劉向東：鋅浮渣處理工藝
摘要：濕法煉鋅工廠產出鋅浮渣中，含氯量較高，針對傳統脫氯處理返回煉鋅工藝成本高、污染嚴重的缺陷，探討了鋅浮渣的深加工處理技術，采用鋅浮渣制備金屬鋅錠、硫酸鋅、氧化鋅附加值較高的鋅產品，在節能降耗的同時增加了鋅產品的種類和環境經濟效益。
2020年7月16日，2020中國鋅、鍍鋅及金屬薄板產業鏈峰會在山東濟南索菲特銀座大飯店隆眾召開。
由上海鋼聯電子商務股份有限公司（我的鋼鐵網、我的有色網）主辦，中國金屬材料流通協會板材加工分會、博興縣金屬板業商會作為指導單位，鑫聯環�？萍脊煞萦邢薰�、山東眾鑫發金屬科技有限公司、深圳中金嶺南股份有限公司、山東恒邦股份有限公司、上海豫光金鉛國際貿易有限公司等眾多企業支持，邀請多為重磅專家、知名學者及行業大咖對鋅市場及板材行業進行全方位、多角度的深入解讀，共同探討2020年市場發展方向。
本次大會上，白銀有色集團股份有限公司資深冶煉專家劉向東作了題為《鋅浮渣處理工藝》的主題演講。
白銀有色集團股份有限公司資深冶煉專家劉向東
劉向東劉總首先介紹鋅浮渣的產生及特點。在對金屬鋅熔化使用的過程中，由于與空氣接觸而使金屬鋅液發生氧化，不管是陰極鋅的熔鑄還是鍍鋅過程，以及鋅基合金的生產過程，都會大量氧化，這些氧化物漂浮在金屬熔池的表面上，形成鋅浮渣。
鋅浮渣主要的特點是：
1、品位高，鋅浮渣基本上是由純金屬鋅氧化而來，含鋅一般在70%以上；
2、雜質少，雜質主要來源于其中的合金元素，如銻、鉛、鋁等，也有部分環境帶入的，如鐵等，雜質元素品位比較低；熱鍍鋅浮渣中存在一些鋅鐵合金類雜質；
3、有金屬鋅存在：在鋅浮渣中還是存在少量的金屬鋅顆粒，一般占到總重量的5%左右；
4、比較高的含氯：含氯在1-2%，甚至更高；
鋅浮渣處理的產品方案有：鋅浮渣物理揀選、生產金屬鋅錠、生產硫酸鋅、生產氧化鋅。
用鋅浮渣生產硫酸鋅主要有5個工藝步驟：
1、破碎篩分：使鋅浮渣達到-200目的粒度，便于物料運輸和反應，同時回收浮渣中的金屬鋅；
2、洗滌脫氯：在堿性環境下，對鋅浮渣進行洗滌，使其中的氯溶解到洗滌液中，使氯與浮渣分離。這個工序中的洗滌液循環使用，溶解在洗滌液中的溶質，如氯化物等，通過蒸發結晶從洗滌液中開路；
3、酸溶分離：用硫酸溶液溶解鋅浮渣，使浮渣中的氧化鋅轉換成為硫酸鋅，并在溶液中達到一定濃度，溶解完成后，將溶液進行過濾分離，濾液為制備產品的溶液，濾渣為不溶物，可以作為含鋅物料出售。
4、溶液凈化：酸溶后的溶液進行凈化除雜，凈化除雜的工序應根據原料中的雜質情況配置，一般來說，采用鋅粉置換法可以脫除大部分重金屬雜質，使產品達到標準。凈化產出的渣料也可以作為含鋅物料出售。
5、濃縮結晶：根據產品設計，生產一水硫酸鋅可采用常壓蒸發濃縮，生產七水硫酸鋅采用三效蒸發濃縮或MVR蒸發濃縮，結晶液進行離心分離，分離固體經過干燥后，得到相應產品，可以包裝出售；離心分離后的母液循環返回到酸溶工序。
用鋅浮渣生產氧化鋅主要有6個工藝步驟
1、破碎篩分：使鋅浮渣達到-200目的粒度，便于物料運輸和反應，同時回收浮渣中的金屬鋅；
2、洗滌脫氯：在堿性環境下，對鋅浮渣進行洗滌，使其中的氯溶解到洗滌液中，通過過濾使氯與浮渣分離。這個工序中的洗滌液循環使用，溶解在洗滌液中的溶質，如氯化物等，通過蒸發結晶從洗滌液中開路；
3、溶解和分離：將鋅浮渣用溶劑溶解，過濾分離，濾液用于沉鋅，濾渣作為含鋅物料出售。
4、沉鋅分離：用二氧化碳沉鋅，使鋅以碳酸鋅前驅體形態形成固體，過濾分離，濾液作為浸出母液返回浸出前段，碳酸鋅進入干燥分解；
5、干燥及分解：碳酸鋅干燥后，進入到分解爐，在400-500℃下分解，得到氧化鋅初級品；
6、破碎及包裝：分解后的氧化鋅進行破碎分級，達到產品的物理規格要求，再包裝出售。
硫酸鋅生產企業的第一個特點是多，全國存在很多的硫酸鋅生產企業，這些企業都是利用鋅冶煉企業或者使用企業所產出的含鋅廢料生產； 第二個特點是小，硫酸鋅生產企業的規模一般都比較小，受到原料來源的限制，這些企業的生產規模大的有幾萬噸產能，小一些的只有幾千噸產能；第三個特點是流程設置不統一：硫酸鋅生產工藝簡單，投資小，雖然工藝的基本原理相同，但是流程的設計五花八門，產品品質差異性也比較大。由于存在以上特點，國內硫酸鋅總的產量規模也難以準確估算，也沒有見到相關的研究報道，但是從市場情況看，硫酸鋅產銷兩旺，出口銷量也大。硫酸鋅價格隨著鋅錠價格，目前七水硫酸鋅的市場價格3000-3500元/噸。
氧化鋅生產分火法工藝和濕法工藝兩種路線，火法分為直接法和間接法，濕法為化學法；直接法：用鋅焙砂直接還原，由于排放不能滿足越來越嚴格的環保要求，目前生產規模已經縮減；間接法：利用金屬鋅氧化生產氧化鋅，這種方法比直接法更加環保，在近年生產規模有一定程度擴張；化學法（濕法）：利用化學反應的方法生產氧化鋅，如前述的氧化鋅生產工藝就是化學法，化學法生產的氧化鋅比表面積比較大，活性高，適合于一些特殊的應用，國內目前氧化鋅的市場規模約為30萬噸/年。總體上看，最近幾年的氧化鋅市場處于供銷兩旺的狀態，部分高級產品還依賴進口。氧化鋅價格隨著鋅錠價格，當前國內氧化鋅市場價格約為13000元/噸。
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