專利名稱：一種陰極鋅片熔鑄方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬冶煉領域，特別是一種陰極鋅片熔鑄方法。
背景技術：
在濕法鋅冶煉過程中，陰極鋅片在低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，在熔融過程中，鋅片表面的氧化物從液體內部上浮到液體表面，形成鑄型浮渣；為了降低鑄型浮渣對金屬鋅液的機械夾帶，通常在鋅片的熔融過程中，加入氯化銨作為造渣劑，利用氯化銨分解產出的氣體及氣體與揮發的金屬鋅反應產物，對鑄型浮渣起到疏松作用，使渣中的金屬鋅回流到液態金屬鋅表面，以提高鋅片在澆鑄過程的直接回收率。采用該方法對陰極鋅片進行熔鑄，直接回收率為97.5%，鋅金屬回收率為99.3%，鑄型浮渣產率為2.2%，鑄型浮渣含氯約2.5%，每產出I噸金屬鋅錠消耗氯化銨約0.8公斤。由于在熔融過程中，加入氯化銨作為造渣劑，氯化銨在造渣過程中分解為氯化氫氣體和氨氣，氯化氫氣體與揮發的鋅金屬進一步反應生成氯化鋅粉塵，因此，煙氣中存在大量的氨氣成份，煙塵中也含有較高的氯化鋅粉塵。由于氨氣和氯化鋅具有很強的吸濕能力，當使布袋板結進行收集粉塵時，布袋會快速腐爛，無法繼續使用；如果采用水膜濕法收集粉塵，則產出大量的含氯廢水難以治理。因此，無法收集在熔融過程產出的煙氣鋅金屬粉塵，只能任其排放，既造鋅金屬損失，降低企業的經濟效益，同時又污染環境。煙氣中的鋅金屬煙塵無法收集，造成了不可逆的鋅金屬損失，鋅金屬損失率占0.3%左右，一個年產10萬噸鋅錠的企業，鑄型過程的全年鋅金屬損·失量為300噸，降低經濟效益500萬元。由于在熔融過程中加入氯化銨作為造渣劑，氯元素大部分進入到鑄型浮渣中，一個年產10萬噸鋅錠的企業，在消耗氯化銨80噸的同時，產出鑄型浮渣重量約2200噸，鑄型浮渣含鋅金屬總量為1800噸，鑄型浮渣平均含氯2.5%。鑄型浮渣含氯很高，為通常煉鋅原料標準要求的10倍，必須過脫氯處理，才能作為生產原料回收使用。脫氯常用濕式洗滌技術進行，在進行洗滌脫氯時，每噸鑄型浮渣消耗生產成本800元，2200噸鑄型浮渣脫氯所消耗的生產成本為172萬元；在鑄型浮渣濕式洗滌脫氯過程中對外排放含氯廢水，每洗滌I噸鑄型浮渣排放廢水量5立方米，一個年產10萬噸鋅錠的企業，每年將排放鑄型浮渣洗滌后的含氯廢水10000立方米，不利用環境保護。采用該熔融澆鑄工藝處理陰極鋅片，優點是:①陰極鋅片熔融澆鑄過程直收率高，達到97%以上，通常穩定為97.5% ;②鑄型浮渣產出量少，鑄型浮渣產率約為2.2%。該熔融澆鑄工藝也存在明顯的缺點:①金屬平衡率低，即鋅金屬回收率低，只有99.3% 鑄型浮渣的回收需要進行脫氯處理，增加了生產成本；③鑄型浮渣洗滌過程中產出含氯廢水，污染環境。
發明內容
本發明的目的是提供一種陰極鋅片熔鑄方法，它能夠有效降低熔鑄過程鋅金屬的損失，提高了鋅金屬回收率，避免了氨氣和鋅金屬粉塵對環境的污染；降低了浮渣的回收成本；沒有廢水排放，有效保護環境。本發明通過以下技術方案實現上述目的:一種陰極鋅片熔鑄方法，包括如下步驟:(I)保護熔鑄:將含鋅99.85 99.995%的陰極鋅片，置于充滿二氧化碳保護氣體的低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，產出鋅液、熔鑄浮渣和煙塵，鋅液經澆鑄冷卻得到產品鋅錠，煙塵經過布袋回收后作原料使用；(2)浮渣熔析:熔鑄浮渣在溫度為480 550°C、充滿二氧化碳保護氣體的合金鐵制鍋內，進行熔析與離心分離處理，得到二次鋅液和二次浮渣，二次鋅液返回步驟(I)處理；(3)濕式球磨與重力分選:二次浮渣進行濕式球磨，再經過重力分選后，得到碎鋅金屬和氧化鋅尾礦；碎鋅金屬干燥后作為金屬鋅粉使用，氧化鋅尾礦作為鋅原料回收。所述離心分離是指用機械攪拌機、旋臂式離心機、橋式離心機，離心機也稱撈渣機或渣液分離機進行分離。所述重力分選是通過螺旋溜槽、跳汰機或搖床進行分選。