文摘:总结了聊城京九锌业公司15000t/ a电解锌生产线的设计方案、设计特点及生产实践。由于采用黄钾铁矾法湿法炼锌工艺，锌的浸出率可达97%，该生产线可连续稳定地生产高质量的锌。

一.项目概述

聊城京九锌业有限公司15000吨/年电锌生产线项目是一个投资少、建设周期短、一次投产成功、快速达产、连续稳定生产优质锌的成功范例。

项目建设单位为聊城京九锌业有限公司，项目主办单位为聊城硫酸厂。由于本项目利用聊城硫酸厂现有硫酸生产线，对焙烧炉进行改造加燃料处理锌精矿(焙烧炉改造不属于本项目，另建)，可充分发挥现有企业潜力，降低生产成本，提高经济效益；同时可以提高资源利用率，有利于保护环境，发挥良好的社会效益。因此，自1994年以来，已规划了一个15，000吨/年的电锌项目。1995年5月由山东省冶金设计院完成可行性研究，1997年8月完成初步设计，1999年完成施工图设计。它于2000年建成并投入运营。整个工程投资5932万元，总建筑面积15573m2，新增劳动能力298人。经过3个月的生产，达到设计产能，连续稳定生产高质量电锌(0#锌占60%以上)。

二、主要设计方案

(1)总平面布置和总平面布置

聊城硫酸厂位于聊城市西部，是焙烧和硫酸生产线所在地，可利用空间小于100m×100m。如果这里建电锌生产线，需要额外征地。因为是市区，征地成本太高，主要生产车间比较分散。初步设计时，经过与建设单位反复研究，充分认识到总平面布置和厂区总平面布置是否合理，将长期影响工厂的生产和发展。考虑到企业的长远发展目标和聊城市的整体规划，本项目选址为聊城市西北约15公里处的一座废弃砖厂。地势平坦开阔，辽临公路从厂区经过。京九铁路聊城货运站距此10公里，公路、铁路运输十分便利。

根据工艺流程，结合自然地形、主导风向和内外交通条件，电锌生产线由北向南布置。原料棚、浸出车间和成品仓库布置在厂区北侧，靠近厂区道路；液体清洗车间、七水硫酸锌车间和电积熔铸车间由北向南依次布置；锌粉车间布置在厂区西侧，主降压变电站布置在厂区西南侧，靠近电解车间。总平面布置考虑了远近结合，还考虑了锌生产线的未来发展。这种布置总体紧凑，保证了各生产过程中物料的顺利输送，占地少，便于管理，节省了外部管网的投资。

(二)工艺流程

锌精矿平均成分(%):Zn 47.5、Pb1.48、Cu0.52、Cd0.28、S31.63、Fe10.98、SiO23.5、CaO1.0、Ag200g/t/t，国内科研院所对此类锌精矿的处理做了系统的试验研究工作，其中热酸浸-黄钾铁矾法成熟可靠，柳州有色金属冶炼厂有多年的生产实践。该工艺流程虽然对设备腐蚀严重，对操作水平要求高，但具有工艺流程短、占地少、投资少的优点。本项目选用该工艺，主要布置原料棚、浸出密滤、液体净化、电极及铸造、七水硫酸锌、锌粉制备等主要生产车间，以及企业供电、整流站、污水处理等公共及辅助生产设施。考虑到企业的逐步发展和项目总投资的限制，暂不建设银回收和镉回收项目。主要产品方案为:电解锌(含99.99% Zn) 15000t/a，七水硫酸锌(含97% znso 4·7h2o)10000t/a，湿法炼锌工艺流程见图1，七水硫酸锌生产流程见图2。

