一、铅冶炼现状
在曩昔的十年里,我国的铅冶炼职业开展迅速。2005年全国出产精铅237.8万吨,较1996年的70.62万吨,增加了167.18万吨。同期国际铅的年产值,由1996年的578.5万吨至2005年达746.88万吨,仅增加了168.38万吨,可见在此期间国际铅产值的增加99%以上是由我国完结的。我国铅产值近10年间年均递加14.9%,增加速度为国际之最。
依据材料计算,现在全国建成铅冶炼厂400多家,其间2005年精铅产值在10万吨以上的冶炼厂有3家,年产5~10万吨的8家,3万t/a以上的18家,其总产值约为133万吨,占全国精铅总产值的56%。见表1。
我国传统的铅冶炼工艺所产铅量占总产值的85%,除株洲冶炼厂、河南豫光、金利、豫北、万洋、焦作东方、内蒙林东等冶炼厂选用烧结机外,其他均选用烧结锅或烧结盘进行烧结。
选用烧结-鼓风炉炼铅锌的ISP工艺,在国内有4家,五条出产线在出产,其间韶关冶炼厂两条、白银、葫芦岛锌厂、青海煌中县各有一条。
烧结机-鼓风炉炼铅工艺使用比较老练,但低浓度二氧化硫烟气收回难度较大,株洲冶炼厂引入托普索制酸技能,河南豫光金铅集团、豫北金属冶炼厂和济源万洋冶炼集团等均选用非安稳态制酸技能。但受工艺条件和设备的约束,SO2无安排排放和铅尘污染仍未得到有用操控。至于尚在出产的烧结锅-鼓风炉炼铅工艺(国家2000年起明令禁止出产) SO2及铅尘污染尤为严峻。
表1 2005年我国年产精铅3万t以上厂商名录
序号
厂商名称
精铅产值(t)
1
豫光金铅集团
230500
2
徐州春兴合金有限公司
105159
3
豫北金属冶炼
102945
4
水口山有色金属有限公司
98288
5
株州冶炼集团
96038
6
万洋冶炼集团有限公司
87001
7
中金岭南
83408
8
云南冶金集团
72950
9
金城江成源冶炼厂
72544
10
济源金利冶铁有限公司
55000
11
河池市南边有色冶炼公司
54329
12
保定帆船有色金属有限公司
44977
13
湖北金洋合金股份公司
44891
14
红河州复兴铅业有限公司
41500
15
个旧沙甸电冶厂
40663
16
安徽池州有色金属集团
37087
17
太和县宏达集团
31140
18
宁夏天马冶化公司
31006
总 计
1329426
近几年,跟着国家对环保要求日趋严厉,新的炼铅办法在我国逐渐得到推行使用,如云南曲靖引入的艾萨法(ISA)、西北矿业公司引入的卡尔多(Kaldo)法等炼铅工艺都已投产。
特别是我国自主开发的氧气底吹-鼓风炉复原炼铅新工艺推行速度很快,除河南豫光金铅集团、安徽池州、湖南水口山等4套设备已成功投产外,河南灵宝凌冶股份有限公司已于本年8月份焚烧烤炉,云南祥云飞龙实业有限公司已于9月20日投产。
现在选用该工艺新建或改造原有铅体系,已进入施工图规划阶段的有赤峰兴业、白音诺尔铅锌矿、济源金利等三家。进行可研规划的有郴州、戈阳、贵溪、沙甸等4家。
氧气底吹-鼓风炉复原炼铅工艺(SKS)是我国通过近20年的实验研讨取得成功的熔池熔炼技能,具有出资省、环保好、硫及伴生金属收回率高,合适处理高砷物料,关于现有铅厂改造,具有很强的竞争力,是国家要点推行的环保项目之一。上述13个项目建成投产后,我国矿产精铅将有一半以上由该工艺出产。加上引入的几项技能的推行,我国铅冶炼环保情况将取得底子改善。总体水平将处于国际领先方位。
现在,在铅冶炼的研讨方面,中南大学在河南新乡的氧气侧吹熔池熔炼直接炼铅技能已取得必定开展。河南豫光金铅集团在进行液态高铅渣直接复原实验,碰到一些工程难题,但已证明工艺机理可行。
在铅精粹方面,我国和日本根本上悉数选用电解精粹工艺,其产品品质安稳,中间物料产出量小,伴生元素简单收回,特别合适处理高铋粗铅。而俄罗斯和欧美等国遍及选用的火法精粹,其长处是出资较低,中间积存铅量少,资金周转快。
值得注重的是云南冶金集团总公司2005年在云南曲靖建成投产的10万t/a电铅项目,选用了大熔铅锅、大电解槽、大极板、低电流密度、长周期等具有国际先进的出产工艺技能和配备,并从国外引入了先进的铅阳极立模浇铸出产线、铅阴极主动排距机组、铅阴极制作机和始极板DM铸造机等。该项意图建成投产,进一步缩小了我国铅精粹工业在技能配备、工艺操控等方面与国际先进水平的距离,为我国铅精粹出产起到了重要的演示作用。
二、铅冶炼技能开展方向
(一)根据我国已引入了QSL、ISA、Kaldo工艺,新近云锡集团又引入了Ausmelt等国外炼铅工艺,凡选用高铅渣热态直接喷粉煤复原的工艺,因为铅、氧化铅、硫化铅其沸点均较低,都存在烟尘率高、返料量大的问题。中南大学研讨的氧气侧吹熔炼工艺,也存在相同的问题。为下降铅复原阶段的烟尘率,我国自主开发的底吹熔炼和引入的ISA法均选用液态高铅渣铸块,鼓风炉复原熔炼,有用下降了复原熔炼的烟尘率,且铅、银、硫收回率高,操作平稳,易于把握,故底吹熔炼取得快速推行。但鼓风炉复原高铅渣铸块,其液态渣的潜热被糟蹋,跟着焦炭报价的进步,炼铅本钱也上升,因而开发液态高铅渣电热焦直接复原技能,代替鼓风炉,能够充分使用高铅渣的潜热,并将焦耗和烟气量降至理论值,然后大幅度下降其烟尘率,下降熔炼本钱,这应是我国铅冶炼技能往后重要的研题与开展方向。
