CN103194619A - 一种阴极锌片熔铸方法 - Google Patents

Abstract

一种阴极锌片熔铸方法，是将含锌99.85～99.995%的阴极锌片，置于充满二氧化碳气体保护的低频工业熔锌炉中熔融为液体，产出的锌液经浇铸冷却得到产品锌锭，烟尘经过布袋回收后作原料使用；熔铸浮渣在温度为480～550℃、进行熔析与离心分离，得到的二次锌液返回低频工业熔锌炉中熔融浇铸锌锭，二次浮渣进行湿式球磨与重力分选后，得到的碎锌金属作为金属锌粉使用，氧化锌尾矿作为锌原料回收。采用本发明，阴极锌片熔铸回收率能够由99.3%提高到99.6%，浮渣回收不用脱氯。

Description

一种阴极锌片熔铸方法

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼领域，特别是一种阴极锌片熔铸方法。

背景技术

在湿法锌冶炼过程中，阴极锌片在低频工业熔锌炉中熔融为液体，在熔融过程中，锌片表面的氧化物从液体内部上浮到液体表面，形成铸型浮渣；为了降低铸型浮渣对金属锌液的机械夹带，通常在锌片的熔融过程中，加入氯化铵作为造渣剂，利用氯化铵分解产出的气体及气体与挥发的金属锌反应产物，对铸型浮渣起到疏松作用，使渣中的金属锌回流到液态金属锌表面，以提高锌片在浇铸过程的直接回收率。采用该方法对阴极锌片进行熔铸，直接回收率为97.5%，锌金属回收率为99.3%，铸型浮渣产率为2.2%，铸型浮渣含氯约2.5%，每产出1吨金属锌锭消耗氯化铵约0.8公斤。

由于在熔融过程中，加入氯化铵作为造渣剂，氯化铵在造渣过程中分解为氯化氢气体和氨气，氯化氢气体与挥发的锌金属进一步反应生成氯化锌粉尘，因此，烟气中存在大量的氨气成份，烟尘中也含有较高的氯化锌粉尘。由于氨气和氯化锌具有很强的吸湿能力，当使布袋板结进行收集粉尘时，布袋会快速腐烂，无法继续使用；如果采用水膜湿法收集粉尘，则产出大量的含氯废水难以治理。因此，无法收集在熔融过程产出的烟气锌金属粉尘，只能任其排放，既造锌金属损失，降低企业的经济效益，同时又污染环境。烟气中的锌金属烟尘无法收集，造成了不可逆的锌金属损失，锌金属损失率占0.3%左右，一个年产10万吨锌锭的企业，铸型过程的全年锌金属损失量为300吨，降低经济效益500万元。

由于在熔融过程中加入氯化铵作为造渣剂，氯元素大部分进入到铸型浮渣中，一个年产10万吨锌锭的企业，在消耗氯化铵80吨的同时，产出铸型浮渣重量约2200吨，铸型浮渣含锌金属总量为1800吨，铸型浮渣平均含氯2.5%。铸型浮渣含氯很高，为通常炼锌原料标准要求的10倍，必须过脱氯处理，才能作为生产原料回收使用。脱氯常用湿式洗涤技术进行，在进行洗涤脱氯时，每吨铸型浮渣消耗生产成本800元，2200吨铸型浮渣脱氯所消耗的生产成本为172万元；在铸型浮渣湿式洗涤脱氯过程中对外排放含氯废水，每洗涤1吨铸型浮渣排放废水量5立方米，一个年产10万吨锌锭的企业，每年将排放铸型浮渣洗涤后的含氯废水10000立方米，不利用环境保护。

采用该熔融浇铸工艺处理阴极锌片，优点是：①阴极锌片熔融浇铸过程直收率高，达到97%以上，通常稳定为97.5%；②铸型浮渣产出量少，铸型浮渣产率约为2.2%。

该熔融浇铸工艺也存在明显的缺点：①金属平衡率低，即锌金属回收率低，只有99.3%；②铸型浮渣的回收需要进行脱氯处理，增加了生产成本；③铸型浮渣洗涤过程中产出含氯废水，污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种阴极锌片熔铸方法，它能够有效降低熔铸过程锌金属的损失，提高了锌金属回收率，避免了氨气和锌金属粉尘对环境的污染；降低了浮渣的回收成本；没有废水排放，有效保护环境。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种阴极锌片熔铸方法，包括如下步骤：

