□文/曹秀紅/

硬鋅的來源及綜合回收有價金屬

Source of Hard Zinc and Comprehensive Recovery of Valuable Metals

□文/曹秀紅/

硬鋅是火法冶煉過程中的附產(chǎn)品，其中含有Al、Fe、Pb、In等元素，Al、Fe、Pb等的存在嚴重影響了爐體使用壽命和蒸Zn質(zhì)量，而在傳統(tǒng)處理工藝中有價金屬In等不能被有效回收。本文主要論述了硬鋅的來源，存在弊端及處理工藝。從硬鋅中綜合回收有價金屬銦，有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

硬鋅是火法精煉過程中產(chǎn)生的一種中間產(chǎn)物，主要產(chǎn)于粗鋅精餾工藝。精餾法工藝流程包括粗鋅熔化、液體合金分餾、液體金屬熔析、精煉和產(chǎn)品鑄錠四個步驟。硬鋅就產(chǎn)于熔析爐。在熔析爐得到B鋅、硬鋅和粗鉛。B鋅從熔析爐池溢流入儲鋅池儲存，定時放出，加入B鋅鉛塔熔化爐中。硬鋅由撈硬鋅機定期抽出，作為提銦原料。

中冶葫蘆島有色金屬集團有限公司生產(chǎn)的硬鋅主要由精鋅冶煉廠和鉛鋅冶煉廠產(chǎn)出。精鋅冶煉廠主要是堅罐煉鋅。而堅罐煉鋅是一個較為完善的火法冶煉工藝，它對原料雜質(zhì)的含量范圍限制較寬，這就造成了精鋅冶煉廠產(chǎn)出的硬鋅含F(xiàn)e、A l、Pb等雜質(zhì)含量高及產(chǎn)量低的原因。而鉛鋅冶煉廠對原料的適應性強，可以處理各種鉛鋅的原生或次生原料，尤其適合處理難選的鉛鋅混合礦。總的來說，是能吃雜料，對礦質(zhì)量要求不高，低品位的原料都可適應爐內(nèi)高溫條件。在爐內(nèi)控制還原氣氛使氧化鋅還原，而盡量避免金屬Fe的產(chǎn)生，將Fe的化合物轉(zhuǎn)入爐渣中，這就使得硬鋅中含F(xiàn)e量相對降低。由于硬鋅是附產(chǎn)品，F(xiàn)e的含量直接影響著硬鋅的產(chǎn)量，而Fe量的多少受鉛鋅礦中含F(xiàn)e量的影響，如果含F(xiàn)e量高硬鋅產(chǎn)量大，含F(xiàn)e量低硬鋅產(chǎn)量小。

一、硬鋅存在的弊端及開路原因

由于不同時期混合鉛鋅礦的成份不一樣，所產(chǎn)出的硬鋅的成份也不一樣，其主要含有Zn、Pb、Fe、A s、Ge、In、Ag、Sn、Sb、B i、Cu、A l、Si等元素。取硬鋅，典型成份如表1：

表1 硬鋅成份

在鉛鋅冶煉廠，硬鋅直接返回蒸餾爐，繼續(xù)進行蒸餾、精餾循環(huán)操作。在精鋅冶煉廠硬鋅則直接返回鼓風爐。這樣就造成了雜質(zhì)Fe在冶煉過程中的循環(huán)積累，含F(xiàn)e過高時常有積鐵粘附在罐壁上，嚴重腐蝕罐體，且易造成不能正常排礦的故障。蒸鋅的質(zhì)量由于Fe量的增加而受到嚴重的影響，所以要除鐵?，F(xiàn)場采取的方法是加A l除鐵，這勢必又使A l的含量增加。

從硬鋅成份可以看出含A l、Fe雜質(zhì)多，且含有稀有金屬In等。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗硬鋅中有5 4%In進入蒸鋅帶入精餾系統(tǒng)，14%的In進入物料，32%的In進入殘渣排出。有價金屬沒有被有效回收。還有按目前的處理工藝全部返回蒸餾爐或鼓風爐，這不僅使蒸餾爐內(nèi)積鐵嚴重增加，嚴重腐蝕罐壁，而且對蒸鋅含F(xiàn)e的量有直接的影響。因此硬鋅的存在有很大的弊端，如下：