本發明的突出優點在于:1、鋅金屬回收率高。由于在鋅片的熔融過程中，沒有加入氯化銨作為造渣劑，實現了熔融澆鑄過程的無害化，煙氣中不存在氨氣成份及煙塵也不含有氯化鋅粉塵，能夠采用布袋收塵器對煙氣進行收塵，回收鋅金屬煙塵，消除粉塵對環境的污染，既提高了熔鑄過程的鋅金屬回收率，有效降低了鋅金屬的損失，提高了企業的經濟效益，又能創造一個良好的工作環境，保護職工的身體健康，促進企業和諧發展；不加入氯化銨作為造渣劑，產出的熔鑄浮渣不含有氯元素，為 低成本處理浮渣創造了條件。同時，由于在熔鑄過程中用二氧化碳作為保護氣體，能夠有效防止金屬鋅液的氧化，確保了陰極鋅片熔鑄過程中的直收率。采用該方法，陰極鋅片的熔融澆鑄直接回收率為97.0%，鋅金屬回收率為99.6%，比傳統方法提高了 0.3%，鑄型浮渣產率約2.9%。2、鑄型浮渣處理成本低。在浮渣熔析過程，二氧化碳保護氣體能夠防止金屬鋅液的氧化，進行熔析與離心分離處理，盡可能以金屬鋅形式回收其中的鋅，直接轉化為鋅錠產品，確保了陰極鋅片熔鑄過程中的直收率。二次浮渣濕式球磨，既可以將碎鋅金屬中的氧化物進行離解，使兩者更徹底分離，又可以將較大粒度的鋅粒進行破碎，為后續的重力分選創造有利條件。球磨渣采用螺旋溜槽、跳汰機、搖床等設備進行重力分選，得到碎鋅金屬和氧化鋅尾礦；碎鋅金屬干燥后作為金屬鋅粉使用，鋅粉是濕法鋅冶煉過程中不可缺少的凈化劑，從二次浮渣中回收碎鋅金屬作為鋅粉使用，可以為企業降低鋅粉的市場采購量，降低生產成本；氧化鋅尾礦含雜質很低，作為濕法鋅冶煉過程的優質原料回收，也可以作為鋅粉生產的優質原料使用。整個回收過程成本低，每回收I噸鑄型浮渣的成本約260元，一個年產10萬噸鋅錠的企業，全年回收鑄型浮渣290噸，回收成本為75萬元，比傳統方法節約100萬元左右。3、不對外排放廢水。由于在熔鑄過程不再加入氯化銨，浮渣中不含有氯元素，不需要進行脫氯處理，降低了浮渣的回收成本；浮渣中的金屬鋅和氧化鋅都不溶解于水，在濕式球磨和重力分選過程中的水不含有雜質離子，可以循環使用，整個工藝過程不對外排放任何廢水，有效保護環境。
圖1為本發明所述的硫渣的處理方法的工藝流程圖。
具體實施例方式以下通過附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步說明。實施例1本實施例為本 發明所述的陰極鋅片熔鑄方法的第一實例，包括如下步驟:(I)保護熔鑄:將含鋅99.85%的陰極鋅片200.0噸，置于充滿二氧化碳保護氣體的630kVA低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，二氧化碳的輸入速度為0.3立方米/分鐘，總消耗量為540立方米，產出鋅液和熔鑄浮渣，鋅液經澆鑄冷卻得到產品鋅錠193.3噸，含鋅91.02%的熔鑄浮渣5.8噸，煙氣采用布袋收塵，回收含鋅80.29%的煙塵0.8噸；(2)浮渣熔析:熔鑄浮渣5.8噸，在溫度為480°C、加入到充滿二氧化碳保護氣體的無芯電磁感應爐內鐵制鍋中，在機構攪拌機的作用下，進行熔析與離心分離處理，得到二次鋅液1.52噸，和含鋅87.5%的二次浮渣3.71噸，二次鋅液返回步驟(I)處理生產鋅錠1.5噸；(3)濕式球磨與重力分選:二次浮渣3.71噸，在25 V下，按液固比5:1在c5 2400mmXL3400mm的球磨機內進行濕式球磨I小時,球磨產物經過搖床分選后,得到含鋅98.9%的碎鋅金屬1.3噸和含鋅81.1%氧化鋅尾礦2.4噸；碎鋅金屬作為金屬鋅粉使用，氧化鋅尾礦作為鋅原料回收。實施例2本實施例為本發明所述的陰極鋅片熔鑄方法的第二實例，包括如下步驟:(I)保護熔鑄:將含鋅99.95%的陰極鋅片300.0噸，置于充滿二氧化碳保護氣體的8 IOkVA低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，二氧化碳的輸入速度為0.4立方米/分鐘，總消耗量為900立方米，產出鋅液和熔鑄浮渣，鋅液經澆鑄冷卻得到產品鋅錠290.1噸，含鋅90.87%的熔鑄浮渣8.8噸，煙氣采用布袋收塵，回收含鋅79.48%的煙塵1.2噸；(2)浮渣熔析:熔鑄浮渣8.8噸，在溫度為510°C、加入到充滿二氧化碳保護氣體的無芯電磁感應爐內鐵制鍋中，在旋臂式離心機的作用下，進行熔析與離心分離處理，得到二次鋅液2.28噸，和含鋅86.9%的二次浮渣5.51噸，二次鋅液返回步驟(I)處理生產鋅錠
