氧壓浸出法
(1)方法簡介
氧壓直接浸出法的特點(diǎn)是取消了硫化鋅精礦焙燒、制酸和常壓浸出，而采用特殊設(shè)計(jì)的壓力反應(yīng)器(高壓釜)，讓浸出在高溫高壓和富氧的環(huán)境中進(jìn)行。在有三價(jià)鐵離子存在的條件下，氧壓浸出能使在一般浸出條件下不會(huì)溶解的硫化鋅溶解。產(chǎn)出元素硫而不是SO，因此改善了環(huán)境條件。浸出得到的富鋅溶液可用傳統(tǒng)的凈化流程來處理。
ZnS+HSO4+0.50——ZnSO4+HO+S
氧壓直接浸出法的使用范圍較廣，包括高鐵低品位硫化鋅精礦、鉛鋅混合礦、鐵酸鋅渣、高硅鋅精礦等。由于在高壓釜中不會(huì)形成鐵酸鋅，因此，即使處理高鐵低品位鋅礦，也可以獲得很高的回收率。
目前工業(yè)應(yīng)用的氧壓浸出工藝有兩種：一段氧壓浸出和兩段氧壓浸出。一段氧壓浸出通常被用來作為采用常規(guī)浸出工藝的鋅冶煉廠擴(kuò)大生產(chǎn)能力的手段，同時(shí)避免產(chǎn)生多余的硫酸，一段氧壓浸出經(jīng)除鐵后，再并入常規(guī)電鋅廠的中性浸出工段。和常規(guī)焙燒一浸出技術(shù)的不同之處在于，氧壓浸出需要增加硫回收工序。兩段氧壓浸出工藝適用于獨(dú)立的氧壓浸出濕法煉鋅廠。第一段采用低酸條件進(jìn)行浸出，產(chǎn)出質(zhì)量較高的硫酸鋅溶液，以便適應(yīng)后續(xù)常規(guī)工藝來進(jìn)行處理，第二段采用高酸度條件進(jìn)行浸出，以便盡可能提高鋅浸出率。
丹霞冶煉廠根據(jù)自身原料含鎵、鍺高的特點(diǎn)，采用二段逆流氧壓浸出加兩段磨礦工藝和3.2m2大極板電積鋅工藝，于2009年7月建成投產(chǎn)了年產(chǎn)10萬t電鋅的冶煉廠。設(shè)計(jì)選用3臺(tái)280m3高壓釜，第一段采用低酸、低溫、低氧壓(0.3 MPa)的技術(shù)條件，控制終酸10~15g/L，浸出上清液含F(xiàn)e*0.1 g/L，經(jīng)焙砂中和后，用鋅粉置換富集鎵鍺同時(shí)把Fe3*還原為Fe2+，再用焙砂作中和劑進(jìn)行針鐵礦除鐵，除鐵后液經(jīng)凈化、電積、熔鑄生產(chǎn)電鋅;第二段氧壓0.8～1.2MPa，溫度140℃，終酸35～45g/L，使未浸出的鋅、鐵、鎵、鍺等最大限度地浸出，二段浸出液返回一段浸出。鋅浸出率98%~99%，鎵浸出率90%，鍺浸出率95%。
云南冶金集團(tuán)自2002年開始，在氧壓浸出的工程化方面也開展了大量工作，先后建成了1萬t/a(一段加壓)、2萬t/a(二段逆流加壓)和14萬t/a規(guī)模的鋅冶煉廠，所使用的500m3加壓釜也實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化制造。
二段逆流氧壓浸出工藝流程見圖3-53。
(2)技術(shù)特點(diǎn)
與傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝比較，氧壓浸出工藝具有如下優(yōu)勢：
①取消了焙燒和煙氣制酸系統(tǒng)，硫以元素硫形式高效回收，消除了SO和重金屬粉塵污染，同時(shí)也解決了硫酸的貯存、運(yùn)輸和銷售問題;
②對(duì)高鐵閃鋅礦、高鉛鋅精礦和富含鎵鍺銦等稀散金屬的鋅精礦有較好的適應(yīng)性，對(duì)資源綜合回收，特別是稀散金屬的回收有利;
③有較強(qiáng)的靈活性，既可與傳統(tǒng)的濕法煉鋅有機(jī)結(jié)合，也可獨(dú)立生產(chǎn)，為企業(yè)改善環(huán)境和提高資源利用率提供解決方案。
與常規(guī)浸出相比，盡管氧壓浸出對(duì)環(huán)保有益，但它仍存在如下問題：
①在焙燒—浸出流程中，焙燒可除去礦物中的鹵素、汞和硒。但進(jìn)入氧壓浸出系統(tǒng)的原料若含鹵素過高，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問題，另外，汞和硒則富集在氧壓浸出系統(tǒng)產(chǎn)出的硫渣中，不易回收;
②氧壓浸出系統(tǒng)溶出的雜質(zhì)高，增加了凈化工序的難度;
③硫渣的處理和銀的回收比較麻煩，目前尚無理想的辦法。
由于部分硫的氧化，氧壓浸出可以實(shí)現(xiàn)自熱浸出，但凈化工序需要提供額外的蒸汽，因此需另外建設(shè)鍋爐系統(tǒng)。而在焙燒一浸出流程中，由于硫化物的燃燒，余熱鍋爐產(chǎn)出的蒸汽不僅可以完全滿足自身生產(chǎn)的需要，還可以富余一部分用于發(fā)電。
(3)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
鋅浸出率98.5%、浸出渣率45%。浸出工序每噸鋅的主要消耗：氧氣315m3/t、蒸汽0.8t/t、生產(chǎn)水3.5m3/t、電210kW·h/t、木質(zhì)素磺酸鹽2.5~3.0kg/t。
(4)國內(nèi)應(yīng)用廠家及產(chǎn)能
目前，國內(nèi)采用氧壓浸出工藝的冶煉廠有：丹霞冶煉廠，生產(chǎn)規(guī)模10萬t/a;云南永昌鉛鋅股份有限公司，生產(chǎn)規(guī)模1萬t/a;云南瀾滄鉛礦有限公司，生產(chǎn)規(guī)模3萬t/a;大興安嶺云冶礦冶開發(fā)公司鋅冶煉廠，生產(chǎn)規(guī)模2萬t/a;新疆部善縣華源通盛鋅冶煉廠，生產(chǎn)規(guī)模2萬t/a。此外，西部礦業(yè)鋅業(yè)分公司、內(nèi)蒙古山金阿爾哈達(dá)礦業(yè)有限公司的10萬t/a二段逆流加壓浸出鋅冶煉廠和呼倫貝爾馳宏礦業(yè)有限公司14萬t/a二段逆流加壓浸出鋅冶煉廠正在建設(shè)中。
(5)總體評(píng)價(jià)
氧壓浸出歷史較早，工藝成熟，但因設(shè)備腐蝕、投資偏高、操作嚴(yán)苛、運(yùn)營費(fèi)用高等原因而沒有得到全面推廣，但在環(huán)境要求較高的地區(qū)，氧壓浸出具有競爭優(yōu)勢。近年來，鋅冶煉企業(yè)面臨的環(huán)境壓力日益增大，氧壓浸出又獲得了新的發(fā)展。
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