鋅冶煉技術發(fā)展現狀綜述

（中國恩菲工程技術有限公司 王忠實）

1  國外鋅冶煉技術水平

濕法煉鋅是當今世界最主要的煉鋅方法，其產量占世界總鋅產量的85%以上。近期世界新建和擴建的生產能力均采用濕法煉鋅工藝。濕法煉鋅技術發(fā)展很快，主要表現在：硫化鋅精礦的直接氧壓浸出；硫化鋅精礦的常壓富氧直接浸出；設備大型化，高效化；浸出渣綜合回收及無害化處理；工藝過程自動控制系統等幾個方面。

火法煉鋅中的豎罐蒸餾煉鋅已趨淘汰，電爐煉鋅規(guī)模小且未見新的發(fā)展。等離子煉鋅技術及噴射煉鋅技術在上世紀80年代實現了鋼廠煙灰回收鋅的示范工廠，至今尚未見有關進一步的商業(yè)化進展的報道，密閉鼓風爐煉鉛鋅是世界上最主要的幾乎是唯一的火法煉鋅方法。世界上總共有15臺（包括國內ISP工廠）密閉鼓風爐在進行鋅的生產，占鋅的總產量12%-13%，其技術發(fā)展主要是增加二次含鉛鋅物料的處理措施；改進冷凝效率；富氧技術的運用等。

1.1氧壓浸出技術的運用

硫化鋅精礦氧壓浸出新工藝的特點是：鋅精礦不經焙燒直接加入壓力釜中，在一定的溫度和氧分壓條件下，直接酸浸獲得硫酸鋅溶液，原料中的硫、鉛、鐵等則留在渣中，分離后的渣經浮選、熱濾、回收元素硫、硫化知殘渣及尾礦，進入硫酸鋅溶液中的部門鐵，經中和沉鐵后進入后續(xù)工序處理。該工藝浸出效率高。對高鐵閃鋅礦和含鉛的鋅精礦適應性強。與常規(guī)煉鋅方法相比無需建設配套的焙燒車間和酸廠，有利于環(huán)境的治理，尤其是對于成品硫酸外運交通困難的地區(qū)，氧壓浸出工藝更顯優(yōu)勢，產出的元素硫便于儲存和運輸。

該工藝動力學研究表明，浸出反應是在硫化鋅礦粒表面進行的多相反應，為了提高浸出過程的反應速度，要求精礦粒度98%小于44μm。升高溫度反應速度增加，但當溫度提高到元素硫的熔點（119℃）時產生的溶融硫會包裹在硫化鋅顆粒表現，阻礙浸出反應的繼續(xù)進行，實驗發(fā)現溶融硫的黏義勇在153℃時最小，而溫度高于200℃時，硫氧化生產硫酸鹽的速度大為增加，因此浸出溫度定為150℃左右為宜，同時加入木質磺酸鹽作表面活化劑，有利于反應順利的進行。溶液中三價鐵的存在對浸出反應起加速作用，在使硫化鋅氧化時，本身被還原成二價鐵，接著又被進一步氧化成三價鐵。二價鐵氧化成三價鐵被認為是浸出過程的控速階段，起到氧的傳遞作用。浸出的反應與二價鐵氧化速率緊密相關，二價鐵氧化速率與二價鐵的濃度、溶液的酸度及浸出過程的氧壓有關。工業(yè)實踐證明：硫化鋅精礦氧壓浸出的溫度為140℃～150℃，氧分壓為700kPa，浸出時間1小時，鋅浸出率可達98%以上，硫總回收率為88%。目前國外已有五座煉鋅廠建成了氧壓浸出系統。

（1）加拿大特累爾鋅廠：

該廠氧壓浸出系統設計處理鋅精礦能力為190t/d，新建的氧壓浸出系統與原有的傳統濕法煉鋅平行運行，氧壓浸出的礦漿經旋流器分級溢流進入老系統的酸浸槽與原工藝流程合并，氧壓浸出系統設計產鋅量為全廠產能的20%。