（1）保护熔铸：将含锌99.85～99.995%的阴极锌片，置于充满二氧化碳保护气体的低频工业熔锌炉中熔融为液体，产出锌液、熔铸浮渣和烟尘，锌液经浇铸冷却得到产品锌锭，烟尘经过布袋回收后作原料使用；

（2）浮渣熔析：熔铸浮渣在温度为480～550℃、充满二氧化碳保护气体的合金铁制锅内，进行熔析与离心分离处理，得到二次锌液和二次浮渣，二次锌液返回步骤（1）处理；

（3）湿式球磨与重力分选：二次浮渣进行湿式球磨，再经过重力分选后，得到碎锌金属和氧化锌尾矿；碎锌金属干燥后作为金属锌粉使用，氧化锌尾矿作为锌原料回收。

所述离心分离是指用机械搅拌机、旋臂式离心机、桥式离心机，离心机也称捞渣机或渣液分离机进行分离。

所述重力分选是通过螺旋溜槽、跳汰机或摇床进行分选。

本发明的突出优点在于：

1、锌金属回收率高。由于在锌片的熔融过程中，没有加入氯化铵作为造渣剂，实现了熔融浇铸过程的无害化，烟气中不存在氨气成份及烟尘也不含有氯化锌粉尘，能够采用布袋收尘器对烟气进行收尘，回收锌金属烟尘，消除粉尘对环境的污染，既提高了熔铸过程的锌金属回收率，有效降低了锌金属的损失，提高了企业的经济效益，又能创造一个良好的工作环境，保护职工的身体健康，促进企业和谐发展；不加入氯化铵作为造渣剂，产出的熔铸浮渣不含有氯元素，为低成本处理浮渣创造了条件。同时，由于在熔铸过程中用二氧化碳作为保护气体，能够有效防止金属锌液的氧化，确保了阴极锌片熔铸过程中的直收率。采用该方法，阴极锌片的熔融浇铸直接回收率为97.0%，锌金属回收率为99.6%，比传统方法提高了0.3%，铸型浮渣产率约2.9%。

2、铸型浮渣处理成本低。在浮渣熔析过程，二氧化碳保护气体能够防止金属锌液的氧化，进行熔析与离心分离处理，尽可能以金属锌形式回收其中的锌，直接转化为锌锭产品，确保了阴极锌片熔铸过程中的直收率。

二次浮渣湿式球磨，既可以将碎锌金属中的氧化物进行离解，使两者更彻底分离，又可以将较大粒度的锌粒进行破碎，为后续的重力分选创造有利条件。

球磨渣采用螺旋溜槽、跳汰机、摇床等设备进行重力分选，得到碎锌金属和氧化锌尾矿；碎锌金属干燥后作为金属锌粉使用，锌粉是湿法锌冶炼过程中不可缺少的净化剂，从二次浮渣中回收碎锌金属作为锌粉使用，可以为企业降低锌粉的市场采购量，降低生产成本；氧化锌尾矿含杂质很低，作为湿法锌冶炼过程的优质原料回收，也可以作为锌粉生产的优质原料使用。整个回收过程成本低，每回收1吨铸型浮渣的成本约260元，一个年产10万吨锌锭的企业，全年回收铸型浮渣290吨，回收成本为75万元，比传统方法节约100万元左右。

3、不对外排放废水。由于在熔铸过程不再加入氯化铵，浮渣中不含有氯元素，不需要进行脱氯处理，降低了浮渣的回收成本；浮渣中的金属锌和氧化锌都不溶解于水，在湿式球磨和重力分选过程中的水不含有杂质离子，可以循环使用，整个工艺过程不对外排放任何废水，有效保护环境。

附图说明

图1为本发明所述的硫渣的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

本实施例为本发明所述的阴极锌片熔铸方法的第一实例，包括如下步骤：

（1）保护熔铸：将含锌99.85%的阴极锌片200.0吨，置于充满二氧化碳保护气体的630kVA低频工业熔锌炉中熔融为液体，二氧化碳的输入速度为0.3立方米/分钟，总消耗量为540立方米，产出锌液和熔铸浮渣，锌液经浇铸冷却得到产品锌锭193.3吨，含锌91.02%的熔铸浮渣5.8吨，烟气采用布袋收尘，回收含锌80.29%的烟尘0.8吨；

（2）浮渣熔析：熔铸浮渣5.8吨，在温度为480℃、加入到充满二氧化碳保护气体的无芯电磁感应炉内铁制锅中，在机构搅拌机的作用下，进行熔析与离心分离处理，得到二次锌液1.52吨，和含锌87.5%的二次浮渣3.71吨，二次锌液返回步骤（1）处理生产锌锭1.5吨；

