鋅焙燒礦的浸出

3.3浸出的生產(chǎn)實(shí)踐（3）3.3.3熱酸浸出工藝鋅焙燒礦熱酸浸出是20世紀(jì)60年代后期隨著各種除鐵方法的研制成功而發(fā)展起來的。采用熱酸浸出使鐵酸鋅分解后，浸出溶液中的鐵含量高達(dá)30g/L左右，由于這種高鐵溶液的鐵能用黃鉀鐵磯法、針鐵礦法以及赤鐵礦法等從鋅溶液中有效分離，使焙砂熱酸浸出得到了廣泛應(yīng)用。目前，國內(nèi)外采用的沉鐵方法以黃鉀鐵磯法的最多，有二十多家，其它都是在少數(shù)工廠采用。熱酸浸出的實(shí)質(zhì)是鋅焙燒礦的中性浸出渣經(jīng)高溫、高酸浸出，在低酸中難以溶解的鐵酸鋅以及少量其它尚未溶解的鋅化合物得到溶解，進(jìn)一步提高鋅的浸出率。一般是將常規(guī)浸出法的酸性浸出改為高溫、高酸浸出，使浸出過程成為不同酸度、多段逆流的浸出過程。其特點(diǎn)是浸出的酸度逐段增加，浸出渣量逐段減少。由于鐵酸鋅及其他化合物溶解，浸出渣數(shù)量顯著減少，使浸出渣中的鉛、銀、金等有價(jià)金屬得到較大的富集，從而有利于這些金屬的進(jìn)一步回收。3.3.3.1熱酸浸出工藝流程熱酸浸出工藝是在常規(guī)浸出工藝的基礎(chǔ)上再增加一段或多段熱酸浸出過程（并相應(yīng)增加除鐵過程）。熱酸浸出鋅的浸出率較高，可達(dá)97%以上，兩段熱酸浸出鋅的浸出率可達(dá)99%。目前國內(nèi)外熱酸浸出工藝流程由于各生產(chǎn)企業(yè)的條件不同、除鐵方式不同，各工廠的熱酸浸出工藝流程亦不盡相同。熱酸浸出工藝可按浸出段數(shù)分成一段熱酸浸出和多段熱酸浸出工藝流程。我國四川西昌煉鋅廠采用一段熱酸浸出工藝流程，（見圖3—5），其優(yōu)點(diǎn)是熱酸浸出段處理量較少，可以節(jié)約設(shè)備和熱能消耗。我國西北鉛鋅冶煉廠年產(chǎn)電鋅10X104t，采用熱酸浸出一黃鉀鐵磯法沉鐵的浸出流程，屬于多段熱酸浸出工藝流程，見圖3—6。該流程的特點(diǎn)如下：1） 氧化液的配制是將電解廢液與沉鐵后液按一定比例混合，并在其中加入適量的氧化劑（主要是軟錳礦和電解陽極泥）。其作用是保證溶液中的Fe2+充分氧化為Fe3+，配制氧化液是在一個(gè)80m3的攪拌槽（俗稱氧化槽）中進(jìn)行，控制其酸度為60?90g/L，反應(yīng)時(shí)間約0.5h，最終溶液含鐵低于1g/L，其中Fe2+<0.1g/L，然后將配制好的氧化液送中性浸出工序進(jìn)行焙砂的浸出。圖3—5四川西昌煉鋅廠浸出工藝流程圖2） 中性浸出是在氧化液中加入焙砂，在串聯(lián)的四臺(tái)80m3的攪拌槽中進(jìn)行，溫度保持65?70S焙砂按一定比例加入中浸第一槽與第三槽，反應(yīng)時(shí)間為2h，最終中浸漿化液的pH值控制在4.8?5.2之間，盡可能使焙砂中的鋅進(jìn)入溶液，而其中的鐵、砷、銻等有害雜質(zhì)被水解除去。漿化液經(jīng)621m濃密機(jī)液固分離后，合格的中浸上清（含Znl60?170g/L、含F(xiàn)e<20mg/L）送去凈化電積。中浸渣含鋅20%?25%，送熱酸浸出。3） 熱酸浸出分為I段高溫高酸浸出和II段高溫超高酸浸出。I段酸浸是在串聯(lián)的四臺(tái)80m3攪拌槽中進(jìn)行。溫度保持90?95°C、反應(yīng)3h，控制其酸度為40?50g/L°I段酸浸出的漿化液經(jīng)615m的濃密機(jī)液固分離后，上清液送預(yù)中和工序，而底流渣進(jìn)入11段酸浸。