鋅濕法冶金設計

目錄

第一章緒論

第二章廠址選擇

第三章工藝流程的選擇與論證

第四章經(jīng)濟指標的選擇與論證

第五章技術條件的選擇與論證

第六章車間成本核算

第七章焙燒車間的投資與收益評估

第八章濕法煉鋅冶金計算

第九章制藥設備選型

第十章三廢處理，環(huán)境保護及綜合回收

第十一章總結與體會

第一章緒論

1.1鋅的性質(zhì).用途及其作用

1.1.1鋅的性質(zhì)

鋅（中文讀音：xin）,它的名稱“zinc”來源于拉丁文Zincum,意思是“白色薄層”

或“白色沉積物”?；瘜W符號是Zn,它的序數(shù)是30,相對原子質(zhì)量為65。鋅是一種銀白色

略帶淡藍色金屬，密度為7.14克/立方厘米，熔點為419.5℃。在室溫下，性較脆；100?150℃

時，變軟；超過200℃后，又變脆。鋅的化學性質(zhì)活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層

薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進一步氧化。當溫度達到225℃后，鋅劇烈氧化。

鋅在空氣中很難燃燒，在氧氣中發(fā)出強烈白光。焰色反應：發(fā)出藍綠色火焰，因為鋅表

面有一層氧化鋅，燃燒時冒出白煙，白色煙霧的主要成分是氧化鋅，不僅阻隔鋅燃燒，會折

射焰色形成慘白光芒，所以實驗室燃燒鋅塊沒有藍綠色火焰。鋅易溶于酸，也易從溶液中置

換金、銀、銅等。鋅的氧化膜熔點高，但金屬鋅熔點卻很低，所以在酒精燈上加熱鋅片，鋅

片熔化變軟，卻不落下，正是因為氧化膜的作用。鋅是一種常用有色金屬，是古代銅、錫、

鉛、金、銀、汞、鋅等7種有色金屬中提煉最晚的一種，是第四常見的金屬，僅次于鐵、鋁

及銅。鋅能與多種有色金屬制成合金，其中最主要的是鋅與銅、錫、鉛等組成的黃銅等，還

可與鋁、鎂、銅等組成壓鑄合金。

1.1.2鋅的用途

世界上鋅的全部消費中大約有一半用于鍍鋅，約10%用于黃銅和青銅，不到10%用于鋅

基合金，約7.5%用于化學制品，約13%用于制造干電池，以鋅餅、鋅板形式出現(xiàn)。國際鉛

鋅研究組預測，2004年全球鋅消費量會比2003年的985萬t增長4.8%,2005年將再增長

4.3%,預計2005年中國將占世界鋅消費總量的四分之一，它的消費增長的部分原因是鍍鋅

鋼用量的增長。相比之下，美國可能只占全球鋅需求的十分之一。

（1）鍍鋅鋅具有優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能，在常溫下表面易生成一層保護膜，因此鋅最

大的用途是用于鍍鋅工業(yè)。被主要用于鋼材和鋼結構件的表面鍍層（如鍍鋅板），廣泛用于汽

車、建筑、船舶、輕工等行業(yè)。21世紀后西方國家開始嘗試直接用鋅合金板做屋頂覆蓋材

料，其使用年限可長達120-140年，而且可回收再用，而用鍍鋅鐵板作屋頂材料的使用壽命

一般為5-10年。21世紀后，鋼帶熱浸鍍鋅量有顯著增長。電鍍鋅也有使用，但該法一般用

于較薄的鍍層和不同的表面光潔度。使用含鋅粉的涂料是涂層的另一種方法；對于與水連續(xù)

