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锌高效提取技术实现本土产业化 |
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| http://cn.newmaker.com
6/3/2008 2:08:00 PM
中国工业报
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由云南冶金集团总公司、云南永昌铅锌股份有限公司、云南驰宏锌锗股份有限公司共同完成的“锌精矿加压浸出、长周期电解关键技术研究及产业化”技术属于我国锌行业重大技术创新项目，获得2007年国家科技进步二等奖。
“我国实现产业化后，国外公司大大降低了这项技术的转让报价。”云冶集团副总工程师王吉坤自豪地说。
推广价值高
2007年，我国锌产量371.4万吨，连续12年居世界第一位，而云南是中国重要的有色金属生产基地，锌资源居全国首位，约占23%。其中，高铁锌资源约占云南锌资源的三分之一，总量达到700万吨，潜在经济价值600亿元以上。但我国锌资源储量中，大部分是高铁闪锌矿，用传统工艺难以有效提取。
此次获奖技术很好地解决了这一问题。云冶集团高级工程师张红耀说，锌精矿加压浸出、长周期电解关键技术研究及产业化项目属于有色金属湿法冶炼技术领域，包括两部分：硫化锌精矿直接加压浸出技术和锌浸出液长周期电解关键技术。
高铁硫化锌精矿提取冶金的绿色工艺流程———加压浸出技术，可充分利用高铁硫化锌精矿中铁离子的电子传递作用，加速锌的浸出速率，浸出90分钟，锌浸出率达到98.06%、铁浸出率控制在29.22%以下。在国内首次完成的常规硫化锌精矿的加压浸出技术和装备的集成创新，彻底摆脱了炼锌主体工艺受到的硫酸价格上涨的影响，消除了制酸尾气对环境造成的污染。
48小时长周期锌电解技术则通过添加组合抑制剂，控制锗的浸出。实施锌浸出液深度净化技术后，可满足48小时以上的电解周期要求，并符合自动剥锌对阴极锌片的厚度。这项技术解决了输送链条的磨损、定位以及剥锌刀的精确定位问题，机械剥锌率从60%提高到90%，输送链条寿命从3个月延长到15个月以上。
“新技术为这些难处理锌矿提供了很好的解决方案，具有很高的推广价值。”王吉坤说，锌的加压浸出技术在国外已实现产业化，而我国是首次实现湿法炼锌的硫化锌精矿直接加压浸出，而对于高铁硫化锌精矿的加压酸浸在国内外都属首次实现工业化生产，锌浸出液的深度净化———长周期电解，在国内也是首次投入工业化应用。
技术指标优异
“我们部分指标甚至比加拿大公司的还要好。”王吉坤告诉中国工业报记者，高铁硫化锌精矿的加压浸出技术的成功研发与产业化生产有效提高了资源的利用效率，减少了对环境的污染。以铁闪锌矿为主的加压浸出技术，当含铁14.4%时，锌浸出率98%，铁浸出率29%。以闪锌矿为主的加压浸出技术，锌浸出率99.36%，锌总回收率96%，硫转化率90%，氧利用率90%。
运用锌浸出液48小时长周期电解关键技术，还实现了机械剥锌。据介绍，对含锗锌浸出液进行深度净化处理，杂质含量比新液质量标准低1~2个数量级，电解电流效率为88%。通过电解周期为48小时的锌电解技术，使锌片厚度大于3mm，由此达到了机械化剥锌的要求，其机械化剥锌率在90%以上。而以前，硫化锌精矿的传统湿法冶炼流程复杂，以铁闪锌矿为主的锌资源分布广泛，传统湿法炼锌工艺不能经济有效地处理这类资源。湿法冶炼过程中的电解周期为24小时，由于锌电解阴极板面积小，造成人工剥锌劳动强度大，严重影响我国锌生产的整体技术水平。“以前剥锌都是靠人工，要占用大量劳动力，一个10万吨的炼锌项目需要500多人，现在用机器剥锌只要十几人就够了。”目前，驰宏锌锗是行业中惟一拥有自动剥锌机的企业。
革新效益显现
“加拿大的一家公司上世纪80年代就掌握着该项技术，我国曾想通过购买国外技术来提高自身技术水平。但他们要价太高，产业化后还要收取高额技术使用费。于是我们下决心自己干。”王吉坤回忆着这项技术的研发始末。
