UDC
中华人民共和国国家标准
P
GB 51445 - 2021
睇冶炼厂工艺设计标准
Standard for process design of antimony smelter
2021 - 06 - 28 发布
2021 -12 - 01 实施
中华人民共和国住房和城乡建设部 国家市场监督管理总局
中华人民共和国国家标准
锌冶炼厂工艺设计标准
Standard for process design of antimony smelter
GB 51445 - 2021
主编部门:中国有色金属工业协会 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 2 1年1 2月1日
中国计划出版社
2021 北 京
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
2021年第122号
住房和城乡建设部关于发布国家标准 《锦冶炼厂工艺设计标准》的公告
现批准《锌冶炼厂工艺设计标准》为国家标准,编号为GB 51445-2021,自 2021 年 12 月 1 日起实施。其中,第 5. 7. 10、5. 8. 12、 5. 8. 13、5. 9. 10.5. 10. 11^5. 10. 12条为强制性条文,必须严格执行。
本标准在住房和城乡建设部门户网站(WWw. mohurd. gov. cn) 公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版 社有限公司出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2021年6月28日
前 言
根据住房和城乡建设部《关于印发〈2017年工程建设标准规 范制修订及相关工作计划〉的通知》(建标〔20161248号)的要求, 标准编制组经广泛调查研究,总结了有色金属行业锦冶炼的实践 经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基 础上,制定了本标准。
本标准的主要技术内容是:总则,术语,原料、辅助材料和燃 料,物料贮存及准备,火法粗炼,火法精炼,湿法工艺,火法生产睇 白,综合回收,冶金计算,车间配置。
本标准中以黑色字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本标准由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解 释,由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理, 由长沙有色冶金设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。 执行过程中如有意见或建议,请寄送长沙有色冶金设计研究院有 限公司(地址:湖南省长沙市雨花区木莲东路299号中铝科技大 厦,邮编:410014).
本标准起草单位:长沙有色冶金设计研究院有限公司 昆明有色冶金设计研究院股份公司 锡矿山闪星睇业有限责任公司 湖南辰州矿业有限责任公司 中南大学
广西华锡集团股份有限公司 河南豫光金铅股份有限公司 中铝国际工程股份有限公司长沙分 公司
• 1・
|
本标准主要起草人员:陈阜东 |
谭荣和 |
陈智和 |
邓孟俐 |
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王志刚 |
罗韵泽 |
舒见义 |
李志强 |
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杨雅历 |
刘志宏 |
汤裕源 |
任新平 |
|
韩煜生 |
李卫锋 | ||
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本标准主要审查人员:杨天足 |
刘勇 |
陆磊 |
陈为亮 |
|
何启贤 |
金贵忠 |
陈正 |
邓兆磊 |
|
尹湘华 |
赵振波 |
• 2・
目 次
1 总 则 .........................................................(1 )
2 术 语 .........................................................(2 )
3原料、辅助材料和燃料 ..........................................(4 )
3. 1 原料............................................................(4 )
3.2 辅助材料 ......................................................(4 )
3.3 燃料............................................................(5 )
4物料贮存及准备 ................................................(7 )
4. 1 物料贮存......................................................(7 )
4.2 物料准备 ......................................................(7 )
5 火法粗炼 .........................................................(9 )
5. 1 一般规定 ......................................................(9 )
5.2平炉挥发焙烧...................................................(9 )
5.3鼓风炉挥发熔炼................................................(10 )
5.4鼓风炉富氧挥发熔炼 ..........................................(11)
5.5沸腾焙烧 ......................................................(12 )
5.6 烧结焙烧 ......................................................(13 )
5.7鼓风炉还原熔炼................................................(13 )
5.8 侧吹熔池熔炼...................................................(14 )
5.9铅锦合金吹炼...................................................(15 )
5.10 底吹还原熔炼 ................................................(16 )
5.11反射炉还原熔炼 .............................................(17 )
6火法精炼.........................................................(18)
6.1 一般规定 ......................................................(18 )
6.2反射炉精炼 ...................................................(18 )
• 1 •
7 湿法工艺.........................................................(20)
7. 1 一般规定 ......................................................(20 )
7.2 酸性湿法工艺...................................................(20 )
7.3 碱性湿法工艺...................................................(21 )
7.4 矿浆电解工艺................................................... (22 )
8 火法生产睇白 ...................................................(24 )
8. 1 一般规定 ......................................................(24 )
8.2 合金生产锦白...................................................(24 )
8.3 睇锭生产锦白...................................................(25 )
9 综合回收 .........................................................(26 )
9. 1 一般规定 ......................................................(26 )
9.2 金回收.........................................................(26 )
9.3 碑碱渣处置 ...................................................(27 )
9.4 铅渣回收 ......................................................(27 )
10 冶金计算.........................................................(29 )
11 车间配置.........................................................(31 )
11.1 一般规定......................................................(31 )
11.2物料贮存及物料准备..........................................(31 )
11.3鼓风炉挥发熔炼 .............................................(31 )
11.4反射炉还原熔炼、精炼 .......................................(32 )
11.5 湿法车间 ......................................................(32 )
本标准用词说明 ......................................................(33)
引用标准名录.........................................................(34)
附:条文说明.........................................................(37)
• 2 •
Contents
1 General provisions ............................................. ( 1 )
2 Terms ............................................................ ( 2 )
3 Raw materials 9 auxiliary materials and fuels ............ ( 4 )
3. 1 Raw materials ................................................ ( 4 )
3. 2 Auxiliary materials ............................................. ( 4 )
3. 3 Fuels............................................................ ( 5 )
4 Storage and preparation of materials ..................... ( 7 )
4. 1 Storage ......................................................... ( 7 )
4.2 Preparation ................................................... ( 7 )
5 Pyrometallurgical treatments ................................. ( 9 )
5. 1 General requirements .......................................... ( 9 )
5. 2 Volatilization roasting in open-hearth furnace ............... ( 9 )
5. 3 Volatilization smelting in blast furnace........................ ( 10 )
5. 4 Volatilization smelting in oxygen enriched blast furnace ......... ( 11 )
5. 5 Fluidized roasting ............................................. ( 12 )
5. 6 Sinter roasting ................................................ ( 13 )