接觸的物體，如用于船舶、橋梁和近海油氣井架的大的鋼構件，只須和大的鋅塊連接，便可

得到保護，不過鋅塊要定期更換。

（2）鋅合金用于汽車制造和機械行業(yè)。鋅具有適用的機械性能。鋅本身的強度和硬度

不高，但加入鋁、銅等合金元素后，其強度和硬度均大為提高，尤其是鋅銅鈦合金的出現(xiàn)，

其綜合機械性能已接近或達到鋁合金、黃銅、灰鑄鐵的水平，其抗蠕變性能也大幅度被提高。

因此，鋅銅鈦合金已被廣泛應用于小五金生產(chǎn)中。主要為壓鑄件，用于汽車、建筑、部分電

氣設備、家用電器、玩具等的零部件生產(chǎn)。許多鋅合金的加工性能都比較優(yōu)良，道次加工率

可達60%-80%。中壓性能優(yōu)越，可進行深拉延，并具有自潤滑性，延長了模具壽命，可用

釬焊或電阻焊或電弧焊（需在氧氣中）進行焊接，表面可進行電鍍、涂漆處理，切削加工性能

良好。在一定條件下具有優(yōu)越的超塑性能。鋅與銅、錫、鉛組成的黃銅，用于機械制造業(yè)。

含少量鉛鎘等元素的鋅板可制成鋅毓干電池負極、印花鋅板、有粉腐蝕照相制板和膠印印刷

板等。

（3）鋅可以用來制作電池。例如：鋅鎰電池以及最新研究的鋅空氣蓄電池。

鋅鎰電池：鋅作為負極活性物質(zhì)，兼作電池的容器和負極引電體，是決定電池貯存性能

的主要材料。在鋅片中含有少量的鎘和鉛。鎘能增強鋅的強度，鉛能改進鋅的延展加工性能。

鎘與鉛均能提高氫在鋅電極上的過電位，減少鋅電極的自放電，減緩鋅片的腐蝕和氫氣的釋

放。鋅片中若含有Cu、Fe、Ni等，將降低H2在鋅電極上析出的過電位，加速電池在貯存

過程中的自放電，因此這些有害雜質(zhì)必須嚴格控制。

鋅空氣蓄電池：鋅空氣電池又稱鋅氧電池，是金屬空氣電池的一種。鋅空氣電池比能理

論值是1350W?h/kg,最新的電池比能量已達到了230Wh/kg,幾乎是鉛酸電池的8倍?？?/p>

見鋅空氣電池的發(fā)展空間非常大。鋅空氣電池一般采取抽換鋅電極的辦法進行“機械式充

電”。更換電極的時間在幾分鐘即可完成。換上新的鋅電極，“充電”時間極短，非常方便。

如此種電池得到發(fā)展，省去了充電站等社會保障設施的興建。鋅電極可在超市、電池經(jīng)營點、

汽配商店等購買，對普及此電池電動車十分有利。這種電池具有體積小，電荷容量大，質(zhì)量

小，能在寬廣的溫度范圍內(nèi)正常工作，且無腐蝕，工作安全可靠。只是鋅電極在電解還原過

程中，比較耗能，每噸氧化鋅還原成鋅需要消耗2500度電，所以用在電動汽車上，成本較

高。試驗電池的電荷容量僅是鉛酸電池的5倍，不甚理想。但5倍于鉛酸電池的電荷量已引

起了世人的關注，美國、墨西哥，新加坡及一些歐洲國家都已在郵政車、公共汽車、摩托車

上進行試用，也是一極有前途的電動車用電池。

此外，鋅具有良好的抗電磁場性能。鋅的導電率是標準電工銅的29%,在射頻干擾的場

合，鋅板是一種非常有效的屏蔽材料，同時由于鋅是非磁性的，適合做儀器儀表零件的材料

及儀表殼體及錢幣，同時，鋅自身及與其他金屬碰撞不會發(fā)生火花，適合作井下防爆器材。

廣泛用于橡膠、涂料、搪瓷、醫(yī)藥、印刷、纖維等工業(yè)。鋅具有適宜的化學性能。鋅可與

NH4cl發(fā)生作用，放出H+正離子。鋅-二氧化鎰電池正是利用鋅的這個特點，用鋅合金做電

池的外殼，既是電池電解質(zhì)的容器，又參加電池反應構成電池的陽極。它的這一性能也被廣

泛地應用于醫(yī)藥行業(yè)。鋅與酸或強堿都能發(fā)生反應，放出氫氣。鋅肥（硫酸鋅、氯化鋅）有

促進植物細胞呼吸、碳水化合物的代謝等作用。鋅粉、鋅領白、鋅銘黃可作顏料。氧化鋅還

可用于醫(yī)藥、橡膠、油漆等工業(yè)。

1.1.3鋅的作用

（1）鋅的工業(yè)用途

鋅是重要的有色金屬原材料，目前，鋅在有色金屬的消費中僅次于銅和鋁，鋅金屬具有

良好的壓延性、耐磨性和抗腐性，能與多種金屬制成物理與化學性能更加優(yōu)良的合金。原生

鋅企業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有：金屬鋅、鋅基合金、氧化鋅。這些產(chǎn)品用途非常廣泛，主要有以

下幾個方面：

a鍍鋅

用作防腐蝕的鍍層（如鍍鋅板），廣泛用于汽車、建筑、船舶、輕工等行業(yè)，約占鋅用量

的46%。

鋅具有優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能，所以鋅主要用于鋼材和鋼結構件的表面鍍層。電鍍用熱

鍍鋅合金表面氧化后會形成一層均勻細密的堿式碳酸鋅ZnCO3?3Zn（OH）2氧化膜保護層，該

氧化膜保護層還有防止霉菌生長的作用。由于鋅合金板具有良好的抗大氣腐蝕性，近年來西

方國家也開始嘗試著直接用它做屋頂覆蓋材料，用它作屋頂板材使用年限可長達120-140

年，而且可回收再用，而用鍍鋅鐵板作屋頂材料的使用壽命一般為5-10年。

b制造銅合金材（如黃銅）

用于汽車制造和機械行業(yè)，約占15%。

鋅具有適用的機械性能。鋅本身的強度和硬度不高，加入鋁、銅等合金元素后，其強度

和硬度均大為提高，尤其是鋅銅鈦合金的出現(xiàn)，其綜合機械性能已接近或達到鋁合金、黃銅、

灰鑄鐵的水平，其抗蠕變性能也大幅度被提高。因此，鋅銅鈦合金目前已經(jīng)被廣泛應用于小

五金生產(chǎn)中。

c用于鑄造鋅合金

主要為壓鑄件，用于汽車、輕工等行業(yè)，約占15%。

許多鋅合金的加工性能都比較優(yōu)良，道次加工率可達60%-80%o中壓性能優(yōu)越，可進

行深拉延，并具有自潤滑性，延長了模具壽命，可用釬焊或電阻焊或電弧焊（需在氨氣中）進

行焊接，表面可進行電鍍、涂漆處理，切削加工性能良好。在一定條件下具有優(yōu)越的超塑性

能。

此外，鋅具有良好的抗電磁場性能。鋅的導電率是標準電工銅的29%,在射頻干擾的

場合，鋅板是一種非常有效的屏蔽材料，同時由于鋅是非磁性的，適合做儀器儀表零件的材

料及儀表殼體及錢幣，同時，鋅自身及與其他金屬碰撞不會發(fā)生火花，適合作井下防爆器材。

d用于制造氧化鋅

氧化鋅是一種白色或微帶黃色的細微粉末，易分散在橡膠和乳膠中，是天然橡膠、合成

橡膠的補強劑，活性劑及硫化劑，也是白色膠料的著色劑和填充劑。膠料中加入活性氧化鋅

后，能使橡膠具有良好的耐磨性，耐撕裂性和彈性。用于油漆、油墨、漆布的著色，印染工

業(yè)用的印花防染劑，在火柴工業(yè)中用于中和牛皮膠的酸性，增加膠粘效果，醫(yī)藥工業(yè)用作橡

皮膏的原料，此外也用于顏料鋅格黃、醋酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅等的制造，合成甲醇的催化