II段酸浸是在四臺(tái)串聯(lián)的80m3的攪拌槽中進(jìn)行。通過第一槽調(diào)節(jié)電解廢液量和濃硫酸加入量來控制酸度，實(shí)現(xiàn)超高酸浸出，使鐵酸鋅和硫化鋅進(jìn)一步溶解，其反應(yīng)為：ZnFeO,+4HSO=ZnSO,+Fe(SOX+4HOAI A I 'nr T,。 AZnS+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4+S0鋅被浸出的同時(shí)也有大量的Fe被溶解出來。保持浸出溫度95?98°C，反應(yīng)時(shí)間4h,控制漿化液最終酸度在120?150g/L，經(jīng)615m濃密機(jī)液固分離后，上清液返回I段酸浸以補(bǔ)充所需要的含酸溶液。II段底流經(jīng)漿經(jīng)過濾產(chǎn)出Pb-Ag渣，堆干后送鉛系統(tǒng)QSL爐回收有價(jià)金屬。鉛銀渣的化學(xué)成分如下：成分 Zn Pb Cu Cd SiO2 Fe MgOAg含量 4.34 10.46 0.02 0.07 31.14 12.56 0.07 0.0295(%)圖3—6西北鉛鋅冶煉廠熱酸浸出一黃鉀鐵磯法工藝流程通過I段熱酸浸出，由I段產(chǎn)生的上清液含酸為40?50g/L,送去預(yù)中和。其操作是在兩個(gè)串聯(lián)的80m3攪拌槽中進(jìn)行。為了降低I段熱酸浸出上清液的酸度，在預(yù)中和第一槽添加適量焙砂來中和酸?？刂茰囟葹?0?90C，反應(yīng)時(shí)間2h，最終預(yù)中和漿化液酸度為15?25g/L。含鐵約5?15g/L的漿化液經(jīng)。15m濃密機(jī)液固分離，底流返回I段酸浸繼續(xù)浸出，而上清液送沉鐵工序。沉鐵在連續(xù)串聯(lián)的7臺(tái)80m3攪拌槽中進(jìn)行。在第一槽和第三槽適量添加ZnO粉或鋅焙砂作中和劑，并在第一槽按比例加入錳礦粉和硫酸鈉添加劑，控制溫度為90?95C、反應(yīng)時(shí)間為6h、pH值為1.5?2.0，同時(shí)控制鈉離子的濃度并添加適量晶種以達(dá)到沉磯除鐵的技術(shù)要求。從沉鐵第七槽流出的漿化液含酸約8?10g/L，含鐵低于1g/L。在沉磯中提高堿離子濃度可加速鐵磯水解沉淀，常壓下溫度接近100C時(shí)，幾個(gè)小時(shí)內(nèi)沉淀可接近完全。形成黃鉀鐵磯的理想pH值為1.5?1.6，這就必須控制中和速度，若結(jié)晶過快，顆粒太細(xì)或溶液局部酸度過低，可導(dǎo)致Fe(OH)2沉淀生成。由于黃鉀鐵磯晶體的生成比較緩慢，所以在沉磯過程中加入晶種，以縮短誘發(fā)期，能顯著地促進(jìn)鐵磯的沉淀。黃鉀鐵磯法能除去90%?95%的鐵，殘存的鐵將在中性浸出過程中被進(jìn)一步除去。沉磯漿化液經(jīng)621m濃密機(jī)液固分離，上清送中浸去配制氧化液；底流的1/3返回沉磯第一槽作為晶種；2/3送615m的三段逆向洗滌塔進(jìn)行酸洗，酸洗上清返回沉磯系統(tǒng)，底流送過濾系統(tǒng)漿化，經(jīng)圓筒過濾機(jī)進(jìn)行一次過濾和折帶過濾機(jī)進(jìn)行二次過濾后產(chǎn)生鐵磯渣。鐵磯渣的化學(xué)成分如下：成分 ZnPb Cu Cd SiO2 Fe CaO MgOAg含量 6.474.58 0.05 0.07 12.00 24.65 1.88 0.010.012(%)3.3.3.2熱酸浸出溶液沉鐵鐵酸鋅雖然不溶解于常溫下的稀硫酸溶液中，但當(dāng)溫度和酸度提高以后，就能很