5. 7 Reduction smelting in blast furnace ........................... ( 13 )
5. 8 Bath smelting in side-blown furnace........................... ( 14 )
5. 9 Blowing of iead-antimony alloy .............................. ( 15 )
5. 10 Reduction smelting in bottom-blown furnace ............... ( 16 )
5. 11 Reduction smelting in reverberatory furnace ............... ( 17 )
6 Pyrometallurgical refining .................................... ( 18 )
6. 1 General requirements .......................................... ( 18 )
6. 2 Refining in reverberatory furnace.............................. ( 18 )
• 3・
7 Hydrometallurgical processes .............................. ( 20 )
7. 1 General requirements .......................................... ( 20 )
7. 2 Acidic hydrometallurgical process ........................... ( 20 )
7. 3 Alkaline Rydrometaliurgical process ........................... ( 21 )
7. 4 Slurry electrolysis process .................................... ( 22 )
8 Pyrometallurgical processes for antimony white production......................................................... ( 24 )
8. 1 General requirements .......................................... ( 24 )
8. 2 Blowing antimony white from alloy ........................... ( 24 )
8. 3 Blowing antimony white from refined antimony ............ ( 25 )
9 Comprehensive recovery ....................................... ( 26 )
9. 1 General requirements .......................................... ( 26 )
9. 2 Gold recovery ................................................ ( 26 )
9. 3 Treatment for arsenic-alkali residue ........................... ( 27 )
9. 4 Recycling of lead slag .......................................... ( 27 )
10 Metallurgical calculations .................................... ( 29 )
11 Workshop configuration .................................... ( 31 )
11. 1 General requirements ....................................... ( 31 )
11. 2 Storage and preparation of materials ........................ ( 31 )
11.3 Volatilization smelting in blast furnace ..................... ( 31 )
11.4 Reduction smelting and refining in reverberatory furnace ...................................................... ( 32 )
11. 5 Hydrometallurgical workshop .............................. ( 32 )
Explanation of wording in this standard ..................... ( 33 )
List of the quoted standards .................................... ( 34 )
Addition : Explanation of provisions ........................... ( 37 )
• 4・
1总 则
i.o.i为规范锌冶炼厂工艺设计,促进技术进步,做到经济合理、 节能环保、安全可靠,制定本标准。
1.0.2本标准适用于新建、扩建和改建的锦冶炼厂工艺设计。
1.0.3睇冶炼厂厂址的选择应符合厂址所在地土地利用总体规 划及城乡规划,并应合理利用建设用地。
1.0.4锌冶炼厂工艺设计应采用适应原料特性的工艺技术和 装备。
1.0.5锦冶炼厂工艺设计应利用有色金属资源,并应综合回收有 价元素。
1. 0. 6锦冶炼厂工艺设计应合理利用能源,并宜回收生产过程的 烟气余热。
1.0.7睇冶炼厂工艺设计,除应符合本标准外,尚应符合国家现 行有关标准的规定。
• 1 •
2术 语
2. 0. 1 挥发熔炼 volatilization smelting
将物料中睇硫化物、睇氧化物熔炼、挥发,得到睇氧、粗睇、睇 毓和炉渣的过程。
2. 0. 2 还原熔炼 reduction smelting
锌氧化(氧化铅锌)物料采用煤、焦炭等还原剂生产睇(铅锌) 金属的熔炼方法。
2. 0. 3 火法粗炼 primary smelting by Pyrometallurgical process
通过火法冶金过程处理含睇物料得到粗锦的冶炼工艺。
2. 0. 4 贵睇 precious antimony
含贵金属的锌合金。
2. 0. 5 泡渣 foam slag
睇氧还原熔炼产出的含锌、硅等呈蜂窝状的炉渣。
2. 0. 6 碑碱渣 arsenic-alkali residue
粗睇精炼加碱除碑产出的渣。
2. 0. 7 睇毓 antimony matte
挥发熔炼产生的含锌、铁的硫化物共熔体。
2. 0. 8 睇白 antimony white
锌冶炼的产品之一,又称三氧化二锌。
2. 0. 9 睇氧 antimony oxides
锌冶炼的一种中间产物,由锦的各种氧化物组成,主要成分为 三氧化二锌。
2. 0. 10 次睇氧 secondary antimony oxides
反射炉还原熔炼与精炼过程产出的烟气在冷凝收尘系统中收 集的氧化睇尘,主要为反射炉加料时飞扬的睇氧粉尘,另夕卜,锦在
• 2 •
高温下氧化挥发随烟气带出的氧化睇。
2. 0.11 睇烟灰 antimony flue dust
火法工艺处理含锦等有色金属的其他物料时,产出的富集了 锦等有价金属的烟尘。
2. 0.12 睇渣 antimony slag
火法工艺处理含锌等有色金属的其他物料时,产生的含睇、 铅、秘、碑的氧化物共熔体。
2. 0. 13 铅锌合金 lead-antimony alloy
火法处理铅锌精矿、操烟灰、睇渣时产生的含铅、睇、碑等金属 的粗合金。
2. 0. 14 碱性湿法工艺 alkaline Hydrometallurgical process for antimony production
硫化锌精矿经碱性溶液浸出和电积沉淀处理产出金属锌的 过程。
2. 0.15 阴极睇 cathode antimony
电解液中的睇离子,在直流电的作用下,在阴极上沉积的纯度 较高的睇或睇合金产品。
2. 0.16 铅渣 lead slag
火法精炼除铅过程中产生的渣。
• 3 •
3原料、辅助材料和燃料
3.1原 料
3.1.1睇精矿的质量应符合现行行业标准《睇精矿》YS/T 385 的有关规定。
3.1.2铅锌精矿的质量应符合现行行业标准《铅睇精矿》YS/T 882的有关规定。
3.1. 3睇金精矿含睇宜大于12% ,含金宜为30g/t〜70g/t。
3.1.4睇烟灰含睇宜大于35%。
3.1.5锦渣含锦宜大于18%。
3.1.6其他原料含歸宜大于12%。
3.2辅助材料
3.2.1熔剂应符合下列规定:
1硅石应符合现行行业标准《硅石》YB/T 5268的有关 规定;
2石灰石应符合现行行业标准《冶金用石灰石》YB/T 5279 的有关规定;
3石灰应符合现行行业标准《冶金石灰》YB/T 042的有关 规定。
3.2.2硫铁矿含铁宜大于35%。
3.2.3化学品应符合下列规定:
1氢氧化钠应符合现行国家标准《工业用氢氧化钠》GB/T 209的有关规定;
2碳酸钠应符合现行国家标准《工业碳酸钠及其试验方法 第1部分:工业碳酸钠》GB/T 210. 1的有关规定;
• 4 •
3盐酸应符合现行国家标准《工业用合成盐酸》GB/T 320 的有关规定;
4硝酸应符合现行国家标准《工业硝酸稀硝酸》GB/T 337. 2的有关规定;
5硫酸应符合现行国家标准《工业硫酸》GB/T 534的有关 规定;
6氨水应符合现行国家标准《化学试剂氨水》GB/T631 的有关规定;
7氯化铁应符合现行国家标准《工业氯化铁》GB/T 1621的 有关规定;
8硫化钠应符合现行国家标准《工业硫化钠》GB/T 10500 的有关规定;
9硫代硫酸钠应符合现行行业标准《工业硫代硫酸钠》HG/T 2328的有关规定。
3.3燃 料
3.3.1焦炭质量应符合现行国家标准《冶金焦炭》GB/T 1996的 有关规定。
3.3.2 冶炼使用无烟煤时,无烟煤理化指标宜符合表3. 3. 2的 规定。
表3.3.2无烟煤理化指标
|
固定碳(%) |
挥发分(%) |
干基灰分(%) |
低发热值(MJ/kg) |
|
>70 |
8〜9 |
12 〜15 |
≥25 |
3. 3. 3使用粉煤做燃料时,粉煤质量指标宜符合表3. 3. 3的要求。
表3. 3.3粉煤质量指标
|
粒度 |
挥发分 (%) |
灰分 (%) |
灰分熔点 (eC) |
水分 (%) |
低发热值 (MJ∕kg) |
|
通过0. 074mm筛孔>80% |
15 〜25 |
<15.0 |
>1200 |
<1.5 |
>25 |
• 5 •
3.3.4天然气应符合现行国家标准《天然气》GB 17820的有关 规定。
3.3.5柴油应符合现行国家标准《车用柴油》GB 19147的有关 规定。
3.3.6重油应符合现行国家标准《焦化重油》GB/T 28298的有 关规定。
3.3.7煤气低发热值不宜小于5. 23MJ/m∖
3.3.8液化石油气应符合现行国家标准《液化石油气》GB 11174 的有关规定。
3.3.9还原煤质量指标宜符合表3. 3. 9的规定。
表3.3.9还原煤质■指标
|
固定碳(%) |
粒度(mm) |
灰分(%) |
水分(%) |
|
>80 |
<5 |
<10.0 |
<5 |
• 6 •
4物料贮存及准备
4.1物料贮存
4.1.1原料不应采用露天贮存方式。
4.1.2块状硅石、石灰石、铁矿石等熔剂宜在室内贮存。
4.1.3焦炭、烟煤宜采用有屋盖的仓库贮存方式。
4.1.4粉状物料贮存应设有防尘、降尘设施。
4.1.5不同物料应分类贮存,有腐蚀性物料的贮料仓应采取防 腐、防渗措施。
4.1.6原料、辅助材料及燃料的贮存时间宜为15d〜30d。
4.1.7化学品贮存应符合现行国家标准《常用化学危险品贮存通 则》GB 15603的有关规定。
4.2物料准备
4.2.1采用火法工艺处理的块状含睇物料宜进行破碎处理,块度 宜小于100mm。
4.2.2采用湿法工艺处理的含锌物料宜进行破碎、磨矿处理。
4.2.3配料工序应设置物料抓取设备,并宜为抓斗桥式起重机或 铲车。
4.2.4配料方式宜采用仓式配料。
4.2.5配料仓的贮存量宜大于8h的用量。块状及无黏结性粉料 的配料仓壁倾角宜大于60°,烟尘仓壁倾角宜大于65°,熔剂仓壁 倾角宜大于55oo
4.2.6配料仓应设置给料设备和计量设备。
4.2.7仓式配料宜采用自动控制系统,配料质量偏差宜小
• 7 ♦
于2%。
4. 2.8配料系统中粉尘逸散部位应设置通风除尘装置。
4. 2.9粉状入炉物料宜进行混合、制粒作业。
• 8 •
5火法粗炼
5. 1 -般规定
5.1.1工艺流程应根据原料性质、生产规模、产品方案、燃料供 应、综合回收要求等,经技术经济论证后确定。
5.1.2年均生产时间宜大于300d。
5.1.3燃料宜采用焦炭、天然气和液化石油气。
5.1.4冶金炉的烟气处理应符合下列规定:
1应设置尾气净化处理设施,尾气应达标排放;
2宜设置余热利用设施。
5.1.5工艺过程宜采用自动化控制。
5.1.6铅锌精矿的焙烧工艺应符合下列规定:
1含铜不大于0.5%、秘不大于0.1%的铅锌精矿,宜采用沸 腾焙烧-烧结焙烧工艺;
2含铜大于0.5%、秘大于0.1%的铅锦精矿,宜直接采用烧 结焙烧。
5.1.7熔池熔炼炉冷却水应采用软化水或除盐水。
5.1.8冶金炉的进料口、放锦口、放合金口、放渣口及溜槽应设置 通风除尘、净化设施。
5.2平炉挥发焙烧
5.2.1处理原料宜为中低品位含锌矿。
5.2.2入炉物料应符合下列规定:
1含锦宜为10%〜30%;
2 锌精矿粒度宜为10mm~40mm;
3 无烟煤粒度宜为50mm~80mmo
• 9・
5.2.3平炉单台炉床面积宜大于8m2。
5.2.4平炉炉床能力宜大于1.0t/(m2 ∙ d)。
5.2.5焙烧宜采取分批作业方式。
5.2.6 配煤比例宜小于45%。
5.2.7平炉挥发焙烧技术条件应符合下列规定:
1焙烧温度宜为700℃〜IIOO℃;
2 鼓风强度宜为 7. 2m3/(m2 ∙ min)~7. 6m3/(m2 ∙ min);
3 鼓风风压宜为4. 6kPa~5. 6kPa;
4焙烧周期宜为6h〜7h。
5.2.8睇的回收率应大于93%。
5.2.9挥发焙烧产物应符合下列规定:
1睇氧含睇宜大于75%;
2炉渣含睇宜小于0.8%。
5.3鼓风炉挥发熔炼
5.3.1处理原料宜为硫化锌精矿、混合锦精矿、氧化睇精矿、锦金 精矿及泡渣等。
5.3.2入炉物料应符合下列规定:
1原料含睇宜大于30%;
2粉精矿应进行配料、混合、制团或制块处理;
3 制团粒度宜为8mm〜40mm,水分含量宜为4%〜10%;
4 块矿、泡渣块度宜为IOmm〜IOomm,水分含量宜小于1% ;
5铁矿石等熔剂块度宜为30mm〜70mm,水分含量宜小 于2%;
6燃料及还原剂宜为焦炭,粒度宜为25mm〜80mm。
5.3.3鼓风炉单台炉床面积应大于1m,
5. 3. 4 鼓风炉炉床能力宜为25t∕(π? ∙ d)~35t∕(m2 ∙ d) „
5.3.5鼓风炉水套宜为汽化冷却水套。
5.3.6鼓风炉熔炼宜采用低料柱、薄料层作业。
♦ 10 •
5.3.7焦率宜为30%〜40%。
5.3.8鼓风炉挥发焙烧技术条件应符合下列规定:
1 熔炼温度宜为1150°C〜1250℃ ;
2 炉顶烟气出口温度宜为800℃〜IOOO℃;
3 炉顶烟气出口压力宜为一50Pa〜一IOOPa;
4 鼓风强度宜为 50m3 /(m2 ∙ min) ~80m3/(m2 ∙ min);
5鼓风风压宜为4kPa~6kPa;
6熔炼渣铁硅比宜为0.4〜0.8,钙硅比宜为0.4〜0.5。
5.3.9锌的回收率宜大于95%。
5.3.10睇氧质量应符合下列规定:
1表面冷却器睇氧含锦宜大于78%,含硫宜小于0.3%;
2布袋收尘器锌氧含锦宜大于79%,含硫宜小于0.5%。
5.3.11炉渣含睇宜小于1.5%。
5.4鼓风炉富氧挥发熔炼
5.4.1处理原料宜符合本标准第5. 3.1条的规定。
5.4.2入炉物料应符合本标准第5. 3. 2条的规定。
5. 4. 3鼓风炉单台炉床面积应大于1 m2o
5. 4. 4 鼓风炉炉床能力宜为40t∕(m2 ∙ d)~60t∕(m2 ∙ d)。
5.4.5富氧鼓风炉炉壁结构宜为汽化冷却水套或铜水套。
5.4.6富氧鼓风炉熔炼宜采用低料柱、薄料层作业。
5.4.7焦率宜为20%〜30%。
5.4.8鼓风炉富氧挥发焙烧技术条件应符合下列规定:
1富氧浓度宜为23%〜30%;
2熔炼温度宜为Π50°C〜1350℃;
3炉顶烟气出口温度宜为900℃〜1200℃;
4 炉顶烟气出口压力宜为一50Pa..IOOPa;
5 鼓风强度宜为 30m3∕(r∏2 ∙ min)~60m3∕(m2 ∙ min);
6鼓风风压宜为4kPa~9kPa;
♦ 11 •
7 熔炼渣铁硅比宜为O. 4~0. 8,钙硅比宜为O. 4〜O. 5。
5.4.9锌的回收率宜大于96%。
5.4.10锌氧质量应符合本标准第5. 3. 10条的规定。
5.4.11炉渣含锦宜小于1.3%。
5.5沸腾焙烧
5.5.1处理原料宜为含铜不大于0. 5%、强不大于0. 1%的铅锦 精矿。
5.5.2入炉物料应符合下列规定:
1粒度小于0.074 mm的铅锌精矿应大于85%;
2铅锌精矿水分含量宜为6%〜10%。
5. 5. 3沸腾焙烧炉单台炉床面积应大于5m2o
5. 5. 4沸腾焙烧炉炉床能力宜为7t∕(m2 ∙ d)~9t∕(m2 • d)。
5.5.5炉前应设置铅锌精矿贮料仓,贮存量宜为IOh,贮料仓锥 角宜大于65°。
5.5.6焙砂冷却装置宜采用高效圆筒冷却机。
5.5.7沸腾焙烧技术条件应符合下列规定:
1沸腾层温度宜为550℃〜750℃;
2 烟气出口温度宜为450°C〜700℃;
3炉顶烟气出口压力宜为一50Pa〜OPa;
4 鼓风强度宜为 180Om'/(m2 ∙ h)~2000m3/(m2 ∙ h);
5 鼓风风压宜为25kPa~30kPa;
6流态化层高度宜为O. 8m~1.0m;
7 流态化直线速度宜为O. 4m/s〜O. 7m/s;
8物料在炉内停留时间宜为2. Oh〜2. 5h。
5.5.8 锌的直收率宜大于98. 5%。
5.5.9铅的回收率宜大于99.0%。
5.5.10焙砂含硫宜小于4%。
5.5.11布袋除尘器锦氧含铅宜小于3%。
• 12 •
5.6烧结焙烧
5.6.1处理原料宜为含铜小于0. 5%、锌小于0. 1%的铅锌精矿。 5.6.2入炉物料应符合下列规定:
1铅睇精矿水分含量宜小于10%;
2烧结返粉粒度宜为10mm~40mm;
3铅锌精矿、沸腾炉焙砂、烧结返粉、含铅锦粉状中间物料应 混合均匀,并应进行制粒处理,粒度宜小于40mm;
4混合料成分宜为硫6%〜8%、铅和睇35%〜40%、二氧化 硅12%〜14%、氧化亚铁16%〜18%、氧化钙8%〜12%、水分 8⅜~10%o
5.6.3烧结应采用履带式鼓风烧结机。
5.6.4处理铅锦混合料的烧结机单位生产能力18t/(rηz ∙ d)〜 20t∕(m2 ∙ d) o
5.6.5燃料宜采用天然气、煤气。
5.6.6配煤比例宜为2%〜5%。
5.6.7烧结焙烧技术条件应符合下列规定:
1焙烧温度宜为750℃〜950℃;
2鼓风风压宜为4kPa〜6kPa;
3烧结料层厚度宜为300mm~400mmo
5.6.8锌的回收率宜大于97%。
5.6.9铅的回收率宜大于98%。
5.6.10脱硫效率宜为65%〜75%。
5.6. 11结块率宜为50%〜70%。
5.6. 12烧结块含锦铅宜大于38%,含硫宜小于2.5%。
5.7鼓风炉还原熔炼
5.7.1处理物料宜为烧结块、压团块或渣块。
5.7.2入炉物料应符合下列规定:
• 13 •
1 烧结块粒度宜为50mm~150mm;
2焦炭、硅石、石灰石、铁矿熔剂粒度宜为50mm~100mm;
3物料水分含量宜小于5%。
5.7.3鼓风炉单台炉床面积应大于1m■
5. 7. 4 鼓风炉炉床能力宜为35t∕(π√ ♦ d)~40t∕(mz ♦ d)。
5.7.5熔炼还原产物应符合下列规定:
1粗合金含睇铅宜大于94%;
2炉渣成分宜为二氧化硅21%〜24%、氧化钙15%〜17%、 氧化亚铁32%〜35%;
3炉渣含睇铅宜小于3.5%。
5.7.6炉渣应进行回收处理。
5.7.7 熔炼烟尘率宜小于30%。
5.7.8烟尘宜返回烧结炉或反射炉处理。
5.7.9 鼓风炉合金口、渣口、睇毓口及紧急合金排放口应设置操 作平台及紧急疏散通道。
5.7.10鼓风炉冷却水套供水严禁中断,水压必须稳定。
5.7.11冷却水套宜设置清污口。
5.8侧吹熔池熔炼
5.8.1处理原料宜为铅锌精矿等含锌物料,混合物料含铅锦总和 宜为38%〜45%,含锦宜大于5%。
5.8.2侧吹熔池熔炼宜采用氧化熔炼-还原熔炼工艺流程。
5.8.3氧化熔炼物料应符合下列规定:
1入炉物料应进行配料、混合和制粒处理;
2 粒度宜为Iomm~25mm;
3水分含量宜小于10%。
5.8.4还原熔炼的物料应符合下列规定:
1原料宜为氧化熔炼产出的液态氧化渣;
2还原剂宜为无烟煤或焦炭,粒度宜为5mm〜25mm;
• 14 •
3熔剂宜为石灰石和铁矿,粒度宜为5mm〜25mm。
5.8.5 侧吹熔炼炉炉床能为宜为40t∕(m2 ∙ d)~60t∕(m2 ∙ d) o
5.8.6侧吹熔池熔炼技术条件应符合下列规定:
1氧化熔炼富氧浓度宜为80%〜90%;
2还原熔炼富氧浓度宜为50%〜60%;
3氧化熔炼温度宜为1150°C〜1250℃;
4还原熔炼温度宜为1150℃〜1300℃;
5熔炼炉喷嘴鼓风风压宜为70kPa〜90kPa;
6氧化熔炼炉渣铁硅比宜为1. 2〜1. 5,钙硅比宜为0. 6〜0. 7;
7还原熔炼炉渣铁硅比宜为1.5〜1.8,钙硅比宜为0.4〜0.7。
5.8.7熔炼系统锦的直收率应大于92%。
5.8.8氧化熔炼锦的挥发率宜小于30%。
5.8.9还原熔炼锦的挥发率宜小于15%。
5.8.10 氧化熔炼和还原熔炼产出的铅锌合金含锦宜小于6%。
5. 8.11还原炉渣含铅锦宜小于2. 5%,炉渣中的有价金属应回收。
5.8.12富氧侧吹熔炼炉供风系统必须设置安保气源。
5.8. 13富氧侧吹熔炼炉的冷却系统必须连续供水,水压必须 稳定O
5.9铅睇合金吹炼
5.9.1入炉物料应符合下列规定:
1铅锦粗合金含铅睇宜大于94%,含睇宜大于20%;
2 煤粒度宜为5mm~10mm,水分含量宜小于6%。
5.9.2吹炼炉燃料宜采用天然气、煤气。
5. 9. 3吹炼炉单台炉床面积应大于IOm2。
5.9.4吹炼炉炉床能力宜大于0.7t粗合金/(π√ ∙ d)。
5.9.5吹炼供风系统应单独设置。
5.9.6铅锌合金吹炼技术条件应符合下列规定:
1吹炼前期,铅锌粗合金中含锦大于25%时,吹炼温度宜为
• 15 •
850oC~950oC ;
2铅锌粗合金中含睇小于25%时,吹炼温度宜为8æ°C-850°C;
3 吹炼炉风量宜为 370m3/(m2 ∙ h)~425 m3/(m2 ∙ h);
4 吹炼风压宜为4. 7kPa〜5. 3kPa;
5炉尾压力宜为一5OPa~ —IOOPa;
6吹炼周期宜小于6d。
5.9.7铅的回收率和锦的回收率应大于95%。
5.9.8吹炼产物宜符合下列规定:
1锌氧粉含睇宜大于78%;
2睇氧粉含铅宜小于3%;
3高铅锌含铅宜大于80%;
4高铅锦含锌宜小于15%;
5炉渣含锦铅宜为35%〜40%。
5.9.9放炉口、扒渣口应设置操作场地及紧急疏散通道。
5.9.10吹炼炉冷却水套供水严禁中断,水压必须稳定。
5.10底吹还原熔炼
5.10.1处理原料宜为锦烟灰、睇渣。锌烟灰含锦宜为35%〜 70%,睇渣含睇宜为18%〜58%。
5.10.2入炉物料应符合下列规定:
1焦炭粒度宜小于30mm;
2 熔剂粒度宜为10mm~30mm;
3入炉物料应进行配料、混合和制粒处理;
4锦烟灰制粒粒度宜为3mm〜20mm,水分含量宜小于10% ;
5入炉物料含碑宜小于8%。
5.10. 3 底吹还原炉炉床能力宜为1. 8t∕(m3 ∙ d)~3. Ot/(m3 ∙ d)。
5.10.4纯氧及天然气宜采用底部喷枪喷入。
5.10.5熔炼宜采用连续加料、铅锌合金和炉渣间断同步放出至 前床,澄清后间断分别放出铅锦合金与炉渣。
• 16 •
5.10.6底吹还原熔炼技术条件应符合下列规定:
1 熔炼温度宜为IOOO℃〜IIO0℃。
2 喷枪供气风压宜为0.4MPa〜0.8MPa。
3氧气和天然气体积比宜为L5~1.9。
4熔炼炉渣铁硅比宜为1.0〜1.4,钙硅比宜为0.2〜0.5。
5.10.7熔炼系统锌的回收率宜大于95%。
5.10.8铅睇合金含锦宜大于50%。
5.10.9 熔炼烟尘率宜小于20%。
5.10.10 炉渣含睇宜小于1.5%。
5.10.11底吹炉主驱动电机必须设置应急备用电源。
5.10.12底吹炉的冷却系统必须连续供水,水压必须稳定。
5.11 反射炉还原熔炼
5.11.1处理原料宜为粗锦氧。
5.11.2入炉物料应符合下列规定:
1入炉物料应配料,配料质量偏差宜小于2%;
2粗睇氧含睇宜大于75%;
3入炉物料水分含量宜小于3%;
4还原煤固定碳含量宜大于80%;
5入炉物料含碑宜小于5%。
5.11.3反射炉单台炉床面积宜大于IOm\
5.11.4 反射炉炉床能为宜为 1.0S∕(m2 ∙ d)~l. 5t∕(m2 ∙ d)。
5.11.5 炉膛温度宜为IIoo℃〜1200℃。
5.11.6粗睇含睇宜大于95%。
5.11.7次锌氧产出率宜小于入炉睇氧量的20%。
• 17・
6火法精炼
6.1 -般规定
6.1.1火法精炼宜采用反射炉精炼。
6.1.2精炼的粗睇含睇宜大于95%。
6.1.3锌锭应符合现行国家标准《锌锭》GB/T 1599和《高纯锦》 GB/T 10117的有关规定。
6.2反射炉精炼
6.2.1精炼宜包含加硫除铁、碱性精炼、氧化除铅、铸锭等工艺。
6.2.2加硫除铁技术条件应符合下列规定:
1睇液温度宜为750℃〜850℃;
2应鼓入压缩空气搅拌锦液;
3硫化禅矿石含硫宜大于18% ,粒度宜小于30mm;
4硫化睇矿石的加入量宜为睇液中含铁量的3倍〜5倍。
6.2.3碱性精炼技术条件应符合下列规定:
1锌液温度宜为750℃~850℃;
2碱性添加剂宜为氢氧化钠或纯碱,加入量宜为粗锦含碑量 的3倍〜5倍;
3应鼓入压缩空气搅拌锌液。
6.2.4氧化除铅技术条件应符合下列规定:
1锦液温度宜为750℃〜850℃;
2除铅用磷酸盐宜分多次加入,总加入量宜为粗锦含铅量的 3倍〜5倍;
3应鼓入压缩空气搅拌睇液。
6. 2.5铸钱技术条件应符合下列规定:
• 18 •
1锌液温度宜为700。C〜800℃。
2铸锭宜采用机械连续铸锭机。
6. 2.6睇的直收率宜大于75%。
6.2.7锦的回收率宜大于98%。
6.2.8次睇氧产出率宜小于18%。
6.2.9碑碱渣中锌金属量宜小于精锌产量的8%,并应进行综合 回收处理。
• 19 •
7湿法工艺
7.1 一般规定
7.1.1湿法工艺可分为酸性湿法工艺、碱性湿法工艺和矿浆电解 工艺。
7.1.2浸出槽宜采用机械搅拌方式,并宜采用蒸汽间接加热 方式。
7. 1.3 年均生产时间宜大于300d。
7.1.4浸出、除杂及电解过程产生的废气、废水应处理后达标 排放。
7.1.5湿法工艺宜处理含贵金属硫化锌精矿。
7.2酸性湿法工艺
7.2.1浸出剂宜采用盐酸和氯气。
7.2.2浸出技术参数应符合下列规定:
1浸出液固比宜为4 : 1;
2浸出终点酸度宜为3. 0mol∕L~3. 3mol/L,睇离子浓度宜 为 5OOg∕L~55Og∕L;
3反应温度宜大于60℃,中间槽冷却温度宜小于60℃;
4反应时间宜大于4h;
5浸出渣含锌宜小于2%。
7.2.3除杂工序技术参数应符合下列规定:
1硫化沉淀含碑宜小于0.003%;
2氧化沉淀含碑宜小于0.02%;
3冷却后溶液温度宜小于20℃;
4除杂工序直收率应大于96%;
• 20・
S渣含睇宜小于25%。
7.2.4水解技术参数应符合下列规定:
1锌液与去离子水比宜为1 : 9〜1 : 12;
2 水解母液含酸宜为O. 8mol∕L~1.0mol∕L;
3水解母液含锦宜小于0. 8g/L;
4氯氧睇含铅宜小于0.06%;
5氯氧睇含铁宜小于0.01%;
6氯氧睇水分含量宜小于12%。
7.2.5中和技术参数应符合下列规定:
1中和剂氨水浓度不宜小于20%;
2中和液固比宜为1.5 : 1;
3转型时间宜为2h~6h;
4 转型温度宜为40℃〜45℃ ;
5中和酸碱度宜为&0〜& 5。
7.2.6氯气的贮存及使用应符合现行国家标准《氯气安全规程》 GB 11984的有关规定。
7.3碱性湿法工艺
7.3.1浸出剂宜采用氢氧化钠和硫化钠。
7.3.2浸出技术参数应符合下列规定:
1浸出液固比宜大于4 : 1;
2浸出液中的氢氧化钠浓度宜小于IOOg/L,浸出液中硫化 钠的浓度宜大于80g/L;
3浸出温度宜大于90℃;
4浸出时间宜大于4h;
5浸出原料粒度宜小于0. 15mm;
6浸出渣含锦宜小于1.0%。
7.3.3电积技术参数应符合下列规定:
1阴极电流密度宜大于300A/m2,阳极电流密度宜大于
• 21 •
500A∕m2 ;
2槽电压宜低于5V;
3电积前液锦离子浓度宜大于5Og∕L;
4电积后液锦离子浓度宜大于2Og/L;
5电积周期宜为48h;
6阴极含睇宜高于95%。
7.3.4电积后液净化处理技术参数应符合下列规定:
1电解后液净化处理宜采用冷冻结晶或蒸发结晶处理;
2蒸发结晶产生的蒸汽宜进行回收;
3冷冻结晶温度宜低于10℃;
4冷冻结晶时间宜为2h;
5冷冻结晶产生的硫化钠宜达到工业级硫化钠标准。
7.4矿浆电解工艺
7.4.1矿浆电解宜采用盐酸和三氯化铁或氯化亚铁溶液体系。
7.4.2原料含锌宜大于20%。
7.4.3浸出工序技术参数应符合下列规定:
1 原料粒度宜小于0. 15mm;
2 液固比宜为10 : 1〜15 : 1;
3阳极液酸度宜为2. 0mol∕L~3. Omol/L,阴极补液睇离子 浓度宜为40g/L〜60g/L,三价铁离子浓度应小于lg/L;
4反应温度宜为50℃〜60℃;
5反应时间宜大于4h。
7.4.4浆化工序技术参数应符合下列规定:
1调浆液固比宜为4 : 1〜6 : 1;
2浆化工序宜采用机械搅拌方式。
7.4.5电解工序技术参数应符合下列规定:
1电流密度宜为200α/11?,槽电压宜为2.0V〜3.0V;
2 矿浆流量宜为0. 4m3∕h~1.0π√∕h;
♦ 22 •
3单槽阴极补液流量宜为0.3π?/h〜O. 6n?/h;
4浸出渣含锦宜小于2%;
5阴极锦含睇宜大于95%。
7.4.6开路除铁工序技术参数应符合下列规定:
1溶液中铁离子浓度大于10g/L时,宜进行开路除铁;
2溶液预处理至酸碱度宜为0〜1,再进行置换;
3置换温度宜为40℃〜50℃;
4置换时间宜为4h~8hi
5置换后,应处理回收溶液中的铁。
• 23 •
8火法生产睇白
8.1 -般规定
8.1.1火法生产锦白应根据鼓风强度不同,预先将原料中铅、碑 等杂质元素的含量控制在一定范围内。
8.1.2三氧化二歸产品质量应符合现行国家标准《三氧化二睇》 GB/T 4062和现行行业标准《三氧化二睇(冶炼副产品)》YS/T 1117的有关规定。
8.2合金生产睇白
8.2.1入炉物料应符合下列规定:
1铅锌合金含锦宜大于45%;
2铅锦合金含铅宜小于20%;
3铅锦合金宜先除碑,含碑宜小于0.02%。
8.2.2 预精炼除碑温度宜为450。C〜550℃。
8.2.3燃料宜采用天然气等清洁能源。
8.2.4锦白炉单台炉床面积宜小于4m2。
8.2.5锦白炉炉床能力宜大于0. 7t粗合金/(n? ∙ d)。
8. 2.6 氧化温度宜为600℃ ~680℃。
8.2.7 吹炼供风系统风压宜为0. 5MPa〜0. 6MPa。
8.2.8吹炼产物宜符合下列规定:
1锦白含三氧化二锦宜大于99. 5%;
2高铅睇含铅宜大于65%;
3高铅禅含锦宜小于18%。
8.2.9预精炼锌的回收率宜大于93%。
8.2. IO 睇的回收率宜大于98. 5%。
• 24・
8.3锌锭生产睇白
8.3.1锦锭化学成分宜符合表8. 3.1的规定。
表8.3.1锌锭化学成分
|
元素 |
Sb |
As |
Cu |
Fe |
S |
Pb |
Se |
Bi |
Sn |
|
含量(%) |
≥99. 5 |
≤0. 05 |
≤0. Ol |
≤0. 02 |
≤0. 04 |
≤0. 15 |
≤0. 002 |
≤0. 003 |
≤0. 003 |
8.3.2烟煤固定碳含量宜大于55%。
8.3.3焦煤理化指标宜符合表8. 3. 3的规定。
表8.3.3焦煤理化指标
|
固定碳(%) |
挥发分(%) |
干基灰分(%) |
水分(%) |
粒度(mm) |
|
>80 |
<4 |
<15 |
<5 |
25 〜80 |
8.3.4燃料宜采用天然气等清洁能源。
8.3.5锦白炉单台炉床面积宜大于2m,
8.3.6睇白炉炉床能力宜大于10.0t/(n? ∙ d)。
8.3.7工艺宜采取分批加料连续作业的方式。
8.3.8 炉膛温度宜为800℃〜1300℃。
8. 3. 9 鼓风强度宜为 0. 5m3/(m2 ∙ min) ~2m3/(m2 ∙ min) o
8. 3.10 鼓风风压宜为 0. 15MPa~0. 8MPao
8.3.11锦的回收率宜大于99%。
• 25 •
9综合回收
9.1 一般规定
9.1.1锦冶炼产出的中间产物贵锌、铅渣、碑碱渣应综合回收有 价元素。
9.1.2 贵锦宜吹炼富集至含金大于IOoOog/t,并应综合回收金 等有价元素。
9.1.3铅渣宜返回鼓风炉处理或采用湿法工艺进行综合回收。
9.1.4神碱渣宜采用湿法工艺综合回收。
9.2金回收
9.2.1贵锌含金宜大于600g/t。
9.2.2贵锦吹炼宜采用反射炉或转炉。
9.2.3富贵锦生产技术条件应符合下列规定:
1进料温度宜大于1200。C;
2吹炼除杂精炼温度宜大于IOOO℃;
3 鼓风烟化温度宜为650℃〜700℃;
4烟化比宜为5%〜7%。
9.2.4 产出富贵锌含金应大于IOOoog/t。
9.2.5 富贵睇经磨粉后的粒度宜小于0.038mm。
9.2.6湿法提金生产技术条件应符合下列规定:
1浸出反应控制电压宜为30OmV〜40OmV;
2浸出后宜采用真空抽滤;
3产出的金粉含金应大于90%。
9.2.7金的回收率应大于99%。
9.2.8浸出液应进行综合回收处理。
• 26 •
9.3碑碱渣处置
9.3.1碑碱渣含睇宜小于25%。
9.3.2碑碱渣贮存设施的设计、选址、运营、监测、关闭和碑碱渣 的堆放应符合现行国家标准《危险废物贮存污染控制标准》GB 18597的有关规定,并应与本地区危险废物处理设施建设规划 一致。
9.3.3碑碱渣处置宜采用湿法工艺。
9.3.4碑碱渣浸出工序生产技术条件宜符合下列规定:
1碑碱渣粒度宜小于5mm;
2液固比宜为4: 1;
3 浸出温度宜小于50℃;
4浸出时间宜为lh。
9.3.5碑浸出率宜大于98%。
9.3.6睇的回收率宜大于95%。
9.3.7浸出渣含碑宜小于0.5%,浸出渣宜返回炼睇系统。
9.3.8浸出液应进行沉碑处理。
9.3.9沉碑渣应进行无害化处理,沉碑渣的固化填埋应符合现行 国家标准《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598的有关规定。
9.3.10沉碑后液应进行处置,并应满足国家和地方环保要求。
9.4铅渣回收
9.4. 1铅渣含睇宜为25%〜40%。
9.4.2 铅渣应进彳宁破碎球磨处理,出料粒度宜小于5mm。
9.4.3 浸出固液比宜为1 : 2〜1 : 4,浸出温度宜为30℃〜 950Co
9.4.4 浸出液酸碱度宜为3〜5。
9.4.5蒸发浓缩终点密度宜为1.3kg/L〜1.5kg/L。
9.4.6 结晶温度宜小于30℃,湿晶水分宜小于10%。
• 27・
9.4.7铅渣回收工艺宜采取分批作业的方式。
9.4.8锌的回收率宜大于95%。
9.4.9回收工艺产品含锌宜为55%〜70%。
• 28・
10冶金计算
10.0.1冶金计算资料应包括锌原料和熔剂的化学成分全分析及 物相分析、燃料的化学成分全分析及灰分物相分析等。
10. 0. 2冶金计算基准宜采用"t/a睇精矿或睇原料”,睇火法精 炼和电解精炼计算基准宜采用“t/a精睇”,数值应精确至小数点 后2位。
10. 0.3平衡表中物料及元素质量宜以"t”计,贵金属质量宜以 “kg”计;元素含量宜以"% ”计,贵金属含量宜以"g/t”计;液体体积 宜以“n? ”计,组分浓度宜以"g/L"或"mg/L”计;气体体积宜以 “m"’计,气体含尘量宜以“g/n? ”或“mg/m3 ”计;成分宜以" %”计; 热量宜以"kJ”或"MJ”计;时间单位宜采用"a”“d”或“h”。
10.0.4冶金计算内容应包括物料平衡、元素平衡、热平衡、溶液 平衡、烟气量、烟气成分、烟气含尘、氧气消耗量、鼓风量。各工序 冶金计算内容应符合表10. 0.4的规定。
表10.0.4 冶金计算内容
|
工序 |
物料 平衡 |
元素 平衡 |
热平衡 |
鼓风强度 (氧气量) |
烟气量 及烟气 成分 |
溶液 平衡 |
|
平炉挥发焙烧 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
鼓风炉(富氧)挥发熔炼 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
沸腾焙烧 |
√ |
√ |
√ |
J |
√ |
— |
|
烧结焙烧 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
鼓风炉还原熔炼 |
√ |
√ |
√ |
√ |
— | |
|
侧吹熔池熔炼 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
• 29 •
续表10.0.4
|
工序 |
物料 平衡 |
元素 平衡 |
热平衡 |
鼓风强度 (氧气量) |
烟气量 及烟气 成分 |
溶液 平衡 |
|
铅睇合金吹炼 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
底吹还原熔炼 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
反射炉还原熔炼、精炼 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
酸性湿法工艺 |
√ |
√ |
— |
— |
— |
√ |
|
碱性湿法工艺 |
√ |
√ |
— |
— |
— |
√ |
|
矿浆电解工艺 |
√ |
√ |
— |
— |
— |
√ |
|
合金生产锦白 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
|
睇锭生产锦白 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
— |
10.0.5冶金计算宜采用计算机冶金计算程序进行。
• 30 •
11车间配置
ii.i -般规定
11.1.1车间配置应满足工艺生产及安全、环保、消防等要求。
11.1.2车间配置方位应与总平面布置相适应。
11.1.3各类火法焙烧、熔炼、粗炼、精炼的厂房设计应满足火法 冶金厂房技术要求。
11.1.4各类湿法浸出、水解、中和、压滤、洗涤、电解等的厂房设 计应满足湿法冶金厂房技术要求。
11.2物料贮存及物料准备
11.2.1物料贮存及物料准备宜配置在一个厂房内。
11.2.2仓式配料厂房宜为排架结构单层厂房。
11.2.3贮料仓和配料仓应集中布置。
11.2.4贮料仓及配料仓的数量和容积应根据贮存物料种类和贮 量要求并经计算确定。
11.2.5厂房内应设置抓斗桥式起重机或小型铲车。
11.3鼓风炉挥发熔炼
11.3.1鼓风炉挥发熔炼车间应选在原料、焦炭与熔剂仓库和反 射炉熔炼之间,并应与主导风向平行布置。
11.3.2供配电设施、环境通风除尘设施及给排水设施等辅助生 产系统宜配置于鼓风炉一侧的副跨厂房内。
11.3.3厂房应设置车间粉尘及废气处理系统,并应采用负压 作业。
11.3.4 鼓风炉应配置在地面基础上。
• 31 •
11.4反射炉还原熔炼、精炼
11.4.1厂房宜采用单层排架结构。
11.4.2厂房内宜设置桥式起重设备,起重设备的额定起重量应 大于车间吊装作业的最大工作荷载;起重机轨顶标高不宜小 于 IOmo
11.4.3反射炉还原熔炼、精炼车间宜与焙烧或鼓风炉车间毗邻, 也可配置在同一个厂房内。
11.4.4供配电设施、环境通风除尘设施及给排水设施等辅助生 产系统宜配置于反射炉一侧的副跨厂房内。
11.4.5反射炉应配置在地面基础上。
11.4.6小于12π√的反射炉宜在炉顶设置1个〜2个加料仓,仓 顶应设置加料台,可采用人工加料至炉内。
11.4.7大于12m2的反射炉加料宜采用风动输送将睇氧送至炉 顶料仓,宜采用自动加料方式。
11.4.8铸锭机宜配置于相邻两台反射炉之间,两台反射炉应错 开铸锭,若3台以上反射炉同时生产,宜设置2台以上铸锭机。
11.5湿法车间
11.5.1主厂房宜采用双层结构,浸出槽与过滤设备宜配置在第 二层,泵和溶液贮槽宜配置在第一层。
11.5.2浸出槽和过滤设备配置区域应设置检修设备,并应留有 检修场地。
11.5.3湿法厂房应进行防腐处理。
11.5.4厂房应设置车间粉尘及废气处理系统,并宜采用负压 作业。
• 32 •
本标准用词说明
1为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不 同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用"必须”,反面词采用"严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应",反面词采用"不应”或"不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用"宜”,反面词采用"不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:"应符合…… 的规定”或“应按……执行”。
• 33 .