劑，合成氨的脫硫劑，玻璃和釉料生產(chǎn)，顆粒細的活性氧化鋅（粒徑O.lum左右）可用作聚

烯煌和聚氯乙烯等塑料的光穩(wěn)定劑，氧化鋅也用于壓敏、光催化、光電極、涂料、彩電顯影

等領域。

氧化鋅作白色顏料。由于活性氧化鋅具有良好的活化性能，在橡膠制品中得到了越來越

廣泛的應用，如在V型帶中不僅能等量代替普通的氧化鋅，且能減少1/2—1/3的用量，使

橡膠的各種性能指標穩(wěn)定，硫化性能不受影響，降低了生產(chǎn)成本。細粒的氧化鋅可用作醫(yī)藥

品。由于氧化鋅對紫外線吸收能力強，人們越來越重視氧化鋅在化妝品的應用，如開發(fā)的粒

徑為0.01—0.04um的氧化鋅微粒子，其紫外線的吸收率、透明度均比歷來用的二氧化鈦微

粒子好。

用透明氧化鋅做的涂膜可有效地防止涂膜變色。這種氧化鋅除作化妝品外，還可用作汽

車漆、家具建筑材料、油墨、油彩的原料，也可用于橡膠、塑料的防老化劑。最近開發(fā)的食

品包裝透明薄膜就是將透明氧化鋅涂覆在聚乙烯薄膜上，既可提高塑料薄膜的抗紫外線能

力，同時也保護了食品的質(zhì)量。隨著高新技術的發(fā)展，人們正在開發(fā)利用作為金屬、陶瓷的

補強材料的氧化鋅晶須材料及陶瓷、塑料過濾膜用材料、氣體傳感元件、電磁屏蔽材料和大

比表面積的氧化鋅材料。

e用于制造干電池

以鋅餅、鋅板形式，約占13%。

鋅具有適宜的化學性能。鋅可與NH4CI發(fā)生作用，放出H+正離子。鋅-二氧化鎰電池

正是利用鋅的這個特點，用鋅合金做電池的外殼，既是電池電解質(zhì)的容器，又參加電池反應

構成電池的陽極。它的這一性能也被廣泛地應用于醫(yī)藥行業(yè)。

(2)鋅是重要的生命元素

微量元素鋅是生命元素，科學家研究表明，鋅參與了人體內(nèi)80多種酶的代謝過程，尤

其DNA和RNA聚合酶，它直接參與核酸蛋白質(zhì)的合成，細胞的分化和增殖以及許多代謝,

人體內(nèi)還有一些酶需要鋅的激活，而發(fā)揮其活性作用，因此，鋅是人體生長發(fā)育、生殖遺傳、

免疫內(nèi)分泌、神經(jīng)、體液等重要生理過程中必不可少的物質(zhì)，缺鋅會對人體的各系統(tǒng)產(chǎn)生不

利影響，所以鋅被人們譽為“生命之花”。正常人血鋅值為13.94umol/L,如低于11.48口

mol/L則視為缺鋅癥。

a造成鋅缺乏的原因

攝入不足母乳初乳中含鋅量比成熟乳高，嬰兒出生后，未哺母乳或母乳不足，未適

時添加富鋅輔食可致鋅攝入不夠，米面類食物其含植酸、草酸、及纖維素使鋅的吸收利用率

低，亦易引起鋅缺乏，有偏食、厭食、挑食的壞習慣，是年長兒缺鋅的主要原因。

需要量增加生長發(fā)育迅速，易出現(xiàn)缺鋅，新陳代謝旺盛使鋅消耗增加。處于應激狀態(tài),

患惡性腫瘤，感染性疾病時鋅需要量增加，患慢性腎臟病、尿毒癥時鋅容易丟失。

吸收利用障礙慢性消化性疾病影響鋅的吸收利用，如脂肪瀉，鋅與脂肪碳酸鹽結合成不

溶解的復合物影響鋅的吸收，腸炎腹瀉時使含鋅滲出液大量排出先天性鋅缺陷等。

b鋅在人體中的主要作用

鋅是上百種酶的組成成分和激活劑，參與蛋白質(zhì)和核酸合成，從而影響細胞的分裂生長

和再生，缺鋅可導致生長發(fā)育緩慢，以致身材矮小，兒童智力發(fā)育不良，而體內(nèi)含鋅高的兒

童，智力好，學習成績優(yōu)良，總之，鋅能促進智力發(fā)育的作用，鋅能提高學齡兒童身體的免

疫功能，維持和促進視力的發(fā)育，我國是一個以谷類食物為主的國家，膳食結構存在鋅含量

不足，也存在鋅利用率差，所以在我國兒童缺鋅發(fā)生率較高。

畸形兒的產(chǎn)生與鋅缺乏有著密切的關系，鋅是上百種酶的組成成分，些酶參與人體的骨

代謝、蛋白質(zhì)代謝、糖代謝、RNA和DNA的合成等，在胎兒生長發(fā)育過程中，均需鋅參加，

所以妊娠后應早期補鋅。

鋅可以加速青少年的生長發(fā)育，缺鋅后生長發(fā)育緩慢，甚至停止，鋅對膠原組織的形成,

骨骼生長T1轉化為T3均有直接作用。

鋅是維持視力和促進視力的重要物質(zhì)，鋅參與肝臟及體內(nèi)的維生素A還原酶的組成，

所以缺鋅會影響視力。

鋅與精液的質(zhì)量和精子的關系密切，缺鋅影響精子的代謝，和精子的活動力，并能影響

性腺的發(fā)育。老年人缺鋅時，記憶力減退，四肢活動障礙，思維功能異常，甚至發(fā)生老年性

癡呆，鋅可以提高機體免疫力，促進傷口愈合，鋅與許多皮膚粘膜性疾病有密切關系，如發(fā)

