1. 煉鋅原料

鋅礦物的種類：

1）無自然鋅

2）硫化礦：閃鋅礦(ZnS)；磁閃鋅礦(nZnS-mFeS)

3）氧化鋅：菱鋅礦(ZnCO3)；硅鋅礦(Zn2SiO4)；異極礦(ZnSiO4·H2O)等。

自然界中較多的為硫化礦。鋅的單金屬硫化物非常少見，多與銅鉛共生，還含有銀、金、砷、銻、鎘和其它有價金屬。其中最常見的有鉛鋅礦，其次為鋅銅礦和銅鉛鋅礦。

菱鋅礦

硅鋅礦

異極礦

銅鉛鋅礦

鉛鋅礦

鋅銅礦

選礦后的硫化鋅精礦含鋅為38~62%，Zn、Fe、S總和為90~95%。鋅精礦中還含有SiO2、Al2O3、CaCO3和MgCO3以及Co、In、Ga、Ge、Tl等稀有金屬。因此處理鋅精礦提煉鋅時，必須充分回收其中的有價金屬。

鋅的氧化礦主要是碳酸鋅。含鋅高時直接處理；含鋅很少（約10%）時可用選礦法、回轉(zhuǎn)窯法和煙化法（將鋅富集到煙塵中）富集（ZnO煙塵）。（腐蝕電極，降低電鋅質(zhì)量，使剝鋅困難。）

氧化礦含MeO.SiO2，且含有鍺、氟、氯，處理時有一定困難。

除了礦物之外，冶金工業(yè)中產(chǎn)生的含鋅煙灰、熔鑄鋅時產(chǎn)出的浮渣和一些氧化鋅，也可作為煉鋅原料。

2.鋅的生產(chǎn)方法

現(xiàn)代煉鋅方法分為火法煉鋅和濕法煉鋅。以濕法冶金為主。

（1）火法煉鋅工藝

包括焙燒、還原蒸餾和精煉三個主要過程。主要工藝有平罐煉鋅、豎罐煉鋅、密閉鼓風(fēng)爐煉鋅及電熱法煉鋅。

A 平罐煉鋅和豎罐煉鋅都是間接加熱，存在能耗高、對原料適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，已基本被淘汰。

B 電熱法煉鋅雖為直接加熱但不產(chǎn)生燃燒氣體，生產(chǎn)能力小、能耗高、鋅的直收率低，僅適用于電力資源豐富地區(qū)。

C 密閉鼓風(fēng)爐煉鋅能處理鉛鋅復(fù)合精礦及含鋅氧化物料，在鼓風(fēng)爐內(nèi)可同時生產(chǎn)鉛、鋅，采用燃料直接加熱，能量利用率高，是目前主要的火法冶煉方法，產(chǎn)鋅量占鋅總產(chǎn)量的10%。

A 平罐煉鋅

平罐煉鋅是20世紀(jì)初采用的主要的煉鋅方法，一座蒸餾爐約有300個罐，生產(chǎn)周期為24h，每罐一周期生產(chǎn)20~30kg，殘渣中含鋅約5~10%，鋅回收率只有80~90%。

平罐煉鋅的生產(chǎn)過程簡單，基建投資少，但由于罐體容積少，生產(chǎn)能力低，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和機(jī)械化生產(chǎn)。而且燃料及耐火材料的消耗大，鋅的回收率還很低，所以目前已基本淘汰。

B 豎罐煉鋅

豎罐煉鋅是20世紀(jì)30年代應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，目前已基本淘汰，但目前在我國的鋅生產(chǎn)仍占一定的地位。在高于鋅沸點(diǎn)的溫度下，于豎井式蒸餾罐內(nèi)，用碳作還原劑還原氧化鋅礦物的球團(tuán)，反應(yīng)生成的鋅蒸汽冷凝成液體金屬鋅。生產(chǎn)工藝主要包括硫化鋅精礦焙燒、焙砂制團(tuán)和豎罐蒸餾三部分。