2.26 噸；(3)濕式球磨與重力分選:二次浮渣5.51噸，在27 V下，按液固比6:1在Φ2400mmXL3400mm的球磨機內進行濕式球磨1.5小時，再經過跳汰機分選后，得到含鋅98.6%的碎鋅金屬2.0噸和含鋅80.4%氧化鋅尾礦3.5噸；碎鋅金屬作為金屬鋅粉使用，氧化鋅尾礦作為鋅原料回收。實施例3本實施例為本發明所述的陰極鋅片熔鑄方法的第三實例，包括如下步驟:(I)保護熔鑄:將含鋅99.995%的陰極鋅片400.0噸，置于充滿二氧化碳保護氣體的540kVA低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，二氧化碳的輸入速度為0.2立方米/分鐘，總消耗量為960立方米，產出鋅液和熔鑄浮渣，鋅液經澆鑄冷卻得到產品鋅錠396.7噸，含鋅91.13%的熔鑄浮渣11.5噸，煙氣采用布袋收塵，回收含鋅79.87%的煙塵1.6噸；(2)浮渣熔析:熔鑄浮渣11.5噸，在溫度為550°C、加入到充滿二氧化碳保護氣體的無芯電磁感應爐內鐵制鍋中，在橋式離心機的作用下，進行熔析與離心分離處理，得到二次鋅液3.03噸，和含鋅87.4%的二次浮渣7.41噸，二次鋅液返回步驟(I)處理生產鋅錠3.0噸；(3)濕式球磨與重力分選:二次浮渣7.41噸，在30°C下，按液固比7:1在Φ2800mmXL4200mm的球磨機內進行濕式球磨I小時，再經過螺旋溜槽分選后，得到含鋅98.5%的碎鋅金屬2.6噸和含鋅81.5%氧化鋅尾礦4.8噸；碎鋅金屬作為金屬鋅粉使用，氧化鋅尾礦作為鋅 原料回收。
權利要求
1.一種陰極鋅片熔鑄方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)保護熔鑄:將含鋅99.85 99.995%的陰極鋅片，置于充滿二氧化碳保護氣體的低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，產出鋅液、熔鑄浮渣和含塵煙氣，鋅液經澆鑄冷卻得到產品鋅錠，含塵煙氣經過布袋回收煙塵排放，回收到的煙塵作煉鋅原料使用； (2)浮渣熔析:熔鑄浮渣在溫度為480 550°C、充滿二氧化碳保護氣體的合金鐵制鍋內，進行熔析與離心分離處理，得到二次鋅液和二次浮渣，二次鋅液返回步驟(I)處理； (3)濕式球磨與重力分選:二次浮渣進行濕式球磨后，再經過重力分選后，得到碎鋅金屬和氧化鋅尾礦；碎鋅金屬干燥后作為金屬鋅粉使用，氧化鋅尾礦作為鋅原料回收。
2.根據權利要求1所述的陰極鋅片熔鑄方法，其特征在于，所述離心分離是指用機械攪拌機、旋臂式離心機、橋式離心機，離心機也稱撈渣機或渣液分離機進行分離。
3.根據權利要求1所述的陰極鋅片熔鑄方法，其特征在于，所述重力分選是通過螺旋溜槽、跳汰機或搖床進行 分選。
全文摘要
一種陰極鋅片熔鑄方法，是將含鋅99.85～99.995%的陰極鋅片，置于充滿二氧化碳氣體保護的低頻工業熔鋅爐中熔融為液體，產出的鋅液經澆鑄冷卻得到產品鋅錠，煙塵經過布袋回收后作原料使用；熔鑄浮渣在溫度為480～550℃、進行熔析與離心分離，得到的二次鋅液返回低頻工業熔鋅爐中熔融澆鑄鋅錠，二次浮渣進行濕式球磨與重力分選后，得到的碎鋅金屬作為金屬鋅粉使用，氧化鋅尾礦作為鋅原料回收。采用本發明，陰極鋅片熔鑄回收率能夠由99.3%提高到99.6%，浮渣回收不用脫氯。
文檔編號C22B19/32GK103194619SQ201310142550
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者吳鋆 申請人:吳鋆