CN105937040B - 一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺 - Google Patents
一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，具体通过中上清液质量控制、新液质量控制、电解槽温度控制、酸锌比控制、骨胶加入量控制、电解槽面控制来提高电流效率以达到降低阴极锌直流电单耗；本发明在锌浸出工序强化中上清液质量控制、净化工序严格控制净液新液质量，不断提高电积液纯度；在电积工序合理选择并控制好电解液锌、酸含量，维持合理的电解液温度，合理控制电积添加剂量，减少漏电，做好绝缘，加强操作，及时处理接触短路等一系列技术措施来提高电流效率以达到降低阴极锌直流电单耗的指标，实现高杂矿生产条件下，将电积锌电流效率由87%提高并稳定在89.5%‑91.5%。
Description
技术领域
本发明涉及湿法炼锌冶炼技术领域，具体涉及一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺。
背景技术
西北铅锌冶炼厂近年来在生产中大量使用高钴、铜等高杂质锌精矿原料，导致浸出中上清质量以及净液新液质量波动很大，给电解生产带来不利影响，电解槽面长期透酸、经常反溶，多次发生不同程度的钴、铜等杂质的烧板，电流效率明显下降，一般仅为87%左右，低时不足80%，产能下降且除杂不达标，直流电耗居高不下，吨锌单位生产成本增加，湿法炼锌阴极锌直流电单耗是指每生产1吨析出锌所消耗的电能，它是电积生产中一个重要的技术经济指标，直流电单耗与电流效率成反比，与槽电压成正比，采用降低槽电压、提高电流效率的措施就能降低阴极锌直流电单耗。
锌湿法冶炼处理高杂矿对电积锌电流效率波动影响很大，采用高杂矿冶炼致使电积液含钴、锑等杂质超标，这些杂质是比锌更正电性的金属会引起槽面烧板、返溶、透酸或因阴、阳极之间发生氧化－还原类反应等，最终导致电流效率随杂质含量提高而下降，另外由于液体杂质含量波动、造成电流的升降、出装槽作业等动态因素的影响，析出的阴极锌表面粗糙或呈树枝状，增大了阴极表面积，使氢的超电压下降，加速了阴极锌的反溶，有时还会出现接触短路，导致电流效率降低，从而提高了阴极锌直流电单耗，阴极锌长期处于欠产状态，单位生产成本增加。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题提供一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺。
本发明采用的技术方案为：一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，包括如下步骤：
步骤1：锌焙砂浸锌的中浸工序中向中浸反应槽中的氧化液加入锰粉，通过锰粉的氧化性将氧化液中的Fe2+氧化成Fe3+，将Mn浓度控制在2~6g/L，同时Mn以离子的形态进入中上清液中，得到中上清液质量为：Fe＜20mg/L，Ge＜0.04mg/L，Sb＜0.05mg/L，其中，中上清液中的Zn浓度为150~160g/L；
步骤2：将步骤1所述的中上清液在净化除杂工序中控制净化槽温度大于88℃；并向净化槽中加入硫酸铅10-12g/m³，经强化压滤机卸渣后净液新液质量为Co＜1.2mg/L，Cu＜0.3mg/L，Ni＜1.0mg/L，Sb＜0.05mg/L；
步骤3：将步骤2所述的净液新液用泵打入电解高位混合槽中，与通过冷却塔冷却后的废液充分混合，经分配槽、供液流槽进入电解槽，控制电解槽温度为32-42℃；
步骤4：降低所述步骤3电解槽中的混合电解液含酸量，增加混合电解液含Zn浓度，控制混合电解液含酸量为165-180g/L，酸锌比控制为2.8-3.2：1，Zn浓度为50-60g/L；
步骤5：将搅拌混合均匀的骨胶通入步骤4所述的电解槽中，加入量为0.35-0.50kg/t.Zn；
步骤6：利用红外成像仪定期对所述步骤5中的电解槽检查跟踪，发现发热问题及时处理。
进一步地，所述步骤1中浸反应槽终点PH为5.0-5.2。
进一步地，所述步骤4中混合电解液含酸量通过将配入电解高位混合槽的净液新液流量由65-70m³/h调整到75-80m³/h得到。
进一步地，所述步骤6中处理措施具体为在作业时擦亮阴阳极与导电板上接触点，用清水冲洗阴极接触点，并定期更换槽水，避免结晶物的产生；定期清理槽下的结晶物，保证槽面干燥整洁。
本发明在锌浸出工序强化中上清液质量控制、净化工序严格控制净液新液质量，不断提高电积液纯度；在电积工序合理选择并控制好电解液锌、酸含量，维持合理的电解液温度，合理控制电积添加剂量，减少漏电，做好绝缘，加强操作，及时处理接触短路等一系列技术措施来提高电流效率以达到降低阴极锌直流电单耗的指标。
本发明的有益效果为：
