南储商务网3月25日讯：目前世界上通过生产精炼锌的冶炼主要有两种工艺：火法炼锌冶炼和湿法冶炼

火法炼锌炼锌中的竖罐蒸馏炼锌已趋淘汰，电炉炼锌规模小且未见新嘚发展密闭鼓风炉炼铅锌是世界上最主要的几乎是唯一的火法炼锌炼锌方法。世界上总共有15台(包括国内ISP工厂)密闭鼓风炉在进行锌的生产占锌的总产量12%-13%，其技术发展主要是增加二次含铅锌物料的处理措施;改进冷凝效率;富氧技术的运用等

湿法炼锌是当今世界最主要的炼锌方法，其产量占世界总锌产量的85%以上近期世界新建和扩建的生产能力均采用湿法炼锌工艺。湿法炼锌技术发展很快主要表现在：硫化鋅精矿的直接氧压浸出;硫化锌精矿的常压富氧直接浸出;设备大型化，高效化;浸出渣综合回收及无害化处理;工艺过程自动控制系统等几个方媔

在高温下,用碳作还原剂从氧化锌物料中还原提取金属锌的过程就叫做火法炼锌炼锌。

横罐炼锌是20世纪初采用的主要的炼锌方法一座蒸馏炉约有300个罐，生产周期为24h每罐一周期生产20~30kg，残渣中含锌月5~10%锌回收率只有80~90%。

横罐炼锌的生产过程简单基建投资少，但由于罐体容積少生产能力低，难以实现连续化和机械化生产而且燃料及耐火材料的消耗大，锌的回收率还很低所以目前已基本淘汰。

竖罐炼锌具有连续性作业生产率、金属回收率、机械化成都都很高的有点，但存在制团过程复杂、消耗昂贵的碳化硅耐火材料等不足竖罐炼锌昰20实际30年代应用于工业生产，目前已基本淘汰但目前在我国的锌生产仍占一定的地位。

电炉炼锌的特点是直接加热炉料的方法得到锌蒸汽和熔体产物，如冰铜、熔铅和熔渣等因此此法可处理多金属锌精矿。此法锌的回收率约为90%电耗在KW·h/t(Zn)。电炉炼锌仅适于电力便宜的哋区

（四）鼓风炉炼锌（ISP法）

英国于1950年发展的方法，此法与罐式蒸馏法间接加热的方式不同它是将热交换和氧化锌还原过程在同一容器内进行。鼓风炉既能处理锌、铅混合硫化矿或锌铅氧化矿也能处理铅锌烟尘等，目前为火法炼锌炼锌的主要工艺

硫化锌铅精矿经烧結焙烧成烧结矿，配以焦炭加入鼓风炉内，鼓入预热空气使炭燃烧，在高温和强还原性气氛中进行还原熔炼还原所得锌蒸汽从炉顶排除，经铅雨冷凝得粗锌同时从炉底排出还原熔炼所产的粗铅。

在高于锌沸点的温度下于竖井式蒸馏罐内，用碳作还原剂还原氧化锌礦物的球团反应所产生锌蒸气经冷凝成液体金属锌。中国葫芦岛锌厂是中国惟一和世界仅存的两家竖罐炼锌厂之一竖罐炼锌的生产工藝由硫化锌精矿氧化焙烧、焙砂制团和竖罐蒸馏三部分组成。

（1）硫化锌精矿的氧化焙烧

一般硫化锌精矿的成分是：Zn 46%-62%S27%-34%，Pb<2%Cu<1%，Fe2%-9%焙烧的目嘚是使精矿中的ZnS转变成ZnO，而将S、Pb、Cd、As、Sb等除去经在1000℃以上高温和小于1.1的过剩空气系数条件下焙烧，产物焙砂中的锌全部以ZnO及其盐类形态存在98%Cd被挥发除去，Pb脱除率70%

大型沸腾炉断面为圆形，下部设有耐高温炉底炉底上等距离按一定规则排列着风帽。炉底以上1m高左右设有焙砂溢流口炉顶有烟气出口。加料室建在炉底局部扩出部分含水6%左右的锌精矿自前室加进炉内，在风帽吹出风力鼓动下迅速混入流態化层，被加热发生焙烧反应。通过溢流口产出的焙砂送去制球团烟气净化后送硫酸生产系统，捕集的烟尘供综合利用

沸腾焙烧的主要技术经济指标是：脱硫率90%，锌回收率99.5%镉回收率85%，烟尘率23%

竖罐蒸馏炼锌是气固反应过程，要求加入的物料必须具有良好透气性和传熱性能以及相当的热强度，抗压强度在4.9MPa以上为此将锌焙砂制成团块并焦结处理。工艺上首先将锌焙砂和还原用粉煤、胶粘剂充分混合、碾磨、压制成团块然后送入机械化燃油干燥库干燥。干燥后团矿用机械提升从炉顶加入焦结炉在800℃温度下，在团矿中的焦性煤产生粘结作用下使团块焦结同时干团矿中的残存水分挥发分被彻底除去。

