鋅是重要的戰(zhàn)略資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料。我國(guó)是鋅資源儲(chǔ)量、生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但鋅的傳統(tǒng)冶煉方法產(chǎn)生的二氧化硫和大量鐵釩渣成為污染環(huán)境的巨大隱患。要改變這一狀況，開(kāi)辟新的、更環(huán)保的鋅冶煉方法勢(shì)在必行。近日，“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“硫化礦清潔冶煉技術(shù)開(kāi)發(fā)”課題帶頭人之一——北京礦冶研究總院冶金研究設(shè)計(jì)所副所長(zhǎng)王海北在接受記者采訪時(shí)表示，從源頭上解決傳統(tǒng)方法帶來(lái)的鐵釩渣污染問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)鋅冶煉清潔生產(chǎn)的目標(biāo)，已經(jīng)達(dá)到。
制酸成傳統(tǒng)煉鋅累贅
王海北告訴記者，目前，我國(guó)鋅冶煉以傳統(tǒng)濕法煉鋅為主。硫化礦沸騰焙燒后，經(jīng)“浸出—凈化—電積”生產(chǎn)鋅，但焙燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生鐵酸鋅，酸浸渣中鋅含量高達(dá)20%左右。焙燒產(chǎn)出的二氧化硫雖經(jīng)制酸處理，但污染仍不可避免。
根據(jù)酸浸渣處理工藝的不同，傳統(tǒng)工藝又分為回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法和熱酸浸出法兩種。回轉(zhuǎn)窯處理酸浸渣過(guò)程也會(huì)釋放一定量的二氧化硫，而二氧化硫回收制酸產(chǎn)生的硫酸儲(chǔ)存、銷售受運(yùn)輸半徑等制約，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)及硫酸過(guò)剩地區(qū)的企業(yè)硫酸銷售異常困難。
同時(shí)，回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法煉鋅的綜合能耗較高，每生產(chǎn)1噸鋅金屬需要消耗4~5噸的優(yōu)質(zhì)焦炭。熱酸浸出法煉鋅雖然能耗有所降低，但每生產(chǎn)1噸鋅就產(chǎn)出約0.7噸鐵釩渣，鋅含量高，且含有大量重金屬離子，而且到目前為止尚無(wú)比較經(jīng)濟(jì)的處理方法，大多企業(yè)采用堆存處理，極易造成環(huán)境污染。
鋅回收率大幅提高
據(jù)王海北介紹，在最少化學(xué)反應(yīng)量原理指導(dǎo)下，課題組針傳統(tǒng)工藝的不足，首次提出采用加壓浸出技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)有濕法冶煉工藝流程。其最大特點(diǎn)就是取消了傳統(tǒng)煉鋅方法中的鐵釩除鐵工序，在實(shí)現(xiàn)鋅浸出的同時(shí)使溶液中的鐵沉淀進(jìn)入渣中。這樣，不僅簡(jiǎn)化了工藝流程，而且反應(yīng)在高溫高酸下進(jìn)行，鋅的回收率大幅度提高，從源頭上解決了傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的鐵釩渣污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鋅冶煉的清潔生產(chǎn)。
在研究過(guò)程中，該課題研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同方案配比進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究工作，在保證鋅浸出率的同時(shí)，盡量降低溶液中的鐵含量。通過(guò)工藝優(yōu)化，鋅回收率可由原來(lái)的92.46%提高至95.35%，加壓產(chǎn)出溶液中鐵含量也降至3克/升以下，降低了后續(xù)除鐵難度。相較于傳統(tǒng)熱酸浸出—鐵礬除鐵工藝流程，固體排放量可大幅減少50%，渣中鋅含量也低于2%，而渣中的硫以硫黃的形式回收，真正實(shí)現(xiàn)了清潔冶煉生產(chǎn)。鋅精礦加壓浸出技術(shù)所具有的鋅金屬回收率高、環(huán)境污染小、綜合回收率高等優(yōu)點(diǎn)，成為鋅冶煉發(fā)展的重要方向。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了硫化礦的直接浸出，過(guò)程中避免了二氧化硫的產(chǎn)生，硫以硫黃的形式直接進(jìn)入渣中，并可直接回收硫黃，解決了硫酸貯存、銷售等難題。
新建改造皆能適用
王海北表示，該技術(shù)不僅適用于新廠建設(shè)，而且適用于老廠改造。相對(duì)傳統(tǒng)工藝流程，該工藝流程改動(dòng)較小，在少量增加占地和投資的情況下，就可顯著提高金屬的回收率和產(chǎn)量，產(chǎn)量可增加30%~40%，生產(chǎn)成本可降低2.68%，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。企業(yè)在較小的投資風(fēng)險(xiǎn)情況下，可有效拓寬企業(yè)原料處理范圍，提高金屬的綜合回收率。更為重要的是，該技術(shù)原料適應(yīng)性廣，可實(shí)現(xiàn)鎵鍺銦等稀有金屬的高效浸出，從而有效提高企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，在綜合回收方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。另外，國(guó)內(nèi)加壓浸出設(shè)備加工制造水平的提高也為該技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