生口腔炎、舌炎、口腔潰瘍、面部座瘡、禿發(fā)脫發(fā)都與鋅缺乏有關，鋅還能影響味覺和食欲。

總之，充分了解微量元素鋅在人體生命中的作用，合理的補充鋅，對優(yōu)生優(yōu)育預防畸形

兒，兒童的生長發(fā)育提高視力，增進食欲，提高機體的免疫力，有效的預防老年性癡呆癥，

所以微量元素鋅在人體中的作用要有足夠的重視，建議在醫(yī)師和營養(yǎng)師指導下合理及時補充

微量元素鋅，以保證提高我們的生命質(zhì)量。

(3)鋅對其他元素的調(diào)控作用

由于鋅在蛋白質(zhì)中與筑基結合比較穩(wěn)定，很難從蛋白質(zhì)中置換出來，在其他元素間的調(diào)

控中起主導作用。

鋅與鐵、鉆、鈦、鋁等的化學性質(zhì)有相似之處。它分別作用于造血系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)，協(xié)

同完成造血功能。鋅能促進鐵的吸收，有協(xié)同生血作用，可治療貧血。

鉛和銅與蛋白質(zhì)筑基結合比鋅還要穩(wěn)定，因此鉛和銅能置換鋅，形成拮抗作用。調(diào)查發(fā)

現(xiàn)，血清中鉛、銅高，則鋅低。實驗證實，鋅能抑制鉛在腸道的吸收，降低鉛毒性，鋅有競

爭性置換鉛的作用，從而預防鉛中毒。

最近幾年來，很多研究人員的報告證明，血清中銅和鋅的含量有一定的比值，正常為

0.9-1.27,在很多疾病中，銅、鋅比值發(fā)生變化。冠心病、腫瘤、肺病等疾病活動期這

種變化很明顯，有人建議將此比值作為療效觀察指標。

1.2國內(nèi)外鋅冶煉技術發(fā)展狀況

1.2.1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(chǎn)量占世界總鋅產(chǎn)量的85%以上。近期世界

新建和擴建的生產(chǎn)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(xiàn)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(tǒng)等幾個方面。

火法煉鋅中的豎罐蒸儲煉鋅已趨淘汰，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(xiàn)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(nèi)ISP工廠)密閉鼓風爐在進行鋅的生產(chǎn)，占鋅的總產(chǎn)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)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(jīng)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(jīng)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分鐵，經(jīng)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(chǎn)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44口m。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(chǎn)生的溶融硫會包裹在硫化鋅顆粒表面，阻礙浸出反應的繼續(xù)進

行，實驗發(fā)現(xiàn)溶融硫的黏義度在153℃時最小，而溫度高于200℃時，硫氧化生產(chǎn)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(zhì)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(tǒng)。

a加拿大特累爾鋅廠：

該廠氧壓浸出系統(tǒng)設計處理鋅精礦能力為190t/d,新建的氧壓浸出系統(tǒng)與原有的傳統(tǒng)

濕法煉鋅平行運行,氧壓浸出的礦漿經(jīng)旋流器分級溢流進入老系統(tǒng)的酸浸槽與原工藝流程合

并，氧壓浸出系統(tǒng)設計產(chǎn)鋅量為全廠產(chǎn)能的20%。

該廠處理的物料主要是柯明柯公司的沙里文礦。其成分為：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(jīng)濃縮后得到含固量68%?70%,粒度小于4411m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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(diào)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研

礦漿，經(jīng)掃選硫后送焙燒浸出系統(tǒng)。掃選產(chǎn)品與旋流器底流合并經(jīng)粗選，精選后產(chǎn)出硫富集

物，再經(jīng)過濾、溶融、熱濾，產(chǎn)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(tǒng)經(jīng)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%。

b加拿大梯明斯廠

氧壓浸出系統(tǒng)設計能力為處理精礦105t/d,該廠也是在傳統(tǒng)濕法煉鋅廠基礎上擴建的。

加壓浸出的礦漿經(jīng)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(chǎn)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)，鐵以黃鉀鐵磯，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50nl2,釜體結構

同于特列爾廠，外殼為碳鋼，內(nèi)襯鉛和耐酸磚，內(nèi)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44Um。顆粒占95%。釜內(nèi)總壓維持在1100?

