)。燃料煤可向鄰縣環(huán)江縣和貴州荔波縣采

39、購(gòu)。（5）交通條件：南丹縣城東距省會(huì)南寧 291 公里，東距市府河池61 公里，南丹的地理位置優(yōu)越，是桂、黔、川交通的重要樞紐，是歷史上的“兵家喉地” 。（6）勞動(dòng)力資源：南丹縣以農(nóng)業(yè)為主，有豐富的勞動(dòng)力資源。該廠可以采用以地代勞的方式，利用當(dāng)?shù)氐耐恋?，并從?dāng)?shù)毓蛡虿糠謩趧?dòng)力，也解決了當(dāng)?shù)夭糠秩说木蜆I(yè)問(wèn)題。（7）地質(zhì)和水文條件：經(jīng)勘測(cè)，廠址四周為丘陵地帶和山地，地層為石灰?guī)r和風(fēng)化巖，地層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地震基本裂度為 6 級(jí)，建筑物 7 級(jí)裂度設(shè)防。而且位于南丹縣城郊區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)方向，對(duì)水源基本無(wú)污染8。1.6 主要設(shè)計(jì)方案主要設(shè)計(jì)方案1.6.1 冶煉工藝冶煉工藝綜合考慮南丹鋅礦、水電資源等多方面

40、的因素，本設(shè)計(jì)采用濕法煉鋅工藝：硫化鋅精礦沸騰焙燒三段連續(xù)浸出兩段凈化電積熔鑄，最終得到含 Zn99.99%的鋅錠。另外，其浸出渣采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)處理。1.6.2 總圖運(yùn)輸總圖運(yùn)輸本改擴(kuò)建項(xiàng)目在河池市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)園區(qū)內(nèi)，地處南丹縣車河鎮(zhèn)原國(guó)營(yíng)林場(chǎng)的 第 10 頁(yè)山地上，充分利用地形高差，使工藝流程中的流體盡量靠位差流動(dòng)而不用或少用泵輸送，以節(jié)約電能。對(duì)于本項(xiàng)目用電量占 81%的電解沉積廠房的旁邊，則布置整流變壓器，減少線路電能損失。為保障消防安全，各個(gè)臺(tái)階的車間通道應(yīng)該是順利通過(guò)消防車的環(huán)形通道，并有足夠的轉(zhuǎn)彎半徑。按新的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 （GB50016-2006） ，卸料場(chǎng)應(yīng)有不少于 18m

41、18m 的回車場(chǎng)地。在各個(gè)臺(tái)階的邊緣，應(yīng)該有 1.2 米高的防護(hù)欄桿確保安全。本地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，所以，原料及球磨放在場(chǎng)地的下風(fēng)向。而較干凈的配電、變電、電積，則放在上風(fēng)方向。全廠運(yùn)輸量很大，建議主干道為雙車道，人流物流分開(kāi)通行。全廠運(yùn)輸量為 66.47 萬(wàn)噸/年。這意味每天大約有 400 輛車進(jìn)出本廠。建議主干道設(shè)雙車道，人流貨流分道行駛，以策安全。外部運(yùn)輸委托社會(huì)運(yùn)輸力量承擔(dān)，內(nèi)部運(yùn)輸主要是廢渣，由廠內(nèi)自行解決。1.6.3 供電供電電鋅生產(chǎn)能力新增 10 萬(wàn)噸/年之后，新增用電量約 4 億度。可從車河變電站引入。1.6.4 供水及污水處理供水及污水處理工廠日用水量 15800m3/d，其

42、中循環(huán)水量 14000m3/d，新水補(bǔ)給量 1800m3/d。水的循環(huán)利用率大于 88.6%制酸系統(tǒng)的冷卻水、鋅電解整流器冷卻水、回轉(zhuǎn)揮發(fā)窯沖渣水等各自建立循環(huán)水系統(tǒng)，保證水循環(huán)利用率88.6%。新水主要用于鍋爐補(bǔ)給用水和鋅冶煉生產(chǎn)補(bǔ)充用水。設(shè)計(jì)在刁江邊設(shè)一抽水站，從刁江引水進(jìn)入廠內(nèi)山頂?shù)?800m3高位水池。刁江泵站設(shè) 2 臺(tái)揚(yáng)程 100m，流量各為80m3/h 的高程水泵，其中 1 臺(tái)備用。高位水池引出 2 條各為 150 的供水管，分別引至焙燒制酸車間和鋅冶煉，供 第 11 頁(yè)消防和生產(chǎn)用。本項(xiàng)目界區(qū)內(nèi)排水采用清污分流制，生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)廢水處理系統(tǒng)凈化合格后返回供給生產(chǎn)系統(tǒng)使用，不