在这样的情况下，1999年云冶集团和永昌公司成立了技术攻关小组。2004年下半年，永昌公司1万吨用加压酸浸技术生产电锌生产线进入产业化试生产。2005年4月，高铁硫化锌精矿加压浸出技术获得成功。中国有色金属工业协会副秘书长张洪国说，这次锌精矿加压浸出技术取消了传统过程中前端的焙烧流程，后端取消了制酸，在锌冶金领域首次在国内实现不产生二氧化硫气体。硫化锌精矿中的硫92.22%转化为单质硫。
张红耀认为，硫化锌精矿的加压浸出技术是提取冶金工艺、防腐材料技术、设备制作、密封技术和过程控制技术的综合集成，体现了我国湿法冶金的整体水平和综合实力。该项目的成功是湿法冶金领域的重大突破。项目的成功实施可推动加压浸出技术在我国的应用，提高我国加压湿法冶金的技术水平，对处理我国其他高铁锌精矿和常规的硫化锌精矿将起到示范作用。
而长周期电解技术项目的实施，提高了资源利用率，降低了能耗，提高了湿法炼锌的劳动效率，减轻了工人的劳动强度，推动了我国湿法炼锌厂从劳动密集型向技术密集型转变，符合国家提倡的用高新技术改造传统产业的要求。该项目率先在国内湿法炼锌行业实现了机械化剥锌，提高了我国湿法炼锌的技术和装备水平，缩小了与国外先进的湿法炼锌技术差距。
与此同时，该项目的实施带动了高压设备（高压釜、高压泵等）、材料、机械制造、密封、防腐等相关产业的发展，并为国内处理高铁闪锌矿提供可借鉴的先进技术，填补了国内锌精矿加压浸出技术的空白，还可在国内其他类似矿山推广应用。通过延伸开发，扩大应用领域，比如对于其他复杂难处理精矿，通过加压浸出，使有价金属富集；难处理金矿的加压浸出；稀、贵金属的提取，可促进我国加压浸出技术及相关产业的发展。
专家点评: 我国自主开发的硫化锌精矿直接加压浸出技术，解决了传统工艺流程长、烟气治理投资大、铁闪锌矿的高效处理难题；开发的长周期电解技术，实现了电解工序的机械化剥锌，改变了锌电解工序人工剥锌劳动强度大、自动化水平低的落后局面，对我国锌冶炼产业技术升级具有重大示范带动作用。
该技术的主要特点是：对硫化锌精矿直接进行浸出，经净化电积产出锌锭，矿物中的其他有价金属得到有效回收；硫以元素硫形态产出，锌的生产不必受硫酸市场的制约；省去了传统湿法炼锌中的焙烧、烟气冷却、制酸等工序，简化了工艺流程，节约投资约30%；该工艺是强化熔炼技术，锌的浸出率、回收率高，浸出时间短，经济效益好；特别是该技术解决了高铁硫化锌精矿中锌的选择性浸出，找到了处理该矿的有效途径和工艺方法。连续工业试验表明：当锌精矿含铁14.38%时，锌浸出率98.06%，铁浸出率29.22%，有效实现了锌的选择性浸出。当锌精矿含铁9.14%时，锌浸出率99.36%。长周期电解技术原料适应性强、工艺稳定、技术经济指标先进、劳动生产率高。
该技术实现了多项创新：1.通过对相关工艺及设备的集成创新，在国内首次实现湿法炼锌氧压浸出技术的工业应用，打破了国外在该领域的技术垄断，实现了锌的选择性浸出，工艺流程简捷，环境友好，作业过程高效率，伴生元素的综合利用程度高，在国内外处于领先水平；2.在锌冶金领域首次在国内实现系统不外排二氧化硫气体，硫化锌精矿中的硫92.22%转化为元素硫；3.通过对冶金工艺、关键设备的自主创新开发与信息技术进行系统集成，在国内首次实现了湿法炼锌加压浸出冶金过程的高新技术化；4.在对浸出液深度净化的基础上，研发了长周期电积工艺与关键设备及复配胶质改性电积添加剂等专有技术，实现周期48小时以上仍保持合适电流效率，锌片厚度3mm以上，满足机械剥锌的技术要求，剥锌成功率达90%以上。
采用加压浸出技术已投产三家企业，其中第一家10kt/a锌生产线已正常生产三年；长周期电解技术已应用于云南驰宏锌锗股份有限公司，正常生产两年。截至2007年年底，共生产锌金属25.455万吨，新增产值56.49亿元，新增利税18.8亿元。
点评专家：中国有色金属工业协会副秘书长、中国有色金属工业协会科技部主任张洪国。
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