好的溶解。這種技術(shù)稱為高溫高酸浸出，或者簡(jiǎn)稱熱酸浸出。但是在熱酸浸出的

過程中，在鋅溶解的同時(shí)，也有大量的鐵隨之溶解而進(jìn)入溶液中，從而污染了溶

液。從溶液中除去鐵，最通用的方法是前面所述的中和水解法。在此，如果仍用

中和水解法來除熱酸浸出溶液中的鐵，勢(shì)必將產(chǎn)生大量的氫氧化鐵膠體，而使澄

清、過濾和洗滌產(chǎn)生很大困難，渣中并含有相當(dāng)多的未起反應(yīng)的焙燒礦。所以，

必須要采用更有效的方法來處理。(1)黃鉀鐵磯沉淀法這個(gè)方法的實(shí)質(zhì)就是在一定的溫度和酸度的條件下，讓溶液中的三價(jià)鐵離子成為黃鉀鐵磯晶體而沉淀下來。這種黃鉀鐵磯晶體既不溶解于硫酸，又容易沉淀、洗滌和過濾，從而解決了從浸出液中除去大量鐵的困難。黃鉀鐵磯是一種含水的堿性硫酸鹽礦物，其通式為AFe3(SO4)2(OH)6,A可

以是Na+、K+、Rb+、NH+、Ag+或H3O+等陽離子。如果A是K+，則稱黃鉀鐵磯，

是Na，則稱黃鈉鐵磯；是NH4+，則稱黃銨鐵磯；是H3O+，則稱草黃鐵磯。人

們習(xí)慣于將它們統(tǒng)稱為黃鐵磯或黃鉀鐵磯。黃鉀鐵磯沉淀過程中發(fā)生的基本反應(yīng)為：Fe2(SO4)3+6H2O=6Fe(OH)SO4+H2SO44Fe(OH)SO4+4H2O=Fe2(OH)4SO4+2H2SO4從這些反應(yīng)可知，當(dāng)鐵磯化合物沉淀時(shí)，都產(chǎn)生一定量的硫酸，需要用中和劑中和。在濕法煉鋅廠，最方便的中和劑是鋅焙砂。焙砂中的ZnO、Fe2O3均參與反應(yīng)。所需NH4+以NH3形式加入較好，加入量應(yīng)比沉鐵理論量多5?8%，因溶液中的其它物質(zhì)參加反應(yīng)。因此，沉淀的產(chǎn)物往往也是幾種黃鉀鐵磯的混合物。鐵沉淀的完全程度取決于過程的溫度、溶液中的NH4+、K+、Na+等離子的濃度以及溶渡的酸度。升高溫度和增加溶液中NH4+、K+、Na+等離子的濃度時(shí)，都有利于使鐵沉淀完全。隨著溶液pH值的降低，鐵的沉淀率便降低。黃鉀鐵磯法對(duì)除砷、銻、錯(cuò)的效果不如中和除鐵法，因此在處理含砷、銻、鍺高的原料時(shí)，還應(yīng)使一定數(shù)量的鐵以氫氧化鐵形態(tài)除去，以保證除砷、銻、錯(cuò)等的效果。進(jìn)入黃鉀鐵磯中SO42-離子量約與鐵量相等。由于沸騰焙燒礦含硫酸鹽形態(tài)

的硫較高，往往引起鋅濕法冶煉系統(tǒng)中硫酸過剩，黃鉀鐵磯中帶走一定量的硫酸

鹽形態(tài)的硫，對(duì)生產(chǎn)過程中硫酸的平衡是有利的。上面已經(jīng)說到，黃鉀鐵磯法并不能把鐵完全除掉，要將剩余的鐵除去，必須要在其后用中和水解法除之；或?qū)⑷芤核屯行越鲭A段中和；或插入一單獨(dú)的中和階段，在溶液中加入焙砂中和；或在澄清分離之前加以中和。為了減少黃鉀鐵磯中鋅的損失，可把沉淀物返回?zé)崴峤?，也可用硫酸處理分離出來的黃鉀鐵磯渣。黃鉀鐵磯法的主要優(yōu)點(diǎn)是：能夠提高鋅、銅、鎘的回收率；液固容易分離過濾；鉛和貴金屬可富集到較少的“二次渣”中，便于回收，可在常規(guī)流程的設(shè)備和廠房中進(jìn)行，試劑消耗低，中和劑的作用比別的沉淀法徹底；可控制硫酸鹽的積累，起平衡作用；浸出渣可作煉鐵原料。此法的缺點(diǎn)是：沉淀過程必須在酸性溶液中進(jìn)行，得到的溶液中還殘留一定量的鐵，需進(jìn)一步除鐵，才能進(jìn)去凈化，造成流程復(fù)雜化，焙砂中的稀散金屬在過程中較分散，不易回收；消耗鈉鹽和氨

的量較大。(2)針鐵礦沉淀法針鐵礦沉淀法是在高溫中性硫酸鋅溶液內(nèi)通入分散的空氣，使其中的Fe2+氧化為Fe3+，同時(shí)形成與天然針鐵礦在品形和化學(xué)成分上相同的化合物沉淀。針鐵礦晶體易沉淀和過濾。其反應(yīng)是：4FeSO4+O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO4在硫酸鐵溶液中沉淀鐵時(shí)，隨Fe2(SO4)3的濃度不同，可以在硫酸鐵溶液中形成各種化合物。在很稀的溶液中：生成a—FeOOH(針鐵礦)；

在濃溶液中：生成Fe2(SO4)3?5Fe2O3?15H2O；在更濃溶液中則生成4Fe(SO)-5FeO?27HO(草黃鐵磯)在生產(chǎn)上得到的，2、^^4/3，2^^3 2^^高溫高酸浸出液中一般含有30?40g/L的Fe2+，此濃度唯一能生成的沉淀將是不

利于沉淀和過濾的草黃鐵磯。所以，要想采用空氣氧化法得到a—FeOOH，就

必須將溶液中的Fe3+全部還原成Fe2+，而后再向溶液中通入分散的空氣，使Fe2+

氧化成Fe3+，同時(shí)形成針鐵礦沉淀。從硫酸亞鐵溶液中用分散空氣來氧化Fe2+時(shí)，硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵的水解產(chǎn)物，將隨溶液的pH值不同而異。當(dāng)pH值降低時(shí)，溶液中的Fe3+升高，這時(shí)將生成一種像草黃鐵磯一樣的堿式硫酸鹽；當(dāng)pH值升高時(shí)，溶液中Fe3+降低.這時(shí)將生成a—FeOOH，即針三價(jià)氧化鐵的水合物，故分子式又可以a—

Fe2O3.H2O來表示，一般為棕黃色針狀結(jié)晶。另有一種Y型三價(jià)氧化鐵的水合物

Y—FeOOH，叫做臂狀針鐵礦，為紅色鱗狀結(jié)晶。針鐵礦是三價(jià)氧化鐵中比較

最為固定的一種。a—FeOOH叫偏氫氧化鐵，在水溶液中呈酸性，其等電點(diǎn)的

pH值為5.2,而Y—FeOOH也叫正氫氧化鐵，在水溶液中呈堿性，其等電點(diǎn)的

pH值為7.7。在生產(chǎn)和科研的實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)亞鐵離子在水溶液中通氧快速氧