該廠處理的物料主要是柯明柯公司的沙里文礦。其顧分為：鋅49%，鐵11%，鉛4%，硫32%。

氧壓浸出廠首先將鋅精礦用球磨機細磨，球磨機與水力旋流器閉路循環(huán)，旋流器的溢流經濃縮后得到含固量68%～70%，粒度小于44μm占90%的礦漿，在礦漿攪拌槽里加入表面活性劑后，連續(xù)泵入4室高壓釜的第一室。由電積車間來的廢電解液配入濃硫酸，使其酸度達到含硫酸165g/L，然后與礦漿閃蒸槽產出的蒸氣進行熱交換，使廢電解液的溫度由30℃提高到70℃，預熱后的廢電解液泵入高壓釜的第一室。未經預熱的廢電解液泵入高壓釜的第二室，氧壓浸出用的氧氣純度為98%，從高壓釜前三個室加入。高壓釜為四室臥式機械釜，其直徑為3.7m，長15.2m，容積103m³,每室有攪拌器和隔板，操作壓力為1250Pa，溫度150℃，浸出產物通過襯陶瓷的排料閥排出，進入閃蒸槽，閃蒸槽的操作壓力為55kPa，溫度為117℃，閃蒸后的礦漿進入調節(jié)槽，再泵入一臺水力旋流器，旋流器的溢流主要是硫酸鋅溶液和鐵礬礦漿，經掃選硫后送焙燒浸出系統。掃選產品與旋流器底流合并經粗選，精選后產出硫富集物，再經過濾、溶融、熱濾，產出元素硫出售。未反應的硫化鋅和夾雜的硫殘渣返回焙燒。

該氧壓浸出系統經改造完善后的處理能力已達到376t/d，設備運轉率90%，高壓釜物料停留時間100分鐘，排氣中氧含量（干基）85%，浸出終液含鐵5g/L，含酸30g/L，鋅浸出率98%，硫回收率83%～91%。

（2）加拿大梯明斯廠

氧壓浸出系統設計能力為處理精礦105t/d，該廠也是在傳統濕法煉鋅廠基礎上擴建的。加壓浸出的礦漿經濃密后，溢流在氧化槽中氧化，中和，焙燒作氧化步驟的中和劑，氧化步驟排出的漿化物由硫酸鋅溶液，未反應的焙燒砂礦和沉淀的氧化鐵組成，送至老廠的中性浸出工序與主工藝流程合并，氧壓浸出礦漿濃密底流即合硫浸出渣，與老廠產生的殘渣一起洗滌過濾并儲于尾礦壩。

該廠的氧壓浸出工藝與特列爾鋅廠工藝略有不同，采用低酸作業(yè)，鐵以黃鉀鐵礬，堿式硫酸鐵和水合氧化鐵沉淀。

浸出高壓釜也是四室臥式機械釜，其直徑為3.2m，長12m，有效容積50m2，釜體結構同于特列爾廠，外殼為碳鋼，內襯鉛和耐酸磚，內部零件由鈦和904L不銹鋼制成。

進入高壓釜鋅精礦礦漿含固量65%，小于44μm。顆粒占95%。釜內總壓維持在1100～1240kPa，溫度130℃～145℃，浸出產物經閃蒸槽溫度降至100℃進調漿槽，在濃密機中固、液分離前靜置一段時間，使硫碘轉換成單斜體結晶狀。大約25%的上清液作為冷卻劑再循環(huán)回到高壓釜內。剩余的上清液在氧化槽中使二價鐵離子氧化成三價鐵離子，在此焙燒作氧化步驟的中和劑，并返回老系統沉礬液調節(jié)液固比。氧化槽排出的漿化物送至傳統工廠的中性浸出段。濃密機底流含堿式硫酸鐵、鐵礬渣、單質硫及共他殘留物與傳統工廠生產的殘渣一起洗滌并堆存于尾礦壩。投產前期，曾出現過磚襯的脫落，鉛襯的局部浸蝕，卸料管堵塞及排氣控制閥的磨損問題，經過幾次的修改，材質的更換和加強維護管理，逐步提高了其經營效率和產量。1995年運行時間為80.4%，設備利用率達到88.2%。其主要生產數據如下：實際的精礦處理量150t/d,釜內氧含量（干基）92%，浸出終液含酸15～18g/L，含鐵3-3.5g/L，鋅浸出率98%。

