商洛煉鋅廠銦回收系統(tǒng)的設(shè)計及生產(chǎn)實踐

楊和平，王建芳，莊肅凱，王正民

（1.陜西鋅業(yè)有限公司商洛煉鋅廠，陜西商洛 726000；2.商洛學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系，陜西商洛 726000）

商洛煉鋅廠銦回收系統(tǒng)的設(shè)計及生產(chǎn)實踐

楊和平1，王建芳2，莊肅凱2，王正民1

（1.陜西鋅業(yè)有限公司商洛煉鋅廠，陜西商洛 726000；2.商洛學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系，陜西商洛 726000）

介紹商洛煉鋅廠年產(chǎn)20 t銦錠生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計工藝、主要設(shè)備及生產(chǎn)運行的實踐情況。本系統(tǒng)2010年5月開車，一次成功，并安全運行至今，未出現(xiàn)重大工藝設(shè)備事故。銦的浸出率達(dá)98%～99%，萃取率達(dá)95%以上，總回收率達(dá)55%～60%。生產(chǎn)各工序環(huán)保、穩(wěn)定，所產(chǎn)產(chǎn)品合格，為商洛煉鋅廠帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。

銦回收；工藝；生產(chǎn)實踐

陜西鋅業(yè)有限公司商洛煉鋅廠（以下簡稱煉鋅廠）為滿足2012年1月1日開始實施的國家環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)，符合國家《鉛鋅行業(yè)準(zhǔn)入條件》，并將企業(yè)做大做強，2008年策劃綜合回收利用項目。綜合回收利用浸出渣、窯渣中的鐵、銅、金、銀、銦等十多種有價金屬。其中銦回收系統(tǒng)于2009年下半年開工興建，2010年5月建成。首次開車一次成功，并安全穩(wěn)定運行10個月，工藝穩(wěn)定，設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，所產(chǎn)產(chǎn)品合格。為商洛煉鋅廠帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 設(shè)計工藝與銦生產(chǎn)工藝流程

1.1 生產(chǎn)工藝

含銦的氧化鋅煙塵經(jīng)中浸、酸浸，酸浸液用鋅粉置換得銦富集渣，酸浸渣即為鉛渣，送鉛系統(tǒng)回收鉛，銦富集渣經(jīng)酸洗，兩段浸出，P204、200＃煤油萃取，富有機(jī)相酸洗，鹽酸反萃，反萃液中和、置換得海綿銦，海綿銦經(jīng)火法熔煉、鑄陽極板，電解，析出銦精煉除Cd、Tl、鑄型得成品銦錠。

1.2 工藝流程

生產(chǎn)工藝流程如圖1所示（含銦的氧化鋅煙塵中主要金屬含量Zn 20%，In 0.2%～0.3%，Cd As極低；本系統(tǒng)置換后液送水處理車間，處理達(dá)標(biāo)后排放，萃取后液送浸出車間使用，沒有外排水）。

2 主要設(shè)備

生產(chǎn)主要設(shè)備列于表1。

3 生產(chǎn)運行情況

該套系統(tǒng)于2010年5月建成，首次開車一次成功。由于原料緊缺，該系統(tǒng)每月只連續(xù)運行10 d左右，然后停車儲料。安全、清潔、穩(wěn)定地運行了至今，雖然原料中銦含量低（含量在0.2%～0.3%之間），但通過廠技術(shù)人員不斷研究，銦的浸出率達(dá)98%～99%，萃取率達(dá)95%以上，總回收率達(dá)55%～60%。從2010年5月到2011年3月，生產(chǎn)銦錠4.2 t，為商洛煉鋅廠帶來極大的經(jīng)濟(jì)收入。

4 生產(chǎn)中出現(xiàn)的主要問題及改進(jìn)措施

4.1 氧化鋅浸出及置換銦富集試驗

銦回收系統(tǒng)5月份投產(chǎn)，運行至今，工藝逐步穩(wěn)定完善，產(chǎn)品合格。存在的問題就是原料不足，浸出車間所產(chǎn)的銦富集渣不能滿足生產(chǎn)。針對這一問題，技術(shù)人員對氧化鋅浸出的工藝進(jìn)行改造試驗。將浸出氧化鋅工藝由沸騰浸出和酸浸兩道工序，改為中浸、酸浸再加高浸工藝；各段均壓濾，使系統(tǒng)體積明顯減小，提高了銦的浸出率，酸上清含銦升高；酸浸壓濾前加氧化鋅中和，置換鋅粉單耗降低。此工藝運用到生產(chǎn)中，使銦回收車間年產(chǎn)量增加到8～10 t。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

4.2 增加一次浸出渣斗和漿化罐，降低工人勞動強度

銦回收系統(tǒng)浸出工序一次壓濾渣，原設(shè)計需人工將渣卸到地面上，然后再用鐵锨轉(zhuǎn)至料斗，用行車運至二次浸出罐罐口，用鐵锨再鏟進(jìn)罐內(nèi)。實際生產(chǎn)后，發(fā)現(xiàn)這樣不僅工人的勞動強度大，浪費時間，而且來回轉(zhuǎn)渣，導(dǎo)致車間的衛(wèi)生難保持、渣浪費大。根據(jù)這種情況，在一次壓濾機(jī)正下方開口增加一個下料斗，料斗口下增建一個漿化罐。這樣壓濾渣直接進(jìn)入漿化罐后，泵至二次浸出罐。此改造大大降低了工人的勞動強度，節(jié)約了時間，提高了勞動效率，使該系統(tǒng)現(xiàn)場衛(wèi)生也上了一個臺階。