化時(shí)可生成a—FeOOH，而徐緩氧化時(shí)則生成丫一FeOOH。由此可見，a一針鐵

礦的生成沉淀除要求溶液有一定pH值外，如何通入空氣以加快氧化速度關(guān)系極

大。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵的還原電位是0.77伏，要使三價(jià)鐵全部

還原成二價(jià)鐵就必須使用其還原電位低于0.77伏的物質(zhì)。此類物質(zhì)是很多的，

但要選擇合適的。在濕法煉鋅廠硫化鋅精礦是最普遍易得的，以此作為還原劑，

是比較經(jīng)濟(jì)的。其還原反應(yīng)：

Fe2(SO4)3+ZnS=2FeSO4+ZnSO4+S采用空氣氧化Fe2+，已在少數(shù)工廠使用，并且對(duì)溶液中的Fe2+被空氣中氧的氧化作用進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：Fe2+被氧化成Fe3+的反應(yīng)速度，除了與Fe2+本身濃度有關(guān)外，還與溶液中氧分子的濃度及溶液的酸度有關(guān)。溶液中氧分子的濃度越高，反應(yīng)速度便越??；溶液的酸度越低，即pH值越大時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化的速度便越快。當(dāng)溶液溫度為80?90°C以上時(shí)將空氣噴射壓入溶液內(nèi)，并加入焙砂中和溶液中的酸，使pH升高到4.5?5,Fe2+可以很好地被氧化為Fe3+，然后以a-FeOOH析出。針鐵礦沉淀法與黃鉀鐵磯沉淀法比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：不消耗堿金屬或銨試劑；

便于富集稀散金屬；針鐵礦渣經(jīng)過揮發(fā)處理可以作為煉鐵原料。它的缺點(diǎn)是；需

要高質(zhì)量的硫化鋅精礦作為還原劑，針鐵礦渣含鋅（約10%左右）比黃鉀鐵磯

渣含鋅（約5%左右）要高。3.3浸出的生產(chǎn)實(shí)踐（4）3.3.4浸出設(shè)備浸出槽是浸出的重要設(shè)備。浸出槽分為空氣攪拌槽和機(jī)械攪拌槽?？諝鈹嚢璨凼墙柚鷫嚎s空氣攪拌礦漿的，機(jī)械攪拌是借助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)螺旋槳攪拌礦漿的。槽體一般用混凝土或鋼板制成，內(nèi)襯耐酸材料如鉛皮、瓷磚、環(huán)氧玻璃鋼等。浸出槽的容積一般為50?100m3,目前已趨向大型化，120、140、190、250和300m3大槽已在工業(yè)上應(yīng)用。3.3.4.1空氣攪拌浸出槽空氣攪拌槽又名巴秋克槽，以容積為100m3的槽為例，內(nèi)徑4m，槽深10.5m，槽體為鋼筋混凝土搗制，內(nèi)襯玻璃鋼，如需耐酸應(yīng)加襯瓷磚。槽底為錐形，并設(shè)有底閥作事故處理掏槽、清槽之用。槽內(nèi)裝有兩根壓縮空氣管通向錐底，通以0.13?0.6MPa的壓縮風(fēng)，以使礦漿處于劇烈翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。另設(shè)置一根蒸汽管用以直接加熱礦漿。礦漿輸出靠槽內(nèi)兩個(gè)礦漿揚(yáng)升器，它是一根插入錐底的長(zhǎng)管，規(guī)格為①259X10400mm，風(fēng)管為①89X9895mm，附于揚(yáng)升管上，揚(yáng)升管下部是喇叭口形，揚(yáng)升風(fēng)管插入喇叭口處。操作時(shí)從揚(yáng)升風(fēng)管送入壓縮風(fēng)，由于空氣導(dǎo)入揚(yáng)升器，揚(yáng)升器內(nèi)便充滿礦漿和空氣的混合物，這就與揚(yáng)升器外的礦漿形成密度差，借助壓縮風(fēng)的驅(qū)動(dòng)，礦漿便沿著揚(yáng)升器上升被導(dǎo)出槽外。連續(xù)浸出靠這種揚(yáng)升器把幾個(gè)浸出槽串聯(lián)起來，并把礦漿揚(yáng)升至輸出溜槽，但也可以將浸出槽建成階梯形，利用高度壓差實(shí)現(xiàn)串接。實(shí)踐證明，這種浸出槽處理能力大，每小時(shí)每立方米能處理中性礦漿1.62m3，或處理酸性礦漿0.71m3。此外，充氣對(duì)浸出過程起強(qiáng)化氧化作用，對(duì)提高浸出上清液質(zhì)量有利。它的不足之處在于風(fēng)壓不夠時(shí)容易造成死槽、堵槽，渣含鋅較高，加重了掏槽、清槽的工作量，另外蒸汽消耗大，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣。空氣攪拌槽如圖3—7所示。圖3—7空氣攪拌浸出槽1—混凝土槽體2—防護(hù)襯 圖3—8機(jī)械攪拌（無導(dǎo)流筒）浸出槽1一混凝土槽體2一防腐層里3—阻尼板4一攪拌機(jī)3一攪拌用風(fēng)管4一蒸汽管5一揚(yáng)升器6—.揚(yáng)升器用風(fēng)管3.3.4.1機(jī)械攪拌浸出槽攪拌槽由攪拌裝置、槽體、槽蓋和橋架組成。其結(jié)構(gòu)如圖3—8和圖3—9所示。攪拌器是浸出槽的重要部件，根據(jù)不同的工藝條件選擇不同形式的攪拌器。攪拌器的作用是使攪拌槽內(nèi)固體顆粒在溶液中均勻懸浮，以加速固液間的傳質(zhì)過