引用标准名录
《工业用氢氧化钠》GB/T 209
《工业碳酸钠及其试验方法 第1部分:工业碳酸钠》GB/T
210.1
《工业用合成盐酸》GB/T 320
《工业硝酸 稀硝酸》GB/T 337. 2
《工业硫酸》GB/T 534
《化学试剂氨水》GB/T 631
《锌锭》GB/T 1599
《工业氯化铁》GB/T 1621
《冶金焦炭》GB/T 1996
《三氧化二锦》GB/T 4062
《高纯锦》GB/T 10117
《工业硫化钠》GB/T 10500
《液化石油气》GB 11174
《氯气安全规程》GB 11984
《常用化学危险品贮存通则》GB 15603
《天然气》GB 17820
《危险废物贮存污染控制标准》GB 18597
《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598
《车用柴油》GB 19147
《焦化重油》GB/T 28298
《工业硫代硫酸钠》HG/T 2328
《冶金石灰》YB/T 042
《硅石》YB/T 5268
• 34 •
《冶金用石灰石》YB/T 5279
《锦精矿》YS/T 385
《铅睇精矿》YS/T 882
《三氧化二锦(冶炼副产品)》YS/T 1117
• 35 ♦
中华人民共和国国家标准
睇冶炼厂工艺设计标准
GB 51445 -2021
条文说明
编制说明
《锌冶炼厂工艺设计标准》GB 51445-2021,经住房和城乡建设 部2021年6月28日以第122号公告批准发布。
本标准制定过程中,编制组进行了广泛的调查研究,总结了我 国有色金属行业睇冶炼厂的生产实践经验,吸收了近十几年来锦 冶炼工艺技术及装备方面的先进成果,对一些重要事项进行了专 题研究和反复讨论,广泛征求了行业内专家和生产企业的意见,经 专家委员会审定后确定各项技术要求。
为便于广大设计、生产、科研、学校等单位人员在使用本标准 时能正确理解和执行条文规定,《锦冶炼厂工艺设计标准》编制组 按章、节、条顺序编制本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据 以及执行中需要注意的有关事项进行了说明,还着重对强制性条 文的强制性理由做了解释。但是,本条文说明不具备与标准正文 同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。
• 39 .
目 次
1 总 则 .........................................................(43 )
2 术 语 .........................................................(44 )
3原料、辅助材料和燃料 ..........................................(45)
3. 1 原料............................................................(45 )
3.2辅助材料......................................................(45)
3.3 燃料............................................................(45 )
4 物料贮存及准备 ................................................(46)
4.1 物料贮存 ......................................................(46 )
4.2 物料准备 ......................................................(46 )
5 火法粗炼.........................................................(48)
5.1 一般规定 ......................................................(48 )
5.2平炉挥发焙烧...................................................(48)
5.3鼓风炉挥发熔炼................................................(49)
5.4鼓风炉富氧挥发熔炼 ..........................................(49)
5.5沸腾焙烧 .......................................................(49)
5.6烧结焙烧......................................................(50)
5.7鼓风炉还原熔炼................................................(50)
5.8 侧吹熔池熔炼...................................................(51 )
5.9铅睇合金吹炼...................................................(52)
5.10 底吹还原熔炼 ................................................(53 )
5.11反射炉还原熔炼 .............................................(55)
6 火法精炼.........................................................(56)
6.1 一般规定......................................................(56 )
6.2反射炉精炼 ...................................................(56)
• 41・
7 湿法工艺 .........................................................(58 )
7.1 一般规定 ......................................................(58 )
7.2酸性湿法工艺...................................................(58 )
7.3碱性湿法工艺...................................................(61)
7.4 矿浆电解工艺...................................................(61 )
8 火法生产锦白 ...................................................(64)
8.1 一般规定......................................................(64 )
8.2 合金生产锦白...................................................(64)
8.3锌锭生产锌白...................................................(65 )
9 综合回收.........................................................(67 )
9.1 一般规定 ......................................................(67 )
9.2 金回收.........................................................(67 )
9.3 碑碱渣处置 ...................................................(67 )
9.4铅渣回收......................................................(67 )
10 冶金计算.........................................................(69 )
• 42 •
1总 则
1. 0.3本条是对锦冶炼厂厂址选择的规定,睇冶炼厂厂址应按照 国家有关法律法规的规定进行选择。《中华人民共和国土地管理 法》第四条规定,使用土地的单位和个人必须严格按照土地利用总 体规划确定的用途使用土地。《中华人民共和国城乡规划法》第九 条规定,任何单位和个人都应当遵守经依法批准并公布的城乡规 划,服从规划管理,并有权就涉及其利害关系的建设活动是否符合 规划的要求向城乡规划主管部门查询。
1.0.4本条对锦冶炼厂工艺设计流程、设备选型、装备水平、自动 控制等方面提出原则要求。睇冶炼原料为锌精矿及铅、铜、锡冶炼 过程产出的禅渣、锦烟灰等,其中睇精矿又包括禅硫化精矿、锦氧 化矿、锦硫氧混合精矿及铅锌精矿、锌金精矿等;锦冶炼工艺的选 择应根据原料来源、元素成分、形态及其产品要求,结合规模及各 种工艺的技术特点,在满足环境保护要求的前提下,选择清洁生产 水平高、经济适用的冶炼工艺,在工艺过程上应提高装备的机械 化、自动化和信息化水平。
1.0.5锦主要与铅、铜、锡等金属矿物共生,锦原料多含铅、锡、 铜、金、银等,生产中会产生这些金属的富集物,这部分物料需要得 到回收利用。
1.0.6锌冶炼的工艺以火法为主,合理利用能源和节能降耗是火 法冶炼工艺的共同要求,有必要在锦冶炼工艺设计中采取措施回 收过程的烟气余热,实现节能降耗,从而降低生产成本。
• 43 •
2术 语
2.0.4含金大于10000g∕t的贵锦一般称为富贵锦。
2.0.9烟气系统表面冷却器高温段收集的为结氧,随着温度降 低,依次为粉结氧、粉氧,布袋收尘器收集的为布袋氧。
• 44 •
3原料、辅助材料和燃料
3.1原 料
3.1.1、3.1. 2锦冶炼厂所用睇精矿的质量应符合并执行现行行 业标准《睇精矿》YS/T 385、《铅锦精矿》YS/T 882等的相关规定。
3.2辅助材料
3.2.1熔剂是物料富集和粗炼工艺的主要辅助材料,不同的工艺 和冶金炉要求不同粒级的熔剂。熔剂的化学成分与炉渣性质密切 相关,直接影响冶金炉炉况、产品质量、金属回收率等,因此,要依 据各冶炼锦的生产实践及研究机构的研究确定合理的渣型。熔剂 一般选用标准中的高品级,减少渣量,也利于提高金属回收率和节 能降耗。
3.2.3本条所列是睇火法和湿法冶炼工艺中所需要的主要化学 品药剂,均为工业品,一般要尽量选用标准中的高品级,以利于产 出高品质产品和提高金属回收率。
3.3燃 料
3. 3.1〜3. 3. 9锦冶炼使用的燃料有焦炭、土焦、无烟粉煤、有烟 块煤、无烟块煤、天然气、柴油、重油、发生炉煤气、液化石油气等。 焦炭、土焦、无烟粉煤主要用作还原剂;有烟块煤、无烟块煤主要用 作燃料。燃料的选择根据冶炼厂建设条件和冶炼工艺要求确定。
• 45 •
4物料贮存及准备
4.1物料贮存
4.1.1含锌原料除含有金属锌外,还含有硫、碑、铜、铅等元素,露 天贮存易造成金属散失,同时对环境造成污染,不利于资源的综合 利用及环境保护。
4.1.3干焦炭有利于降低熔炼时能源消耗,采用有屋盖的仓库贮 存可以防止焦炭、烟煤淋湿。
4.1.4粉状物料装卸时会产生粉尘,影响操作人员的劳动卫生环 境及身体健康,需设置通风及收尘装置,防止粉尘逸散。
4. 1. 6物料的合理贮存时间,需综合考虑工厂工作及检修制度衔 接、物料运输条件及物料贮存成本等因素,一般为15d〜30d,贮存 量过小难以维持连续生产,贮存量过大则造成资金积压、加大生产 成本。