1240kPa,溫度130℃?145℃,浸出產(chǎn)物經(jīng)閃蒸槽溫度降至100℃進調(diào)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(nèi)。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(tǒng)沉磯液調(diào)節(jié)液固比。氧化槽排出的漿化物送至傳統(tǒng)工廠的中性

浸出段。濃密機底流含堿式硫酸鐵、鐵硯渣、單質(zhì)硫及共他殘留物與傳統(tǒng)工廠生產(chǎn)的殘渣一

起洗滌并堆存于尾礦壩。投產(chǎn)前期，曾出現(xiàn)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(jīng)過幾次的修改，材質(zhì)的更換和加強維護管理，逐步提高了其經(jīng)營

效率和產(chǎn)量。1995年運行時間為80.4%,設備利用率達到88.2%。其主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)如下：實

際的精礦處理量150t/d,釜內(nèi)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%o

c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(tǒng)的設備

結合起來提高了電鋅的生產(chǎn)能力，年增產(chǎn)5萬t電鋅，占全廠總量三分之一以上。老系統(tǒng)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(tǒng)后，改變了這部分工藝，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(chǎn)出而以元素硫形式產(chǎn)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(chǎn)生的蒸汽作用于加熱進料溶液，閃蒸槽排出的礦漿進入調(diào)

節(jié)槽溫度進一步下降到80℃,單質(zhì)硫冷卻成小的顆粒，用浮選方法使用與礦漿分離。

調(diào)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(jīng)粗

選、掃選、精選后的硫精礦和初級浮選的硫精礦合并，經(jīng)過濾、洗滌、再經(jīng)熔融熱濾得到單

質(zhì)硫副產(chǎn)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(chǎn)三年后，原料改為全部精礦，不再處理還原渣。投產(chǎn)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(jīng)修改后已有所改進。1994年主要生產(chǎn)數(shù)

據(jù):鋅精礦品位45%?50%,高壓釜利用率95%,生產(chǎn)能力提高了10%?15%,鋅浸出率大于

97%,硫回收率85%?90%。

d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(jīng)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(jīng)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4411nl占98%,泵送氧壓浸出系統(tǒng)。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14CTC?150℃,其余各室為

150℃,停留時間1小時。一段浸出礦漿經(jīng)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(jīng)浸出、石灰中和后的產(chǎn)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(jīng)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(jīng)浮選得到硫精

礦。浮選尾礦經(jīng)濃密，過濾和洗滌后送尾礦壩，硫精礦漿經(jīng)過濾、洗滌、溶融、熱濾產(chǎn)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(chǎn)，1995年達到設計能力的98虬通常每月

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(chǎn)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(chǎn)數(shù)據(jù)：精礦處理量22.2t/d,操作壓力為HOOkPa?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/Lo

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(chǎn)規(guī)

模為10萬t/a電鋅能力。

(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(xiàn)了工

業(yè)化生產(chǎn)。富氧常壓浸出工業(yè)化生產(chǎn)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(chǎn)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(jù)有關資料報道，經(jīng)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(chǎn)都是與焙燒一浸出一電積流程結合的工廠，擴建富氧常壓

浸出系統(tǒng)的目的是為了擴大鋅產(chǎn)量，而不是增加硫酸產(chǎn)量。

a芬蘭科科拉廠

分別于1998年和2001年建設了兩座50,OOOt/a鋅規(guī)模的富氧常壓浸出系統(tǒng)，共有8

臺DL反應器，四臺為一個系列，每個系列(50,OOOt/a)三臺生產(chǎn)，一臺備用?？瓶评瓘S，

原有常規(guī)流程生產(chǎn)能力為170,OOOt/a鋅，共計總產(chǎn)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(jīng)轉化后的礦漿，電積廢液和氧，反應器產(chǎn)出物經(jīng)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。

b挪威歐達廠:

于2004年建設了一座50,OOOt/a鋅規(guī)模的富氧常壓浸出系統(tǒng)，原有常規(guī)流程生產(chǎn)規(guī)模

為100,OOOt/a鋅，共計總產(chǎn)能為150,000t/a鋅。進入DL反應器的物料包括精礦漿，焙砂

系統(tǒng)的熱酸浸出礦漿，電積廢液和氧。反應器產(chǎn)出物經(jīng)濃密、過濾后的上清液用焙砂中浸底

進行黃鉀鐵磯法沉鐵，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(tǒng)，濾渣送渣場堆放。

c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(tǒng)，原

有的焙燒、浸出、針鐵礦除鐵流程生產(chǎn)能力為200,000t/a鋅。常壓富氧浸出工藝產(chǎn)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(chǎn)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。

(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磯法，針鐵礦法和赤鐵礦法。產(chǎn)出

的高酸浸出渣視鉛銀含量或直接送鉛廠處理，或經(jīng)浮選后送鉛廠處理，產(chǎn)出的鐵渣多數(shù)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(chǎn)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(tǒng)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(xiàn)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(chǎn)初期遇到了許多機械

問題，經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)逐步消

除了該廠生產(chǎn)過程產(chǎn)出的針鐵礦渣和堆存的鐵磯渣。煙化爐放出的渣經(jīng)水淬后出售給水泥

F，從而真正的實現(xiàn)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?20mll1),石英溶劑經(jīng)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(chǎn)出的含鋅氧化物煙塵和二氧

化硫煙氣經(jīng)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(jīng)洗滌產(chǎn)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(tǒng)，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(jīng)沉降室、熱回收降溫至200℃,再經(jīng)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(chǎn)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(jīng)溫山冶煉廠不斷的改進已取得了很好的效果。生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)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、睇以黃渣形式得以回收。

(4)焙燒一浸出一電積常規(guī)濕法煉鋅廠現(xiàn)狀

設備趨向于大型化，連續(xù)化，機械化，工藝過程實現(xiàn)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3.2m33.4m3

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(chǎn)率，降低了生產(chǎn)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(xiàn)了熱酸浸出黃鉀鐵硯法、低

污染黃鉀鐵磯法、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。但無論是鐵磯

渣還是針鐵礦渣，均存在如何經(jīng)濟、無害化治理和再利用問題。

(5)密閉鼓風爐火法煉鋅(鉛)的現(xiàn)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(chǎn)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。