43、許外排。雨水單獨(dú)排人到界區(qū)外的排水溝。1.6.5 供熱供熱蒸汽主要使用在鋅的制液系統(tǒng)（浸出和凈化） ，少量用于銦回收蒸汽用量15.15t/h，年用量 12 萬(wàn) t。蒸汽主要由制酸車間的鋅焙燒余熱鍋爐供給，所設(shè)置佘熱鍋爐產(chǎn)汽 5.0 5.5t/h.臺(tái)，4 臺(tái)足夠供給煉鋅生產(chǎn)使用。但由于制酸車間生產(chǎn)天數(shù)300d/a，煉鋅車間為 330d/a 以上，生產(chǎn)配合不可能平衡，故本項(xiàng)目另設(shè) 2 臺(tái) 8t 鍋爐供汽，供汽壓力大于 0.4MPa。1.6.6 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)該廠廢氣、廢水、廢渣均采取措施進(jìn)行治理。對(duì)廢渣設(shè)有專門的廢渣堆放；對(duì)廢水專設(shè)污水處理站，正常條件下廢水不外排，廢水中含有大量的重金屬和

44、酸性物質(zhì)，需要對(duì)其進(jìn)行中和沉淀；對(duì)廢氣根據(jù)不同排放點(diǎn)采用收塵、吸收設(shè)備，均能達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。1.7 綜合技術(shù)指標(biāo)綜合技術(shù)指標(biāo)（1） 電鋅錠產(chǎn)量：10萬(wàn)t；（2） 鋅的總回收率：95%；（3） 電解槽電壓：3.3V；（4） 總電流強(qiáng)度：25000A；（5） 陰極電流密度：480A/m2；（6） 電流效率：90%（7） 年處理精礦量：206377.7t;（8） 年工作日：330天；（9） 直流電單耗：3006.697Wh/t析出鋅；（10）電鋅生產(chǎn)成本：14848.84 元/t鋅 。 第 12 頁(yè)2 工藝流程的選擇與論證工藝流程的選擇與論證2.1 國(guó)內(nèi)外鋅冶煉方法的比較與發(fā)展動(dòng)態(tài)國(guó)內(nèi)外鋅冶煉方

45、法的比較與發(fā)展動(dòng)態(tài)2.1.1 國(guó)際鋅冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際鋅冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，特別是進(jìn)入 21 世紀(jì)后，世界各國(guó)都將有限發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)作為提高綜合競(jìng)爭(zhēng)里的重點(diǎn)。有色金屬工業(yè)屬于制造流程材料產(chǎn)品的過(guò)程工業(yè)，其先進(jìn)制造技術(shù)是由先進(jìn)的提取工藝、高效的過(guò)程裝備和必要的過(guò)程控制裝置，按一定流程用管道閥門等連接起來(lái)的連續(xù)系統(tǒng),保證礦物原料在其中平穩(wěn)連續(xù)的經(jīng)歷必要的物理化學(xué)過(guò)程以獲得能滿足人們需要的材料產(chǎn)品。并在高效、節(jié)能、清潔和安全的技術(shù)狀況下完成制造過(guò)程。當(dāng)前，國(guó)際煉鋅技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是生產(chǎn)規(guī)模日益高度集中，以先進(jìn)工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，工藝設(shè)備大型化，生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)化、機(jī)械化，計(jì)算

46、機(jī)過(guò)程控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)過(guò)程控制及信息系統(tǒng)集成技術(shù)的推廣8?，F(xiàn)代煉鋅方法分為火法煉鋅與濕法煉鋅兩大類?；鸱掍\包括：平罐煉鋅、豎罐煉鋅、密閉鼓風(fēng)爐煉鋅及電熱法煉鋅；濕法煉鋅包括常規(guī)浸出法、熱酸浸出黃鉀鐵礬法、熱酸浸出針鐵礦法、熱酸浸出赤鐵礦法、硫化鋅精礦氧壓浸出法等。目前濕法煉鋅和鼓風(fēng)爐煉鋅是鋅冶煉的主要方法，兩者產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的 90%以上。但是，無(wú)論是火法煉鋅或濕法煉鋅，生產(chǎn)流程皆較復(fù)雜，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)原材料性質(zhì)，力求技術(shù)先進(jìn)可行，經(jīng)濟(jì)合理，耗能少，環(huán)境保護(hù)好，成本低等原則。國(guó)際上鋅冶煉廠已采用的沸騰焙燒爐面積達(dá)到 123m2，日處理鋅精礦 800t，目前還準(zhǔn)備建設(shè)日處理 1