4. 1. 7锦冶炼需要用到碳酸钠、氢氧化钠、硝酸、盐酸、硫酸、硫化 钠、硫代硫酸钠、氯化铁、氨水等化学品,其中氢氧化钠、硝酸、盐 酸、硫酸、硫化钠、氯化铁、氨水属于危险化学品,应按现行国家相 关标准进行贮存。
4.2物料准备
4.2.1焙烧过程需合理控制精矿粒度,以获得良好的烧结效果。 破碎设备一般为顎式破碎机、对混破碎机等。
4.2.2湿法浸出过程的反应速度、浸出率与物料粒度密切相关, 粒度越细,比表面积越大,反应速度越快,浸出率越高,因此应尽量 降低物料粒度。破碎一般采用顎式破碎机,磨矿一般采用湿式溢 流球磨机。
• 46 •
4.2.3x4.2.4大型物料抓取设备的使用有助于提高生产效率,减 轻劳动强度;配料是冶炼工艺物料准备的重要环节,稳定的配料有 助于保持炉料成分均衡和维持适宜的熔炼制度,均衡性直接影响 冶炼过程各项技术经济指标以及产品质量。配料方式一般有仓式 配料和堆式配料两种。相比堆式配料,仓式配料易于实现配料过 程的机械化和自动化控制,配料精度更高。
4.2.5、4.2.6配料仓一般采用钢仓,钢仓仓斗角度要大于仓内物 料的动安息角,根据生产经验确定,贮存量一般在8h以上。仓斗 的适当位置要安装仓壁振动器或空气炮,以消除仓内物料的架拱 搭桥现象。空气炮要采用干燥的压缩空气。根据物料理化性能选 取配料仓下的给料设备:粉状锌精矿一般采用胶带给料机、圆盘给 料机、计量胶带给料机;块状渣料、熔剂一般采用振动给料机或胶 带给料机;烟尘一般采用螺旋给料机、星形给料机。计量设备推荐 为电子皮带秤。
4.2.7仓式配料系统一般采用PLC(电力线通信)进行在线控 制,有助于实现准确配料、维持混合料的成分稳定和炉子稳定 操作。
4.2.8设置通风除尘装置可以减少粉尘逸散,既有利于创造良好 的职业卫生条件,也有利于提高资源的利用率。
4.2.9经过混合、制粒后的炉料具有更高的孔隙率,有利于炉内 热传导,提高熔炼效率,同时能有效降低烟尘率,提高有价金属回 收率。
• 47 •
5火法粗炼
5.1 一般规定
5.1.4冶金炉生产过程中都会产出高温含尘烟气,其中熔池熔炼 炉产出的烟气温度均在IlOO℃以上,要设置余热锅炉回收余热, 生产蒸汽;鼓风炉熔炼产出的烟气温度较低,为200℃〜400℃,一 般不设置余热利用装置;处理硫化矿的氧化熔炼炉产出的烟气含 二氧化硫(SoZ)浓度高,一般送制酸系统生产硫酸(侧吹炉处理硫 化矿烟气可以采用两转两吸流程制取硫酸);处理氧化渣和锦二次 物料的还原熔炼炉产出的烟气含少量的SOz,需要经过净化处理。 所有熔炼炉产出的烟气尾气都应做到达标排放,符合现行国家标 准《锡、锦、汞工业污染物排放标准》GB 30770的有关规定。
5.1.6生产中一般含铜不大于0. 5%、锌不大于0. 01%的铅锌精 矿,宜采用沸腾焙烧-烧结焙烧工艺,否则宜采用烧结焙烧工艺。
5.1.7本条对熔池熔炼炉冷却水水质提出要求,是为了防止水冷 水套元件内结垢,引起堵塞管道。
5.2平炉挥发焙烧
5.2.1平炉挥发焙烧工艺对原料的适应性强,既能处理硫化矿, 也能处理氧化矿,还能处理硫氧混合矿以及低熔点的睇矿,适合处 理中低品位锌矿。平炉炼锌适用于中小型睇冶炼企业。
5.2.4 根据国内工厂生产经验,平炉床能力为0. 9t∕(m2 ∙ d)〜 1. It/(m2 ∙ d) 0
5.2.5平炉挥发焙烧可根据锌矿品位不同采用一次性进料、一 次性出渣,多次进料、一次性出渣,多次进料、多次出渣的焙烧 工艺。
• 48 •
5.2.7能耗与熔炼周期成正比,周期越长,能耗越高。因此生产 中要尽量缩短进、出料操作时间,降低能耗。
5.3鼓风炉挥发熔炼
5.3.2为确保入炉物料透气性,保障产出睇氧质量,鼓风炉对炉 料块率、强度都有要求,入炉粉料需要经过制团或制粒。
5.3.4本条关于鼓风炉炉床能力的规定是针对含锌物料而言。
5.3.7本条关于焦率的规定是针对含锌物料而言。
5.3.8鼓风炉需要采用微负压操作,防止炉顶烟气因正压导致外 泄,但出口处的负压不要过大,否则会造成大量漏风。
鼓风炉鼓风风压主要取决于料柱的阻力,国内某企业鼓风炉 加料前料柱高度30Omm~500mm,围炉风管处的鼓风风压控制要 求为 4kPa~6kPao
熔炼渣渣型成分比值为质量百分比。锌精矿的脉石成分主要 是二氧化硅,因此一般选择高硅渣,用铁矿石和石灰石作熔剂。根 据原料成分,在实际生产中,我国某企业对渣型的要求为二氧化硅 40%〜50%、氧化亚铁18%〜25%、氧化钙15%〜22%。
5.4鼓风炉富氧挥发熔炼
5.4.8鼓风风压宜为4kPa〜9kPa是指围炉风管处的压力范围。
5.5沸腾焙烧
5.5.4本条关于沸腾焙烧炉炉床能力的规定是针对处理铅锦精 矿而言。在实际生产中,我国某企业流态化焙烧炉处理铅锦精矿 的炉床能力为8t/(m2 ∙ d)。
5.5.5沸腾炉的加料需连续、均匀、可控,故要在炉前设置贮料 仓,并保证一定贮存量,避免断料。
5.5.10.5. 5.11沸腾焙烧的目的,一是尽量脱除精矿中的硫,二 是初步实现铅锌分离,得到尽可能多较纯的布袋锦氧。
• 49 •
5.6烧结焙烧
5.6.2烧结焙烧炉入炉物料主要有精矿、返粉、焙砂和鼓风炉烟 尘等,其化学组成要保持相对稳定,在没有焙砂作为原料时,需要 二次烧结才能保证产出的烧结块的含硫低于2. 5%。
烧结焙烧入炉混合料要经过配料、混合及制粒,确保物料的成 分均匀,且有合理的粒度,一般控制含硫6%〜8%、铅和锦35%〜 40%、二氧化硅12%〜14%、氧化亚铁16%〜18%、氧化钙8%〜 12%、水分8%〜10%。配料过程中要特别控制好炉料的含硫量, 如含硫过高,在烧结时造成料层温度过高,引起过早烧结,破坏脱 硫效果;含硫过低,则不能满足烧结过程的热要求。水分在点火后 迅速挥发形成大量透气的毛细孔,有助于烧结的顺利进行,同时也 可减少烧结前配料、混料过程中的扬尘。
5.6.7为确保烧结效果,为鼓风炉提供合格的烧结块,需要合理 控制焙烧温度、鼓风风压、烧结料层厚度。
5.7鼓风炉还原熔炼
5.7.2为保证炉料良好的透气性,需要对入炉物料粒度等进行 限制。
5.7.3本条关于炉床面积的规定是依照《锦行业准入条件》(国家 发展和改革委员会公告,2006年第94号)。
5.7.4本条规定炉床能力的目的是基于经济上的考量,故规定了 其应当达到的基本指标。
5.7.5鼓风炉还原得到的粗合金还要进入下一工序进行铅睇分 离,过多的杂质会增加下一工序的处理难度。
5.7.6炉渣中除含铅锌外,还有约10%的锌和少量的金属元素, 均需回收,一般送至锌冶炼厂处理。
5.7.7鼓风炉烟尘通常都需要回收处理,烟尘率太高则会造成生 产成本过高、回收率降低。
• 50 ♦
5.7.8烟尘成分受烧结块成分、粒度、鼓风炉的料柱高度等因素 影响,一般含铅、锌、锡、硫等,国内某企业烟尘成分为铅25%〜 30%、锦35%〜40%、锌5%〜7%、硫2%〜3%;烟尘最好返回烧 结炉或反射炉处理。
5.7.9本条规定是基于安全考虑。
5.7. 10本条为强制性条文,必须严格执行。鼓风炉的水冷水套 元件在生产中必须连续供水,不允许断水。生产中一旦冷却系统 供水中断,会使水冷元件内部的循环水汽化,压力上升,有发生爆 炸的危险。由于炉温远高于水冷水套元件的熔点温度,水冷水套 元件将被烧损,造成重大设备损坏。如果冷却系统供水压力不稳 定,冷却水会分配不均匀,导致部分水冷元件内部缺水,造成同样 严重后果。
5.8侧吹熔池熔炼
5.8.3氧化熔炼的入炉物料需要经过配料、混合及制粒,确保入 炉物料的成分稳定均匀,并具有合适粒度,以便更好地促进熔炼化 学反应的进行。入炉物料水分含量控制在10%左右,水分过高, 会导致烟气中水分高,露点温度下降,烟气余热利用及收尘系统设 施容易结露腐蚀;水分太低,则制粒效果差,会导致烟尘率增高。
5.8.5、5.8.6熔炼炉炉床能力与鼓风富氧浓度有关。富氧浓度 范围根据国内铅睇冶炼厂生产实际数据确定。在实际生产中,富 氧浓度要结合处理炉料量、炉料成分、熔炼炉开启喷嘴数量及风速 确定,喷嘴风速一般控制为200m∕s~250m∕so渣型成分比值为 质量百分比。由于铅睇精矿含硅较高,熔炼配入的熔剂一般为石 灰石和铁矿,粒度不能大于炉料粒度,配入量根据熔炼渣型经过计 算确定。某铅睇冶炼企业炉渣成分为二氧化硅32%〜42%、氧化 亚铁28%〜35%、氧化钙10%〜15%。
5.8.12本条为强制性条文,必须严格执行。本条规定为安全措 施,目的是在停电或气源发生故障时,保证熔炼炉的供气压力,防
♦ 51 •
止炉内高温熔体倒灌进入喷嘴,并从喷嘴泄漏,发生事故,以便为 现场人员封堵风口操作留出一定处理时间。一般情况下,安保气 源的供给时间要求在5min左右,供气压力不能低于熔炼炉正常 运行时的压力。
5.8.13本条为强制性条文,必须严格执行。富氧侧吹熔炼炉的 炉身、炉顶均由水冷水套元件构成,水冷水套元件采用循环冷却水 冷却。这些水冷水套元件在生产中必须连续供水,不允许断水。 生产中一旦冷却系统供水中断,会使水冷元件内部的循环水汽化, 压力上升,有发生爆炸的危险。由于炉温远高于水冷水套元件的 熔点温度,水冷水套元件将被烧损,造成重大设备损坏。如果冷却 系统供水压力不稳定,冷却水会分配不均匀,导致部分水冷元件内 部缺水,造成同样严重后果。
5.9铅锦合金吹炼
5.9.3本条规定依照《禅行业准入条件》(国家发展和改革委员会 公告,2006年第94号)要求:“反射炉炉膛不小于10平方米/座。” 5.9.4本条关于吹炼炉炉床能力的规定是针对粗合金而言。
5.9.6在实际生产中,国内某锌冶炼企业IOmZ的吹炼炉风量大 于3685rh3/h,风压大于4776Pao吹炼周期包括升温、投料、吹炼、 放炉、封炉嘴的整个生产过程。在实际生产中,10∏?吹炼炉吹炼 周期一般控制在6d以下,随着炉床面积的增大,生产周期可以适 当延长。
5.9.9本条是基于安全考虑,规定了放炉口、扒渣口应设置操作 场地和紧急疏散通道。
5.9.10本条为强制性条文,必须严格执行。吹炼炉的水冷水套 元件在生产中必须连续供水,不允许断水。生产中一旦冷却系统 供水中断,会使水冷元件内部的循环水汽化,压力上升,有发生爆 炸的危险。由于炉温远高于水冷水套元件的熔点温度,水冷水套 元件将被烧损,造成重大设备损坏。如果冷却系统供水压力不稳
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定,冷却水会分配不均匀,导致部分水冷元件内部缺水,造成同样 严重后果。
5.10底吹还原熔炼
5.10.1本工艺属于富氧熔池熔炼工艺范畴,适用于处理锌渣及 睇烟灰,生产含睇多金属合金。我国某铅冶炼企业锦烟灰成分为 睇35%〜70%、金小于8g/t、银小于5kg/t、铅8%〜23%、彼0-1.9%、伸14%〜35%;锦渣成分为睇18%〜58%、金小于10g/t、 银小于6kg∕t、铅14%〜34%、秘0. 1%〜6%、碑4%〜10%。
5.10.2入炉物料需经过配料、混合和制粒处理。一般配料前将 大块睇渣先期进行破碎处理,控制粒度不大于IOOmm,其中无不专 块等杂物。对锦渣及睇烟灰等含锌物料、返回烟尘、熔剂和无烟煤 先进行配料,计量设备一般为电子皮带秤、计量螺旋秤等。经过配 料的物料再进行混合及制粒。入炉物料水分含量控制在10%左 右,80%以上的物料粒度为3mm〜20mm。水分含量过高,烟气中 水分就高,烟气露点温度下降,烟气余热利用及收尘系统设施容易 结露腐蚀;水分含量过低,炉料的制粒效果差,导致烟尘率增高。 制粒后的入炉物料也可以在炉前与就地返回的烟尘经电子皮带秤 准确计量及混匀后加入底吹还原炉熔炼。
炉料中焦炭或无烟煤的主要作用是作为还原剂,同时也起到 补充热量的作用;选用的造渣熔剂一般为石灰石和铁矿石。根据 生产实践,配焦量一般为炉料量的3%〜5%,具体配焦量应根据 熔炼炉热平衡计算确定,焦炭含碳应大于60%,粒度不大于炉料 粒度。生石灰含氧化钙不应小于40%,铁矿石含铁不应小于 50%,生石灰和铁矿石的粒度不大于炉料粒度。
5.10.3炉床能力中的料量指入炉物料的实物干量,包括睇原料、 熔剂、返尘,不包含煤。某企业采用底吹熔炼炉处理含睇物料,处 理炉料IOOt/d,平均为4t∕ho采用的熔炼炉规格是^3000mm× 800Omm,配套有3支氧枪。
• 53 .