程。傳統(tǒng)的攪拌機(jī)采用開啟式折葉渦輪，使介質(zhì)在槽內(nèi)既產(chǎn)生軸向流又產(chǎn)生徑向流，從而使礦漿顆粒不斷出現(xiàn)新的界面，以利于傳質(zhì)和混合過程的實(shí)現(xiàn)。攪拌強(qiáng)度是強(qiáng)化浸出過程的重要參數(shù)，它取決于工藝過程的要求，由計(jì)算結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確立，一般為85r/min。改進(jìn)后的攪拌器設(shè)雙層槳葉，既保留了折葉渦輪的優(yōu)點(diǎn)，又大大節(jié)約能耗，取消了容易腐蝕的導(dǎo)流筒（見圖3-9），在槽內(nèi)增設(shè)擋板（阻尼板），以實(shí)現(xiàn)最佳攪拌效果。如不設(shè)擋板，則可改變槽型，有的改成八角形槽。一般槽型選用立式圓筒形槽體，平底平蓋，下部設(shè)置清渣人孔及放液口。浸出槽一般呈階梯形配置，實(shí)現(xiàn)多槽串接，其優(yōu)點(diǎn)是這種浸出槽掏槽方便，堵槽少，耳】力消耗小，浸出渣含鋅比空氣攪拌槽低一個(gè)百分點(diǎn)，且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。強(qiáng)化浸出過程的流態(tài)化浸出槽已在工業(yè)上得到了應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)見示意圖3-10。一些工廠所采用的浸出槽的特性列于表3—3。圖8.41機(jī)械攪拌（有導(dǎo)流筒）浸出槽1一槽體2一攪拌槳3—焙砂加入孔機(jī)械圖3—10沸騰浸出槽示意圖1圖8.41機(jī)械攪拌（有導(dǎo)流筒）浸出槽1一槽體2一攪拌槳3—焙砂加入孔機(jī)械3.4浸出礦漿的液固分離浸出過程的產(chǎn)物為礦漿，是硫酸鋅溶液和不溶殘?jiān)幕旌衔?，為了滿足下一工序的要求，必須進(jìn)行液固分離，濕法煉鋅的浸出礦漿液固分離，通常采用重力沉降濃縮和過濾兩種方法。一般來說，濃縮法液固分離適用于液固比大、生產(chǎn)量大的礦漿，而過濾更適宜液固比小和液固分離量少的礦漿，重力濃縮法液固分離所得到的濃泥含水較高，在濕法煉鋅的情況下，一般液固比為3?5：1，過濾法可得到含水分低的固體渣。生產(chǎn)過程中可根據(jù)液固分離的實(shí)際要求，將這兩種方法單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。表3—3鋅浸出槽的規(guī)格性能項(xiàng)目株洲冶煉廠沈陽冶煉廠柳州鋅品廠彥島煉鋅廠Marghera廠鋅產(chǎn)能/kt10020108445浸出段次一次浸出二次浸出一次浸出次一次浸出次一次浸出次一次浸出次