（3）德國魯爾鋅廠

魯爾鋅廠是第三家采用氧壓浸出工藝的公司，加壓浸出和原有的濕法煉鋅老系統的設備結合起來提高了電鋅的生產能力，年增產5萬t電鋅，占全廠總量三分之一以上。老系統的流程包括：焙燒、中性浸出、熱酸浸出、高熱酸浸出、凈液、電積等工序。高熱酸浸出的鉛、銀渣出售給鉛廠，熱酸浸出液用鋅精礦還原，使溶液中的三價鐵還原成二價鐵，然后焙砂中和，使鐵以赤鐵礦的形式沉淀下來。還原渣含有硫化鋅和大量硫送往焙燒爐。新增氧壓浸出系統后，改變了這部門工藝，即將還原渣與鋅精礦二次研磨后的礦漿混合，同時加入高壓釜，其作用是增加焙燒爐處理的精礦量，也使還原渣中的硫不以硫酸產出而以元素硫形式產出。進入高壓釜的鋅清礦量占原料量的50%～60%還原渣為40%～50%。高壓釜反應溫度為150℃，為防止元素硫包裹硫化鋅顆粒，在進入高壓釜混合礦漿中加入了添加劑。加壓浸出后的礦漿進入閃蒸槽溫度下降到120℃，產生的蒸汽作用于加熱進料溶液，閃蒸槽排出的礦漿進入調節(jié)槽溫度進一步下降到80℃，單質硫冷卻成小的顆粒，用浮選方法使用與礦漿分離。

調節(jié)槽礦漿進入初級浮選槽直接處理，初級浮選后的尾礦漿進行濃密，濃密機底流經粗選、掃選、精選后的硫精礦和初級浮選的硫精礦合并，經過濾、洗滌、再經熔融熱濾得到單質硫副產品出售，硫化物濾餅返回焙燒。掃選尾礦與老流程高熱酸浸出渣混合進入原有的鉛、銀、渣濃密池。初級浮選尾礦濃密機上清液含溶解的鋅、鐵送往原有的中性浸出工序。

該廠投產三年后，原料改為全部精礦，不再處理還原渣。投產初期設備方面的主要問題是高壓釜攪拌器的結垢清理和耐酸管道的腐蝕。經修改后已有所改進。1994年主要生產數據：鋅精礦品位45%～50%，高壓釜利用率95%，生產能力提高了10%～15%，鋅浸出率大于97%，硫回收率85%～90%。

（4）加拿大哈德森灣礦冶公司鋅廠：

原有鋅廠采用焙燒——浸出——電積工藝，經過整改后，完整的兩段氧壓浸出流程完全取代了老工藝的焙燒浸出工藝。至今是世界上第一座完全采用氧壓浸出的煉鋅廠，而其它的鋅氧壓浸出都是與焙燒工藝并存。

哈德森灣氧壓浸出處理的混合精礦先經球磨機細磨、旋流閉路分級，濃密機濃度，底流礦漿含固70%，小于44μm占98%，泵送氧壓浸出系統。精礦漿、返酸和堆存的殘渣浸出液一起加到第一段高壓釜進行低酸浸出，高壓釜第一室溫度為140℃～150℃，其余各室為150℃，停留時間1小時。一段浸出礦漿經兩級閃蒸槽降溫、降壓后進低酸浸出濃密機。濃密機溢流酸度為7g/L～9g/L，用氫氧化鋅礦漿中和、鋅粉除銅、除鐵后送凈液車間。中和除鐵用氫氧化鋅礦漿為煙塵和浮渣經浸出、石灰中和后的產出物。低酸浸出濃密機底流含固45%，泵入第二階段高壓釜進行高酸浸出，釜體結構與操作溫度、壓力同于第一段低酸浸出，但酸度較高，高酸浸出濃密機溢流含酸35g/L～40g/L。經儲槽返回一段低酸浸出釜。低酸浸出釜的溫度是通過高酸浸出溢流和低酸返回溢流來控制。而高酸浸出釜的溫度則通過向最后一個室補充廢液控制。高酸浸出礦漿在進入高酸浸濃密機前也通過兩級閃蒸槽和中間槽降溫、降壓，回收蒸汽用于加熱反應溶液，高酸浸出濃密機底流用水漿化，再經浮選得到硫精礦。浮選尾礦經濃密，過濾和洗滌后送尾礦壩，硫精礦漿經過濾、洗滌、溶融、熱濾產出元素硫出售，熱濾渣主要含未反應的硫化物送公司銅廠處理。

該廠設有直徑3.9m，長21.5m臥式機械攪拌釜三臺。低酸浸出和高酸浸出各用一臺釜，另一臺高壓釜作為兩者的備用。1993年7月投產，1995年達到設計能力的98%。通常每月停車一次，主要是清理閃蒸槽和管道的結垢，更換攪拌裝置的襯套，每3～4個月停產清理高壓釜浸漬管和排漿管的結垢，每6個月清理一次高壓釜的結垢并同時維護卸料閥門和攪拌器的密封裝置。

