重金属冶炼厂设计(engineeringdesignof heavynon—ferrous metallurgicalworks) 以冶金方法经从选矿富集的精矿中提取铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑和汞等的冶炼厂设计。设计范围包括铜冶炼厂设计、铅冶炼厂设计、锌冶炼厂设计、镍,台炼厂设计、钴冶炼厂设计、锡冶炼厂设计、锑7台炼厂设计和汞,台炼厂设计,以及重金属,台炼厂原料准备车间设计、重金属冶炼厂收尘设施设计、重金属冶炼厂二氧化硫烟气制酸设施设计。
由于原料中除主金属外,还分别含有伴生的有价元素,包括重金属铋、镉,贵金属金、银和铂族元素,稀散金属铟、铊、镓、锗、硒、碲,稀有金属钽、铌和非金属硫、砷等。因此,重金属冶炼厂设计还包括重金属冶炼厂稀散元素综合回收设施设计。 20世纪以来,随着机械、电器、化工、航空和航天等现代化工业的发展和科学技术的进步,世界各国相继建立了现代化重金属冶炼工业,中国在50年代后设计建成一批重金属冶炼厂,成为重要的重金属生产国之一。
原料重金属矿石以硫化矿为主,也有一部分是氧化矿,冶炼原料多是经过选矿富集的精矿。各种重金属冶炼的主要原料为:金属类别铜铅锌镉镍锡锑铋汞冶炼原料主金属含量硫化铜精矿含铜15%~30%硫化铅精矿含铅45%~70%硫化锌精矿含锌45%~55%铅或锌冶炼中间产品硫化铜镍精矿含镍3%~10%氧化镍矿含镍1%~2.5%含钴黄铁矿精矿含钴0.3%~0.5%砷钴矿精矿含钴10%~20%钴土矿含钴0.3%~2%铜或镍钴冶炼中间产品氧化锡精矿含锡40%~60%硫化锑精矿或块矿含锑约55%硫化铋精矿铅冶炼中间产品朱砂含铋15%~30%含硫化汞96%~98%设计规模及产品设计规模主要取决于原料来源和市场需求情况,一个重金属冶炼厂的最大年产金属量可达30~50万t,最小年产金属量为1000t以下。重金属冶炼产品的纯度要求较高,一般应不低于:铜,99.7%~99.97%;铅,99.9%~99.99%;锌,99.5%~99.99%;镍,99.5%~99.99%;镍铁(镍+钴),30%~48%;钴,98%~99.98%;锡,99%~99.95%;锑,99%~99.85%;铋,99.9%~99.99%;镉,99.9%~99.998%;汞,99.99%~99.999%。 产品中还包括综合回收的贵金属和稀散、稀有金属等。硫酸和硫的制品是重金属冶炼厂的主要副产品。 工艺流程因金属品种和原料性质而异,大体可分为火法、湿法和火法一湿法联合三类,须通过详细比较确定,可分别参见铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑和汞冶炼厂设计。
技术要求主要有:(1)重金属矿物大多与多种有价元素共生,设计必须考虑综合利用;(2)重金属矿物大多是硫化物,设计必须考虑硫的回收,排放烟气须达到环保要求;(3)铅、镉、汞等有毒金属的冶炼,须有严格的防护措旃;(4)火法冶炼须充分利用原料的反应热,以达到自热熔炼和充分利用烟气余热节约能源的目的;(5)采用必要的检测和控制仪表,尽可能实现自动化操作和计算机控制;(6)须有完善的炉渣处理,炉渣综合利用和弃渣堆存等设施。