浸出浸出浸出浸出浸出槽規(guī)格/m①4X10.5①4X10.5①4X5.5①4X4.5①4X4.7①4X4.7①4.8X3.4槽容積/m31009080x455XX2808060槽數(shù)/個(gè)44115234103槽體結(jié)構(gòu)及防腐襯里鋼筋混凝土襯環(huán)氧樹脂，錐部加襯瓷磚鋼筋混凝土襯環(huán)氧樹脂，再襯瓷磚鋼筋混凝土襯玻璃鋼鋼板內(nèi)襯環(huán)氧樹脂混凝土，襯環(huán)氧樹脂，再襯瓷磚同左鋼板內(nèi)襯人造橡膠及高分子聚合物同左混凝土，內(nèi)襯兩層瓷磚同左攪拌方式空氣攪拌同左同左機(jī)械攪拌同左空氣攪拌同左3.4.1浸出礦漿的濃縮重力濃縮是懸浮液中固體顆粒依靠重力作用發(fā)生沉降，而使懸浮固體與液體得到初步分離。在濃縮過程中不僅較粗粒級(jí)容易沉降，而且微細(xì)粒級(jí)亦可通過凝聚達(dá)到良好的沉降效果，重力濃縮通常采用濃縮槽（或稱濃密機(jī)）。3.4.1.1礦漿濃縮原理礦漿在濃縮槽（濃密機(jī)）中的沉降濃縮過程如圖3-11所示。圖3-7濃密機(jī)的濃縮過程濃縮槽的作業(yè)空間一般可分成澄清區(qū)（A區(qū)）、自由沉降區(qū)（B區(qū)）、過渡區(qū)（C區(qū)）、壓縮區(qū)（D區(qū)）和濃縮物區(qū)（E區(qū)）。鋅浸出的懸浮液首先進(jìn)入B區(qū)，固體顆粒沉降后進(jìn)入過渡區(qū)（C區(qū)），在過渡區(qū)中，部分顆?？孔陨沓两?，而另一部分顆粒因受到密集顆粒的阻礙難以沉降，然后進(jìn)入壓縮區(qū)（D區(qū)）。在壓縮區(qū)懸浮液中的固體顆粒已形成較緊密的絮團(tuán)，絮團(tuán)雖繼續(xù)沉降，但速度已慢，然后進(jìn)入濃縮物區(qū)（E區(qū)）。在此區(qū)因濃縮槽的刮板運(yùn)動(dòng)、擠壓，濃泥的濃度進(jìn)一步提高，最后由濃縮機(jī)底口排出。濃縮得到的上清液，作為液固分離的產(chǎn)品由溢流堰排出，送下一工序處理。3.4.1.2影響礦漿濃縮的因素影響濃縮過程的因素有：礦漿的溫度、pH值，溶液中膠質(zhì)二氧化硅和氫氧化鐵的含量，礦漿中固體顆粒的粒度，溶液與固體顆粒的密度，濃縮槽負(fù)荷，■?出時(shí)間，礦漿溫度等。（1）礦漿溫度和pH值一般鋅焙燒礦中性浸出礦漿濃縮溫度以55?60°C為宜。酸性浸出礦漿濃縮溫度以60?70C為宜。溫度升高，礦漿粘度減小，固體粒子的沉降速度加大。如前所述，中性浸出終點(diǎn)pH值對(duì)礦漿懸浮物的凝聚、絮凝長(zhǎng)大影響很大，一般pH值控制在5.2?5.4，懸浮物凝絮的效果最好，故澄清的效果比較好。（2）溶液中硅酸和氫氧化鐵的含量礦漿的澄清性能隨硅酸和氫氧化鐵膠體物質(zhì)的增加而逐漸變壞，膠質(zhì)二氧化硅和氫氧化鐵過多時(shí)，礦漿的粘度就升高，從而使固體物料的沉降困難，礦漿澄清性能顯著惡化，所以必須嚴(yán)格控制。遇此情況可用提高礦漿溫度和增大液固比的辦法，降低其粘度，利于固體粒子的沉降。（3） 礦漿中固體顆粒的粒度礦漿粒度與焙砂成分以及焙燒過程的技術(shù)條件和浸出條件有關(guān)。固體粒子沉降速度與其粒度成正比，粒度越大，沉降越快，故濃縮效果越好。但粒度太大，易堵塞濃縮槽和損壞耙動(dòng)設(shè)備。反之，粒度越小，沉降越慢，濃縮效率就越差。（4） 溶液與固體顆粒的密度固體顆粒與溶液的密度差愈大，沉降速度愈快，澄清濃縮的情況愈好，一般溶液中含鋅140g/L以上時(shí)，溶液的密度和粘度均增大，對(duì)澄清濃縮不利。（5）浸出時(shí)間浸出時(shí)間較短時(shí)，焙砂溶解不完全，固體顆粒較大，澄清較易，相反浸出時(shí)間過長(zhǎng)，攪拌強(qiáng)度愈大，固體顆粒愈細(xì)，澄清濃縮性能愈差。（6） 濃縮槽的負(fù)荷濃縮槽的負(fù)荷愈大，沉降澄清時(shí)間愈短，則效果愈差，反之則沉降時(shí)間長(zhǎng)，效果較好。此外濃縮槽內(nèi)濃泥的數(shù)量對(duì)澄清也有很大影響。濃縮槽內(nèi)濃泥未及時(shí)排出數(shù)量過多，則相對(duì)縮小了澄清區(qū)，影響沉降過程。（7） 凝聚劑的加入量改善和加速沉降過程，工業(yè)生產(chǎn)通常向溶液中加入聚丙烯酰胺（3#凝聚劑）。聚丙烯酰胺是一種高分子化合物，屬親水性膠體，通常不帶電荷，膠體的穩(wěn)定性不是靠同性電荷的相互排斥力，而是靠溶劑化來實(shí)現(xiàn)。加入聚丙烯酰胺，在浸出礦漿中疏水性的氫氧化鐵和親水性的聚丙烯酰胺膠體共同存在，兩種膠體在相遇碰撞后，聚丙烯酰胺的烴基將被吸附在氫氧化鐵膠體表面。由于聚丙烯酰胺分子主鏈很長(zhǎng)，在其數(shù)量很少的情況下，每個(gè)高分子便可能粘住多個(gè)氫氧化鐵膠粒，使它們結(jié)合在一起促使其凝聚。從聚丙烯酰胺在礦漿沉降中所起的作用看，它不能加入過多，否則會(huì)產(chǎn)生相反的現(xiàn)象。3#凝聚劑一般只在中性濃縮槽加入。其用量為35?50mg/L，可使?jié)饪s能力提高1.5?2倍。3.4.1.3濃縮槽的結(jié)構(gòu)濃縮槽（或叫濃密機(jī)）的結(jié)構(gòu)如圖3—20所示。它是由槽體、耙子、橋架、