(二)铅冶炼技能与国外比较,我国铅冶炼厂绝大部分规划小、配备水平低,劳动出产率低,归纳使用水平差,往后的开展方向应该加大会集度,扩展厂商规划,进步配备水平,并建成铅锌联合厂商,发挥铅锌冶炼互补优势,走循环经济路途,进步资源归纳使用水平。
三、我国锌冶炼现状
近15年来我国锌产值迅速增加, 1995年为107.67万吨,2000年195.7万吨2005年到达271.1万吨。1995至2005年,年均递加9.7%;2000至2005年,年均递加6.7%。随锌产值基数增大,年均递加率已逐年递减。但从2002年起,我国锌产值,消费量均居国际第一,是名符其实的锌的出产和消费大国。
我国锌冶炼工艺,以湿法冶炼为主,火法冶炼其次。湿法冶炼工艺的标准流程是锌精矿焙烧→浸出→净液→电积→电锌产品。其间因浸出作业的条件不同又分为低温惯例浸出和高温高酸浸出两种。惯例浸出工艺以株冶较为典型浸出渣多用回转窑蒸发其残锌。高温高酸浸出渣则直接送渣场堆存,其浸出液除铁在我国又有四种不同工艺,如白银锌冶炼厂等选用的黄钾铁矾法、赤峰库博红烨锌厂等选用的矾铁渣法,因为铁渣中锌含量低,又称为低污染黄钾铁矾法、祥云飞龙实业有限公司等选用针铁矿法、温州冶炼厂等选用喷淋法除铁、称为仲针铁矿法。根据这些差异,使湿法炼锌工艺流程呈现出多样性。
湿法炼锌单系列10万t/a电锌的现代化冶炼厂分别在白银、株冶、曲靖、济源、巴彦淖尔等地建成投产,尚有两家在建。其配备和自控水平已达国际先进水准,在工艺操作方面,劳动出产率及净液深度与发达国家比较仍有较大距离。
火法炼锌:
我国现存的火法冶炼锌工艺有三种,即竖罐炼锌、ISP鼓风炉炼锌、电炉炼锌。几年前在遥远区域选用原始的马槽炉、马鞍炉、四方炉或略正规一点的平罐炉炼锌,因为其能耗高、收回率低、糟蹋资源、污染环境,已被国家明令禁止出产和兴修,现已根本关停或改造。
竖罐炼锌国外早已于1980年封闭了最终一条出产线。我国竖罐炼锌以葫芦岛锌厂为典型,该厂经多年尽力,开发了高温欢腾焙烧、自热焦结炉、大型蒸馏炉、精馏炉、双层煤气发作炉、罐渣旋涡熔炼蒸发炉等新技能,将竖罐炼锌进步到一个新水平,先后建成了20万t/a竖罐炼锌产能。但因单系列产能难以大型化,加上能耗和环保难与湿法工艺比美而没有取得大规划推行使用。
ISP鼓风炉炼锌又国熔炼法,炉子上部产锌、下部产铅。我国建有5套设备,去年产锌总量20~21万t。该工艺对铅锌难以分选的混合精矿处理具有共同长处。60~70年代取得快速开展。跟着铅锌混合矿分选技能的进步,加上铅锌精矿烧结进程的烟气和返粉破碎的粉尘污染等环保问题难以处理、ISP工艺已是夕阳西下,全国际先后共建造了19套ISP设备,在发达国家,因环保原因有多家现已封闭,2004年澳大利亚的柯克、克里克的ISP厂亦已封闭。
电炉炼锌,因为出资相对较低,属短流程、操作简易、环保没有杰出问题,因而在云、贵、川、陕、甘、宁、青海等遥远省区,有锌矿资源、电力足够的当地,近十多年来在不断开展。现在全国已有35个工厂建成投产了58台电炉,电炉装机总功率112k·kW,年产锌总量15~16万t。现在还有8个供应商,近40台电炉在建,总功率近120 K·KW。其间较具规划的有云南文山电炉炼锌厂,拟建6台4000kVA电炉、贵州赫章拟建10台2000kVA电炉、六盘水拟建14台3500kVA电炉。已投产的电炉单机功率在1000~6300kVA之间,产品电耗视精矿档次凹凸而动摇在3500~4300kW·H/t粗锌之间。
别的柳州锌品厂、水口山有色公司等多个供应商将锌焙砂压团、用维氏炉复原蒸发直接出产产品氧化锌,也有适当规划,氧化锌年产值动摇在30~40万t之间。这也应归属于火法炼锌规划。近十年我国锌产值列于表2:
表2 我国锌产值 单位:万t
年份
项目名称
1995
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
锌精矿含锌量
101.07
127.3
147.6
178.03
169.32
162.4
202.9
239.1
锌金属
107.67
148.6
170.32
195.7
203.76
215.5
231.85
271.9
271.1
其间:电 锌
44.3
70.86
81.89
100.5
117.8
124.6
143.7
195.1
精馏锌
32.1
39.14
39.79
55.9
45.9