1. 硬鋅含F(xiàn)e高，返回蒸餾爐后，影響蒸鋅的質(zhì)量，使蒸鋅含F(xiàn)e提高約0.0 3%。

2. 由于硬鋅中Fe雜質(zhì)多，嚴重影響蒸餾爐爐體及精餾塔塔盤的使用壽命。

3. 蒸鋅含F(xiàn)e的提高，導致在加A l除Fe工序中A l的消耗增加。

4. 硬鋅中的有價金屬In，沒有得到有效的回收利用，使In冶煉總回收率降低。

正因為以上弊端的存在，所以對硬鋅開路，單獨處理有著很大的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益。開路以后既可消除上述問題，提高In回收率，延長爐體使用壽命。另外，硬鋅中有價金屬的回收，又增加了經(jīng)濟效益和社會效益。

二、現(xiàn)階段主要處理硬鋅的技術(shù)

國內(nèi)外對于硬鋅的處理方式不盡相同，技術(shù)不同。

1. 傳統(tǒng)方法：硬鋅不經(jīng)處理，直接返回，循環(huán)操作。

2. 隔焰爐法（隔焰反射爐）。此法處理的硬鋅主要用于生產(chǎn)超細鋅粉，附帶回收鍺銦。它是我國火法鋅冶煉廠處理高鉛硬鋅的傳統(tǒng)工藝。該工藝產(chǎn)出的中間物料較多，全過程直收率低，有價金屬回收難，流程長，設(shè)備多，能耗較高。目前個別火法鋅冶煉廠逐步采用了其他處理工藝替代隔焰爐法處理硬鋅。

3. 蒸餾法（常壓揮發(fā)法）：主要用于處理熱鍍廠鋁硬鋅并以鋅錠或氧化鋅的形式來回收金屬鋅，也可用來處理鋅精餾過程產(chǎn)生的鋁硬鋅來回收金屬鋅。但此種方法能耗高，處理量小，回收率低，勞動強度大，生產(chǎn)為間斷作業(yè)，污染環(huán)境，而且鋅渣中鐵高時回收率很難保證。

4. 常壓精餾處理硬鋅提取鋅、銦工藝：（專利，申請人：趙志強）其工藝特征是經(jīng)過硬鋅常壓精餾、二次硬鋅常壓蒸餾、提銦鍺、3號鋅常壓精餾工藝流程。精餾采用感應式電加熱常壓精餾爐，無須另配鎘塔，連續(xù)處理、工藝簡單，節(jié)約能源、成本低、沒有鋅、銦、鍺等的損失，有價金屬回收率高，提取過程無污染，為硬鋅常壓精餾提取鋅、銦、鍺新工藝。

5. 真空爐法：截止到目前真空爐法有臥式真空爐法和外熱立式真空蒸餾爐法處理硬鋅。真空蒸餾法能夠高效、綜合處理兩類硬鋅，臥式真空蒸餾爐技術(shù)已成功用于國內(nèi)幾家大中型鋼鐵企業(yè)及火法鋅冶煉企業(yè)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。但此種工藝爐型復雜，爐體壽命短，能耗高。

中冶葫蘆島有色金屬集團有限公司對外熱立式真空蒸餾爐法處理硬鋅進行了現(xiàn)場實驗，實驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 取硬鋅100Kg （蒸鋅62.86Kg)

從實驗數(shù)據(jù)可以分析出Zn的直產(chǎn)率達到8 5%，In回收率達到9 6%。此工藝方法原理是基于鋅與各種雜質(zhì)的沸點不同（鋅的沸點為9 0 7℃，高沸點物質(zhì)以液態(tài)遺留下來），鋅低于其他雜質(zhì)的沸點優(yōu)先揮發(fā)，達到提純分離的目的。其優(yōu)點是在真空狀態(tài)下直接得到鋅。由于是單元操作所以流程短，能耗低，金屬回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，有價金屬富集比高，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境整潔，設(shè)備投資少，見效快。

它也存在一定的問題：1、清爐困難。高溫真空狀態(tài)下，蒸餾Zn與爐壁粘貼在一起，清理爐體時耗時、耗力。2、由于真空狀態(tài)，外界大氣壓的作用下，使得爐底向內(nèi)凹陷，造成爐體容積減少，加料少，影響了它的使用壽命。

隨著我國煉鋅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，硬鋅的產(chǎn)量必然會繼續(xù)逐年增加，對其開發(fā)處理勢在必行。在鋅資源日益緊張的今天，需要重視硬鋅的各種處理工藝，不斷提高硬鋅中鋅及其他稀有金屬的回收，產(chǎn)出高附加值的純鋅或其他含鋅功能材料，降低處理成本，提高經(jīng)濟效益。

略）