4.3 萃取箱進(jìn)行改造，延長反萃液使用周期

該系統(tǒng)原設(shè)計萃取為四級，后富有機(jī)相直接進(jìn)入反萃箱進(jìn)行反萃。開車運行后，發(fā)現(xiàn)富有機(jī)相在離開萃取箱時與水相的分離并不完全，進(jìn)入反萃箱后使反萃液的體積不斷增大，酸度降低速度加快，銦的富集程度降低，還容易導(dǎo)致反萃箱的平衡失調(diào)，生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。經(jīng)過對箱子進(jìn)行改造，將反萃箱的前兩級改為有機(jī)相的穩(wěn)定槽，將分離出的水相排入萃余液槽外。該改造使生產(chǎn)趨于穩(wěn)定，延長了反萃液的使用周期，提高銦回收率。

表1 主要設(shè)備

4.4 增加搪瓷反應(yīng)釜配制電解液

本系統(tǒng)設(shè)計配制電解液，用搪瓷盆放在電爐子上加熱，盆內(nèi)加入稀酸。實際運行后發(fā)現(xiàn)，含銦液體的損耗太大，而且工作效率低，搪瓷盆裂縫后熔解出的雜質(zhì)還會影響電解液的質(zhì)量。然后購買了一臺搪瓷反應(yīng)釜，在搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)制備電解液。此方法減少了搪瓷盆、電爐子、電費等材料的消耗，也提高了工作效率，減少了銦損耗。

4.5 增建富集渣酸洗工序

改系統(tǒng)試產(chǎn)初期，由于富集渣中含鋅、銅等雜質(zhì)較高，浸出后大部分進(jìn)入液體，到萃取工序?qū)е氯榛Y(jié)晶嚴(yán)重，造成有機(jī)相使用壽命減短，形成的乳化物又將一部分銦帶走，浪費財力、物力和人力。根據(jù)這種情況，可以利用現(xiàn)有設(shè)備增加酸洗工序。通過酸洗工序，大大降低萃取的乳化程度，提高銦的回收率。此改造從2010年9月～2011年2月多回收銦約300 kg。

4.6 萃取、反萃箱抽風(fēng)設(shè)施的安裝

該系統(tǒng)的萃取、反萃工序所使用的輔材中有鹽酸和航空煤油，兩者都屬于易揮發(fā)物品，生產(chǎn)期間車間到處彌漫著煤油和鹽酸的揮發(fā)物，對職工的身心健康和設(shè)備設(shè)施的危害十分嚴(yán)重。開車初發(fā)現(xiàn)此問題后，增加抽風(fēng)設(shè)施。該設(shè)施有力改善了車間的生產(chǎn)環(huán)境，給職工營造一個良好的生產(chǎn)環(huán)境，也防止了鹽酸酸霧對設(shè)備設(shè)施的腐蝕，保證了安全生產(chǎn)。

4.7 設(shè)計增加置換槽加溫設(shè)施

該系統(tǒng)置換工序原設(shè)計沒有加溫裝置，原理上可利用反應(yīng)自身放的熱保證反應(yīng)速度。實際運行中發(fā)現(xiàn)置換過程初始可以不用加熱，但到反應(yīng)后期，溫度下降至常溫，置換速率很慢。置換周期延長到半個月，后液仍不能達(dá)標(biāo)，占用槽罐，成為影響生產(chǎn)的瓶頸問題。根據(jù)這種情況，自行設(shè)計制作了一套熱水循環(huán)系統(tǒng)，為置換箱供應(yīng)循環(huán)熱水，加快反應(yīng)速率，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行。

4.8 設(shè)計增加水凈化裝置

在生產(chǎn)初期，發(fā)現(xiàn)萃取過程有機(jī)相乳化現(xiàn)象嚴(yán)重，銦回收率低，經(jīng)試驗論證，分析為生產(chǎn)所用的自來水中鈣、鎂離子較高，形成乳化現(xiàn)象，針對這一問題，設(shè)計了水凈化裝置，通過凈化裝置除去鈣鎂離子。該裝置有效地解決了萃取過程有機(jī)相的乳化問題。

5 結(jié) 語

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，綜合回收利用有價金屬元素，已是當(dāng)今企業(yè)發(fā)展必經(jīng)之路。商洛煉鋅廠實施綜合回收利用項目以來，環(huán)保為民，增產(chǎn)增收，得到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。銦回收系統(tǒng)的設(shè)計與生產(chǎn)實踐，可供同類企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒。

The Design and Practice of Indium Recovery System in Zinc Smelting Com pany of Shangluo

YANG He-ping1，WANG Jian-fang2，ZHUANG Su-kai2，WANG Zheng-min1

（1.Shanxi Zinc Industry Com pany，Shangluo 726000，China；2.Chem istry and Chem ical Engineering Department of Shangluo University，Shangluo 726000，China）

The designing technology，main equipment and production instance were introduced about the indium recovery system in zinc smelting company of Shangluo，and 20 tons indium ingot was obtained annually.The system was operated successfully at the first time in May 2010，and it has functioned up to now.Grievous events about technology and equipment didn’t happen.The indium leaching rate was 98%～99%，meanwhile the extracting rate and the recovery rate were 95%and 55%～60%separately.The produce practice was friendly to environment and the product was up to grade.Great economy and society benefitswere acquired from the indium recovery system.

indium recovery；technology；produce practice

TF843.1

A

1003－5540（2011）03－0030－04

2011－04－20

楊和平（1983－），男，助理工程師，主要從事冶金設(shè)計和研究工作。