59.7
56.2
70.37
蒸馏锌
5.5
6.52
7.71
4.42
7.2
1.7
1.79
1.82
锌 品
25.7
32.02
40.93
34.8
32.8
29.4
30.2
40.7
表2中除电锌外,均为火法炼锌产品,以2004年计,电锌195.1万t,占当年锌总产值的71.8%,ISP鼓风炉产锌21万t,占7.7%,电炉产锌16万t,占5.9%,其他为竖罐产锌约35~36万t,占13%。从表2看,1995年电锌产值仅占当年总产值41%,到2004年已进步到近72%,标明湿法炼锌的开展速度,远大于火法炼锌。
2005年我国年产锌3万t以上的厂商列于表3:
表3 2005年我国锌年产值3万吨以上的厂商 单位:万吨
排序
厂商名称
锌产值
1
株冶火炬金属股份公司
32.68
2
葫芦岛有色金属集团
24.56
3
中金岭南
18.14
4
白银有色金属公司
13.11
5
云南冶金集团
10.37
6
汉中八一锌业公司
7.24
7
水口山有色金属公司
6.94
8
四川宏达集团
8.69
9
陕西东岭锌业公司
6.69
10
祥云飞龙实业公司
5.09
11
豫光金铅集团
5.00
12
赤峰库博红烨锌业公司
4.97
13
柳州华锡集团
4.51
14
云冶锌业公司
4.11
15
云南金鼎锌业
4.61
16
四川会东铅锌矿
4.53
17
湖南三立集团
4.05
18
山西襄汾有色金属公司
3.91
19
陕西锌业公司
3.41
20
西部矿业
3.30
21
锡矿山闪星梯业公司
3.23
22
甘肃成州矿业
3.10
上述算计
182.2
全国算计
271.1
上述厂商占全国产值算计
67.2%
材料来历:国家计算局,我国有色金属工业协会
近年来锌冶炼的技能开展
上世纪90年代跟着单系列10万t/a电锌业冶炼厂的建造,选用和研发了109m2的大型欢腾炉焙烧炉、余热锅炉、焙砂欢腾冷却器、高效冷却筒、150m3高效节能拌和槽、全塑大型电解槽、机械化剥锌片机、40t大型低频熔锌感应电炉、主动浇铸-码垛-打包机等先进设备和锑盐三段深度净液等技能,致使我国湿法炼锌技能水入国际先进队伍。
最新开展有:
1)云南冶金集团和昆明理工大学,联合开发了高铁锌精矿铁主动催化加压浸出新工艺,处理含Zn 42.17%、Fe 14.38%、S 29.28%的精矿,工业性接连实验目标到达:锌浸出率98.05%,铁浸出率仅29.22%,元素硫转化率92.2%。该技能已建成投产了10000t/a电锌的出产线,进入了工业化阶段。该工艺具有流程短,将惯例湿法炼锌的焙烧、余热锅炉、收尘、制酸、浸出、渣处理等多道工序合并为一段或两段加压浸出,流程简练。别的,该工艺直接产出元素硫,避免了焙烧烟气制酸后尾气排放,剩余SO2及酸雾对环境的污染,是一项清洁工艺,特别对硫酸没有销路的区域建厂具有更大优越性。
2)高硅氧化锌矿的处理,近年有打破性开展,云南祥云飞龙实业有限公司,将高硅氧化锌矿与硫化矿焙砂的中温中酸浸出渣,按恰当配比混合,再经高温高酸浸出、用针铁矿法沉铁、脱硅、净液、电解出产电锌,已取得国家专利。该厂选用上述工艺已出产多年,锌的总收回率达94%±。2005年该厂电锌产值已打破5万t/a,证明该工艺老练牢靠,为我国难处理的高硅氧化锌矿经济有用地使用创始了新途径。
3)因为铟价打破1000万元/t,一公斤铟的产值等同于一吨锌,锌矿中伴生金属铟的有用收回引起锌冶炼同行的高度注重,有两项研讨成果引入了工业化规划。一是湿法冶炼高温高酸黄钾铁矾工艺中,中浸渣不直接送去高酸浸出,而用烟尘和高酸浸出液进行预中和、预中和上清液沉矾、预中和底流再送高酸浸出。沉矾上清液回来中性浸出,铁矾渣则富集了绝大部分铟,用以作为提铟的质料。改善后的浸出工艺,铟的总收回率达70%以上,正在国内用此工艺建造50t/a铟、5万t/a锌的铟锌冶炼厂。
4)另一研讨成果属火法炼锌工艺,即铟锌精矿脱硫焙烧后,焙砂送电炉复原蒸发,蒸发物经锌雨冷凝取得粗锌,粗锌精馏得到精锌,铟则残留在精馏残渣硬锌中,硬锌经真空冶炼收回铟。该工艺铟在电炉中的蒸发率>90%,铟的总收回率达80%,正在国内建造年产锌3万t/a、铟20t/a的演示工厂。
四、开展讨论
我国是一个锌冶炼的出产与消费大国,但不是强国。与其他有色金属相同,存在一些共性的问题,如不采纳有用对策,开展难以为继。
1)跟着国内锌消费量的迅速增加,有必要注重对国外锌资源的开发使用。
我国原本是一个锌资源大国,上世纪有很多的锌精矿、金属锌、合金出口。从表4能够看出,从2001年起,锌精矿进口量超越了出口量,从2003年起,锌的外贸额由顺差转为逆差。从2004年起,锌及锌合金的进口量超越了出口量。2005年末,包含锌品在内的归纳冶炼才干已达400万t/a±,而该年锌产值仅保持在2004年水平,且略有下降(见表2),首要受进口精矿的约束。