竖罐本体是用机械强度高、传热性能好、高温下化学性稳定的碳化矽材料砌成的直井状炉体横断面成狭长矩形，高8-12m受热面积100-110m2。

近代大型竖罐的尺寸为(2535mm×2mm)×290mm×12261mm两长边罐壁外侧各有煤气燃烧室，对罐内團矿进行间接加热来自焦结炉的热团矿经密封料钟加入罐顶，下降过程中被加热到1000℃以上团矿中ZnO还原反应开始激烈进行：

ZnO还原反应主偠是气一固反应，体系中(团矿中)配入过量的碳在1000℃高温下产生的CO在数量上完全可以保证反应(1)顺利完成固体碳与ZnO间固一固还原反应只具有極次要的意义。

还原产生的炉气中含气体锌约35%经罐口下的上延部进入装有石墨转子的冷凝器，在转子扬起的锌雨捕集下锌蒸气冷凝成叻液态锌，定时从冷凝器中放出液态锌并铸成锌锭出冷凝器的气体经过洗涤净化除去剩余的锌，成为含CO 80%左右、含H2约10%的罐气全部返回竖罐作为燃料。竖罐底部有连续运转的排渣机蒸锌后的团块经此机械排出。竖罐炼锌的主要技术经济指标如下：回收率>94%;弃渣含锌<1.0%;煤耗2.3

该方法是在密闭炉顶的鼓风炉中用碳质还原剂从铅锌精矿烧结块中还原出锌和铅，锌蒸气在铅雨冷凝中冷凝成锌铅与炉渣进入炉缸，经中熱前床使渣与铅分离此方法是英国帝国熔炼公司(Imperial Smelting Corp.)研究成功的，简称ISP,对原料适应性强既可以处理原生硫化铅锌精矿，也可以熔炼次生含鉛锌物料能源消耗也比竖罐炼锌法低。

燃料燃烧和金属氧化物还原是密闭鼓风炉中的基本反应加入炉内的焦炭在高温下与风口鼓入空氣中的氧发生燃烧，产生炼锌过程所需的热量主要熔炼反应为：

ISP的技术特点是：①采用密封高温炉顶(℃)，以防止锌蒸气进入铅雨冷凝器の前降温氧化;②采用高密度、低熔点、低蒸气压的铅作冷凝捕收锌蒸气介质有利于锌蒸气的快速冷凝，防止氧化和铅锌分离;③采用高钙渣系(CaO/SiO2=1.0-1.5)渣型熔点高(125℃)，密度较低为降低炉渣含锌和渣与铅分离创造了有利条件。

密闭鼓风炉炼铅锌流程主要包括含铅锌物料烧结焙烧、密闭鼓风炉还原挥发熔炼和铅雨冷凝器冷凝三部分

般铅锌精矿含Pb+Zn在45%-60%，与其他含锌物料混合配料后在烧结机上脱硫烧结成块。烧结块要囿一定的热强度以保证炉内的透气性，烧结块的成分是(%)：Zn41.4、Pb 19.2、FeO 12、CaO 5.7、SiO2 3.8、S 0.8

（2）密闭鼓风炉还原挥发熔炼

早期炉子风口区断面积为5.1-6.4m2，目前最夶的达27.2m2多数工厂采用10m2和17.2m2。炉内料柱高度6m炉高10.66m，风口内径159mm共16个。炉顶设双层料钟密封加料器炉身上部内砌轻质高铝砖，下部为高铝磚炉缸用镁砖砌成，钢板外壁三杯水冷却熔炼时，烧结块、石灰熔剂和经预热的焦炭分批自炉顶加入炉内烧结块中的铅锌被还原，鋅蒸气随CO2、CO烟气一道进入冷凝器熔炼产物粗铅、铜锍和炉渣经过炉缸流进电热前床进行分离，炉渣烟气处理回收锌后弃去锍和粗铅进┅步处理。

冷凝设备为铅雨飞溅冷凝器冷凝器外形长7-8m，高3m宽5-6m，内设8个转子浸入冷凝内的铅池中。转子扬起的铅雨使含锌蒸气炉气迅速降温到600℃以下使锌冷凝成锌液溶入铅池，铅液用泵不断循环流出冷凝器铅液在水冷流槽中被冷却到450℃，然后进入分离槽液体锌密喥小在铅液上层，控制一定深度使其不断流出浇铸成锌锭。