（3）湿式球磨与重力分选：二次浮渣3.71吨，在25℃下，按液固比5：1在Φ2400mm×L3400mm的球磨机内进行湿式球磨1小时，球磨产物经过摇床分选后，得到含锌98.9%的碎锌金属1.3吨和含锌81.1%氧化锌尾矿2.4吨；碎锌金属作为金属锌粉使用，氧化锌尾矿作为锌原料回收。

实施例2

本实施例为本发明所述的阴极锌片熔铸方法的第二实例，包括如下步骤：

（1）保护熔铸：将含锌99.95%的阴极锌片300.0吨，置于充满二氧化碳保护气体的810kVA低频工业熔锌炉中熔融为液体，二氧化碳的输入速度为0.4立方米/分钟，总消耗量为900立方米，产出锌液和熔铸浮渣，锌液经浇铸冷却得到产品锌锭290.1吨，含锌90.87%的熔铸浮渣8.8吨，烟气采用布袋收尘，回收含锌79.48%的烟尘1.2吨；

（2）浮渣熔析：熔铸浮渣8.8吨，在温度为510℃、加入到充满二氧化碳保护气体的无芯电磁感应炉内铁制锅中，在旋臂式离心机的作用下，进行熔析与离心分离处理，得到二次锌液2.28吨，和含锌86.9%的二次浮渣5.51吨，二次锌液返回步骤（1）处理生产锌锭2.26吨；

（3）湿式球磨与重力分选：二次浮渣5.51吨，在27℃下，按液固比6：1在Φ2400mm×L3400mm的球磨机内进行湿式球磨1.5小时，再经过跳汰机分选后，得到含锌98.6%的碎锌金属2.0吨和含锌80.4%氧化锌尾矿3.5吨；碎锌金属作为金属锌粉使用，氧化锌尾矿作为锌原料回收。

实施例3

本实施例为本发明所述的阴极锌片熔铸方法的第三实例，包括如下步骤：

（1）保护熔铸：将含锌99.995%的阴极锌片400.0吨，置于充满二氧化碳保护气体的540kVA低频工业熔锌炉中熔融为液体，二氧化碳的输入速度为0.2立方米/分钟，总消耗量为960立方米，产出锌液和熔铸浮渣，锌液经浇铸冷却得到产品锌锭396.7吨，含锌91.13%的熔铸浮渣11.5吨，烟气采用布袋收尘，回收含锌79.87%的烟尘1.6吨；

（2）浮渣熔析：熔铸浮渣11.5吨，在温度为550℃、加入到充满二氧化碳保护气体的无芯电磁感应炉内铁制锅中，在桥式离心机的作用下，进行熔析与离心分离处理，得到二次锌液3.03吨，和含锌87.4%的二次浮渣7.41吨，二次锌液返回步骤（1）处理生产锌锭3.0吨；

（3）湿式球磨与重力分选：二次浮渣7.41吨，在30℃下，按液固比7：1在Φ2800mm×L4200mm的球磨机内进行湿式球磨1小时，再经过螺旋溜槽分选后，得到含锌98.5%的碎锌金属2.6吨和含锌81.5%氧化锌尾矿4.8吨；碎锌金属作为金属锌粉使用，氧化锌尾矿作为锌原料回收。

Claims (3)

1.一种阴极锌片熔铸方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）保护熔铸：将含锌99.85～99.995%的阴极锌片，置于充满二氧化碳保护气体的低频工业熔锌炉中熔融为液体，产出锌液、熔铸浮渣和含尘烟气，锌液经浇铸冷却得到产品锌锭，含尘烟气经过布袋回收烟尘排放，回收到的烟尘作炼锌原料使用；

（2）浮渣熔析：熔铸浮渣在温度为480～550℃、充满二氧化碳保护气体的合金铁制锅内，进行熔析与离心分离处理，得到二次锌液和二次浮渣，二次锌液返回步骤（1）处理；

（3）湿式球磨与重力分选：二次浮渣进行湿式球磨后，再经过重力分选后，得到碎锌金属和氧化锌尾矿；碎锌金属干燥后作为金属锌粉使用，氧化锌尾矿作为锌原料回收。

2.根据权利要求1所述的阴极锌片熔铸方法，其特征在于，所述离心分离是指用机械搅拌机、旋臂式离心机、桥式离心机，离心机也称捞渣机或渣液分离机进行分离。

3.根据权利要求1所述的阴极锌片熔铸方法，其特征在于，所述重力分选是通过螺旋溜槽、跳汰机或摇床进行分选。

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