表4 我国锌的表观消费量及外贸情况
年份
项目
2000
2001
2002
2003
2004
2005
表观消费量(万t)
128.5
151.2
187.1
214.6
288.5
321.9
锌精矿
(万t)
进口
7.79
65.29
78.47
74.56
61.61
56.78
出口
13.89
1.34
0.35
0
0
0
锌、锌材
锌合金(万t)
进口
18.13
22.26
21.2
31.1
47
62.1
出口
61.1
57.52
49.6
48.4
28.0
14.7
外贸额
(万美元)
进口额
23200.1
37878.2
49191.2
57816.6
83252.0
119222.5
出口额
73439.3
61575.6
49276.2
51013.9
38962.2
34309.9
顺差
50239.2
23697.4
85
-6802.7
-44289.8
-84912.6
国内锌冶炼厂的建造热心未减,本年又有超越20万t/a的冶炼产能投产。国内锌的采选才干增加,赶不上冶炼才干的增加,进口精矿的量也遭到国际市场约束。质料直销缺乏已成为我国锌冶炼产能增加的瓶颈。要改动这种局势,有关部门和厂商有必要把要点放在开发国外锌的矿山资源上。国内锌资源储量据2005年计算仅2095万t,根底储量也只需3250万t。照现有出产和开发速度,国内锌资源只能再保持7~8年的用量。现在若再不注重,不久就会呈现锌的战略性资源危机。
2)注重再生资源的收回使用是处理我国锌资源缺少的有用途径。
在我国,铜、铅、铝、锡等金属的废杂金属的收回使用,已遭到有关部门和厂商必定程度的注重,唯有锌的二次资源收回使用,仍注重不行,处于自流状况,没有构成工业。据《有色金属材料汇编》计算,我国近5年来再生锌产值列于表5。
表5 2000~2005年我国再生锌产值及份额
年份
产值
2000
2001
2002
2003
2004
2005
再生锌产值(万t)
7.00
6.97
2.09
3.24
4.48
8.5
占当年总产值%
3.5
3.42
0.97
1.40
1.65
3.14
因为计算难度大,表5的计算数不必定精确,但可看出再生资源使用程度适当低。
2004~2005年我国锌的表观消费量年均已达300万t。其消费职业所占份额列于表6。其间镀锌及干电池职业用锌量已超越50%,其废杂金属均未进行有用收回。
表6 各消费职业用锌份额%
用锌职业
占锌总消费量%
镀锌职业
40
压铸职业
16.9
铜锌合金职业
15.2
干电池职业
13.2
氧化锌化工涂料职业
11.4
锌材加工职业
1.5
其它职业
1.7
发达国家锌的二次资源收回率已到达锌产值的30%。美国有80多家电炉炼钢厂,会集处理废旧镀锌钢材,产出含Zn、Pb、Cd的烟尘,经进一部富集别离,作为出产这些金属的质料,有用地进步了锌等二次金属的收回比率。现在国际上约有50家再生锌收回厂,其产值占国际锌总产值的10%。干电池收回锌在我国仍处于研讨阶段,据报道,日本和韩国均已建造了年产锌5000t以上干电池收回使用工厂。
二次锌资源收回,国家有关部门有必要引起高度注重。首先是对用锌量最大的镀锌钢材的废杂料需求会集搜集,会集在能有用收回锌的专门炼钢厂处理。其非必须加速研讨脚步,赶快打破废干电池经济有用的收回工艺。其他除氧化锌涂料难以收回外,锌材、压铸合金,铜锌合金等只需留意搜集,均能较易收回其有价金属。假如锌的二次金属收回率到达消费量的30%,意味着我国每年可收回90万t锌,将在很大程度上缓解锌资源的压力。
3)扩展厂商规划才干进步资源归纳使用全体水平
我国锌冶炼厂商,前几年计算有几百家,单电炼锌厂就有近40家,厂商均匀产锌量缺乏万t。全国年产锌10万t以上的有五家,株冶最大,年产锌30~33万t。大厂,如株冶,资源归纳使用水平就比较高。小锌厂要经济有用地全面收回锌资源中的伴生金属很困难,存在着糟蹋资源的问题。国外锌公司规划相对较大,国际十大铅锌公司,操控着国际铅精矿总产值的48.7%,锌精矿总产值的43%。嘉能公司控股的锌产能达64万t/a;美丽利公司锌产值到达65万t/a;高丽亚铅公司铅锌产能到达90万t/a,是国际最大的精锌出产公司。这些公司,锌资源的归纳使用程度都高于我国现有水平。我国锌冶炼的开展方向也应该适度削减锌厂商数量,扩展厂商规划,进步劳动出产率,进步资源归纳使用水平,才干在国际竞争中处于有利位置,成为锌出产的强国。
4)技能视点看,推行常压氧浸工艺值得注重。常压氧浸具有加压氧的特色,可出产元素硫,锌的浸出率高达98%以上,又克服了加压氧浸因单体硫影响易在釜内及矿浆管道内发生物料粘结的缺陷,出资也低于平等规划加压氧浸技能,号称是第三代炼锌新技能。或许可成为我国往后锌冶炼推行使用的首选技能。
