碱浸是用强碱的水溶液作浸出剂的矿物浸出工艺。主要浸出氧化铝或二氧化硅等。对含锌废料进行碱浸并对浸出液电解可生产高纯度锌粉，此技术已成功在贵州、云南建成锌粉冶炼厂。2007年，浙江富阳建成了以炼铜烟尘为原料的2 000 t/a锌粉生产厂。该厂设计中增加了废电解液深度处理工艺，在设备选型、构筑物材料选取等方面进行了改进，并进一步完善了企业产品质量控制措施。
中文名
碱浸
外文名
Alkali leaching
学科
冶金工程
领域
冶炼
主要浸出
氧化铝或二氧化硅等
类型
矿物浸出工艺
5总结
对含锌废料综合处理，不仅能提高锌资源的利用程度，减少资源浪费，还将解决冶炼行业的环境污染问题。浙江富阳是我国大型废铜集散地和再生铜冶炼基地之一。铜冶炼再生的同时也产出大量含铜、锌、铅等有价金属的烟尘。氧化锌质量分数高于60%的含锌烟尘可直接生产硫酸锌、氯化锌和立德粉等，而氧化锌质量分数低于60%的烟尘成分复杂，含有许多其他成分，不能作为湿法炼锌原料，因而一直未得到较好的开发利用。
对含锌废料进行碱浸并对浸出液电解可生产高纯度锌粉，此技术已成功在贵州、云南建成锌粉冶炼厂。2007年，浙江富阳建成了以炼铜烟尘为原料的2 000 t/a锌粉生产厂。该厂设计中增加了废电解液深度处理工艺，在设备选型、构筑物材料选取等方面进行了改进，并进一步完善了企业产品质量控制措施。从2007年5月试生产以来，取得了较好的生产指标：锌浸出率大于90%，锌粉质量达到国家一级标准[1] 。
炼铜锌烟尘中，锌主要以ZnO形式存在。氧化锌可溶于氢氧化钠溶液，而铜、铁等金属元素均难溶而留在浸出渣中。
对炼铜锌烟尘碱浸然后电解生产金属锌粉的工艺流程如图1所示，设备连接图如图2所示[2] 。
年产2 000 t的锌粉冶炼厂，按330个工作日计算，日生产金属锌粉6.2 t，日需制备电解液233 m³，净化液235．4 1213，浸出液238 m³。按原料锌品位40%、锌浸出率85%、总回收率90%计算，日需原料21 t。
采用间断浸出法。∅4 000 mmX4 000 mm、容积50 m³的机械搅拌釜3台，2台工作，1台备用。浸出釜体为钢筋混凝土结构，锥形底，内衬碳钢防腐，配置碳钢螺旋蒸汽加热管。设液面观测孔、长温度计、温度计套管及液位刻度线。采用推进式搅拌，配以防腐搅拌机和电动机，减速机带动搅拌。浸出釜上部设废电解液进料管、洗水进料管及进料口，顶部加可移动盖。选用X盘100-1000u2型厢式压滤机3台压滤浸出液，其中2台工作，1台备用。
采用1#、2#、3#分离剂去除浸出液中的铅、铝、砷等杂质离子。净化釜与浸出釜结构相同，数量配套。由于净化渣的量远少于浸出渣的量，选用耐腐蚀、耐酸碱的X盘50一1000U2型厢式压滤机1台进行压滤。
阳极板为不锈钢板，阴极板为钛合金板，极板尺寸800 mm×500 mm。阴阳极板上部分别镶有长840 mm和1 000 mm、宽40 mm、厚12 mm的导电铜排。电解车间设4组电解槽，每组10个，总共40个。电解槽的尺寸为1 860 mm×700mm×1 260 mm。电解槽底部为锥形体，并设锌粉出料口。电解槽槽体用钢筋混凝土制成，内衬10 mm硬质PVC板材。PVC板材化学性能稳定，耐火阻燃，绝缘性能可靠，表面光洁，平整，不吸水，不变形，易于加工。每组电解槽设4个电解液循环池，并分别配置循环泵。电解液循环池的尺寸为4 000 mm×2 000 mm×2 200 mm。整个电解车间的电流强度为12 000 A，总电压120 V，选用ZH$12000A/(100～200)V整流器。
开始采用的金属锌粉洗涤设备是板框压滤机，但压滤机两头的锌粉和压在滤饼中间的锌粉清洗不干净，且耗水量大；后改用SD型三足式吊袋卸料离心机，但这种离心机底座轻，容易因进料不均匀而振动剧烈。所以，本设计中采用XRl200一N型上悬式人工卸料离心机。清洗结束后，停机抖动滤袋，锌粉松散后，从机壳底部排出。机壳底部正下方安装干燥机，锌粉直接入干燥器，快速烘干，有效地减少了锌粉的氧化。
锌粉烘干设备开始选用的是大型真空干燥厢，但锌粉烘干时不能翻动，受热不均匀，下层锌粉难以烘干，致使烘干速度跟不上锌粉清洗速度。后改用SZG-1000型SZG双锥回转真空干燥机，这种干燥机罐体内处于真空状态，罐体回转使锌粉上下、内外翻动，加快了物料的干燥速度。
废电解液循环10～20次后需要进行一次深度处理，以回收碱和强化净化。用泵将废电解液打入备用的浸出釜或净化釜，加碱搅拌至碱完全溶解，静置，溶液分层后从釜底将下层絮状物抽出到另一个备用釜内，然后从洗水池中抽洗水至釜内，混合后得到深度处理液。处理液搅拌并升温到70℃，加入石灰苛化0．5 h后压滤，苛化渣排放，苛化液回废电解液池用于浸出[1] 。
锌粉冶炼厂生产质量的控制对保证锌粉质量至关重要。对生产流程跟踪分析，确定下一工序投加的物料，同时对锌粉产品抽样分析，确保产品质量。浙江富阳锌粉冶炼厂于2007年5月开始试生产，7月正式生产。锌浸出率很高，达到92%以上；生产的金属锌粉全锌质量分数在98%以上，金属锌质量分数在94%以上，符合国家一级标准[3] 。
碱浸-电解生产金属锌粉技术用于处理炼铜锌粉尘，具有流程简单、金属回收率高、原料适应性强、产品质量好、有利于环境保护和资源综合回收等优势。该工艺的成功应用推动了含锌二次资源的综合回收技术的发展[3] 。
参考资料
1.刘清, 招国栋, 赵由才. 碱浸—电解法制备金属锌粉新技术的工业应用[J]. 湿法冶金, 2010, 29(4):273-276.
2.徐徽, 皮关华, 陈白珍,等. 用溶剂萃取法从碱浸液中回收钼的研究[J]. 湖南师范大学自然科学学报, 2007, 30(1):43-46.
3.范晓慧, 姜涛, 邱冠周,等. 铝土矿焙烧-碱浸脱硅新工艺[J]. 矿冶工程, 2002, 22(3):83-85.
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