“低碳环保”硬锌处理新技术

　　1  简介

　　我国现存竖罐炼锌、密闭鼓风炉炼铅锌、电炉炼锌工艺，2010年底全国蒸馏锌产能近100万吨，伴随蒸馏锌生产每年产出硬锌有7万吨。硬锌含有90%的锌，5%的铁，同时富含铟锗锡等有价金属，多种杂质金属的存在，使其流动性非常差，无法采用常规的精馏技术实现锌与有价金属的分离。采用先进的非常规精馏技术实现硬锌的二次精馏，产出精锌和进一步富集有价金属铟锗，得到的二次硬锌采用坩埚炉蒸馏技术蒸馏获得高品位的铟锗渣和3#锌，3#锌精馏产出99.9995%高纯锌，铟锗渣用于提铟、锗。这一国内领先的硬锌处理技术经过十年的研发，获批国家多项专利，已在蒸馏锌工艺中推广应用，具有非常好的应用前景，是硬锌处理技术发展方向。

 

　　2  硬锌处理现状

　　硬锌是粗锌火法精馏生产精锌的产物，约占粗锌投入量的7%。由于锌原料铟、锗含量不同，硬锌中含有1-1.5%不等的铟、锗。硬锌的处理通常采用卧式真空炉真空蒸馏技术蒸馏，产出3#锌和铟渣。蒸出的3#锌因含有0.3-0.5%铟锗，须返回精馏工艺精馏生产精锌，消耗锌二次精馏能源，铟渣含铟锗6-7%，同时还含有40%的锌，铟锗渣提铟锗过程中锌被损失掉。常规工艺锌和铟的直收率低，同时又污染环境，此工艺处理硬锌的能耗也很高，每处理一吨硬锌需要3500Kwh以上的用电。铟锗含量不高的硬锌也有采用竖罐蒸馏方法处理工艺，此工艺锌可以很好地回收，但铟锗等有价金属回收率很低。硬锌的处理一直困扰锌的火法提纯和铟锗有价金属的回收，需要有一全新的处理技术支持。

 

 

　　3 硬锌处理新技术新工艺

　　3.1硬锌处理工艺流程

　　硬锌处理工艺流程图

 

　　3.1硬锌常压精馏新技术

　　常规锌精馏塔，采用碳化硅塔盘，不耐急冷急热，不可停可开，水煤汽或煤加热，炉温不够稳定，且锌中的铁严重影响碳化硅塔盘的寿命。为克服常规锌精馏塔上述缺陷，采用了耐铁腐蚀的材料做塔盘，采用计算机控制的电加热对蒸馏系统高温均匀给热。衡阳科力威高纯金属材料有限公司经过对上述技术进行调整，实现了精馏塔的可停可开，可以处理含铁5%以上的硬锌，产品纯度在99.995%以上，产出精锌的比例占投入粗锌的50%。这一过程实现了硬锌的连续精馏，同时又产出高品质的精锌，铟锗全部留在二次硬锌中,有价金属的直收率高，能耗低。

 

　　3.2二次硬锌坩埚炉蒸馏技术

　　二次硬锌含锌量70-80%,已无法进行连续蒸馏。要通过蒸馏的方法实现锌与有价金属分离，须建立950-1050℃温度下蒸馏系统，电加热可以很好地满足蒸馏所需要的工艺条件，用一个坩埚或多少坩埚叠加的方式来实现二次硬锌的坩埚炉蒸馏。蒸馏残渣中铟、锗可以富集到15-20%，锌可以根据需要降至5%以内，蒸馏所得的3#锌含铟量小于500g/吨，这种3#锌已不含沸点低于锌的杂质，是生产99.9995%高纯锌的极好原料。

 

　　3.3高纯锌的生产

　　二次硬锌蒸馏产出的3#锌，采用单塔炉蒸馏技术进行精馏，可以直接产出99.9995%高纯锌，其中的少量铟锗被富集而形成硬锌返回前段蒸馏工艺处理。

 

　　4  硬锌处理新技术应用

　　4.1硬锌常压精馏

　　2008年处理马关云铜锌业有限公司硬锌700吨，常压连续精馏，产出精锌340吨，纯度99.995-99.998%，其中杂质Fe＜2PPm、Cd＜20PPm、Pb＜5PPm，为低铁锌。产出二次硬锌350吨，能耗1600Kwh/吨精锌。

 

　　4.2二次硬锌坩埚炉蒸馏

　　2008年处理马关云铜锌业有限公司二次硬锌350吨，产出铟渣含铟15-21%，3#锌含铟量小于200g/吨锌；2011年处理马关云铜锌业有限公司一次硬锌，产出铟渣含铟12-15%，3#锌含铟量小于500g/吨锌，能耗：1600Kwh/硬锌。

 

　　4.3高纯锌的生产

　　衡阳科力威高纯金属材料有限公司采用无镉3#锌生产高纯锌，纯度99.9995-99.9998%，Fe＜1PPm、Cd＜1PPm、Pb＜1PPm、Cu＜1PPm，能耗1600Kwh/吨。

 

　　5  结语

　　硬锌处理新工艺融合了非常规硬锌连续精馏、硬锌坩埚炉蒸馏、高纯锌生产等多项创新技术，实现了硬锌无污染、无排放、低能耗的处理。硬锌处理过程铟直收率高、锌直收率高、锌品品质好、铟渣含锌低、处理成本低，系“低碳环保”硬锌处理新技术。