47、000t 的爐子；浸出槽容積 400m3、凈化槽容積 200m3；浸出礦漿 第 13 頁(yè)濃密槽直徑 65 到 70m；高壓浸出釜有效容積 150m3；采用大電解槽、大極板電積工藝，大型極板面積 2.6m2、超大極板面積達(dá) 3.4m2，普遍采用機(jī)械剝鋅和極板整理、裝出槽生產(chǎn)線；生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制程度普遍很高；勞動(dòng)生產(chǎn)率高達(dá) 400t/（人a）以上。目前，又興起比如常壓富氧直接浸出煉鋅和鋅氧壓浸出。（1）硫化鋅精礦常壓富氧直接浸出煉鋅硫化鋅精礦富氧直接浸出技術(shù)被普遍認(rèn)為是鋅冶煉的又一次重大技術(shù)突破，號(hào)稱第三代煉鋅技術(shù)，富氧直接浸出工藝主要分為兩大類：即富氧壓力浸出和常壓富氧浸出。常壓富氧直接浸出

48、是 OUTOTEC (原奧托昆普)公司近年來(lái)開(kāi)發(fā)的新工藝 ,應(yīng)該說(shuō)常壓浸出工藝是在氧壓浸出基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它規(guī)避了氧壓浸出高壓釜設(shè)備制作要求高、操作控制難度大等問(wèn)題, 而且同樣達(dá)到浸出回收率高的目的。目前常壓富氧浸出和氧壓浸出兩種工藝流程均有較為成功的鋅冶煉廠在生產(chǎn)，且運(yùn)行狀態(tài)基本良好。富氧浸出工藝發(fā)展經(jīng)歷了不同階段：(1) OUTOTEC 轉(zhuǎn)化法工藝(2) 熱酸浸出針鐵礦法沉鐵浸出(V.M 法) (3) 聯(lián)合富氧浸出針鐵礦沉淀法(4) 加壓富氧浸出(5)常壓富氧浸出。芬蘭 OUTOTEC 公司開(kāi)發(fā)的鋅精礦常壓富氧浸出技術(shù)，以鐵作為硫化物反應(yīng)的催化劑，硫化物中硫在反應(yīng)中被還原成單質(zhì)硫，

49、鋅的浸出率高達(dá) 99 %，產(chǎn)渣量少，而且常壓富氧浸出技術(shù)可以直接用于處理鋅浸出渣，大氣污染幾乎為零，同時(shí)取消了揮發(fā)窯，減少了流態(tài)化焙燒爐臺(tái)數(shù)，相應(yīng)的解決了焙燒爐及揮發(fā)窯的污染問(wèn)題。硫化鋅氧壓浸出工藝與常壓富氧浸出均取決于下列反應(yīng)：ZnS +H2SO4+ 0.5O2=ZnSO4 + H2O+ S0如果不存在氧的載體 ,這個(gè)反應(yīng)就會(huì)進(jìn)行得很慢。溶解的鐵是一種有效的氧載體。為加速浸出反應(yīng)進(jìn)行需要一定濃度的鐵，它由鐵沉淀物的適當(dāng)循環(huán)來(lái)提供。硫化鋅與溶解的硫酸鐵反應(yīng)，生成可溶的硫酸鋅以及單質(zhì)硫，而三價(jià)鐵被還原成二價(jià)鐵。在氧化條件下，二價(jià)鐵離子重新氧化成三價(jià)鐵離子；根據(jù) Fe2+和 Fe3+含量的分析可測(cè)