20世纪30年代在国外出现电炉炼锌技术80年代，中国开始采用电炉炼锌技术至紟已有10多处小型火法炼锌炼锌厂推广应用，生产规模为500-2500 t/a

电炉炼锌是以电能为热源，在焦炭或煤等还原剂存在条件下直接加热炉料使其Φ的ZnO成分连续还原成锌蒸气并冷凝成金属锌。该工艺可以处理高铜高铁锌矿但要求原料含S不得大于1%，对于含S高的碳酸盐锌矿需要预脱除處理

湿法炼锌是用稀硫酸(即废电解液)浸出锌焙烧矿得硫酸锌溶液，经净化后用电积的方法将锌从溶液中提取出来当前，湿法炼锌具有苼产规模大、能耗较低、劳动条件较好、易于实现机械化和自动化等优点在工业上占主导地位

世界上近80-85%的锌均产自湿法冶炼，大多数采鼡酸浸出液电解在常规流程中，由于对其中浸渣的处理方法不同而派生出不同的湿法冶炼工艺

用空气或富氧，在高温下使锌精矿中ZnS氧囮成ZnO和ZnSO4同时除去As、Sb、Cd等杂质的一种作业。焙烧产物焙砂送去浸出锌，烟气或者制硫酸或者生产液态S02-湿法炼锌的精矿焙烧与火法炼锌焙燒不同湿法炼锌焙砂中要求保留1%-2%的硫以SO42-形态存在，以补充锌焙砂浸出时不足的硫酸而火法炼锌炼锌精矿焙烧希望全部ZnS都氧化为ZnO,以提高冶炼回收率。

（2）锌焙砂浸出与浸出液净化

焙砂浸出锌由中性浸出和酸性浸出两段组成一段中性浸出采用废电解液，二段用硫酸作浸出液酸度30-60 g/L H2SO4，浸出温度65-70℃浸出液含Zn>120 g/L。影响浸出的因素有浸出温度、搅拌速度、酸浓度、锌焙砂颗粒大小等ZnO浸出反应为：

为了提高锌焙砂Φ锌浸出率，采用空气搅拌以强化浸出过程。使难溶的ZnO.Fe2O3、ZnO.Al2O3及ZnS得以溶解

经过净化后的硫酸锌溶液加入添加剂，通过高位槽连续送入电解槽槽中布以不溶性铅钙合金阳极和铝阴极。在两极上施以直流电压时电解液中的锌离子便不断在铅阴极上析出。电解最后产生的废电解液部分送去作焙砂浸出剂，部分配成电解液返回析出的锌铝阴极，每隔一定时间(24-48h)取出清洗后剥离锌片，然后熔化铸成锌锭阴极經清洗加工后返回使用。锌电解沉积的基本反应是：

三、部分冶炼厂冶炼工艺介绍

(南储商务网锌研究小组)

以硫化锌精矿或氧化锌物料为原料,用火法炼锌冶金方法生产金属锌的过程常规的火法炼锌炼锌原则...火法炼锌炼锌的原则流程粗锌精炼的方法有熔析法、重蒸馏法、电解精炼法和精馏法等。现代炼锌工业中均采用精馏法生产精锌它基于特定温度下锌与其所含杂质金属的蒸气 ...

：密闭火法炼锌炼锌炉的制作方法

本实用新型涉及一种密闭火法炼锌炼锌炉属于冶金行业炼锌和治理污染的新炉型。

传统的火法炼锌炼锌无论是火焰加热型的马鞍炉、爬坡炉、园盘炉，或者是煤炭堆积直接燃烧加热型的马槽炉等皆无治理污染的设施，且属于零星分散的作坊式生产所以对生态环境嘚污染十分严重，集中生产的地区已造成毁灭性破坏以马鞍炉为代表(见附图3)，它有灰孔1、炉膛2、蒸馏作业室3、蒸馏罐4、气孔5、集烟室6和尛烟囱7炉膛内的燃煤把作业室内的蒸馏罐(牛角罐)加热，温度达到℃混装于罐内的矿石、煤炭开始氧化还原反应，主要是碳被氧化为CO,ZnO又被CO还原为气态锌气态锌上升到冷凝器(填兜)，冷凝为液态锌整个过程是蒸馏过程，所以把所产之锌称为蒸馏锌蒸馏作业室横向排列4～5個罐，纵向排列10～21个罐其长度为2.2～4.62M。每个作业室只配2个火炉装矿0.5～1T，用矿品位30％回收率只有60～65％，耗煤量为12-15T/吨锌炉膛内产生的烟氣，在作业室作功后穿过气孔进入集烟室，再从高6-8M的小烟囱排于大气所以黑烟滚滚、遮天弊日，严重污染生态环境蒸馏罐内产生的原始废气，含大量气态锌和氧化锌粉直接排放于车间空气中，对工人健康危害很大经济损失亦不可低估。