图1湿法炼锌工艺流程

图2七水硫酸锌的生产过程

三。设计的主要特点

(1)采用热酸浸出-黄钾铁矾法湿法冶炼工艺，锌的浸出率提高到97%，可连续稳定生产高质量的锌，锌冶炼回收率高。

(2)浸出过程中，先用低酸浸出中性浸出底流，再用低酸浸出上清液沉铁，既有效利用了热酸浸出渣的酸，又降低了除铁液的酸度，热酸浸出工段处理量少，节省了设备和热耗。

(3)浸出过程中，沉铁后增加矾渣的酸洗。生产实践表明，这样可以降低黄钾铁矾渣中的锌含量，酸洗后渣中锌含量可由酸洗前的4.56%降至2.97%。

(4)热酸浸出浓缩机底流和沉矾浓缩机底流均采用两级压滤机过滤。两级压滤是将第一级压滤的滤渣进行制浆洗涤，然后压滤降低渣中的锌含量。

(5)采用三级锌粉置换净化工艺。从生产实践的分析结果来看，杂质含量均满足深度净化的要求。净化液含铜0.3毫克/升，镉小于1.5毫克/升，钴0.7毫克/升..

(六)置换净化中，不使用Sb添加剂作为添加剂，生产运行时严格控制操作条件，设置排气设施，解决了置换净化过程中可能析出有毒气体的安全问题。

(七)总平面布置时，电积铸造车间应尽可能靠近主降压变电所，整流室应靠近电积车间，这样距离短，母线短，电压损失小，管理方便，降低电耗。

(8)为了使系统开放，设置了七水硫酸锌生产线，保证了溶液的体积平衡，消除了Mg、F、Cl等杂质，也给企业带来了额外的效益，充分利用了资源。

(九)总平面布置将厂前区与生产区合理分开，原料入口和人员入口分别布置，达到动静分离、污净分离的效果，保证了厂区的功能利用和美观。

(10)焙砂采用湿法加料，机械化出料槽在电解车间实现，因此整个工艺流程的连续性、机械化和自动化程度高。

(11)加强防腐措施。浸出槽、净化槽、浓缩机等主要设备的运行部件均采用316L不锈钢，上清液槽和净化液槽顶部内衬瓷砖。同时，根据不同工艺的技术参数，选择不同的防腐措施，尽可能选用玻璃钢产品，在保证防腐要求的前提下，减少了防腐投资。生产后没有发现罐或罐的泄漏。

(12)污水处理工艺采用中和硫化法。先用碱将锌镉污水中和至pH 8.5 ~ 8.7，再加入适量硫化剂调节至pH8.8，处理后的水中镉达到排放标准，锌达到一级排放标准。该工艺将中和法和硫化法有机地结合起来，既保持了石灰乳中和法的经济性，又吸收了硫化法处理程度深、容易达标的优点。这是一种经济有效的新工艺。与常规硫化方法相比，其硫化剂用量可节省90%以上，并可避免硫酸亚铁的脱硫。处理成本与石灰乳中和法基本相当，环境效益和经济效益非常明显，值得在冶炼行业锌镉废水处理中推广。

(13)在土建设计中，考虑到场区到处都是酸性介质，所以必须做防腐设计。例如，柱截面采用实腹柱，而不是带腹孔的工字形柱。下柱独立基础采用锥代替台阶、提高混凝土标号(C30)、增加保护层厚度等一系列措施。本工程位于黄河下游，地基容许承载力较低(fk为120kPa)。重型设备厂房采用碎石桩复合地基，工业辅助设施采用毛石混凝土条形基础。解决了地基承载力不足和不均匀沉降的问题。

四。的生产实践

自2000年9月投产以来，截至2001年7月底，共生产锌12533吨。自2000年12月以来，各项技术经济指标均达到或超过设计水平，连续稳定地生产出优质锌。生产实践表明，该项目的主要设计方案合理，建设和生产管理严格，锌冶炼厂取得了良好的经济效益和社会效益。2000年9月至2001年7月实际完成的主要技术经济指标见表1。

表1主要技术经济指标

表2中性浸出主要生产技术指标

聊城京九锌业有限公司锌冶炼项目的设计、建设和生产实践，为地方中小型湿法冶炼厂的建设创造了一条可行之路。特别是采用高温高酸浸出设备防腐，严格生产工艺管理，连续稳定生产优质锌的经验，可供同类企业和在建中小型锌冶炼厂借鉴。

(作者:李春林单位:山东冶金设计院，山东济南250014)

(作者:彭国邦单位:山东黄金矿业有限公司新城金矿，山东莱州261438)

(作者:徐单位:聊城京九锌业有限公司，山东聊城252000)