工藝過程：

原料是從罐頂加入，殘渣從罐底排出，還原產(chǎn)出的爐氣與爐料逆向運(yùn)動，從上沿部進(jìn)入冷凝器。離開爐子上沿部的爐氣的組分為Zn40%、CO45%、H28%、N27%、幾乎不含CO2。在冷凝器內(nèi)，鋅蒸氣被鋅雨急劇冷卻成為液態(tài)鋅，冷凝器冷凝效率為95%左右。

工藝特點(diǎn)：

豎罐煉鋅具有連續(xù)性作業(yè)，生產(chǎn)率、金屬回收率、機(jī)械化程度都很高的優(yōu)點(diǎn)，但存在制團(tuán)過程復(fù)雜、消耗昂貴的碳化硅耐火材料等不足。

豎罐煉鋅工藝：來源: www.ws46.com

a. 硫化鋅精礦焙燒：

沸騰焙燒爐，將ZnS轉(zhuǎn)變成ZnO，將S、Pb、Cd、As、Sb等除去；

b. 焙砂制團(tuán)與焦結(jié)：

將鋅焙砂和還原用粉煤、膠黏劑充分混合、碾磨、壓制成團(tuán)塊，送入機(jī)械化燃油干燥庫干燥。將團(tuán)礦提升從爐頂加入焦結(jié)爐，800℃下，焦性煤產(chǎn)生黏結(jié)使團(tuán)塊焦結(jié)，水分與揮發(fā)分除去。

c. 豎罐蒸餾

焦結(jié)爐的團(tuán)塊，加入豎罐頂部，下降過程被加熱到1000℃以上，ZnO還原反應(yīng)，產(chǎn)生爐氣含Zn35%，，進(jìn)入冷凝器放出液態(tài)鋅，鑄錠。其余氣體CO80%，H210%作燃料。

C 密閉鼓風(fēng)爐煉鋅

密閉鼓風(fēng)爐煉鋅工藝：

a. 燒結(jié)焙燒：

Pb Zn45%~60%，配料后在燒結(jié)機(jī)上燒結(jié)成塊。

b. 還原揮發(fā)熔煉：

燒結(jié)塊、石灰、熔劑和焦炭從爐頂加入，鉛鋅被還原，鋅蒸汽隨CO2、CO煙氣進(jìn)入冷凝器，粗鉛、銅锍和爐渣進(jìn)入電熱前床分離。

c. 鋅蒸汽冷凝

鉛雨飛濺冷凝器，8個石墨轉(zhuǎn)子，浸入冷凝器內(nèi)的鉛池中，鉛雨將鋅蒸汽降到600℃以下成鋅液溶入鉛池，液體鋅密度小，在鉛液上層，進(jìn)行分離，鑄錠。

D 電爐煉鋅

電爐煉鋅的特點(diǎn)是直接加熱爐料的方法，得到鋅蒸氣和熔體產(chǎn)物，如冰銅、熔鉛和熔渣等。因此此法可處理多金屬鋅精礦。此法鋅的回收率約為90%，電耗高,3000~3600KW·h/t(Zn)。電爐煉鋅僅適于電力便宜的地區(qū)。

（2）濕法煉鋅工藝

濕法煉鋅包括傳統(tǒng)的濕法煉鋅和全濕法煉鋅兩類。資源綜合利用程度高，單位相對能耗較低，對環(huán)境相對友好，目前濕法煉鋅成為鋅冶金技術(shù)發(fā)展主流，濕法煉鋅產(chǎn)量約占世界鋅總量的80%以上。

A 傳統(tǒng)的濕法煉鋅

傳統(tǒng)的濕法煉鋅：火法 濕法聯(lián)合流程，包括：焙燒、浸出、凈化、電積和熔鑄五個主要工序。

a. 鋅精礦焙燒：

沸騰焙燒爐，將ZnS轉(zhuǎn)變成ZnO，ZnSO4，將S、Pb、Cd、As、Sb等除去；

b. 鋅焙砂浸出與浸出液凈化：

包括：常規(guī)浸出工藝和熱酸浸出工藝；

（1）常規(guī)浸出工藝：

常規(guī)浸出采用一段中性浸出和一段酸性浸出或兩段中性浸出的復(fù)浸出流程。鋅焙砂，先用來自酸性浸出階段的溶液進(jìn)行中性浸出，其實(shí)質(zhì)：