1.2.2我國鋅冶煉的技術現(xiàn)狀

近10年來我國鋅產(chǎn)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(chǎn)量基數(shù)增大，年均遞增率已逐年遞減。從2002年起，我國鋅產(chǎn)量，消費量均居世界第一,

是名符其實的鋅的生產(chǎn)和消費大國。

國鋅冶煉工藝技術，以濕法冶煉為主，火法冶煉其次。

(1)濕法煉鋅

濕法冶煉工藝的標準流程是鋅精礦焙燒一浸出f凈液一電積一電鋅產(chǎn)品.其中因浸出作

業(yè)的條件不同又分工協(xié)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

鉀鐵磯法、赤峰庫博紅炸鋅廠等采用的氨帆鐵渣法，由于鐵渣中鋅含量低，又稱為低污染黃

鉀鐵磯法、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(xiàn)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、150nl3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、自動澆鑄一碼垛一打包機等先進設備和

睇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(chǎn)，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(chǎn)率及電解液凈液深

度與發(fā)達國家相比仍有一定差距。

(2)火法煉鋅

我國現(xiàn)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(chǎn)，現(xiàn)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(chǎn)線。我國豎罐煉鋅以葫蘆島鋅廠為典

型，該廠經(jīng)多年努力，開發(fā)了高溫沸騰焙燒、自熱焦結爐、大型蒸儲爐、精儲爐、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(chǎn)能。但因單系列產(chǎn)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(jīng)冷凝系統(tǒng)產(chǎn)鋅，下部產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(nèi)仍有15套裝置繼續(xù)生產(chǎn)。

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(chǎn)了58臺電爐，電爐裝機總功率112k?kW,年產(chǎn)鋅總量15-16萬to

已投產(chǎn)的電爐單機功率在1000?6300kVA之間，產(chǎn)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(chǎn)商品氧化鋅，也有相當規(guī)模，氧化鋅年產(chǎn)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(chǎn)量列于表3：

表3我國各類鋅產(chǎn)量單位：萬t

-WI1995|1998|1999|2000|2001|200212003|200412005

鋅精礦含鋅量101.07127.3147.6178.03169.32162.4202.9239.1254.78

鋅金屬107.67148.6170.32195.7203.76215.5231.85271.9277.61

其中：電鋅44.37.8681.89100.5117.8124.6143.7159.95170.60

精微鋅32.139.1439.7955.945.959.756.270.3760.14

蒸儲鋅5.56.527.714.427.21.71.791.821.79

鋅品25.732.0240.9334.832.829.430.240.745.07

表3中除電鋅外，均為火法煉鋅產(chǎn)品，以2005年計，電鋅170.6萬t,占當年鋅總

產(chǎn)量的61.5%,ISP鼓風爐產(chǎn)鋅21萬t,占7.6%,電爐產(chǎn)鋅16萬t,占5.8%,其余豎罐產(chǎn)鋅

約35~36萬t,占13%?1995年電鋅產(chǎn)量僅占當年總產(chǎn)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(chǎn)，我國濕法煉鋅廠的產(chǎn)能將

顯著提高。

(3)鋅冶煉技術進展

a云南冶金集團和昆明理工大學，聯(lián)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%>Fel4.38%、S29.25%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(chǎn)了10000t/a電鋅的生產(chǎn)線，

和20000t/a的試生產(chǎn)線，進入了產(chǎn)業(yè)化階段。

b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(jīng)高溫高酸浸出，用針鐵礦法沉鐵、脫

硅、凈液、電解生產(chǎn)電鋅，已取得國家專利。該廠采用上述工藝已生產(chǎn)多年，鋅的總回收率

達94%土。2005年該廠電鋅產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)濟有效地

利用開創(chuàng)了新途徑。

c由于錮價持續(xù)攀高，鋅礦中伴生金屬錮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錮、楮、剔除

了錮、錯富集和兩次富集渣酸浸等工序，錮的總回收率提高了20.25%,楮的總回收率提高

了31.9%。另有兩項研究成果引入了產(chǎn)業(yè)化設計。一是鋅焙砂采用弱酸浸出、浸出渣富集錮,

再經(jīng)回轉窯揮發(fā)回收渣中的殘余鋅、錮，以氧化鋅煙塵產(chǎn)出。氧化鋅富集了絕大部分錮，作

為提錮的原料，提錮后液回系統(tǒng)回收鋅，改進后的浸出工藝，錮的總回收率達70%以上，因

內(nèi)用此工藝建設50t/a錮、5萬t/a鋅的錮鋅冶煉廠，已投產(chǎn)運行。

另一研究成果屬火法煉鋅工藝，即錮鋅精礦脫硫焙燒后，焙砂送電爐還原揮發(fā)，揮發(fā)物

經(jīng)鋅雨冷凝獲得粗鋅，粗鋅精儲得到精鋅，錮則殘留在精儲殘渣硬鋅中，硬鋅經(jīng)真空冶煉回

收錮。該工藝錮在電爐中的揮發(fā)率>90%,錮的總回收率達80%,正在國內(nèi)建設年產(chǎn)鋅3萬t/a、

錮20t/a的示范工廠。硬鋅真空蒸鐳，在一個設備中同時完成提鋅、富集錮、錯、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。

d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(xiàn)了在線檢測，智能優(yōu)化模型控制。提高了產(chǎn)品質(zhì)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(xiàn)了感應電爐可

不停爐檢修、不需再配備用爐。云南馳宏鋅錯股份有限公司，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(chǎn)鋅15-16萬t/a的1451n2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。

eISP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虬

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(chǎn)量達到13萬t鉛鋅/a。

ISP生產(chǎn)工藝過程中的燒結、制酸、鼓風爐熔煉三大主體車間均實現(xiàn)了計算機監(jiān)測、控

制與管理。

1.2.3對我國鋅冶煉生產(chǎn)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(xiàn)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