5.10.5本条根据国内企业生产实践经验确定了底吹还原熔炼的 操作制度,确保锦与炉渣的有效分离。
5.10.6熔炼炉渣的熔点一般在900℃〜IOOO℃,为了确保炉内 熔体有较好的流动性和较合理的黏度,使产物铅锌合金与炉渣有 效分离,炉渣需要过热,熔炼温度要高于炉渣熔点100℃〜150℃。
熔炼炉喷枪布置在炉子底部,氧气和天然气通过喷枪喷入炉 内,天然气的主要作用为燃料和还原剂。氧气和天然气体积比控 制在1.5〜1.9,主要是为了保持炉内熔池的还原性气氛,避免熔 池底部金属熔体氧化。
熔炼炉渣渣型铁硅钙比值为质量百分比值。
5.10.7回收率是考核熔炼效果的主要经济技术指标,本条规定 回收率宜大于95%是根据国内企业生产实践情况确定的。
5.10.8还原熔炼产出的铅锦合金中含有一定量的易还原杂质金 属,一般含睇大于50%、含铅小于20%、含神小于0. 02%,其余杂 质为铜、秘、金、银。
5.10.9烟尘率与熔炼温度、气氛控制、易挥发物含量有密切相 关,根据国内相关企业生产实践,以干基炉料量计,烟尘率宜小 于 20%。
5.10.10国内某企业睇熔炼还原炉渣成分见表1。
表1锦熔炼还原炉渣成分
|
成分 |
Pb |
Sb |
As |
FeO |
SiO2 |
CaO |
|
含量(%) |
0. 10〜2. 58 |
0.5 〜2. 5 |
0. 1-1.3 |
8〜25 |
6〜15 |
3. 5~8. 0 |
5.10.11本条为强制性条文,必须严格执行。在实际生产中,底 吹熔炼炉通过控制转动装置实现烘炉、熔炼、放铅锦合金、放渣、换 枪等作业工位的切换,因此,炉子的转动装置必须设置应急备用电 源,保证主驱动电机在失电时,应急备用电源能自动投运使炉体能 迅速由工作位转至检修位。否则,可能会导致炉体倾转,进而导致 高温熔体泄漏,使设施和人身遭受重大安全风险。
5.10.12本条为强制性条文,必须严格执行。底吹熔炼炉的进料
• 54 .
口、喷枪部位均设置有水冷水套元件,水冷水套元件采用循环冷却 水冷却。这些水冷水套元件在生产中必须连续供水,不允许断水。 生产中一旦冷却系统供水中断,会使水冷元件内部的循环水汽化, 压力上升,有发生爆炸的危险。由于炉温远高于水冷水套元件的 熔点温度,水冷水套元件将被烧损,造成重大设备损坏。如果冷却 系统供水压力不稳定,冷却水会分配不均匀,导致部分水冷元件内 部缺水,造成同样严重后果。
5.11反射炉还原熔炼
5.11.2由于各种睇氧含金属杂质的量不同,如结氧、粉结氧、粉 氧、次锌氧含铅、伸等挥发性杂质较少,而布袋氧含这些杂质则较 多,故需按精锌等级要求进行搭配熔炼。
还原煤的质量主要影响还原反应速度和泡渣的产出量,高质 量的还原煤反应速度快,冶炼时间短,泡渣产出量少,经济效益好。 还原煤的质量指标见表2。
表2还原煤质■指标
|
固定碳(%) |
灰分(%) |
水分(%) |
粒度(mm) |
|
>80 |
<10 |
<5 |
<5 |
• 55 •
6火法精炼
6.1 一般规定
6.1.2、6. 1.3粗睇中的杂质铅在精炼时很难除去,碎等杂质虽能 被除去,但消耗纯碱多,吹炼时间长,产出碑碱渣多,造成锦的直收 率降低。根据生产实践经验,粗睇含睇大于95%,才能生产出符 合国家标准的产品。
6.2反射炉精炼
6.2.1现行国家标准《锌锭》GB/T 1599对锌锭中铁、铜、硫、碑、 铅等各杂质及杂质总量均有明确要求,粗睇只有经过除铁、除铜、 除硫、除碑、除铅后,才能生产出符合要求的产品。
6.2.2当睇中含铁超过规定时,通常加入高品位的硫化睇精矿进 行除铁,硫化睇的加入量,按每千克铁消耗LOkg〜1. 4kg硫计 算。除铁后,应进行脱硫,纯碱是最好的脱硫剂,能将睇液中的硫 除至0.002%以下,一般用含碑较低的碱渣代替纯碱进行脱硫,也 可以在加纯碱除碑过程中同时除去硫。
6.2.3碱性精炼主要加入纯碱,吹入压缩空气除去碑,同时除去 其他杂质,如铜、铁、硫等,以使得产品达到精睇标准。
纯碱的加入总量需根据锌液中含碑总量计算,理论上每千克 碑消耗2. 12kg纯碱,但实际用量均超过该数值。
6.2.4现行国家标准《锌锭》GB/T 1599对锌锭中铅的含量有严 格规定,而睇中的金属杂质铅在精炼时很难除去,一般采用磷酸盐 除铅。
6.2.5 炉床面积12π?以上时,每一炉次产出精锌25t〜40t,一般 采用机械连续浇铸。机械铸锭时,锦液流入锌模的控制温度为
• 56・
700℃〜800.C,温度过高,会增加睇的氧化挥发,并使锌锭产生表 面缺陷;温度过低,则不利于分离炉渣等夹杂物,还会使睇锭表面 呈现黄釉和黑斑状缺陷。
6.2.6、6.2.7反射炉精炼的直收率一般为70%〜78%,因为精 炼过程中产出大量的次睇氧和碑碱渣等回炉品,其中所含睇金属 占人炉总含睇量的22%〜30%,经分别处理后,总回收率可达 98%以上。
6.2.9碑碱渣渣率取决于睇液含碑量和碑碱渣含伸高低,一般工 况下,为精睇产量的5.0%〜7. 5%,碑碱渣含睇宜为3%〜30%。 实际上碑碱渣成分变化很大,精炼高碑睇时,第一次产出的碑碱渣 含碑高达7%〜9%,而最后一次精炼产出的碑碱渣含碑低至1% 以下,游离氧化钠可达30%以上。为降低纯碱的消耗,常将最后 产出的低碑碱渣返回精炼炉使用。
• 57・
7湿法工艺
7.1 一般规定
7.1.1我国的湿法炼锦工艺研究始于20世纪60年代,湿法炼锦 工艺既能处理单一的含锌原料,又能处理复杂多金属矿,如锦金 矿、锦铅矿、硫化-氧化混合矿以及冶炼厂的含锌烟尘。睇的湿法 冶金工艺主要包括锦的浸出和浸出液的处理两个过程,浸出方法 有酸性浸出和碱性浸出两种。矿浆电解工艺是一种湿法冶金新技 术,它集湿法冶金通常包含的浸出、溶液净化、电积三个工序合为 一体,利用电积过程的阳极氧化反应浸出矿石中的金属,使电积过 程阳极反应的大量能耗转变为金属的有效浸出。
7.1.2浸出槽内设置搅拌是强化扩散、加快浸出过程的需要,一 般采用机械搅拌方式。浸出温度是浸出过程的重要参数之一,不 仅影响锦的浸出率,也影响浸出时间。一般浸出温度要控制在 90℃以上,需要采用大量的蒸汽加热。为了不稀释溶剂浓度,一般 采用间接加热方式。
7.2酸性湿法工艺
7.2.1酸性湿法浸出是在酸性环境下,利用浸出剂浸出硫化锦精 矿,再从浸出液制取锌白。目前工业上常用的是氯化浸出法,浸出 剂采用盐酸和氯气,在盐酸环境下,用氯气作为浸出剂浸取硫化锌 精矿,在浸出过程中,锌精矿中的硫大部分被氧化为单质硫进入浸 出渣,一部分碑、铅、铁、铜等杂质及大部分金、银等贵金属也进入 浸出渣中,睇形成可溶性氯化物进入溶液,从而实现锌与杂质的初 步分离。氯气浸出液制取锦白的处理流程为浸出—除杂一水解一 中和。
• 58 •
7.2.2影响浸出率的主要因素包括浸出剂的用量和浓度、浸出温 度、浸出时间、搅拌强度、矿浆液固比、盐酸用量等。
(1)氯气用量。氯气的实际用量一般大于理论用量,通常在反 应体系颜色发生变化后,再继续通入少量氯气则确认为反应完成。
(2)浸出温度。反应终点温度一般为90℃〜100℃,浸出率达 到99%以上。
7.2.3除杂过程采用还原工艺,一次还原剂采用硫化锌精矿,其 反应原理为:
3SbCI5 +Sb2 S3 = 5SbCl3 +3S
6FeCl3 + Sb2 S3 = 2SbCl3 +3S+6FeCl2
一次还原反应为周期性作业,可分为还原、沉淀及压滤固液分 离三个阶段。
二次还原反应的作用是将冷却液中的五价锌离子和三价铁离 子还原成低价态,从而保证产品的质量。还原剂采用金属锌粉,反 应原理为:
3SbCl5+2Sb = 5SbCl3
3 FeCl3 +Sb=SbCl3+3FeCl2
二次还原反应为周期性作业,可分为还原、沉淀、压滤固液分 离、硫酸铜反应四个阶段。
二次还原反应采用下列技术操作条件:
(1)还原剂采用金属睇粉,需控制含锦不小于99. 8%。
(2)除杂剂采用工业级硫酸铜。
7.2.4水解反应的作用是将液相中以氯化锌形式存在的锌转变 为固体Sb,OsClz形式,通过水解反应可以去除绝大部分二次还原 中的铅、铁等杂质,完成锦与这些杂质的分离。
4SbCl3+SH2O=Sb4O5Cl2+ IOHCl
随着水的加入,上述反应持续进行,亚铁离子、铅离子等杂质 留在液相中,实现锌与杂质的分离。睇以氯氧锌形式从液相中析 出,其中含铁、铅分别在0.01%和0.10%以下。
• 59 •
影响氯氧锌产品质量的因素主要有:
(1)水解母液酸度。水解母液酸度保持在O. 8mol∕L ~1, 2mol∕L 较为适当。
(2)反应温度。反应温度高,反应速度快,得到的氯氧锦颗粒 粗,使得产品粒度粗;而反应温度低,得到的氯氧睇颗粒细,沉淀速 度慢,操作不便。
7.2.5中和反应的目的是将中间产物Sb“OsClZ转化为立方晶型 的Sb2O3 ,并进一步除去氯氧锦中的铁、铅等杂质。
(1)影响中和反应过程的因素主要有反应液固比、转型温度、 转型时间、中和酸碱度。
(2)中和反应除杂质一般采用氨水为中和剂。
(3)反应过程投入的氯氧睇与纯水比为1 : 1.5〜1 : 2。
(4)某企业高纯三氧化二锌质量标准见表3。
表3高纯三氧化二锌质餐标准
|
品级 |
特优级 |
0级 |
1级 | |
|
化学 成分 (%) |
Sb203 》 |
99.95 |
99. 95 |
99. 90 |
|
As? θɜ |
0. OOlO |
0.0030 |
0. 0050 | |
|
PbO |
0. OOlO |
0.0020 |
0.0030 | |
|
Fe2O3 |
0. 0010 |
0.0020 |
0.0030 | |
|
CuO |
0.0005 |
0.0010 |
0. 0010 | |
|
Cl |
0.0020 |
0.0030 |
0.0040 | |
|
Se |
0.0010 |
0.0015 |
0.0020 | |
|
Cd |
0. 0005 |
0.0005 |
0.0010 | |
|
物理 性能 |
白度(%) |
≥93 |
≥91.5 |
≥90 |
|
平均粒度(Km) |
≤3 |
≤3. 5 |
≤4 | |
7.2.6氯气属于有毒有害物质,氯气泄漏会造成工作人员中毒, 引起安全事故,因此,在氯气贮存及使用场所需配置泄漏报警装置 及应急处理设施。
• 60 •
7.3碱性湿法工艺
7.3.1碱性湿法工艺是在碱性环境下,浸出剂选择性浸出硫化锌 精矿,浸出矿浆经过压滤,实现液固分离后,将滤液导入电解槽内, 在直流电作用下,溶液中锦离子在阴极板上进行沉积,以达到制取 金属睇的目的。工艺上用的浸出剂主要为硫化钠,在碱性条件下, 硫化钠选择性浸出锌精矿中的硫化睇,而精矿中的碑、铅、铁、铜、 秘、金、银等金属大部分留在渣中,从而实现睇与其他金属的分离。 7.3.2浸出过程中影响浸出率的主要因素有溶液中浸出剂的浓 度、浸出温度、浸出时间、搅拌强度、矿浆液固比、精矿粒度等。控 制好浸出条件,可以使睇精矿中锌的浸出率达到95%以上。
