实现锌冶炼清洁生产 摆脱环境污染隐患
- 2012-10-31 16:10:381538
锌是重要的战略资源，是国民经济发展的重要基础材料。我国是锌资源储量、生产和消费大国，但锌的传统冶炼方法产生的二氧化硫和大量铁钒渣成为污染环境的巨大隐患。要改变这一状况，开辟新的、更环保的锌冶炼方法势在必行。近日，“十一五”国家科技支撑计划“硫化矿清洁冶炼技术开发”课题带头人之一——北京矿冶研究总院冶金研究设计所副所长王海北在接受记者采访时表示，从源头上解决传统方法带来的铁钒渣污染问题、实现锌冶炼清洁生产的目标，已经达到。
制酸成传统炼锌累赘
王海北告诉记者，目前，我国锌冶炼以传统湿法炼锌为主。硫化矿沸腾焙烧后，经“浸出—净化—电积”生产锌，但焙烧过程中会产生铁酸锌，酸浸渣中锌含量高达20%左右。焙烧产出的二氧化硫虽经制酸处理，但污染仍不可避免。
根据酸浸渣处理工艺的不同，传统工艺又分为回转窑挥发法和热酸浸出法两种。回转窑处理酸浸渣过程也会释放一定量的二氧化硫，而二氧化硫回收制酸产生的硫酸储存、销售受运输半径等制约，尤其是偏远地区及硫酸过剩地区的企业硫酸销售异常困难。
同时，回转窑挥发法炼锌的综合能耗较高，每生产1吨锌金属需要消耗4~5吨的焦炭。热酸浸出法炼锌虽然能耗有所降低，但每生产1吨锌就产出约0.7吨铁钒渣，锌含量高，且含有大量重金属离子，而且到目前为止尚无比较经济的处理方法，大多企业采用堆存处理，极易造成环境污染。
锌回收率大幅提高
据王海北介绍，在少化学反应量原理指导下，课题组针传统工艺的不足，提出采用加压浸出技术优化现有湿法冶炼工艺流程。其大特点就是取消了传统炼锌方法中的铁钒除铁工序，在实现锌浸出的同时使溶液中的铁沉淀进入渣中。这样，不仅简化了工艺流程，而且反应在高温高酸下进行，锌的回收率大幅度提高，从源头上解决了传统方法产生的铁钒渣污染问题，实现了锌冶炼的清洁生产。
在研究过程中，该课题研究团队针对不同方案配比进行了大量试验研究工作，在保证锌浸出率的同时，尽量降低溶液中的铁含量。通过工艺优化，锌回收率可由原来的92.46%提高至95.35%，加压产出溶液中铁含量也降至3克/升以下，降低了后续除铁难度。相较于传统热酸浸出—铁矾除铁工艺流程，固体排放量可大幅减少50%，渣中锌含量也低于2%，而渣中的硫以硫黄的形式回收，真正实现了清洁冶炼生产。锌精矿加压浸出技术所具有的锌金属回收率高、环境污染小、综合回收率高等优点，成为锌冶炼发展的重要方向。该技术实现了硫化矿的直接浸出，过程中避免了二氧化硫的产生，硫以硫黄的形式直接进入渣中，并可直接回收硫黄，解决了硫酸贮存、销售等难题。
新建改造皆能适用
王海北表示，该技术不仅适用于新厂建设，而且适用于老厂改造。相对传统工艺流程，该工艺流程改动较小，在少量增加占地和投资的情况下，就可显著提高金属的回收率和产量，产量可增加30%~40%，生产成本可降低2.68%，经济效益非常明显。企业在较小的投资风险情况下，可有效拓宽企业原料处理范围，提高金属的综合回收率。更为重要的是，该技术原料适应性广，可实现镓锗铟等稀有金属的浸出，从而有效提高企业的综合经济效益，在综合回收方面具有很大的优势。另外，国内加压浸出设备加工制造水平的提高也为该技术的推广应用奠定了基础。