賴德榮 楊志鋒 曹海濱 呂旗標

(巴彥淖爾紫金有色金屬公司,內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015543)

0 前言

鋅冶煉工廠熔鑄工段產(chǎn)生的鋅浮渣夾帶有相當多的金屬鋅粒、氧化鋅及少量的氯化鋅，必須進行清理、分離和加以回收[1]。本文在分析鋅浮渣處理工藝粉塵含鋅量高的原因的基礎上，經(jīng)過多級篩分試驗比對，優(yōu)化改造方案。2018 年優(yōu)化方案投產(chǎn)運行至今，經(jīng)多方測評，效果非常理想，鋅浮渣實現(xiàn)循環(huán)利用，運營成本降低，取得較好的經(jīng)濟收益。

1 鋅浮渣處理工藝存在問題

1.1 原浮渣處理工藝流程

熔鑄工段的熱鋅浮渣運至鋅浮渣處理工序后，擱置在一旁自然冷卻。當浮渣溫度低于60 ℃時，將其加入中間料倉，料倉倉頂設置條篩，由人工分選金屬碎鋅片，并將其返回熔鑄電爐中直接鑄成鋅錠；小顆粒的金屬鋅、氧化鋅燒結(jié)塊和粉塵則一起下到1#振動篩。篩下物通過埋刮板運輸機、斗式提升機進入室外料倉；篩上物則進入球磨機，通過球磨使粘結(jié)在一起的金屬顆粒與氧化鋅進一步分離；從球磨機出來的物料由膠帶運輸機送至2#振動篩進行二次篩分。2#振動篩的篩上物為顆粒鋅，返回熔鑄電爐；篩下物為氧化鋅粉塵，送鋅焙燒原料系統(tǒng)。在加料、篩分和球磨過程中，產(chǎn)生的揚塵采用濕式文丘里收塵器收集，收下來的塵泥定期清理返回焙燒原料系統(tǒng)。原鋅浮渣處理原工藝流程如圖1 所示。

圖1 鋅浮渣處理原工藝流程圖

1.2 原鋅浮渣處理工藝設備主要參數(shù)

原鋅浮渣處理工藝設備的主要參數(shù)[2]見表1。

表1 原鋅浮渣處理工藝設備參數(shù)

1.3 處理鋅浮渣量和粉塵含鋅量

現(xiàn)有工藝流程生產(chǎn)按年產(chǎn)20 萬t/a 鋅錠計算，陰極鋅直收率為96.5%，則0#陰極鋅投入量為200 000/0.965=207 254 t/a；陰極鋅浮渣率按3.5%考慮，則鋅浮渣產(chǎn)量為207 254×0.035=7 254 t/a。

原鋅浮渣處理工藝年處理鋅浮渣7 254 t，日處理約21.98 t，回收鋅顆粒5.98 t，產(chǎn)出粉塵16 t。經(jīng)取樣篩分，原鋅浮渣處理工序粉塵含鋅量為83.52%。

1.4 鋅浮渣工藝粉塵含鋅量高原因分析

冷卻后的鋅浮渣經(jīng)1#篩網(wǎng)9 目直線振動篩進行篩分，篩上物大塊碎鋅進入球磨機研磨，篩下物氧化鋅粉塵進入埋刮板運輸機送焙燒車間。因9 目直線振動篩的篩網(wǎng)孔徑為2 mm，篩下物含顆粒碎鋅較多，從而造成粉塵含鋅量高，粉塵返回冶煉主系統(tǒng)后增加成品的生產(chǎn)成本。另外，返回焙燒爐的鋅浮渣金屬顆粒，對冷卻盤管產(chǎn)生沖刷，影響盤管的使用壽命。

2 鋅浮渣處理工藝流程的改進

2.1 試驗數(shù)據(jù)

采用篩網(wǎng)16 目、35 目的直線振動篩進行篩分試驗，每噸粉塵可回收286 kg 鋅顆粒。使用鋅灰分離機作進一步的分離試驗，按照噸粉塵回收率98%測算，篩上物顆粒占比為33.43%，含鋅量為95.36%；篩下物粉塵占比為64.57%，含鋅量為77.36%。

2.2 改進方案

在現(xiàn)有的1#振動篩東側(cè)增加1 臺3#篩網(wǎng)16 目直線振動篩和1 臺4#篩網(wǎng)35 目直線振動篩。利用溜槽將1#振動篩的篩下物送入新增加的3#直線振動篩進行二次篩分，使粉塵中的含鋅顆粒盡可能回收；利用1#螺旋輸送機將3#直線振動篩的篩下物——小顆粒的金屬鋅細粉送入新增4#振動篩內(nèi)進行再次篩分。此外，在現(xiàn)有的2#振動篩東側(cè)增加1 臺2#螺旋輸送機，將2#振動篩的篩下物送入新增的4#振動篩內(nèi)進行再次篩分。最后，4#振動篩篩下物送入粉塵倉內(nèi)。粉塵倉的下部振動給料機自動向鋅灰分離機給料，物料經(jīng)分離機自動處理后，鋅粒從下部出鋅口排出，經(jīng)膠帶輸送機裝袋送焙燒車間，含塵煙氣經(jīng)脈沖除塵器過濾后排入大氣，煙塵回收。改進后的工藝流程如圖2 所示。