50、定氧化程度，更準(zhǔn)確地說(shuō)，整個(gè)過(guò)程應(yīng)該分解成兩個(gè)反應(yīng)： 第 14 頁(yè)ZnS+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4+So2FeSO4+H2SO4+0.5O2 =Fe2( SO4)3+H2O在鋅精礦中通常含有浸出需要的足夠量的酸溶鐵。磁黃鐵礦(Fe7S8)以及鐵閃鋅礦(Zn，F(xiàn)e)S中的鐵的氧化反應(yīng)歷程與閃鋅礦中的鋅相類似。黃鐵礦的氧化程度與一些浸出條件有關(guān)。在高溫、強(qiáng)氧化條件下黃鐵礦的氧化會(huì)產(chǎn)生硫酸根：2FeS2+7.5O2+H2O=Fe2(SO4)3 + H2SO42FeS2+7.5O2+4H2O=Fe2O3+4H2SO4如果氧氣不充足,溫度較低, 酸濃度較高的話，黃鐵礦的氧化可產(chǎn)生單質(zhì)

51、硫：FeS2+0.5O2 + H2SO4=FeSO4+H2O+2S0鋅的氧壓浸出也可以處理各種各樣的物料，包括低品位高鐵硫化鋅精礦、鉛鋅混合礦。鐵酸鋅渣或聯(lián)合型鋅廠產(chǎn)出的其他鋅渣，均可以獲得良好的效果。（2）鋅氧壓浸出氧壓浸出歷史較早，工藝也較為成熟，早在上世紀(jì)八十年代初，世界上第一個(gè)工業(yè)化的鋅加壓浸出裝置在加拿大科明科公司特雷爾鋅廠試車投產(chǎn)。盡管該技術(shù)推廣不是很快，隨后還是有兩個(gè)廠采用該技術(shù)，總之加拿大科明科公司成功運(yùn)用富氧壓力直接浸出工藝，并取得較好的效果，對(duì)鋅冶煉富氧直接浸出從理論和實(shí)踐的結(jié)合上都作出極大的貢獻(xiàn)。但由于高壓釜設(shè)備、儀表、控制等原因，使該技術(shù)難于推廣。中國(guó)科學(xué)院化冶所等單位

52、在吸取國(guó)外氧壓浸出技術(shù)的基礎(chǔ)上，也曾經(jīng)花費(fèi)很大精力開(kāi)發(fā)高壓釜。硫化鋅精礦氧壓浸出新工藝的特點(diǎn)是：鋅精礦不經(jīng)焙燒直接加入壓力釜中，在一定的溫度和氧分壓條件下，直接酸浸獲得硫酸鋅溶液，原料中的硫、鉛、鐵等則留在渣中，分離后的渣經(jīng)浮選、熱濾、得到元素硫、硫化物殘?jiān)拔驳V。進(jìn)入硫酸鋅溶液中的部分鐵，經(jīng)中和沉鐵后進(jìn)入后續(xù)工序處理。該工藝浸出效率高，對(duì)高鐵閃鋅礦和含鉛的鋅精礦適應(yīng)性強(qiáng)。與常規(guī)煉鋅方法相比無(wú)需建設(shè)配套的焙燒車間和酸廠，有利于環(huán)境的治理，尤其是對(duì)于成品硫酸外運(yùn)交通困難的地區(qū)，氧壓浸出工藝更顯優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)出的元素硫便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。氧壓浸出工藝的特點(diǎn)如下：(1)技術(shù)先進(jìn)、可靠：從技術(shù)可靠性來(lái)看，三種工

53、藝都屬于技術(shù)成熟、可靠的工藝。相對(duì)而言，氧壓浸出是一種短流程的強(qiáng)化浸出工藝， 第 15 頁(yè)在技術(shù)先進(jìn)性上更勝一籌。(2)原料適應(yīng)性強(qiáng)：在原料適應(yīng)性方面，氧壓浸出工藝具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，適于各種難處理鋅精礦，包括高鐵閃鋅礦、低品位硫化鉛鋅礦、甚至復(fù)雜的銅鉛鋅銀多金屬硫化礦等。(3)綜合回收效果好：作為一種強(qiáng)化浸出工藝，氧壓浸出工藝的鋅浸出率和回收率是最高的。(4)產(chǎn)品硫磺便于貯存運(yùn)輸：氧壓浸出工藝產(chǎn)出的硫產(chǎn)品是硫磺或者硫精礦，易于貯存、運(yùn)輸。(5)流程短、占地面積?。阂?yàn)榭s短了工藝流程，同等生產(chǎn)規(guī)模下，氧壓浸出工藝的占地面積最小。以 100 kt/a 的鋅冶煉項(xiàng)目為例，常規(guī)法的占地面積為 25 hm2