主要生產數據：精礦處理量22.2t/d，操作壓力為1100kPa～1200kPa，氧濃度按設計要求一直保持在氧分壓80%（干基）條件下操作，低酸浸出鋅浸出率75%，高酸浸出鋅浸出率達99%，低酸浸出液含鋅150g/L,含鐵小于2g/L。

除上述四廠外，第五座氧壓浸出廠于2003年在哈薩克斯坦的巴爾喀什廠建成，生產規(guī)模為10萬t/a電鋅能力。

1.2 富氧常壓浸出技術的運用

奧托昆普公司開發(fā)的硫化鋅精礦富氧常壓直接浸出工藝已在世界上三座工廠實現了工業(yè)化生產。富氧常壓浸出工業(yè)化生產是在氧壓浸出之后發(fā)展起來的新工藝，其基本反應過程仍基于氧作為強氧化劑，三價鐵離子作催化劑，硫以元素硫產出，與常規(guī)煉鋅方法相比具有氧壓浸出相同的優(yōu)勢，與氧壓浸出工藝相比，由于過程在常壓下進行，反應溫度低于100℃，所以反應速度較慢，據有關資料報道，經富氧常壓和氧壓對比試驗證明，要求達到相接近的鋅浸出率，反應時間不低于24小時（而氧壓浸出為1小時），在相同的酸度下，富氧常壓浸出終液鐵含量明顯高于氧壓浸出終液鐵含量，即增加了溶液除鐵工作量，鋅回收率略低于或接近氧壓浸出工藝。富氧常壓浸出的核心設備是DL反應器，DL反應器為立式封閉攪拌槽，攪拌器設在底部，反應器體積大，但總投資仍低于氧壓浸出工藝。由于是在常壓下浸出，反應熱回收不如氧壓浸出工藝，所以蒸汽消耗量較大。無高壓設備，所以粘結清理等維護工作量少，且安全性較好。

三座富氧常壓浸出工業(yè)化生產都是與焙燒—浸出—電積流程結合的工廠，擴建富氧常壓浸出系統的目的是為了擴大鋅產量，而不是增加硫酸產量。

（1）芬蘭科科拉廠

分別于1998年和2001年建設了兩座50,000t/a鋅規(guī)模的富氧常壓浸出系統，共有8臺DL反應器，四臺為一個系列，每個系列（50,000t/a）三臺生產，一臺備用?？瓶评瓘S，原有常規(guī)流程生產能力為170,000t/a鋅，共計總產能為270,000t/a。進入DL反應器的物料包括精礦漿，焙燒二段浸出底流經轉化后的礦漿，電積廢液和氧，反應器產出物經濃密、過渡、上清液返回焙燒一段中性浸出與常規(guī)流程合并。

（2）挪威歐達廠：

于2004年建設了一座50,000t/a鋅規(guī)模的富氧常壓浸出系統，原有常規(guī)流程生產規(guī)模為100,000t/a鋅，共計總產能為150,000t/a鋅。進入DL反應器的物料包括精礦漿，焙砂系統的熱酸浸出礦漿，電積廢液和氧。反應器產出物經濃密、過濾后的上清液用焙砂中浸底進行黃鉀鐵礬法沉鐵，除鐵后液返回焙砂中浸工序，與常規(guī)流程合并。

上述兩廠常壓浸出的濾渣均未設回收硫系統，濾渣送渣場堆放。

（3）韓國鋅業(yè)公司溫山冶煉廠

韓國鋅業(yè)公司溫山冶煉廠于1994年建設了一座200,000t/a鋅的富氧常壓浸出系統，原有的焙燒、浸出、針鐵礦除鐵流程生產能力為200，000t/a鋅。常壓富氧浸出工藝產出的酸浸出液用針鐵礦法除鐵，針鐵礦渣采用Ausmelt爐煙化處理，1998年常壓富氧浸出和焙砂浸出共生產電鋅420,000t。

富氧常壓浸出精礦制備過程類似于氧壓浸出工藝，精礦是否通過細磨決定于原料和直接浸出試驗的結果，酸出渣是否選硫或熱濾，處決于建廠條件，原料鉛、銀含量和環(huán)境的要求。