圖2 改造后鋅浮渣處理工藝流程圖

2.3 改進后鋅浮渣處理工藝設備

改進后的鋅浮渣處理工藝設備主要參數(shù)見表2。

表2 改進后的鋅浮渣處理工藝設備主要參數(shù)

3 投產(chǎn)效果分析

鋅浮渣處理工藝流程改進后，于2018 年投產(chǎn)運行至今，效果非常理想。

3.1 項目投入

新增振動篩費用、鋅灰分離機設備費、安裝調(diào)試費、鋼平臺制作費及其他輔助材料費用合計38.6 萬元。

3.2 工藝流程改進后效益

3.2.1 篩網(wǎng)16 目直線篩產(chǎn)生的效益

按陰極鋅粉塵產(chǎn)量628 t/d，直收率96.5%，噸粉塵顆?；厥樟?.036 t，全年生產(chǎn)天數(shù)330 d 計算，16目篩回收鋅顆粒[628-(628×0.965)] ×0.036×330=261.12 t/a。

按鋅錠加工費用3 498 元/t，鋅加工成本217元/t 計算，新增的3#篩網(wǎng)16 目直線篩每年為公司創(chuàng)收的效益為261.12 ×0.965 × (3 498 -217)=82.68 萬元。

3.2.2 篩網(wǎng)35 目直線篩產(chǎn)生的效益

按陰極鋅粉塵產(chǎn)量606 t/d，直收率96.5%，噸粉塵顆?；厥樟?.018 t，全年生產(chǎn)天數(shù)330 d 計算，35 目篩回收鋅顆粒為[606 -(606 × 0.965)] ×0.018 ×330=125.98 t/a。

按鋅錠加工費用3 498 元/t，鋅加工成本217元/t 計算，新增的4#篩網(wǎng)35 目直線篩每年為公司創(chuàng)收的效益為125.98 ×0.965 × (3 498 -217)=39.89 萬元。

因此，增加的16 目直線篩和35 目直線篩設備全年產(chǎn)生的效益為122.56 萬元。此外，16 目直線篩和35 目直線篩回收的鋅顆粒共為387.1 t/a，這部分鋅顆粒返回熔鑄車間感應電爐內(nèi)，可產(chǎn)出200 t/a以上鋅錠，陰極鋅直收率提高約0.15%。

3.2.3 改造后分選產(chǎn)生的收益

1)每日分選的鋅浮渣處理工藝粉塵約25 t(毛量)，經(jīng)分選后取樣分析，其中篩上物占比為33.43%，篩下物占比為64.57%；經(jīng)化驗，篩上物顆粒含鋅95.36%，篩下物粉塵含鋅75.36%。篩上物每日可回收鋅顆粒約25 ×0.334 3=8.35 t(毛量)。

2)按照現(xiàn)在0#鋅錠價格20 000 元/t 進行核算，分選后的鋅顆粒按照鋅錠價格下浮4 000 元/t 進行計價，則顆粒價格為16 000 元/t。鋅精礦原料采購價格按11 000 元/t，鋅錠加工費用3 498 元計算，將鋅顆粒直接外賣，則分選后年經(jīng)濟效益為：[8.35 ×(16 000 -11 000 -3 498)] ×330=413.9 萬元。

因此，工藝流程改造后，可創(chuàng)收的經(jīng)濟效益為539.78 萬元。減去項目投入，可收益501.18 萬元。此外，經(jīng)取樣，鋅浮渣處理工序粉塵含鋅量由原來的83.52%下降至75%。

4 結(jié)束語

通過分析鋅冶煉熔鑄鋅浮渣處理工藝粉塵含鋅量高的原因，認為現(xiàn)有工藝配備的直線振動篩篩網(wǎng)目數(shù)小，篩分過程中部分顆粒進入了粉塵內(nèi)無法回收，導致粉塵含鋅量高。因此，對原工藝流程改造，增加16 目振動篩對原1#振動篩的篩下物進行篩分；增加35 目的直線振動篩對2#振動篩和16 目振動篩的篩下物進行篩分。對原工藝流程的改造有效降低了鋅浮渣粉塵含鋅量，獲得了較好的經(jīng)濟效益。