54、，氧壓浸出的占地面積僅為 19 hm2。(6)投資較少：在建設(shè)投資方面，雖然氧壓浸出的設(shè)備投資較高，但由于氧壓浸出工藝的流程短，省去了沸騰焙燒、制酸系統(tǒng)以及揮發(fā)窯渣處理系統(tǒng)，因此，建設(shè)投資與常規(guī)法基本持平。(7)能耗較低：與常規(guī)法相比，氧壓浸出雖然消耗較多的蒸汽以及一定量的氧氣，但由于氧壓浸出不需要進(jìn)行浸出渣的揮發(fā)窯處理，從而節(jié)省了能耗。另外，氧壓浸出工藝的產(chǎn)品硫磺(或硫精礦)，在作為資源的同時(shí)，又可作為一種能源 12。2.1.2 我國(guó)鋅冶金技術(shù)現(xiàn)狀與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的差距我國(guó)鋅冶金技術(shù)現(xiàn)狀與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的差距我國(guó)可稱之為煉鋅方法的博物館，目前，我國(guó)有大小煉鋅廠 140 多家，除硫化鋅精礦的氧

55、壓浸出技術(shù)外，各種煉鋅方法在我國(guó)都有應(yīng)用，我國(guó)是世界上最大的鋅生產(chǎn)國(guó)，但不是鋅生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)國(guó)。 。我國(guó)鋅冶金技術(shù)的總體發(fā)展很不平衡，具有國(guó)際上 20 世界 80 年代水平的少數(shù)骨干企業(yè)與大量工藝技術(shù)相對(duì)落后，裝備水平不高的中小型煉鋅廠同時(shí)存在。甚至還有相當(dāng)一部分采用原始冶煉工藝的土法小冶煉廠還在一些邊遠(yuǎn)地區(qū)繼續(xù)生產(chǎn)。即使是骨干企業(yè)與國(guó)際同行的先進(jìn)企業(yè)相比也還存在不同的差距8。2.1.2.1 我國(guó)鋅冶煉工藝經(jīng)過(guò) 50 年的發(fā)展，我國(guó)的鋅資源開(kāi)發(fā)逐步從東北、中部向中、西部以及內(nèi)蒙轉(zhuǎn)移。除湖南、廣東、廣西仍保持一部分資源外，鋅資源開(kāi)發(fā)、礦山產(chǎn)量主要在向云南、甘肅、四川、青海以及內(nèi)蒙轉(zhuǎn)移。2003 年云

56、南礦山鋅產(chǎn)量、甘肅礦山鉛產(chǎn)量居全國(guó)第一位。全國(guó)鋅冶煉能力的發(fā)展與資源開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)移齊頭并進(jìn)，有原料優(yōu)勢(shì)的云南、廣西、四川、陜西、內(nèi)蒙等地區(qū)，冶煉業(yè)發(fā)展非常迅速，形成新的冶煉生產(chǎn)基地。 第 16 頁(yè)以株洲冶煉廠為主的湖南繼續(xù)保持國(guó)內(nèi)最大的鋅冶煉省的地位。在 2003 年世界十大鋅冶煉企業(yè)中，我國(guó)僅有株洲冶煉廠居第 9 位，但在國(guó)際上的排序仍有下降的趨勢(shì)。與世界其他國(guó)家相比，我國(guó)鋅冶煉工藝可稱為“世界大全”，目前濕法工藝占 70%，火法占 30%，其中 ISP 工藝 9%、豎罐煉鋅 18%，電爐、平罐、馬槽爐煉鋅工藝為3%。2.1.2.2 我國(guó)鋅冶煉主要方法（1）濕法煉鋅上世紀(jì) 90 年代以來(lái)，我國(guó)濕法