1.3 煉鋅廠浸出渣無害化處理

任何濕法煉鋅廠都面臨渣處理方法的選擇，隨著技術的發(fā)展，國外工廠鋅浸出渣處理以高酸、熱酸浸出技術為主，熱酸浸出后沉鐵方法有黃鉀鐵礬法，針鐵礦法和赤鐵礦法。產出的高酸浸出渣視鉛銀含量或直接送鉛廠處理，或經浮選后送鉛廠處理，產出的鐵渣多數送渣場堆存，存在二次污染問題。如何使這類渣無害化處理是濕法煉鋅廠一個共性問題。比較普遍的一種觀點認為，采用煙化法處理濕法煉鋅廠殘渣，盡可能回收其中有價金屬產出固化無害渣，有利于環(huán)境保護，也有利于棄渣的進一步的利用。傳統的威爾茲法處理弱酸浸出的殘渣（所謂的半溶渣）作為丟棄渣也不是十分安全，且焦炭耗量也高，操作成本高，操作環(huán)境也不理想。韓國鋅業(yè)公司溫山冶煉廠為建成一座“綠色”工廠，曾對渣處理流程做過多方案的比較和改進。其原則是消除浸出渣的堆場，使未來不可知責任最小化，而不是公司當前利益的最大化，其目標是研究一種與鉛渣煙化爐相同的化學反應過程，實現連續(xù)化操作的鋅渣處理工藝，渣煙化的連續(xù)化過程有利于含硫煙氣的后續(xù)處理，也有利于操作管理。在澳大利亞進行試驗后，于1995年建成兩段Ausmelt爐處理煉鋅廠殘渣，投產初期遇到了許多機械問題，經過一段時間的設計修改取得了很好的效果，證明兩段連續(xù)煙化爐處理鋅浸出渣或鉛鋅冶煉過程殘渣，產出無污染可利用的廢渣是一個比較好的方法。該項目的正常生產逐步消除了該廠生產過程產出的釷鐵礦渣和堆存的鐵礬渣。煙化爐放出的渣經水淬后出售給水泥廠，從而真正的實現了“無棄渣鋅冶煉廠”的初衷。

溫山鋅冶煉廠Ausmelt渣處理工藝，設計能力為120,000t/a（干基）出渣。含水25%浸出渣與粒煤（5mm～20mm），石英溶劑經配料、混合后加入第一段Ausmelt熔煉爐。熔煉爐頂部噴槍送入富氧空氣、粉煤，二次燃燒空氣進行浸沒熔煉，產出的含鋅氧化物煙塵和二氧化硫煙氣經沉降室余熱鍋爐降溫，電收塵機除塵后，尾氣含有二氧化硫1%左右，通過氧化鋅吸收后排空。沉降室收集的粗塵返回熔煉爐，余熱鍋爐和電收塵器收集的混合氧化物作為尾氣洗滌吸收劑，經洗滌產出亞硫酸鋅礦漿回煉鋅廠回收鋅和硫酸。熔煉爐下部排渣口將熔融渣送往第二段Ausmelt爐進一步貧化，第二段爐設有單獨的煙氣處理系統，由于第二段爐的煙氣不含二氧化硫，所以無尾氣吸收裝置。煙氣經沉降室、熱回收降溫至200℃，再經布袋收塵器除塵后直接排放，二段爐的氧化鋅煙塵送浸出廠。二段爐設有放渣口和底部放出口，廢渣由放渣口排出后水淬外售，冰銅由底部放出口間斷排放，送銅廠處理。熔煉爐操作溫度1270℃，貧化爐操作溫度為1300℃～1320℃。

該廠1995年抽產遇到的主要問題是：由于噴濺造成上升煙道的堵塞：噴槍下部壽命短；耐火材料過渡損壞。經溫山冶煉廠不斷的改進已取得了很好的效果。生產實踐數據為：鋅回收率86%，鉛回收率91%，銀回收率88%（其中71.5%進入氧化鋅煙塵，其余進入冰銅）。廢渣含鋅小于3%，含鉛小于0.3%，銅、銻以黃渣形式得以回收。