1.3研究的意義及其主要內(nèi)容

1.3.1本設計研究的意義

常規(guī)濕法煉鋅工藝中，浸出是主要的工序之一，其對各個工序以及最終產(chǎn)量有著密切的

關系。通過本次畢業(yè)設計，充分認知浸出的重要性，同時鍛煉和提高了專業(yè)理論知識與實踐

相結合的能力、獨立思考能力、分析問題和解決問題的能力，另外也對國內(nèi)外濕法煉鋅技術

有了比較全面了解和認識，對今后從事冶金方面的工作打下了堅實的基礎，具有重大的現(xiàn)實

意義。

1.3.2本設計研究的主要內(nèi)容

1)工藝流程的選擇及主要技術經(jīng)濟指標、條件、廠址的選擇與論證;

2）經(jīng)濟核算及“三廢”治理的論證；

3）冶金計算及主要設備選型的計算。

第二章廠址的選擇與論證

在擬建一個新的有色冶煉廠往往要到工廠廠址的選擇問題，廠址的選擇是有色冶煉在設

計中的主要任務之一，也是工業(yè)項目可行性研究中不可缺少的主要環(huán)節(jié)。

廠址選擇所涉及的范圍很廣，廠址選擇恰當與否，不公關系到建廠的總投資費用，施工

條件的好壞，建設周期的長短，工廠能否近期投產(chǎn)，而且對建設和發(fā)展都有很大的關系，并

且對工廠及本地區(qū)其它工廠的生產(chǎn)，居民的衛(wèi)生條件有很大的影響，廠址的選擇是一項極為

重要和復雜的工件，它是到政治，經(jīng)濟技術，黨的方針政策和政府法令的綜合性工作，必須

給予高度的重視，認真對待。

廠址選擇對工業(yè)的建設速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟效益、環(huán)境保護及工農(nóng)關系等

具有重要意義。

2.1廠址選擇的重要性

廠址選擇就是確定工廠座落的區(qū)域和具體位置。無論是生產(chǎn)有形產(chǎn)品的企業(yè)，還是

提供服務的企業(yè)，工廠建在什么地區(qū)、什么地點，不僅影響建廠投資和建廠速度，而且還影

響工廠的生產(chǎn)布置和投產(chǎn)后的生產(chǎn)經(jīng)營成本。

首先，就物質(zhì)因素而論，廠址選擇決定著企業(yè)生產(chǎn)過程的結構狀況，從而影響新廠的建

設速度和投資規(guī)模。例如，建廠地區(qū)的公共設施和生產(chǎn)協(xié)作條件，決定著新廠是否要自備動

力、熱力等各種輔助生產(chǎn)設施，供應來源的可靠性和便利性，決定著新廠倉庫面積的大小以

及運輸工具的類型和規(guī)模等。

其次，就投資成本和運行成本而言。廠址選擇是否合理，能否靠近客戶和原材料產(chǎn)地，

勞動力資源是否豐富，地價高低，以及生產(chǎn)協(xié)作條件等，均直接影響新廠的投資效益和運營

效益。

最后，從行為角度看，不同地區(qū)文化習俗的差異，要求采取相應的管理方式，否則會產(chǎn)

生消極性的影響，從而影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效果。

必須指出，要找到一個滿足各方面要求的廠址是十分因難的。因此，必須權衡利弊，選

出在總體上經(jīng)濟效益最佳的方案。

2.2廠址選擇的基本要求

（一）選擇建廠地區(qū)的基本要求。（1）接近市場；（2）接近原材料產(chǎn)地；（3）交通運輸

和通訊聯(lián)系方便；（4）水、電、氣等基礎設施完備；（5）氣候條件能滿足生產(chǎn)技術要求。

（二）選擇建廠城鎮(zhèn)的基本要求。（1）當?shù)爻擎?zhèn)建設規(guī)劃允許；（2）能保證工廠生產(chǎn)所

需的人力與技術供應；（3）當?shù)仄渌髽I(yè)能有效地提供本廠所需的各種性質(zhì)的生產(chǎn)協(xié)作；（4）

職工生活條件良好；（5）當?shù)毓べY水平較高。

（三）選擇建廠用地的基本要求。（1）地質(zhì)條件適于建廠，土壤結構能承受工廠的全部

負荷；（2）有可靠的水源供應；（3）有足夠的建廠用地面積和擴展余地；（4）靠近近水陸交

通要道；（5）有利于三廢（廢水、廢渣、廢氣）處理。

確定建廠地址是一項影響深遠，具有高度科學性的工作，必須進行大量的可行性研究,

綜合考慮各種因素的影響作用，選擇最佳方案。

2.3廠址選擇的一般原則

廠址選擇的一般原則是：應符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設規(guī)劃的要求；要

盡可能利用城鎮(zhèn)設施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應充足和產(chǎn)品銷售便利的地方，

有較好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當

的自然地形和適宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級條件及較好的協(xié)作條件等。

在進行廠址選擇時，根據(jù)有色金屬生產(chǎn)的特點，應充分論證以下幾個問題

(1)工業(yè)布局問題

建設一座有色冶煉廠，應根據(jù)工業(yè)布局“大分散，小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工