在曩昔的十年里,我国的铅冶炼职业开展迅速。2005年全国出产精铅237.8万吨,较1996年的70.62万吨,增加了167.18万吨。同期国际铅的年产值,由1996年的578.5万吨至2005年达746.88万吨,仅增加了168.38万吨,可见在此期间国际铅产值的增加99%以上是由我国完结的。我国铅产值近10年间年均递加14.9%,增加速度为国际之最。
依据材料计算,现在全国建成铅冶炼厂400多家,其间2005年精铅产值在10万吨以上的冶炼厂有3家,年产5~10万吨的8家,3万t/a以上的18家,其总产值约为133万吨,占全国精铅总产值的56%。见表1。
我国传统的铅冶炼工艺所产铅量占总产值的85%,除株洲冶炼厂、河南豫光、金利、豫北、万洋、焦作东方、内蒙林东等冶炼厂选用烧结机外,其他均选用烧结锅或烧结盘进行烧结。
选用烧结-鼓风炉炼铅锌的ISP工艺,在国内有4家,五条出产线在出产,其间韶关冶炼厂两条、白银、葫芦岛锌厂、青海煌中县各有一条。
烧结机-鼓风炉炼铅工艺使用比较老练,但低浓度二氧化硫烟气收回难度较大,株洲冶炼厂引入托普索制酸技能,河南豫光金铅集团、豫北金属冶炼厂和济源万洋冶炼集团等均选用非安稳态制酸技能。但受工艺条件和设备的约束,SO2无安排排放和铅尘污染仍未得到有用操控。至于尚在出产的烧结锅-鼓风炉炼铅工艺(国家2000年起明令禁止出产) SO2及铅尘污染尤为严峻。
表1 2005年我国年产精铅3万t以上厂商名录
序号
厂商名称
精铅产值(t)
1
豫光金铅集团
230500
2
徐州春兴合金有限公司
105159
3
豫北金属冶炼
102945
4
水口山有色金属有限公司
98288
5
株州冶炼集团
96038
6
万洋冶炼集团有限公司
87001
7
中金岭南
83408
8
云南冶金集团
72950
9
金城江成源冶炼厂
72544
10
济源金利冶铁有限公司
55000
11
河池市南边有色冶炼公司
54329
12
保定帆船有色金属有限公司
44977
13
湖北金洋合金股份公司
44891
14
红河州复兴铅业有限公司
41500
15
个旧沙甸电冶厂
40663
16
安徽池州有色金属集团
37087
17
太和县宏达集团
31140
18
宁夏天马冶化公司
31006
总 计
1329426
近几年,跟着国家对环保要求日趋严厉,新的炼铅办法在我国逐渐得到推行使用,如云南曲靖引入的艾萨法(ISA)、西北矿业公司引入的卡尔多(Kaldo)法等炼铅工艺都已投产。
特别是我国自主开发的氧气底吹-鼓风炉复原炼铅新工艺推行速度很快,除河南豫光金铅集团、安徽池州、湖南水口山等4套设备已成功投产外,河南灵宝凌冶股份有限公司已于本年8月份焚烧烤炉,云南祥云飞龙实业有限公司已于9月20日投产。
现在选用该工艺新建或改造原有铅体系,已进入施工图规划阶段的有赤峰兴业、白音诺尔铅锌矿、济源金利等三家。进行可研规划的有郴州、戈阳、贵溪、沙甸等4家。
氧气底吹-鼓风炉复原炼铅工艺(SKS)是我国通过近20年的实验研讨取得成功的熔池熔炼技能,具有出资省、环保好、硫及伴生金属收回率高,合适处理高砷物料,关于现有铅厂改造,具有很强的竞争力,是国家要点推行的环保项目之一。上述13个项目建成投产后,我国矿产精铅将有一半以上由该工艺出产。加上引入的几项技能的推行,我国铅冶炼环保情况将取得底子改善。总体水平将处于国际领先方位。
现在,在铅冶炼的研讨方面,中南大学在河南新乡的氧气侧吹熔池熔炼直接炼铅技能已取得必定开展。河南豫光金铅集团在进行液态高铅渣直接复原实验,碰到一些工程难题,但已证明工艺机理可行。
在铅精粹方面,我国和日本根本上悉数选用电解精粹工艺,其产品品质安稳,中间物料产出量小,伴生元素简单收回,特别合适处理高铋粗铅。而俄罗斯和欧美等国遍及选用的火法精粹,其长处是出资较低,中间积存铅量少,资金周转快。
值得注重的是云南冶金集团总公司2005年在云南曲靖建成投产的10万t/a电铅项目,选用了大熔铅锅、大电解槽、大极板、低电流密度、长周期等具有国际先进的出产工艺技能和配备,并从国外引入了先进的铅阳极立模浇铸出产线、铅阴极主动排距机组、铅阴极制作机和始极板DM铸造机等。该项意图建成投产,进一步缩小了我国铅精粹工业在技能配备、工艺操控等方面与国际先进水平的距离,为我国铅精粹出产起到了重要的演示作用。
二、铅冶炼技能开展方向
(一)根据我国已引入了QSL、ISA、Kaldo工艺,新近云锡集团又引入了Ausmelt等国外炼铅工艺,凡选用高铅渣热态直接喷粉煤复原的工艺,因为铅、氧化铅、硫化铅其沸点均较低,都存在烟尘率高、返料量大的问题。中南大学研讨的氧气侧吹熔炼工艺,也存在相同的问题。为下降铅复原阶段的烟尘率,我国自主开发的底吹熔炼和引入的ISA法均选用液态高铅渣铸块,鼓风炉复原熔炼,有用下降了复原熔炼的烟尘率,且铅、银、硫收回率高,操作平稳,易于把握,故底吹熔炼取得快速推行。但鼓风炉复原高铅渣铸块,其液态渣的潜热被糟蹋,跟着焦炭报价的进步,炼铅本钱也上升,因而开发液态高铅渣电热焦直接复原技能,代替鼓风炉,能够充分使用高铅渣的潜热,并将焦耗和烟气量降至理论值,然后大幅度下降其烟尘率,下降熔炼本钱,这应是我国铅冶炼技能往后重要的研题与开展方向。