1.4 焙燒—浸出—電積常規(guī)濕法煉鋅廠現狀

    設備趨向于大型化，連續(xù)化，機械化，工藝過程實現計算機控制和管理。

123m³焙燒爐日處理已超過850t精礦量；200m³機械攪拌槽的運用；電解車間3.2 m³3.4m3大型陰極板的自動剝鋅機的運用；2000kW～3000kW熔鑄，感應電爐的運用以及全過程計算機控制和管理的運用。顯著改善了操作條件，提高了勞動生產率，降低了生產成本。

上世紀70年代以來，焙燒一浸出常規(guī)濕法煉鋅廠相繼出現了熱酸浸出黃鉀鐵礬法、低污染黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法來處理浸出渣。處赤鐵礦法在高壓釜中進行，設備和操作費用較高而未廣泛推廣外，其他的熱酸浸出和渣處理方法均已廣泛運用。但無論是鐵礬渣還是針鐵礦渣，均存在如何經濟、無害化治理和再利用問題。

    1.5 密閉鼓風爐火法煉鋅（鉛）的現狀

密閉鼓風煉鋅（鉛）在上世紀50年代發(fā)展起來的技術，上世紀60年代～70年代發(fā)展迅速，后因濕法煉鋅技術的發(fā)展，環(huán)保要求日益嚴格，焦炭價格的上漲以及鉛鋅礦分選技術的提高等多種原因，20世紀后期外國煉鋅廠的新建和擴建不再采有該法煉鋅。原有密閉鼓風爐煉鋅廠技術發(fā)展主要是：提高鼓風與焦炭預熱溫度，以增加產量；處理低品位的復雜原料；采用熱壓團或粉狀含鋅物料直接噴吹入爐方式提高二次物料的處理量；低濃度高氧在燒結和鼓風爐中的試驗和應用；溜槽汽化冷卻，以及噴淋冷卻爐殼的運用等。

2  我國鋅冶煉的技術現狀

近10年來我國鋅產量迅速增長，1995年為107.67萬t ，2000年195.7萬t，2005年達到 271.1萬t。1995至2005年，年均遞增 9.7%；2000至2005年，年均遞增 6.7%。隨鋅產量基數增大，年均遞增率已逐年遞減。從2002年起，我國鋅產量，消費量均居世界第一，是名符其實的鋅的生產和消費大國。

我國鋅冶煉工藝技術，以濕法冶煉為主，火法冶煉其次。

  2.1 濕法煉鋅

濕法冶煉工藝的標準流程是鋅精礦焙燒→浸出→凈液→電積→電鋅產品.其中因浸出作業(yè)的條件不同又分工協作為低溫常規(guī)浸出和高溫高酸浸出兩種.我國常規(guī)浸出工藝以株冶較為典型,浸出渣多用回轉窯揮發(fā)其殘鋅。高溫高酸浸出渣則直接送渣場堆存，或視鉛、銀含量送鉛廠處理，其浸出液除鐵在我國又有四種不同工藝，如白銀西北鉛鋅冶煉廠等采用的黃鉀鐵礬法、赤峰庫博紅燁鋅廠等采用的氨礬鐵渣法，由于鐵渣中鋅含量低，又稱為低污染黃鉀鐵礬法、云南祥云飛龍實業(yè)有限公司等采用針鐵礦法、溫州和池州冶煉廠等采用噴淋去除鐵、稱為仲針鐵礦法?；谶@些區(qū)別，使?jié)穹掍\工藝流程呈現出多樣性。

上世紀90年代隨著單系列10萬t/a電鋅冶煉廠的建設，采用和研制了109m²的大型沸騰焙燒爐、大型單通道模式壁余熱鍋爐、溢流密封螺旋排灰裝置、焙砂沸騰冷卻器、高效冷卻筒、150m³高效節(jié)能攪拌槽、高效濃密機、自動板框壓濾機、1.6m2極板、全塑大型電解槽、機械化剝鋅片機、40t大型低頻熔鋅感應電爐、自動澆鑄—碼垛—打包機等先進設備和銻鹽三段深度凈液等技術。分別在白銀、株冶、曲靖、濟源、巴彥淖爾等地建成投產，五個鋅廠其裝備和自控水平已進入世界先進行列。在工藝操作方面，勞動生產率及電解液凈液深度與發(fā)達國家相比仍有一定差距。

    2.2 火法煉鋅

我國現存在火法冶煉鋅工藝有三種，即豎罐煉鋅、ISP鼓風爐煉鋅、電爐煉鋅。幾年前在邊遠地區(qū)采用原始的馬槽爐、馬鞍爐、四方爐平罐爐煉鋅，由于其能耗高、回收率低、浪費資源、污染環(huán)境，已被國家明令禁止生產，現已基本關?；蚋脑?。