用鋅焙砂去中和酸性浸出液中的游離酸，控制一定酸度（PH=5.2~5.4），水解法除去溶解雜質(zhì)（Fe、Al、Si、As、Sb），得到中性液，凈化后電積回收鋅。常規(guī)浸出法產(chǎn)出的鋅浸出渣含鋅~20%，回轉(zhuǎn)窯煙化法處理提鋅。

（2）熱酸浸出工藝：

沸騰焙燒生成的ZnO和Fe2O3會結(jié)合成鐵酸鋅（ZnO · Fe2O3），難溶于稀硫酸，會留在中鋅浸出渣中，使渣含鋅20%左右。但鐵酸鋅溶解于近沸的硫酸，生產(chǎn)采用熱酸浸出（溫度363K~368K，始酸濃度150g/L，終酸為40~60g/L），使渣中鐵酸鋅溶解，其反應(yīng)：

同時渣中殘留的ZnS使Fe3 還原成Fe2 而溶解：

熱酸浸出結(jié)果：鋅溶出率＞90%，回收率97%~98%，鉛和銀進(jìn)入渣中，鐵進(jìn)入溶液20~40g/L。常規(guī)的中和水解形成體積龐大的Fe(OH)3溶膠，無法濃縮過濾，目前生產(chǎn)上采用黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法除鐵。

c. 電解液凈化：

中性浸出的硫酸鋅溶液中含有許多雜質(zhì)，電積前需要凈化。由于原料成分差異，浸出液成分波動較大，凈化工藝各不相同。

d. 硫酸鋅溶液的電解沉積：

鋅的電解沉積是將凈化后的硫酸鋅溶液（新液）與一定比例的電解廢液混合，連續(xù)不斷地從電解槽的進(jìn)液端流入電解槽內(nèi)，用含銀0.5%~1%的鉛銀合金作陽極，以壓延鋁板作陰極，陰極鋁板析出金屬鋅，陽極放出氧氣，溶液中硫酸再生。陰極鋅剝下熔鑄得鋅錠。

B 全濕法流程煉鋅

全濕法煉鋅是在硫化鋅精礦直接加壓浸出的技術(shù)基礎(chǔ)上形成的，該工藝省去了傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝中的焙燒和制酸工序，直接浸出，上清液經(jīng)凈化、電積和熔鑄產(chǎn)出電鋅的全濕法煉鋅工藝。浸出渣經(jīng)浮選得到硫精礦和鉛銀渣，硫精礦熔化、熱過濾后產(chǎn)出硫化物濾渣和硫磺。氧壓浸出煉鋅工藝對原料適應(yīng)性廣，鋅回收率高，有價金屬綜合回收好，對大氣無污染。

具體工藝操作流程：

（1）物料準(zhǔn)備工序，濕式球磨，45μm，礦漿濃密底流含固量70%；

（2）濃密底流礦漿及廢電解液泵入壓力斧，通入氧氣，控制溫度、氧壓、反應(yīng)時間，硫化鋅中的硫被氧化成元素硫，鋅成為可溶硫酸鋅，鋅的浸出率97%~99%；

（3）壓力斧浸出后的礦漿加入閃蒸槽和調(diào)節(jié)槽減壓降溫，硫形成固態(tài)冷凝，礦漿送入濃密機(jī)濃縮，上清液中和除鐵，經(jīng)凈化、電積、熔鑄生產(chǎn)電鋅，濃密機(jī)底流送硫回收工序；

（4）濃密機(jī)底流進(jìn)行浮選回收硫，浮選尾礦經(jīng)水洗壓濾后送渣場堆存。含硫精礦送入粗硫池熔融，加熱過濾，將熔融硫送入精硫池產(chǎn)出99.8%的元素硫。