1、实现高杂矿生产条件下，将电积锌电流效率由87%提高并稳定在89.5%-91.5%。
2、降低了新液含钴、锑、铁、锰等杂质过高引起槽面烧板、返溶、透酸等工艺事故。
3、全年可提高阴极锌产量4034吨，以执其行“28kA7h +33kA17h”峰谷用电制度为核算基准，日平均电流为（28×7+33×17)/24=31.542kA，理论阴极锌日产量为1.22×31.542×24×416=384.2吨，电效提高4.5%计，全年累计提高阴极锌产量约为384.2×30×10×3.5%=4034吨。
4、实现高杂矿生产条件下，将电积锌直流电单耗由3150KWh/tZn降低到3010KWh/t.Zn。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，包括如下步骤：
步骤1：在锌焙砂浸锌的中浸工序中向中浸反应槽中的氧化液加入锰粉，通过锰粉的氧化性将氧化液中的Fe2+氧化成Fe3+，将Mn浓度控制在2g/L，同时Mn以离子的形态进入中上清液中，得到中上清液质量为：Fe＜20mg/L，Ge＜0.04mg/L，Sb＜0.05mg/L，其中，中上清液中的Zn浓度为150g/L，中浸反应槽终点PH为5.0-5.2；
步骤2：将步骤1所述的中上清液在净化除杂工序中控制净化槽温度大于88℃；并向净化槽中加入硫酸铅10g/m³，经强化压滤机卸渣后净液新液质量为Co＜1.2mg/L，Cu＜0.3mg/L，Ni＜1.0mg/L，Sb＜0.05mg/L，控制净液新液合格率为100%；
步骤3：将步骤2所述的净液新液用泵打入电解高位混合槽中，与通过冷却塔冷却后的废液充分混合，经分配槽、供液流槽进入电解槽，控制电解槽温度为32℃，在新液含钴等杂质较高时，控制较低槽温可增大杂质在阴极析出的超电压，有效降低杂质烧板机率、减少反溶损失；
步骤4：将配入电解高位混合槽的净液新液流量由65m³/h调整到75m³/h的措施来降低所述步骤3电解槽中的混合电解液含酸量，增加混合电解液含Zn浓度，控制混合电解液含酸量为165g/L，酸锌比控制为2.8：1，Zn浓度为50g/L；能够增大杂质析出的超电压，减少杂质烧板的危害；
步骤5：将搅拌混合均匀的骨胶通入步骤4所述的电解槽中，加入量为0.35kg/t.Zn，可使锌离子在阴极析出更加平整与致密，杜绝阴极锌在极板上产生疙瘩，抑制杂质的析出，增大骨胶加入量能够增大析氢超电压，从而有效降低杂质反溶烧板的危害程度；
步骤6：利用红外成像仪定期对所述步骤5中的电解槽检查跟踪，发现发热问题及时处理，电解槽面主要处理措施为出装槽作业时擦亮阴阳极与导电板上接触点，用清水冲洗阴极接触点，并定期更换烫洗槽水，避免结晶物的产生；定期清理槽下的结晶物，保证槽面干燥整洁，加强对电解槽、直流母线、循环系统等处的绝缘、接地、漏电等情况的排查，减少电能损失，提高电流效率，电积锌电流效率由87%提高并稳定在89.5%。
实施例2
一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，包括如下步骤：
步骤1：在锌焙砂浸锌的中浸工序中向中浸反应槽中的氧化液加入锰粉，通过锰粉的氧化性将氧化液中的Fe2+氧化成Fe3+，将Mn浓度控制在4g/L，同时Mn以离子的形态进入中上清液中，得到中上清液质量为：Fe＜20mg/L，Ge＜0.04mg/L，Sb＜0.05mg/L，其中，中上清液中的Zn浓度为155g/L，中浸反应槽终点PH为5.0-5.2；
步骤2：将步骤1所述的中上清液在净化除杂工序中控制净化槽温度大于88℃；并向净化槽中加入硫酸铅11g/m³，经强化压滤机卸渣后净液新液质量为Co＜1.2mg/L，Cu＜0.3mg/L，Ni＜1.0mg/L，Sb＜0.05mg/L，控制净液新液合格率为100%；
步骤3：将步骤2所述的净液新液用泵打入电解高位混合槽中，与通过冷却塔冷却后的废液充分混合，经分配槽、供液流槽进入电解槽，控制电解槽温度为38℃，在新液含钴等杂质较高时，控制较低槽温可增大杂质在阴极析出的超电压，有效降低杂质烧板机率、减少反溶损失；
步骤4：将配入电解高位混合槽的净液新液流量由68m³/h调整到78m³/h的措施来降低所述步骤3电解槽中的混合电解液含酸量，增加混合电解液含Zn浓度，控制混合电解液含酸量为170g/L，酸锌比控制为3.0：1，Zn浓度为55g/L；能够增大杂质析出的超电压，减少杂质烧板的危害；
步骤5：将搅拌混合均匀的骨胶通入步骤4所述的电解槽中，加入量为0.40kg/t.Zn，可使锌离子在阴极析出更加平整与致密，杜绝阴极锌在极板上产生疙瘩，抑制杂质的析出，增大骨胶加入量能够增大析氢超电压，从而有效降低杂质反溶烧板的危害程度；
步骤6：利用红外成像仪定期对所述步骤5中的电解槽检查跟踪，发现发热问题及时处理，电解槽面主要处理措施为出装槽作业时擦亮阴阳极与导电板上接触点，用清水冲洗阴极接触点，并定期更换烫洗槽水，避免结晶物的产生；定期清理槽下的结晶物，保证槽面干燥整洁，加强对电解槽、直流母线、循环系统等处的绝缘、接地、漏电等情况的排查，减少电能损失，提高电流效率，电积锌电流效率由87%提高并稳定在90%。
