贾兆霖，王 斌，牛文敏

（陕西锌业有限公司，陕西 商洛 726007）

2019年，我国锌冶炼行业精炼锌产量约为584.53万吨，随着国家环保政策的日趋严格，锌精矿产量逐年下降，价格却一路走高，严重制约企业发展，给企业带来较大的经济压力。这种背景下加强含锌物料的回收利用，减轻锌焙砂系统生产压力就成了企业降本增效的关键所在。陕西锌业有限公司（以下简称公司）2019年总产量有23万多吨，均为湿法炼锌。在公司熔铸工序，析出锌浇铸成为锌锭时锌浮渣就是其副产品，产率是锌锭的3%左右，含锌高达80%，经化验分析锌浮渣中含有15%～30%的金属锌和50%～60%的氧化锌。除此之外，由于熔炼时加入了NH4Cl造渣，使得其中还含有约3%的氯化锌，具体成分见表1。

表1 熔铸球磨浮渣成分（%）

1 锌浮渣处理现状

由于熔铸锌浮渣含有金属锌和氧化锌，目前公司将经过球磨筛分后转运至铟回收工序，对反萃液进行预中和，降低反萃液酸度，再用锌粉进行置换提铟，不仅减少锌粉单耗还达到降本增效的目的。其主要反应如下：

ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O

2InCl3+3Zn=3ZnCl2+2In↓

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

InCl3+Al=AlCl3+In↓

但这种方法有以下缺点：

（1）置换后液含有大量氯离子，直接送铜渣脱氯工序，铜渣使用增大，造成脱氯生产不平稳，出现铜渣短缺情况。

（2）由于铟回收产能所限不能完全消化产出锌浮渣，库存压力依然存在。

2 锌浮渣回收利用改造

针对剩余熔铸锌浮渣库存问题，公司经过实验研究，决定经过球磨筛分后转运至浮渣处理工序，将废液和氧化锌中浸液混合降酸后与其进行反应，同时氯离子析出进入溶液，再利用已有的铜渣脱氯工序将液体进行脱氯处理，后液含氯降至0.1g/L后，送至焙砂浸出系统。其主要反应如下：

ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

Cu2+Cl-=2CuCl↓

2Cl-+Cu2(OH)2+2H+=2CuCl↓2H2O

根据工艺原理编制了具体的工艺流程图。如图1所示。

图1 锌浮渣回收利用流程图

3 生产采取的安全措施

生产采用常规浸出，过程简单。针对锌浮渣含有15%～30%的金属锌，会造成生产过程产生氢气，加之氢气爆炸极限在5%～75%，燃点仅574℃，危险系数高。经过研究制定了一套可行的方案进行项目建设，具体如下。

3.1 基础设施方面杜绝氢气可能爆燃的问题

由于电气设备在生产操作过程存在电火花，有爆燃可能。经过论证，生产区建设时就严格遵守“三同时”相关规定，域使用的电机、起重机械、风机、开关等设备均采用防爆型；配置静电消除器，进出生产区域人员进行静电消除；在罐体排风筒上安装强制排风设备，利用氢气密度小特点，让其迅速排至大气中，减少反应罐氢气积聚，现场配置氢气浓度监测仪，等安全设计来防止氢气爆燃。

3.2 管理方面杜绝人为操作原因造成氢气爆燃

主要对作业区增设禁火线、警示标识、作业罐增加热电偶；加入中上清来降低废液酸度，使反应缓慢进行；对浮渣转运罐接触地方铺设橡胶垫，现场配置塑料锨、木槌等工具杜绝铁器碰撞所引起的火花；要求岗位人员不可穿化纤衣服，不准穿与地面摩擦会产生火星的鞋进人车间；设置手机存放箱，作业区域禁止携带；定期对反应罐进行清理，防止罐底沉积锌浮渣等措施来杜绝人为操作上可能造成的氢气爆燃。

3.3 设备检修方面杜绝氢气可能爆燃。

对于的检修作业公司高度重视，强化责任单位安全管理，根据实际情况制定和完善了应对可能事故的各项防范的措施，确保检修作业在安全的前提下进行。每次检修均制定检修施工方案，做好人员培训，办理作业证，专人负责必要的安全检查，如包括关闭阀门、放散、置换等，检修每个环节都严格把关，任何一项都不马虎对待，时时刻刻都绷紧“安全”这根弦，保证了检修过程无各类事故发生。

4 生产实践效果

（1）按照以上措施建成的锌浮渣回收利用项目投产以来，除少量锌浮渣供给铟置换工序，其余均经此工序处理后进入焙砂系统，采用此方法补充锌离子速度快，流程短，还较好的减轻了浮渣的库存压力，最终实现锌浮渣回收利用。

（2）经济效益核算：截至2019年12月30日累计处理浮渣累计约6000毛吨（含锌80%左右），节约外购焙砂约9600毛吨（含锌50%），为焙砂系统简捷快速补充锌离子，有力的缓解了原料不足问题，节约资金9600×1.3-6000×0.8=5184余万元，锌焙砂每吨按1.3万元，浮渣每吨按0.8万元核算。

5 结论

锌浮渣经过浸出、铜渣脱氯后,液体含氯可降至0.1g/L左右，可以和焙砂酸上清等液体一起混合供湿法炼锌使用,不仅减轻焙砂原料供应压力还可减少公司仓储占用，盘活资产，实现了锌浮渣的有效利用，给公司带来了一定的经济效益。