豎罐煉鋅國外早已于1980年關閉了最后一條生產線。我國豎罐煉鋅以葫蘆島鋅廠為典型，該廠經多年努力，開發(fā)了高溫沸騰焙燒、自熱焦結爐、大型蒸餾爐、精餾爐、雙層煤氣發(fā)生爐、罐渣旋渦熔煉揮發(fā)爐等技術，將豎罐煉鋅提高到一個新水平，先后建成了20萬t/a豎罐煉鋅產能。但因單系列產能難以大型化，加上能耗和環(huán)保難與濕法工藝媲美而沒有獲得大規(guī)模推廣應用。

ISP鼓風爐煉鋅又稱帝國熔煉法，爐子上部煙氣經冷凝系統產鋅，下部產鉛。我國韶關冶煉廠、白銀三冶、葫蘆島鋅廠、陜西東嶺等建有5套裝置，2005年產鋅總量20～21萬t。該工藝對鉛鋅難以分選的混合精礦處理具有獨特優(yōu)點。60～70年代獲得快速發(fā)展。隨著鉛鋅混合礦分選技術的提高，加上鉛鋅精礦燒結過程的煙氣和返粉破碎的粉塵污染等環(huán)保問題難以解決、ISP工藝已夕陽西下，全世界先后共建設了17套ISP裝置，在發(fā)達國家，因環(huán)保原因有多家已經關閉，2004年澳大利亞的柯克克里克的ISP廠亦已關閉，目前全世界包括中國后建的ISP工廠在內仍有15套裝置繼續(xù)生產。

電爐煉鋅，由于投資相對較低，屬短流程、操作簡易、環(huán)保沒有突出問題，因此在云、貴、川、陜、甘、寧、青海等邊遠省區(qū)，有鋅礦資源、電力充足的地方不斷發(fā)展。目前全國已有35個工廠建成投產了58臺電爐，電爐裝機總功率112k·kW,年產鋅總量15-16萬t。已投產的電爐單機功率在1000～6300kVA之間，產品電耗視精礦品位高低而波動在3500～4300kW·H/t粗鋅之間。

另外柳州鋅品廠、水口山有色公司等多個廠家將鋅焙砂壓團、用維氏爐還原揮發(fā)直接生產商品氧化鋅，也有相當規(guī)模，氧化鋅年產量波動在30～45萬t之間。這也應歸于火法煉鋅范圍。近十年我國各類鋅產量列于表3：

表3  我國各類鋅產量         單位：萬t

表3中除電鋅外，均為火法煉鋅產品，以2005年計，電鋅170.6萬t，占當年鋅總產量的61.5%,ISP鼓風爐產鋅21萬t，占7.6%，電爐產鋅16萬t，占5.8%，其余豎罐產鋅約35～36萬t，占13%。1995年電鋅產量僅占當年總產量41%，到2005年已提高到近61.5%，表明我國濕法煉鋅的發(fā)展速度，隨著再建和改擴建煉鋅廠的投產，我國濕法煉鋅廠的產能將顯著提高。

2.3 鋅冶煉技術進展

（1）云南冶金集團和昆明理工大學，聯合開發(fā)了高鐵鋅精礦鐵自動催化加壓浸出新工藝，處理含Zn42.17%、Fe14.38%、S 29.25%的精礦，工業(yè)性連續(xù)試驗指標達到：鋅浸出率98.05%，鐵浸出率僅29.22%，元素硫轉化率92.2%。該技術已建成投產了10000t/a電鋅的生產線，和20000t/a的試生產線，進入了產業(yè)化階段。

（2）高硅氧化鋅礦的處理，有突破性進展，云南祥云飛龍實業(yè)有限公司，將高硅氧化鋅礦與硫化礦焙砂中溫和酸浸出渣，按適當配比混合，再經高溫高酸浸出，用針鐵礦法沉鐵、脫硅、凈液、電解生產電鋅，已取得國家專利。該廠采用上述工藝已生產多年，鋅的總回收率達94%±。2005年該廠電鋅產量已突破5萬t/a，證明該工藝成熟可靠。該廠同時用硫酸浸出處理Zn7～8%的低品位氧化礦，浸出率達70%～80%并用酸洗萃取、電積工藝回收過去堆答的鋅浸出渣，產能已達10000t/a電鋅，這些技術為我國難處理的高硅氧化鋅礦經濟有效地利用開創(chuàng)了新途徑。