傳動(dòng)裝置、提升裝置和槽蓋組成。常見的濃縮槽內(nèi)徑為12?18米，高3?4米。

槽體多用鋼筋混凝土搗制，內(nèi)襯環(huán)氧玻璃鋼，在錐形槽底再砌一層耐酸瓷磚以保

證其耐磨性和耐腐蝕性。耙臂，拉桿等浸沒于溶液中的部件以采用磷青銅或不銹

鋼制作為宣。圖3—12濃縮槽的結(jié)構(gòu)l一槽體2一耙臂3—溢流溝4一傳動(dòng)裝置5一緩沖圓筒8—中心軸7一提升裝置當(dāng)負(fù)荷超過規(guī)定限度時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，耙子自動(dòng)提升，排除故障后，可電動(dòng)

或手動(dòng)將耙子落下。槽內(nèi)中心懸有緩沖筒，起到導(dǎo)流和緩沖作用。礦漿進(jìn)入槽內(nèi)由筒體下落至

1m后才向四周流動(dòng)，這樣顆粒就在中心部分大量沉降，而筒體外的上清區(qū)則保

持平靜狀態(tài)，可更好地保證上清質(zhì)量。濃密槽內(nèi)壁的上面設(shè)有溢流溝，上清液從槽中溢出進(jìn)入溢流溝，由排液口排出。錐底中心設(shè)有底流放渣口并安裝有直徑200?250mm的閘閥。考慮到閥門可能失靈，通常兩個(gè)閥門串聯(lián)安裝。有的還裝有水管和高壓風(fēng)管，用于排除閥門和放渣口堵塞故障。帶有耙齒的十字耙臂與濃密槽錐底平行，并固定在一根并行軸上。其中兩個(gè)

對(duì)稱的耙臂長(zhǎng)達(dá)槽的邊緣，而另外兩個(gè)對(duì)稱的耙臂長(zhǎng)度只是槽直徑的三分之二。

為防止耙臂的移位變形，耙臂與中心軸之間用拉桿固定。耙齒與槽底面距離為

70?100mm。當(dāng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，耙臂上的耙齒隨之帶動(dòng)沉降顆粒（濃泥），使其

移向槽底中心。中心軸采用中心轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速是據(jù)根槽子的大小不同調(diào)節(jié)在每轉(zhuǎn)5?12分鐘。生產(chǎn)實(shí)踐中，力求槽內(nèi)上清區(qū)占的比例愈大愈好，而濃泥區(qū)（壓縮區(qū)和濃縮