57、煉鋅技術(shù)水平有了比較明顯的提高。白銀公司建設(shè)的 109 平方米焙燒爐、黃鉀鐵礬法處理、銻鹽除鈷等技術(shù)日趨成熟，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都紛紛效仿，目前這種冶煉工藝已經(jīng)在全國(guó)推廣6。株洲冶煉集團(tuán)的濕法工藝經(jīng)過(guò)幾十年的完善，在國(guó)內(nèi)濕法冶煉技術(shù)上也獨(dú)樹(shù)一幟。未來(lái)幾年我國(guó)大型鋅冶煉企業(yè)的裝備水平將明顯提高。焙燒方面：由于投資大，大型的、自動(dòng)化程度高的沸騰爐系統(tǒng)還沒(méi)有得到推廣應(yīng)用，采用新技術(shù)，大型焙燒爐床能率較國(guó)內(nèi)普通沸騰爐明顯高出 20-30%，焙燒礦質(zhì)量穩(wěn)定，優(yōu)勢(shì)十分明顯。制酸方面：1990 年開(kāi)始采用兩轉(zhuǎn)兩吸制酸后，該項(xiàng)工藝得到普遍應(yīng)用，總體制酸技術(shù)水平明顯提高，總硫利用率大幅提高，基本解決了二氧化硫污染問(wèn)題

58、。但由于各個(gè)冶煉廠操作水平參差不齊，設(shè)備維護(hù)程度不同，低空污染現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。在硫酸除汞方面，目前只有白銀公司、葫蘆島鋅廠有除汞裝置，但基本未開(kāi)。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)還沒(méi)有成型的設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，硫酸含汞量均沒(méi)有達(dá)到國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家含汞標(biāo)準(zhǔn)。（2）火法煉鋅目前國(guó)內(nèi)主要的火法煉鋅工藝有密閉鼓風(fēng)爐熔煉（ISP） 、豎罐煉鋅、電爐煉鋅和土法煉鋅。目前采用 ISP 工藝的有：中金嶺南韶關(guān)冶煉廠、白銀公司三冶煉廠；采用豎罐煉鋅的廠家有葫蘆島鋅廠、陜西東嶺鋅業(yè)等。中金嶺南韶關(guān)冶煉廠是采用 ISP 煉鋅法的典型，該廠也申請(qǐng)了多項(xiàng)專利，技術(shù)穩(wěn)定，該企業(yè)采用兩轉(zhuǎn)兩吸煙氣制酸，較好地解決了低濃度二氧化硫制酸。由于中 第 17 頁(yè)

59、國(guó)電力成本高，而煤炭成本相對(duì)較低，因此，在我國(guó)采用 ISP 法成本較低，目前是比較有競(jìng)爭(zhēng)力的冶煉方法之一。葫蘆島鋅廠從三十年代開(kāi)始建廠，目前仍然在沿用傳統(tǒng)的豎罐煉鋅工藝，而大型蒸餾爐和精餾塔的采用，則提高了冶煉能力和回收率。在渣處理方面，旋渦爐的成功應(yīng)用不但綜合利用了能源，而且使鋅冶煉回收率進(jìn)一步提高，使得這一傳統(tǒng)的冶煉方法更加完備。由于國(guó)內(nèi)一次能源價(jià)格相對(duì)便宜，冶煉成本有一定競(jìng)爭(zhēng)力，所以陜西東嶺集團(tuán)也投產(chǎn)了一套 5 萬(wàn)噸的系統(tǒng)，各系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好。但目前該法還沒(méi)有有效解決粉塵問(wèn)題，在收塵技術(shù)方面有待進(jìn)一步提高?？偟膩?lái)說(shuō)，我國(guó)鋅冶金技術(shù)和先進(jìn)工業(yè)國(guó)家還有一段距離，但是還有很大的開(kāi)發(fā)潛力，隨著科

60、技的發(fā)展，鋅的需求量越來(lái)越大，因此，在鋅冶煉技術(shù)方面還有很大的發(fā)展空間。2.1.3 該企業(yè)該企業(yè)工藝技術(shù)和裝備狀況工藝技術(shù)和裝備狀況我國(guó)煉鋅歷史悠久，是世界最早產(chǎn)鋅國(guó)家之一。生產(chǎn)鋅的方法系由我國(guó)傳到歐洲，至 15 世紀(jì)歐洲有小規(guī)模鋅的生產(chǎn)。煉鋅工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家有美國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞及比利時(shí)，但其中大多數(shù)采冶企業(yè)都集中在美、英所控制的少數(shù)公司手里。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代后，濕法煉鋅的產(chǎn)量已占世界總鋅產(chǎn)量的 80%以上。進(jìn)入 90 年代，濕法煉鋅研制成功硫化鋅精礦和高硅氧化鋅礦直接酸浸法。由于鋅礦資源有限，特別是鋅精礦的原料供應(yīng)緊張。為了保持鋅冶金可持續(xù)健康發(fā)展，必須開(kāi)發(fā)利用豐富的低品