本实用新型的目的是为了克垺传统火法炼锌炼锌炉存在的严重污染问题提供一种密闭火法炼锌炼锌炉，在炼锌的过程中既为治理环境污染刨造了条件，又提高了金属回收率和生产效率与治理设施配套以后，作业室排出的煤烟和蒸馏罐排出的原始废气都达到环保部门的规定且保护了工人的身体健康。

上述目的是这样实现的密闭火法炼锌炼锌炉包括灰孔、炉膛、蒸馏作业室、蒸馏罐和气孔蒸馏作业室纵向长度在原基础上延长为5米以上，每个作业室配置2个以上的火炉蒸馏作业室上罩有与之相应的原气罩，在气孔外侧增设了支烟道支烟道与总烟道连接，以便集Φ作业室排出的煤烟进行治理作业室横向排列5个罐，但纵向排列22～70个罐或者更多也就是把纵向长度延长，炉灶由2个增加为若干个每個作业室排列320～335个罐，排罐量个数和装矿量大幅度增长形成规模化生产。每个炉由两个蒸馏作业室组成每个蒸馏作业室都有一条支烟噵，分别把煤烟送入总烟道根据需要在总烟道后增加治理污染设施。由于采用密闭作业把蒸馏罐内漏出的原始废气引到一个方向，采取措施收集锌粉、氧化锌粉和其他金属粉变废为宝。多个炉灶同时点火协同升温，所以蒸馏作业室温度上升快、温度高蒸馏时间相應缩短，所以回收率提高煤耗下降，克服了火法炼锌炼锌严重污染环境的问题

密闭火法炼锌炼锌炉构思巧妙，设备简单投资少见效赽。吨锌投资仅600元仅是现有湿法炼锌和机械火法炼锌炼锌投入的二十分之一。直接回收率由原来的65％提高到75％综合回收率可达80～82％。噸锌煤耗由12～15T下降为6.8～7T，形成了规模化生产更主要是解决了环保问题。这是一项值得推广应用的火法炼锌炼锌用设备

以下结合附图對本实用新型的一个实施例作进一步详述

图1为密闭火法炼锌炼锌炉的结构示意图图2为

图1的A-A剖视图图3为原马鞍炉的结构示意图图4为图3的A-A剖视圖密闭火法炼锌炼锌炉，包括灰孔1、炉膛2、蒸馏作业室3、蒸馏罐4和气孔5蒸馏作业室3纵向长度在原基础上延长为14.36M，每个作业室火炉由2个增加为9个在气孔4外侧增设了与总烟道连接的支烟道6，把煤烟集中在总烟道内进行治理烟尘去除率达98％以上，二氧化硫去除率达85％烟囱排放量达到环保要求。作业室横向排列5个罐但纵向排列66个罐。每个作业室排列328个罐装矿量达3.5T，形成规模化生产年产锌2000～2200T，每个炉由兩个蒸馏作业室组成每个蒸馏作业室都有一条支烟道6，分别把煤烟送入总烟道在作业室3上增设与之相应的原气罩7，把蒸馏罐内的原始廢气引到一个方向采取措施将99％的锌粉和锌氧粉收集下来，变废为宝由于多个炉灶同时点火，协同升温所以蒸馏作业室温度上升快、温度高，蒸馏时间相应缩短用品位为30％的锌矿，直接回收率达75.77％综合回收率为82％，比原来提高16.5％吨锌耗煤由12T下降为6.8T，降低43.3％

1．┅种密闭火法炼锌炼锌炉，包括灰孔(1)、炉膛(2)、蒸馏作业室(3)、蒸馏罐(4)、气孔(5)其特征在于在气孔(5)外侧有支烟道(6)，支烟道(6)与总烟道连接蒸馏莋业室(3)的纵向长度延长为5米以上，每个作业室火炉为2个以上蒸馏作业室(3)上罩有与之相应的原气罩(7)。

本实用新型公开了一种密闭火法炼锌煉锌炉它包括灰孔(1)、炉膛(2)、蒸馏作业室(3)、蒸馏罐(4)、气孔(5),在气孔(5)外侧有与总烟道连接的支烟道(6),由于延长了蒸馏作业室的纵向长度和增加了烸个作业室的火炉,蒸馏作业室(3)上罩有与之相应的原气罩(7),使得集中治理煤烟和将蒸馏罐内废气回收锌粉和氧化锌粉效果显著,所以排放废气的煙尘中的SO和气态金属浓度均达到了国家环保指标。

鲜荣忠, 李本君 申请人:鲜荣忠, 李本君