(二)铅冶炼技能与国外比较,我国铅冶炼厂绝大部分规划小、配备水平低,劳动出产率低,归纳使用水平差,往后的开展方向应该加大会集度,扩展厂商规划,进步配备水平,并建成铅锌联合厂商,发挥铅锌冶炼互补优势,走循环经济路途,进步资源归纳使用水平。
三、我国锌冶炼现状
近15年来我国锌产值迅速增加, 1995年为107.67万吨,2000年195.7万吨2005年到达271.1万吨。1995至2005年,年均递加9.7%;2000至2005年,年均递加6.7%。随锌产值基数增大,年均递加率已逐年递减。但从2002年起,我国锌产值,消费量均居国际第一,是名符其实的锌的出产和消费大国。
我国锌冶炼工艺,以湿法冶炼为主,火法冶炼其次。湿法冶炼工艺的标准流程是锌精矿焙烧→浸出→净液→电积→电锌产品。其间因浸出作业的条件不同又分为低温惯例浸出和高温高酸浸出两种。惯例浸出工艺以株冶较为典型浸出渣多用回转窑蒸发其残锌。高温高酸浸出渣则直接送渣场堆存,其浸出液除铁在我国又有四种不同工艺,如白银锌冶炼厂等选用的黄钾铁矾法、赤峰库博红烨锌厂等选用的矾铁渣法,因为铁渣中锌含量低,又称为低污染黄钾铁矾法、祥云飞龙实业有限公司等选用针铁矿法、温州冶炼厂等选用喷淋法除铁、称为仲针铁矿法。根据这些差异,使湿法炼锌工艺流程呈现出多样性。
湿法炼锌单系列10万t/a电锌的现代化冶炼厂分别在白银、株冶、曲靖、济源、巴彦淖尔等地建成投产,尚有两家在建。其配备和自控水平已达国际先进水准,在工艺操作方面,劳动出产率及净液深度与发达国家比较仍有较大距离。
火法炼锌:
我国现存的火法冶炼锌工艺有三种,即竖罐炼锌、ISP鼓风炉炼锌、电炉炼锌。几年前在遥远区域选用原始的马槽炉、马鞍炉、四方炉或略正规一点的平罐炉炼锌,因为其能耗高、收回率低、糟蹋资源、污染环境,已被国家明令禁止出产和兴修,现已根本关停或改造。
竖罐炼锌国外早已于1980年封闭了最终一条出产线。我国竖罐炼锌以葫芦岛锌厂为典型,该厂经多年尽力,开发了高温欢腾焙烧、自热焦结炉、大型蒸馏炉、精馏炉、双层煤气发作炉、罐渣旋涡熔炼蒸发炉等新技能,将竖罐炼锌进步到一个新水平,先后建成了20万t/a竖罐炼锌产能。但因单系列产能难以大型化,加上能耗和环保难与湿法工艺比美而没有取得大规划推行使用。
ISP鼓风炉炼锌又国熔炼法,炉子上部产锌、下部产铅。我国建有5套设备,去年产锌总量20~21万t。该工艺对铅锌难以分选的混合精矿处理具有共同长处。60~70年代取得快速开展。跟着铅锌混合矿分选技能的进步,加上铅锌精矿烧结进程的烟气和返粉破碎的粉尘污染等环保问题难以处理、ISP工艺已是夕阳西下,全国际先后共建造了19套ISP设备,在发达国家,因环保原因有多家现已封闭,2004年澳大利亚的柯克、克里克的ISP厂亦已封闭。
电炉炼锌,因为出资相对较低,属短流程、操作简易、环保没有杰出问题,因而在云、贵、川、陕、甘、宁、青海等遥远省区,有锌矿资源、电力足够的当地,近十多年来在不断开展。现在全国已有35个工厂建成投产了58台电炉,电炉装机总功率112k·kW,年产锌总量15~16万t。现在还有8个供应商,近40台电炉在建,总功率近120 K·KW。其间较具规划的有云南文山电炉炼锌厂,拟建6台4000kVA电炉、贵州赫章拟建10台2000kVA电炉、六盘水拟建14台3500kVA电炉。已投产的电炉单机功率在1000~6300kVA之间,产品电耗视精矿档次凹凸而动摇在3500~4300kW·H/t粗锌之间。
别的柳州锌品厂、水口山有色公司等多个供应商将锌焙砂压团、用维氏炉复原蒸发直接出产产品氧化锌,也有适当规划,氧化锌年产值动摇在30~40万t之间。这也应归属于火法炼锌规划。近十年我国锌产值列于表2:
表2 我国锌产值 单位:万t
年份
项目名称
1995
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
锌精矿含锌量
101.07
127.3
147.6
178.03
169.32
162.4
202.9
239.1
锌金属
107.67
148.6
170.32
195.7
203.76
215.5
231.85
271.9
271.1
其间:电 锌
44.3
70.86
81.89
100.5
117.8
124.6
143.7
195.1
精馏锌
32.1
39.14
39.79
55.9
45.9
59.7