实施例3
一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，包括如下步骤：
步骤1：在锌焙砂浸锌的中浸工序中向中浸反应槽中的氧化液加入锰粉，通过锰粉的氧化性将氧化液中的Fe2+氧化成Fe3+，将Mn浓度控制在6g/L，同时Mn以离子的形态进入中上清液中，得到中上清液质量为：Fe＜20mg/L，Ge＜0.04mg/L，Sb＜0.05mg/L，其中，中上清液中的Zn浓度为160g/L，中浸反应槽终点PH为5.0-5.2；
步骤2：将步骤1所述的中上清液在净化除杂工序中控制净化槽温度大于88℃；并向净化槽中加入硫酸铅12g/m³，经强化压滤机卸渣后净液新液质量为Co＜1.2mg/L，Cu＜0.3mg/L，Ni＜1.0mg/L，Sb＜0.05mg/L，控制净液新液合格率为100%；
步骤3：将步骤2所述的净液新液用泵打入电解高位混合槽中，与通过冷却塔冷却后的废液充分混合，经分配槽、供液流槽进入电解槽，控制电解槽温度为42℃，在新液含钴等杂质较高时，控制较低槽温可增大杂质在阴极析出的超电压，有效降低杂质烧板机率、减少反溶损失；
步骤4：将配入电解高位混合槽的净液新液流量由70m³/h调整到80m³/h的措施来降低所述步骤3电解槽中的混合电解液含酸量，增加混合电解液含Zn浓度，控制混合电解液含酸量为180g/L，酸锌比控制为3.2：1，Zn浓度为60g/L；能够增大杂质析出的超电压，减少杂质烧板的危害；
步骤5：将搅拌混合均匀的骨胶通入步骤4所述的电解槽中，加入量为0.50kg/t.Zn，可使锌离子在阴极析出更加平整与致密，杜绝阴极锌在极板上产生疙瘩，抑制杂质的析出，增大骨胶加入量能够增大析氢超电压，从而有效降低杂质反溶烧板的危害程度；
步骤6：利用红外成像仪定期对所述步骤5中的电解槽检查跟踪，发现发热问题及时处理，电解槽面主要处理措施为出装槽作业时擦亮阴阳极与导电板上接触点，用清水冲洗阴极接触点，并定期更换烫洗槽水，避免结晶物的产生；定期清理槽下的结晶物，保证槽面干燥整洁，加强对电解槽、直流母线、循环系统等处的绝缘、接地、漏电等情况的排查，减少电能损失，提高电流效率，电积锌电流效率由87%提高并稳定在91.5%。
Claims (4)
1.一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在锌焙砂浸锌的中浸工序中向中浸反应槽中的氧化液加入锰粉，通过锰粉的氧化性将氧化液中的Fe2+氧化成Fe3+，同时Mn以离子的形态进入中上清液中，将Mn浓度控制在2-6g/L，得到中上清液质量为：Fe＜20mg/L，Ge＜0.04mg/L，Sb＜0.05mg/L，其中，中上清液中的Zn浓度为150-160g/L；
步骤2：将步骤1所述的中上清液在净化除杂工序中控制净化槽温度大于88℃；并向净化槽中加入硫酸铅10-12g/m³，经强化压滤机卸渣后净液新液质量为Co＜1.2mg/L，Cu＜0.3mg/L，Ni＜1.0mg/L，Sb＜0.05mg/L；
步骤3：将步骤2所述的净液新液用泵打入电解高位混合槽中，与通过冷却塔冷却后的废液充分混合，经分配槽、供液流槽进入电解槽，控制电解槽温度为32-42℃；
步骤4：降低所述步骤3电解槽中的混合电解液含酸量，增加混合电解液含Zn浓度，控制混合电解液含酸量为165-180g/L，酸锌比控制为2.8-3.2：1，Zn浓度为50-60g/L；
步骤5：将搅拌混合均匀的骨胶通入步骤4所述的电解槽中，加入量为0.35-0.50kg/t·Zn；
步骤6：利用红外成像仪定期对所述步骤5中的电解槽检查跟踪，发现发热问题及时处理。
2.根据权利要求1所述的一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，其特征在于：所述步骤1中浸反应槽终点pH为5.0-5.2。
3.根据权利要求1所述的一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，其特征在于：所述步骤4中混合电解液含酸量通过将配入电解高位混合槽的新液流量由65-70m³/h调整到75-80m³/h得到。
4.根据权利要求1所述的一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，其特征在于：所述步骤6中处理措施具体为在作业时擦亮阴阳极与导电板上接触点，用清水冲洗阴极接触点，并定期更换槽水，避免结晶物的产生；定期清理槽下的结晶物，保证槽面干燥整洁。
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