7.3.3本条是对电积过程中的阴极电流密度,阳极电流密度,槽 电压,电积前、后液锌离子浓度的规定,为了保证电积效率、电流效 率及阴极锌的品质,控制好溶液中钠离子的浓度,锌的电积率可达 95%以上,阴极含锌可达95%以上,电积电耗可控制在4000kW ∙ h/t 以下。
7.3.4浸出液经过电积后,溶液中将会有硫化钠产生,因此需要 对溶液进行净化处理,才能实现电解后液的循环利用。电解后液 净化处理需采取冷冻结晶或蒸发结晶方式,结晶产物皆为硫化钠。 结晶硫化钠可以加工为工业级硫化钠产品;蒸发蒸汽或冷冻液经 回收可以作为浸出母液,用来浸出锌精矿。
7.4矿浆电解工艺
7.4. 1矿浆电解工艺生产金属锦是在盐酸-氯化铁体系中,主要 利用阳极反应浸出硫化锌矿中的锌,利用阴极反应生产金属锌的 工艺。在浸出过程中,锦精矿中的大部分硫被氧化为元素硫进入 浸出渣,大部分碑、铅、铜等杂质及金、银等贵金属均留在渣中,睇 形成可溶性氯化物进入溶液,从而实现睇与杂质以及其他贵金属 的初步分离。采用盐酸-氯化铁体系,氯化铁的作用相当于催化剂
• 61 •
和反应媒介,锦的浸出和电积同时在电解槽内完成。
矿浆电解工艺处理硫化锌矿的主要流程为:浸出一浆化一电 解一压滤,根据铁的累积情况进行开路除铁。
7.4.3浸出工序主要为了生成合格的阴极补液,并浸出反应原料 中的小部分睇。浸出过程的主要影响因素为浸出液固比、溶液酸 度、浸出温度、浸出时间、搅拌强度等。
2本款规定了浸出液固比。浸出液固比是指电解后阳极液的 体积与原矿的重量之比,液固比和阴极补液的用量密切相关,也和 原料锦的百分含量相关。单次浸出液固比一般为10 : 1〜15 : I0
3本款规定了浸出酸度。在浸出反应中,盐酸的主要作用是 防止氯化睇水解、增大锦的溶解度,并起到一定的浸出作用。氯化 锌在酸度较低的情况下立即发生水解,因此浸出时应保持较高的 酸度,但盐酸浓度太大,对后续处理工序和整体设备影响较大,所 以生产中浸出酸度一般控制在2. 0mol∕L~3. 0mol∕Lo
4本款规定了浸出温度。温度对浸出反应影响最大,温度升 高,浸出率明显提高,反应速度显著加快,但温度过高,盐酸易挥 发,且增加防腐及操作难度。本工艺中,温度一般为50°C-60∙C, 浸出率约为20⅝o
7.4.4浆化工序主要进行调浆作业,以保证进料的稳定。
1根据相关企业生产实践,调浆液固比为4 : 1〜6 : 1时矿 浆流动性好;
2矿浆进料时宜进行机械搅拌,保证进料稳定均匀。
7.4.5电解工序是矿浆在电解槽中进行锌的浸出(阳极),阴极补 液补入阴极隔膜袋内进行金属锦的生产(阴极)的过程。
电解工序主要根据日产锌量计算处理量和矿浆流量,根据阴 极补液锌离子浓度下降值计算阴极补液流量,再根据阴极补液量 计算预浸所需的溶液量。
1电流密度过低、过高都会影响电流效率,槽电压过高会降 低电流效率,同时使杂质析出,导致阴极锌品位降低;
♦ 62 ♦
2矿浆流量值可通过计算得出;
3单槽阴极补液流量值可通过计算得出;
4通过调节电流和控制原料进料,确保睇的浸出率和回 收率。
7.4.6在矿浆电解工艺中,随着锌的浸出,矿物中的铁也会部分 浸出,从而在溶液中累积,当溶液中铁离子浓度大于10g/L时需 进行除铁处理。
2溶液中酸度过高,会消耗大量的金属铁,当溶液酸碱度大 于1时,锦开始水解,故将溶液预处理至酸碱度为0〜1时再进行 置换,则效果佳且铁粉用量少,铁粉用量根据溶液中的锦、三价铁 离子和酸的量来计算;
3置换过程放热,控制置换温度为40℃左右时,可以保障电 解时最佳温度为50℃〜60℃;
4根据相关企业生产实践,置换时间为4h〜8h。
• 63 •
8火法生产锦白
8.1 -般规定
8. 1. 1、8. 1.2根据火法睇白生产原料的不同,选择不同鼓风强度 的生产工艺,并预先将原料中铅、碑等杂质元素的含量控制在一定 范围内,以产出符合国家质量要求的三氧化二睇产品。
8.2合金生产锌白
8.2.1本工艺属于睇白生产工艺,适用于从高杂质的铅锌合金中 直接生产锦白,表4为某企业高杂质铅锌合金直接生产睇白的原 料成分。
表4铅锌合金成分
|
元素 |
Sb |
Pb |
Bi |
Cu |
As |
Fe |
|
含量(%) |
50 〜65 |
10 〜18 |
5〜9 |
0.5 〜2.0 |
1.0 〜3. 5 |
3. 0~7. 5 |
铅睇合金直接生产储白工艺原理是:基于碑及其他微量杂质 能优先与氧化钠结合生成碑酸盐造渣,故先净化除去影响睇白质 量的杂质碑与微量元素(达到含碑小于0.02%),铅睇合金除碑合 格后,投入专用的氧化设备鼓风氧化,利用铅锌密度差异大、易分 层、锦易于氧化挥发的性质,控制温度、风量和风压,使铅同鯉、铜 以金属形态富集于高铅睇中,锦优先氧化挥发产出三氧化二锦,即 锦白。
8. 2. 2预精炼除杂时需控制温度,温度过低,消耗的碱量大,成本 高;温度过高,锦挥发损失大,回收率低。
8.2.3、8.2.4 锦白炉需要均匀加热合金物料,避免合金局部过 热,产生熔体紊流,导致鼓风氧化时杂质铅的氧化挥发,影响产品 白度。因此,睇白炉的加热燃料一般采用易控制、能多点均匀燃
• 64 •
烧、清洁高效的天然气和煤气。鉴于睇白炉加热均匀性的要求较 高,熔体静置分离要求高,单台炉床面积不宜过大,宜小于4m, 8.2.6、8.2.7锦白炉氧化吹炼时需将温度、风压、风量控制在一 定范围内。氧化吹炼温度过高,铅睇合金不分层,锦白含铅高,影 响产品质量;温度过低,产能低,成本高。供风系统的风压和风量 也直接影响产品质量和产品成本。
8.2.8铅锌合金直接生产锦白是使铅锌合金中锦氧化挥发,而铅 则富集沉在睇白炉的底部,实现铅锌分离。产品睇白质量在很大 限度上取决于高铅锌含铅和残睇的多少。高铅睇残锦高,睇白质 量高,睇直收率低;反之,睇直收率高,睇白质量差。在实际生产 中,常控制高铅睇含睇在11%以上,表5为国内某企业铅锌合金 直接生产睇白时控制高铅睇成分。
表5铅锌合金直接生产锌白时控制高铅锌成分
|
元素 |
Sb |
Pb |
Bi |
Cu |
As |
|
含量(%) |
11 〜18 |
65 〜72 |
8〜15 |
2〜5 |
0. 1 — 1. 0 |
高铅锌还含有大量的有价金属,一般经进一步吹锦氧粉回收 睇后,送至铅电解工序进行有价金属回收。
8.2.9、8.2. 10国内某企业铅锌合金直接生产储白技术经济指 标:预精炼工序锌的回收率为94%,氧化工序睇的回收率为99%。
8.3锌锭生产睇白
8.3.1我国约95%以上的锦白采用火法工艺生产。火法工艺流 程短,通过熔化、氧化挥发和急剧冷却等步骤可以获得纯净的睇 白,但火法工艺对原料质量要求高,因此常以精锦为原料,本条规 定是根据锌白产品的质量标准制定的。
8.3.5、8.3.6精锦生产睇白工艺一般采用睇白炉,睇白炉为反射 式隔焰炉,炉床能力及炉床面积是结合睇行业实际生产指标以及 结合《睇行业准入条件》提出的。
8.3.8在生产实践中,锌白炉内锦液及反应区的温度一般控制在
• 65 •
IOOo℃左右,并保持稳定,若温度波动太大,将导致锦蒸气挥发量 以及反应速度的变化,从而使反应生成的三氧化锌蒸气浓度发生 变化,导致锦白结晶粒度不均匀,浓度大则粒度粗,反之则细,故温 度波动将直接影响最终产品锌白的质量。
8.3.9鼓风强度直接影响锦白的产品质量。鼓入的空气量包括 一次空气量和二次空气量,均对维持锌液及氧化反应炉内的温度 起重要作用,同时影响睇的挥发和氧化速度。若一次空气量大,将 导致锦挥发量过大,而二次空气量不足,氧化反应速度过低,将导 致金属锦直接进入锦白产品,降低了产品质量。若二次空气量过 大,会使炉内温度降低,可能使氧化反应不彻底,也可能使三氧化 二睇蒸气在进入骤冷器前,在较高的温度下结晶形成斜方晶体,从 而影响产品质量。控制总空气量及一、二次空气量的比例,是保证 睇白产品质量的重要操作。
• 66 •
9综合回收
9.1 一般规定
9.1.1贵睇中含有大量高附加值的贵金属,铅渣中含有有价金属 铅,碑碱渣中含有大量的锦和碑,进行回收处理既回收了有价金 属,又加强了环保治理,同步实现资源化、无害化或减量化。
9.2金回收
9.2.1富贵锦生产原料为鼓风炉前床产出的贵锦合金。贵睇合 金含睇宜大于85%,含金宜大于600g/t,含铁宜小于15%。
9.3碑碱渣处置
9.3.1碑碱渣处置原料为粗锌精炼阶段快速除碑工序产生的神 碱渣,神碱渣成分为含睇10%〜25%、含碑4%〜20%。
9.3.2碑碱渣中的碑一般为水溶性,一旦渗入地下或流入江河湖 泊,将对环境造成严重危害。碑碱渣贮存设施需严格按照国家标 准相关要求进行规划设计,以防造成严重后果。
9.3.3目前,碑碱渣处理主要采用湿法工艺,采用水浸方法使 锦、碑分离,回收其中的睇。含碑溶液一般采用化学沉淀法得 到碑渣,再用水泥和石灰进行固化处理后填埋,以达到环保 要求。
9.3.7碑碱渣处置后所获浸出渣一般返回熔炼。
9.4铅渣回收
9. 4.1处理铅渣的最终目的是最大限度地回收铅渣中的有价金 属锦和铅,甚至可以综合利用磷酸盐。国内某企业铅渣成分及性
• 67 •
质见表6。
表6铅渣成分及性质
|
Sb(⅜) |
Pb(%) |
P(⅜) |
粒度(mm) |
物理性能 |
|
25 〜40 |
5〜15 |
10—13 |
≤40 |
坚硬块状、易潮解 |
9.4.9国内某企业铅渣回收工艺产品质量指标见表7o
表7铅渣回收工艺产品质■指标
|
Sb(⅜) |
Pb(%) |
P(%) |
水分(%) |
物理性能 |
|
55 〜70 |
8〜15 |
≤2. 5 |
≤10 |
灰色或淡黄色粉状 |
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10冶金计算
ιo.o. 1冶金计算要以可靠的原料化学成分及物相组成资料为基 础。当缺少原始资料时,如原料是睇精矿时,可按矿石的物相组成 进行併精矿矿物合理组成的计算;若是含锌渣、烟尘等,则根据上 游工艺特性进行理化推算。
10.0.2原料以"t/a"作为冶金计算的基准,具有计算方便、直接 体现设计规模数据的特点。数字取小数点后2位,可以满足冶金 计算的精度要求。
10.0.3本条中的计量单位应采用国家计量标准单位。
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S/N:155182 ∙ 0753
统一书号:155182 0753
定 价:15.00元