56.2
70.37
蒸馏锌
5.5
6.52
7.71
4.42
7.2
1.7
1.79
1.82
锌 品
25.7
32.02
40.93
34.8
32.8
29.4
30.2
40.7
表2中除电锌外,均为火法炼锌产品,以2004年计,电锌195.1万t,占当年锌总产值的71.8%,ISP鼓风炉产锌21万t,占7.7%,电炉产锌16万t,占5.9%,其他为竖罐产锌约35~36万t,占13%。从表2看,1995年电锌产值仅占当年总产值41%,到2004年已进步到近72%,标明湿法炼锌的开展速度,远大于火法炼锌。
2005年我国年产锌3万t以上的厂商列于表3:
表3 2005年我国锌年产值3万吨以上的厂商 单位:万吨
排序
厂商名称
锌产值
1
株冶火炬金属股份公司
32.68
2
葫芦岛有色金属集团
24.56
3
中金岭南
18.14
4
白银有色金属公司
13.11
5
云南冶金集团
10.37
6
汉中八一锌业公司
7.24
7
水口山有色金属公司
6.94
8
四川宏达集团
8.69
9
陕西东岭锌业公司
6.69
10
祥云飞龙实业公司
5.09
11
豫光金铅集团
5.00
12
赤峰库博红烨锌业公司
4.97
13
柳州华锡集团
4.51
14
云冶锌业公司
4.11
15
云南金鼎锌业
4.61
16
四川会东铅锌矿
4.53
17
湖南三立集团
4.05
18
山西襄汾有色金属公司
3.91
19
陕西锌业公司
3.41
20
西部矿业
3.30
21
锡矿山闪星梯业公司
3.23
22
甘肃成州矿业
3.10
上述算计
182.2
全国算计
271.1
上述厂商占全国产值算计
67.2%
材料来历:国家计算局,我国有色金属工业协会
近年来锌冶炼的技能开展
上世纪90年代跟着单系列10万t/a电锌业冶炼厂的建造,选用和研发了109m2的大型欢腾炉焙烧炉、余热锅炉、焙砂欢腾冷却器、高效冷却筒、150m3高效节能拌和槽、全塑大型电解槽、机械化剥锌片机、40t大型低频熔锌感应电炉、主动浇铸-码垛-打包机等先进设备和锑盐三段深度净液等技能,致使我国湿法炼锌技能水入国际先进队伍。
最新开展有:
1)云南冶金集团和昆明理工大学,联合开发了高铁锌精矿铁主动催化加压浸出新工艺,处理含Zn 42.17%、Fe 14.38%、S 29.28%的精矿,工业性接连实验目标到达:锌浸出率98.05%,铁浸出率仅29.22%,元素硫转化率92.2%。该技能已建成投产了10000t/a电锌的出产线,进入了工业化阶段。该工艺具有流程短,将惯例湿法炼锌的焙烧、余热锅炉、收尘、制酸、浸出、渣处理等多道工序合并为一段或两段加压浸出,流程简练。别的,该工艺直接产出元素硫,避免了焙烧烟气制酸后尾气排放,剩余SO2及酸雾对环境的污染,是一项清洁工艺,特别对硫酸没有销路的区域建厂具有更大优越性。
2)高硅氧化锌矿的处理,近年有打破性开展,云南祥云飞龙实业有限公司,将高硅氧化锌矿与硫化矿焙砂的中温中酸浸出渣,按恰当配比混合,再经高温高酸浸出、用针铁矿法沉铁、脱硅、净液、电解出产电锌,已取得国家专利。该厂选用上述工艺已出产多年,锌的总收回率达94%±。2005年该厂电锌产值已打破5万t/a,证明该工艺老练牢靠,为我国难处理的高硅氧化锌矿经济有用地使用创始了新途径。
3)因为铟价打破1000万元/t,一公斤铟的产值等同于一吨锌,锌矿中伴生金属铟的有用收回引起锌冶炼同行的高度注重,有两项研讨成果引入了工业化规划。一是湿法冶炼高温高酸黄钾铁矾工艺中,中浸渣不直接送去高酸浸出,而用烟尘和高酸浸出液进行预中和、预中和上清液沉矾、预中和底流再送高酸浸出。沉矾上清液回来中性浸出,铁矾渣则富集了绝大部分铟,用以作为提铟的质料。改善后的浸出工艺,铟的总收回率达70%以上,正在国内用此工艺建造50t/a铟、5万t/a锌的铟锌冶炼厂。
4)另一研讨成果属火法炼锌工艺,即铟锌精矿脱硫焙烧后,焙砂送电炉复原蒸发,蒸发物经锌雨冷凝取得粗锌,粗锌精馏得到精锌,铟则残留在精馏残渣硬锌中,硬锌经真空冶炼收回铟。该工艺铟在电炉中的蒸发率>90%,铟的总收回率达80%,正在国内建造年产锌3万t/a、铟20t/a的演示工厂。
四、开展讨论
我国是一个锌冶炼的出产与消费大国,但不是强国。与其他有色金属相同,存在一些共性的问题,如不采纳有用对策,开展难以为继。
1)跟着国内锌消费量的迅速增加,有必要注重对国外锌资源的开发使用。
我国原本是一个锌资源大国,上世纪有很多的锌精矿、金属锌、合金出口。从表4能够看出,从2001年起,锌精矿进口量超越了出口量,从2003年起,锌的外贸额由顺差转为逆差。从2004年起,锌及锌合金的进口量超越了出口量。2005年末,包含锌品在内的归纳冶炼才干已达400万t/a±,而该年锌产值仅保持在2004年水平,且略有下降(见表2),首要受进口精矿的约束。
