热镀锌废锌渣两步法回收工艺研究.docx

60宝钢技术2003年第1期热镀锌废锌渣两步法回收工艺研究任玉森,李永谦,冯长宝 (宝钢股份公司技术中心,上海201900)摘要 :对宝钢热镀锌锌渣两步法回收锌的工艺进行了研究,研究证明此法适合小型锌冶炼 厂对锌的回收。关键词:废锌渣;熔融调质;净化;电沉积;铸锭中图分类号:X78111文献标识码:B文章编号 :1008 - 0716 (2003) 01 - 0060 - 03Study on Two2step Zinc Regeneration Technologyfrom Zinc Slag During Hot2dip Galvanizing ProcessREN Yu2senLI Yong2qianFENGChang2bao( Baosteel Technology Center , Shanghai China,201900)Abstract :The research on the two2step zinc regeneration technology from zinc slag duringhot2dipgalvanizing process indicates that it brings great benefit to a small2sized zinc melting plant.Key Words : Zinc slag ;Melting and adjustment ; Purifying ; Electrodeposit;Casting1前言随着社会经济的发展,锌的消耗量越来越大, 其直接结果是锌渣的产生量增加。在锌资源逐渐 减少,新的需求继续增长的形势下,锌渣的再生处 理方法研究日益受到重视。我国大部分钢铁厂的热镀锌生产线每年都产生相当数量的锌渣,渣率在5%以上。这些锌渣的成分比较简单,以前虽然进行了相关研究,例如在火法工艺和湿法工艺研究上都取得了一定成果,但由于设备投资和能耗比较高、运行稳定性较差,在获得较高纯度锌的 同时又会产生新的废物,对环境造成了一定程度的污染,直接影响了在工业上的应用,所以未得到 推广。为此,针对宝钢热镀锌锌渣处理开展了两步法回收金属锌的工艺研究,提出了一套适合小型锌冶炼厂或大型钢铁厂自身从废锌渣中回收锌 的新工艺,为锌渣的综合利用提供了一条低投资、 低能耗、生产清洁的可行途径。2 基本原理热镀锌渣中的主要杂质是铁、铝和微量铅。锌渣与一定量的铝一起加入熔炉并加热到充分熔融混合后,由于铝铁具有比锌铁更强的结合 力,在一定温度下,锌液中的铁与铝结合后形成浮 渣转移到锌液表面上。浮渣与锌液机械分离后, 锌液直接铸锭,浮渣进入后面的电解工序。锌渣中的氧化锌和锌易溶于稀硫酸,以锌离 子的形式进入溶液:ZnO+2H+→Zn2++H2OZn + 2H2 + →Zn2 + + H2 ↑在锌进入溶液的同时,部分杂质(如铁等)也进入溶液,因此必须对溶液进行净化,除去各种有 害杂质。待溶液纯度达到电解锌的要求后进行电解,使锌在阴极上沉淀出来。2Zn2 + + 2H2O →2Zn + 4H+ + O2↑这样就可以获得高质量的阴极锌,对其进行 熔锭而得到成品锌。整个工艺流程如图1所示。任玉森 硕士 1972 年生 1999 年毕业于大连理工大学现从 事环保设备研究工作 电话 -2164任玉森等热镀锌废锌渣两步法回收工艺研究613.2浮渣溶解净化及电解锌渣3. 2.1浮渣溶解纯铝熔炉溶解槽锌粉电解槽锌液锌锭铁沉淀废电解液浮渣主要成分是锌(45.8%)、铁(13.15%)、铝(41. 05 %) 、铅 (0. 15 %) 。根据成分分析,对浮 渣采用了二段间歇性溶解法。在室温和机械搅拌 的情况下,采用适当浓度的硫酸进行溶解,考察了 硫酸浓度、溶解时间对浮渣溶解的影响,确定了最 佳溶解条件,如表3 所示。表3溶解条件Table 3 Dissolvingconditions铝化合物图1热镀锌渣再生新工艺流程简图Fig. 1 Flow sheet of zinc slag regeneration process3实验过程3.1锌渣调质实验3. 1.1热镀锌渣成分 实验用的废锌渣是热镀锌生产过程中在锌锅表面产生的浮渣,其化学成分见表1。表1废锌渣化学成分Table 1 Chemical analysis of zincslag%AlPbFeZnCd7.120.153.4088.50.01 3. 1.2熔融调质针对热镀锌锌渣的成分分析,对其做了熔融 调质实验。在采用氯化铵作保护介质隔离空气的前提下,锌渣与铝在熔炉中加热到400～900℃,考 察了温度、调质剂比例、加热时间等因素对析出效 果的影