物區(qū)）保持在最小的高度，以利提高濃密機(jī)的生產(chǎn)能力，控制一定的濃泥（底流）

密度，可間斷排渣，也可連續(xù)排渣。濃密槽的生產(chǎn)能力取決于沉降面積。沉降面積愈大，生產(chǎn)能力愈大.因此，為強(qiáng)化濃縮過程，也有在濃密槽中加斜板的。3.4.1.4濃縮槽的操作條件浸出礦漿濃縮的技術(shù)操作條件實(shí)例見表3—4。表3—4浸出礦漿濃縮的技術(shù)操作條件實(shí)例項(xiàng)目廠別一廠二廠三廠濃縮物料鋅焙燒礦鋅焙燒礦鋅焙燒礦氧化鋅咿槽體材材件比進(jìn)入礦液固溫度4￡底流比固比上清液PH值固體鐵特物1連續(xù)183.125512鋼筋混凝土15：l?20：155?607：l?10：l1.4?1.455.2?5.4<0.02<1.54.5?5.0連續(xù)183.1255八10.8,鋼筋混凝土10：1?12：160?704：1?5：11.6?1.72.52?3.5O.15?1.O<4.0間斷10.53.886.69?10鋼筋混凝土11：1?19：155?665：1?7：11.6?1.75.2?5.4<0.01<1.53.5?4.6間斷10.53.8829?10鋼筋混凝土7:1?9：155?603：1?5：11.6?1.70.5?10.6?0.8/g.L-1*凝聚劑消耗為8%的3拘凝聚劑。<23.4.1.5濃縮槽的操作和故障處理濃密槽操作主要是產(chǎn)出合格的上清液，排出濃泥，保持濃密槽內(nèi)的體積平衡。操作人員除了保持濃密槽的正常運(yùn)轉(zhuǎn)外，還應(yīng)做到如下幾點(diǎn)：（1） 用pH試紙經(jīng)常檢查中性濃密槽上清液的pH值，使中性上清液pH值保持在5.2?5.4，如不正常，應(yīng)及時(shí)與浸出崗位聯(lián)系進(jìn)行調(diào)整。（2） 經(jīng)常定性檢查中性上清液中二價(jià)鐵的含量，如不合格，應(yīng)及時(shí)通知浸出崗位采取措施。（3） 經(jīng)常測(cè)定濃密槽內(nèi)上清液的高度，保持體積穩(wěn)定，防止跑溢流溝和堵底流。（4）注意底流排出情況，防止底流堵塞，使?jié)饽嗟呐懦鰰惩o阻。在濃密槽的操作中，有時(shí)還會(huì)遇到上清液不合格，或者浸出礦漿不沉淀，產(chǎn)不出上清液等故障。（1）上清液質(zhì)量不合格當(dāng)中性浸出液“跑酸”，含砷，銻不合格時(shí)，應(yīng)立即停止將上清液送去凈液，并通知浸出工序適當(dāng)提高pH值，直到恢復(fù)正常為止。（2）堵底流堵底流往往是由于：①浸出pH值過高，大量“生礦”帶入濃密槽；②底流口結(jié)塊或異物堵塞；③底流開得太小等。第①種原因發(fā)生后，應(yīng)通知浸出崗位調(diào)整pH值，提高磨礦效率，并開大底流迅速扭轉(zhuǎn)。如屬于②、③種原因，則應(yīng)及時(shí)采取措施予以排除。防止底流堵塞是濃密槽操作中應(yīng)該特別注意的，否則會(huì)使?jié)饷懿鄱滤溃a(chǎn)被動(dòng)，還得用人工掏出。（3）上清液渾濁濃密槽上清液渾濁往往是由于浸出所引起，這已在浸出部分述及。如遇此情況，甚至惡性循環(huán)，濃縮崗位更應(yīng)仔細(xì)操作，協(xié)助浸出崗位及時(shí)扭轉(zhuǎn)。3.4.2濃泥過濾礦漿濃泥的過濾一般分兩段進(jìn)行，其目的是降低渣中的水溶液，使?jié)饽噙M(jìn)步分離得到各自獨(dú)立的固液兩相。鋅焙砂（或氧化鋅粉）經(jīng)過二段或多段浸出后，80%以上的鋅以硫酸鋅形態(tài)進(jìn)入溶液，溶液含鋅達(dá)120?160g/L,20%左右的鋅則進(jìn)入浸出渣中。進(jìn)入浸出渣中的鋅包括未浸出完全的酸溶鋅（氧化鋅一般為4%?7%），濃泥夾帶的水溶鋅（ZnSO4一般為2%?5%），另外還有呈鐵酸鋅、硅酸鋅及焙燒不完全以ZnS形式進(jìn)入濃泥的不溶鋅，它們和礦石中的脈石及其不溶解的金屬化合物一起組成浸出渣。過濾則要求獲得水溶鋅盡可能低的浸出渣和含固體物少的濾液。過濾的基本原理是利用具有毛細(xì)孔的物質(zhì)作介質(zhì)，在介質(zhì)兩邊造成壓力差，提供這種壓力差的有真空過濾機(jī)及壓力過濾機(jī)。過濾介質(zhì)的選擇取決于礦漿的性質(zhì)，一般采用帆布和滌綸布。過濾能力為單位時(shí)間內(nèi)單位面積上所產(chǎn)浸出渣的量，它取決于過濾速度的大

小。而影響過濾速度的因素有：濾渣的性質(zhì)、濾餅的厚度、過濾礦漿的溫度、壓

力差的大小、過濾介質(zhì)的特性等。3.4.2.1過濾設(shè)備及操作條件一段過濾是酸性濃縮底流（濃泥）進(jìn)行過濾，一般采用莫爾真空過濾機(jī)和帶式真空過濾機(jī)，二者的規(guī)格型號(hào)和操作條件見表3—5。一段過濾對(duì)渣含水分要求不是很嚴(yán)格，因?yàn)榻酉聛碛忠獫{化。只要求過濾速度快，處理能力大，操作簡(jiǎn)單方便，另外吸濾板材質(zhì)和真空系統(tǒng)材質(zhì)均要求耐腐蝕，一般采用不銹鋼材料比較適合。缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大，系統(tǒng)配置較為復(fù)雜。二段過濾是將一段渣漿化、洗滌，再加壓過濾分離。二段過濾設(shè)備一般配備的是圓盤真空過濾機(jī)、LAROX壓濾機(jī)、自動(dòng)廂式壓濾機(jī)等。它們的型號(hào)及操作條件見表3—6。圓盤過濾機(jī)優(yōu)點(diǎn)是過濾面積大、占地面積小、連續(xù)性作業(yè)、生產(chǎn)能力大。

點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，更換濾布比較繁瑣，渣含水較高。表3—5—段過濾設(shè)備型號(hào)及操作條件設(shè)備名設(shè)備規(guī)格型號(hào)及技術(shù)操作條件莫爾過濾機(jī)L250巾100U型過濾面積130m2不銹鋼U型管條形竹片骨架單臺(tái)生產(chǎn)能力600?溫度75?89°C密度1.7?1.9g?cm-2pH值4.8?5.0渣含水＜50%起吊時(shí)間60?90min.帶式過濾機(jī)DZG-30/1800型過濾面積30m2膠帶速度0.3?3m-min-i膠帶寬度1800mm溫度70?80C礦漿密度1.7?1.9g-cm-2pH值4.O?5.0渣含水＜30%LAROX壓濾機(jī)自動(dòng)化程度高、單位面積產(chǎn)量高、能耗低、濾布能自動(dòng)清洗、再生結(jié)構(gòu)先進(jìn)，但其單機(jī)面積較小、一次性投資高。

廂式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資較小、過濾面積大、占地面積小、操作安全，但間斷操作、換布洗布麻煩、拉板系統(tǒng)及油壓系統(tǒng)和卸渣系