表4 我国锌的表观消费量及外贸情况
年份
项目
2000
2001
2002
2003
2004
2005
表观消费量(万t)
128.5
151.2
187.1
214.6
288.5
321.9
锌精矿
(万t)
进口
7.79
65.29
78.47
74.56
61.61
56.78
出口
13.89
1.34
0.35
0
0
0
锌、锌材
锌合金(万t)
进口
18.13
22.26
21.2
31.1
47
62.1
出口
61.1
57.52
49.6
48.4
28.0
14.7
外贸额
(万美元)
进口额
23200.1
37878.2
49191.2
57816.6
83252.0
119222.5
出口额
73439.3
61575.6
49276.2
51013.9
38962.2
34309.9
顺差
50239.2
23697.4
85
-6802.7
-44289.8
-84912.6
国内锌冶炼厂的建造热心未减,本年又有超越20万t/a的冶炼产能投产。国内锌的采选才干增加,赶不上冶炼才干的增加,进口精矿的量也遭到国际市场约束。质料直销缺乏已成为我国锌冶炼产能增加的瓶颈。要改动这种局势,有关部门和厂商有必要把要点放在开发国外锌的矿山资源上。国内锌资源储量据2005年计算仅2095万t,根底储量也只需3250万t。照现有出产和开发速度,国内锌资源只能再保持7~8年的用量。现在若再不注重,不久就会呈现锌的战略性资源危机。
2)注重再生资源的收回使用是处理我国锌资源缺少的有用途径。
在我国,铜、铅、铝、锡等金属的废杂金属的收回使用,已遭到有关部门和厂商必定程度的注重,唯有锌的二次资源收回使用,仍注重不行,处于自流状况,没有构成工业。据《有色金属材料汇编》计算,我国近5年来再生锌产值列于表5。
表5 2000~2005年我国再生锌产值及份额
年份
产值
2000
2001
2002
2003
2004
2005
再生锌产值(万t)
7.00
6.97
2.09
3.24
4.48
8.5
占当年总产值%
3.5
3.42
0.97
1.40
1.65
3.14
因为计算难度大,表5的计算数不必定精确,但可看出再生资源使用程度适当低。
2004~2005年我国锌的表观消费量年均已达300万t。其消费职业所占份额列于表6。其间镀锌及干电池职业用锌量已超越50%,其废杂金属均未进行有用收回。
表6 各消费职业用锌份额%
用锌职业
占锌总消费量%
镀锌职业
40
压铸职业
16.9
铜锌合金职业
15.2
干电池职业
13.2
氧化锌化工涂料职业
11.4
锌材加工职业
1.5
其它职业
1.7
发达国家锌的二次资源收回率已到达锌产值的30%。美国有80多家电炉炼钢厂,会集处理废旧镀锌钢材,产出含Zn、Pb、Cd的烟尘,经进一部富集别离,作为出产这些金属的质料,有用地进步了锌等二次金属的收回比率。现在国际上约有50家再生锌收回厂,其产值占国际锌总产值的10%。干电池收回锌在我国仍处于研讨阶段,据报道,日本和韩国均已建造了年产锌5000t以上干电池收回使用工厂。
二次锌资源收回,国家有关部门有必要引起高度注重。首先是对用锌量最大的镀锌钢材的废杂料需求会集搜集,会集在能有用收回锌的专门炼钢厂处理。其非必须加速研讨脚步,赶快打破废干电池经济有用的收回工艺。其他除氧化锌涂料难以收回外,锌材、压铸合金,铜锌合金等只需留意搜集,均能较易收回其有价金属。假如锌的二次金属收回率到达消费量的30%,意味着我国每年可收回90万t锌,将在很大程度上缓解锌资源的压力。
3)扩展厂商规划才干进步资源归纳使用全体水平
我国锌冶炼厂商,前几年计算有几百家,单电炼锌厂就有近40家,厂商均匀产锌量缺乏万t。全国年产锌10万t以上的有五家,株冶最大,年产锌30~33万t。大厂,如株冶,资源归纳使用水平就比较高。小锌厂要经济有用地全面收回锌资源中的伴生金属很困难,存在着糟蹋资源的问题。国外锌公司规划相对较大,国际十大铅锌公司,操控着国际铅精矿总产值的48.7%,锌精矿总产值的43%。嘉能公司控股的锌产能达64万t/a;美丽利公司锌产值到达65万t/a;高丽亚铅公司铅锌产能到达90万t/a,是国际最大的精锌出产公司。这些公司,锌资源的归纳使用程度都高于我国现有水平。我国锌冶炼的开展方向也应该适度削减锌厂商数量,扩展厂商规划,进步劳动出产率,进步资源归纳使用水平,才干在国际竞争中处于有利位置,成为锌出产的强国。
4)技能视点看,推行常压氧浸工艺值得注重。常压氧浸具有加压氧的特色,可出产元素硫,锌的浸出率高达98%以上,又克服了加压氧浸因单体硫影响易在釜内及矿浆管道内发生物料粘结的缺陷,出资也低于平等规划加压氧浸技能,号称是第三代炼锌新技能。或许可成为我国往后锌冶炼推行使用的首选技能。