（3）由于銦價持續(xù)攀高，鋅礦中伴生金屬銦的有效回收引起鋅冶煉同行的高度重視，株冶采用環(huán)隙式離心萃取器代替混合澄清槽，直接從氧化鋅酸浸上清液中萃取回收銦、鍺、剔除了銦、鍺富集和兩次富集渣酸浸等工序，銦的總回收率提高了20.25%，鍺的總回收率提高了31.9%。另有兩項研究成果引入了產業(yè)化設計。一是鋅焙砂采用弱酸浸出、浸出渣富集銦，再經回轉窯揮發(fā)回收渣中的殘余鋅、銦，以氧化鋅煙塵產出。氧化鋅富集了絕大部分銦，作為提銦的原料，提銦后液回系統回收鋅，改進后的浸出工藝，銦的總回收率達70%以上，因內用此工藝建設50t/a銦、5萬t/a鋅的銦鋅冶煉廠，已投產運行。

另一研究成果屬火法煉鋅工藝，即銦鋅精礦脫硫焙燒后，焙砂送電爐還原揮發(fā)，揮發(fā)物經鋅雨冷凝獲得粗鋅，粗鋅精餾得到精鋅，銦則殘留在精餾殘渣硬鋅中，硬鋅經真空冶煉回收銦。該工藝銦在電爐中的揮發(fā)率>90%，銦的總回收率達80%，正在國內建設年產鋅3萬t/a、銦20t/a的示范工廠。硬鋅真空蒸餾，在一個設備中同時完成提鋅、富集銦、鍺、銀、鉛等有價金屬。且有流程短、直收率高、無污染等優(yōu)點。在豎罐煉鋅和ISP煉鋅工廠的硬鋅處理中均已采用。

（4）濕法煉鋅除前面提到的設備大型化外，曲靖、株冶等廠家的焙燒、浸出、凈液、電解、制酸均實現了在線檢測，智能優(yōu)化模型控制。提高了產品質量，降低了能耗。熔鋅工頻感應電爐，采用新型絕緣干式填料和柔性耐火澆鑄材料，解決了感應器熔鋅溝鋅液流動時劇烈膨脹、熱應力變化給感應器造成的龜裂漏鋅及一、二次線圈間的漏鋅問題，實現了感應電爐可不停爐檢修、不需再配備用爐。云南馳宏鋅鍺股份有限公司，將鋅浸出渣加入煙化爐強化揮發(fā)熔煉，回收其中殘留的Zn、Pb、Ge、Ag等有價金屬，爐型有重大改進，達到了鋅浸渣綜合利用的目的。

目前，即將開發(fā)年產鋅15-16萬t/a的145m2焙燒爐及其配套措施，鋅液深度凈化裝置和林極板自動剝鋅裝置，以及研發(fā)鋅渣和鉛鋅中礦無害化處理工業(yè)化裝置。

（5）ISP工藝中，燒結機點火爐改進成高效節(jié)能爐型，帶狀火焰燃燒直接點火，節(jié)能25%。密閉鼓風爐增大了爐身和風口區(qū)面積，改進了鋅雨冷凝和電熱前床結構，優(yōu)化工藝條件，送風時率達93.3%。鼓風爐爐瘤清除，通過多種技術措施，冷凝器周清理延長至11天，爐子大修周期延長到3年，單爐產量達到13萬t鉛鋅/a。

ISP生產工藝過程中的燒結、制酸、鼓風爐熔煉三大主體車間均實現了計算機監(jiān)測、控制與管理。

3 對我國鋅冶煉生產發(fā)展的幾點建議

（1）常規(guī)濕法煉鋅工藝設備大型化和高效化的開發(fā)和運用。

（2）努力推進硫化鋅精礦直接浸出工程化研究，重視直接浸出引進技術的消化吸收工作。

（3）結合鋅電積車間采用大極板機械剝鋅裝置的應用和推廣，促進鋅液的深度進化工藝的開發(fā)和運用；利用冷卻塔風機，實現電積車間整體機械通風，改善操作環(huán)境。

（4）開展鋅渣及電積鋅中礦綜合回收及無害化處理工藝的研發(fā)和工業(yè)化生產。

（責任編輯：安會珍）