農(nóng)結合，城鄉(xiāng)結合，有利生產(chǎn)，方便生活”的原則，進行廠址選擇和居住區(qū)規(guī)劃，使之符合

工業(yè)布局總體城市規(guī)劃的要求。

(2)原材料供應及交通運輸條件

有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。因此在進行廠址選擇時必須充分考慮

交通運輸問題。為了減少運輸費用，在保證良好的運輸條件下，進行廠址盡可能接近原材料

基地和銷售市場。

(3)供水、供電條件

有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。

(4)環(huán)境保護和節(jié)約用地問題

有色冶金生產(chǎn)特點之一是無一例外地產(chǎn)出大量造成環(huán)境污染的“三廢”物質(zhì)，除必須有

完善的“三廢”治理工程設計外，在選擇廠址時，必須盡量考慮在主導風向和主要水流的下

游位置，安排好“三廢”處理場地和廢渣堆放場地，要有良好的自然通風條件，并應考慮廠

址附近居民點、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)木漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護區(qū)等問題。

(5)廠址的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

冶煉廠的土建投資是相當大的，廠址地震等級的不同會對建筑結構以及基礎工程的投資

帶來很大影響，所以廠址不能選在發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度為9級以上的地震區(qū)。

(6)廠址的協(xié)作條件

冶煉廠一般是機械化自動化水平比較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進行，必須有充

足的設備及備品備件供應，要有強有力的機械加工和維修能力。工廠在建設過程中的施工條

件諸如磚瓦、砂石、石灰、水泥、木材等能否就地取材，施工力量和施工場地是否具備等，

都對建設進度起著一定的作用。在廠址選擇時，應充分考慮廠址附近是否具備這些條件，那

種片面強調(diào)“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不恰當?shù)模踔潦清e誤的。

2.4根據(jù)上面的廠址選擇原則，初步確定金川公司的廠址選擇在金昌

第一、該區(qū)礦產(chǎn)資源儲量豐富，已探明的礦藏主要有銀、銅、鋁、鉆、鈾、鐵、鋁、鋅、

鋪以及貴金屬鉗、鉗、金、銀、餓、鉞、釘、銬等45種，是一座以硫化鎮(zhèn)為主的特大型多

種金屬共生礦床，礦體集中，品位高，硫化保儲量和品位居世界同類礦床第二位，與銅、銀

伴生的伯族金屬儲量名列全國首位。非金屬礦產(chǎn)資源主要有煤炭、石瑩石、石灰石、膨潤土、

石油、硅石、硫磺、以及罕見的水晶石、玉髓瑪瑙等，儲量大，品質(zhì)好，開發(fā)利用前景十分

廣闊。境內(nèi)金川集團公司是我國采、選、冶配套的特大型有色冶金化工聯(lián)合企業(yè)，其銀閃速

熔煉爐號稱亞洲第一爐。

第二、金川公司位于中國西部河西走廊的工業(yè)城市一甘肅省金昌市，屬溫帶大陸性氣

候，年降水量在100至300mm之間，蒸發(fā)量是降水量的10倍左右，是嚴重缺水的城市。東

北部為戈壁灘，南，西部為河西走廊北部山脈支脈一龍首山

第三、金昌市基礎設施日臻完善，綜合服務功能逐步增強，城區(qū)建成面積達到34.9平

方公里，占規(guī)劃面積的83%。全市電力比較充足，有大型火電廠1座，中小型電站5座，

總裝機容量35萬千瓦。先后進行了蘭新鐵路復線金昌段建設和金昌火車站建設，籌資改造

并完善了縣鄉(xiāng)村地方道路建成，形成東西相通、南北相聯(lián)、四通八達、快捷暢通的交通運輸

網(wǎng)絡。

金昌市衛(wèi)星截圖如下：圖1

金川集團冶煉廠衛(wèi)星截圖如下：圖2

2.5中國鋅礦的主要分布地帶

鋅的單一鋅礦較少，鋅礦資源主要是鉛鋅礦。中國鉛鋅礦資源比較豐富，全國除上海、

天津、香港外，均有鉛鋅礦產(chǎn)出。產(chǎn)地有700多處，保有鉛總儲量3572萬噸，居世界第4

位；鋅儲量9384萬噸，居世界第4位。從省際比較來看，云南鉛儲量占全國總儲量17%,

位居全國榜首；廣東、內(nèi)蒙古、甘肅、江西、湖南、四川次之，探明儲量均在200萬噸以上。

全國鋅儲量以云南為最，占全國21.8%；內(nèi)蒙古次之，占13.5%；其他如甘肅、廣東、廣西、

湖南等省（區(qū)）的鋅礦資源也較豐富，均在600萬噸以上。鉛鋅礦主要分布在滇西蘭坪地區(qū)、

滇川地區(qū)、南嶺地區(qū)、秦嶺-祁連山地區(qū)以及內(nèi)蒙古狼山-渣爾泰地區(qū)。從礦床類型來看，有

與花崗巖有關的花崗巖型（廣東連平）、夕卡巖型（湖南水口山）、斑巖型（云南姚安）礦床，有

與海相火山有關的礦床（青海錫鐵山），有產(chǎn)于陸相火山巖中的礦床（江西冷水坑和浙江五部

鉛鋅礦），有產(chǎn)于海相碳酸鹽（廣東凡口）、泥巖-碎屑巖系中的鉛鋅礦（甘肅西成鉛鋅礦），有

產(chǎn)于海相或陸相砂巖和礫巖中的鉛鋅礦（云南金頂）等。鉛鋅礦成礦時代從太古宙到新生代皆

有，以古生代鉛鋅礦資源力量豐富.

2.6云南煉鋅廠分布

云南的煉鋅廠分布云南各個州市，其主要分布詳情如下：

昆明：安寧縣祿裱煉鋅廠、嵩明縣龍保煉鋅廠、昆明市呈貢縣七甸煉鋅廠、東川市旺福煉鋅

r

曲靖：云南馳宏鋅楮股份有限公司、云南省沾益縣花山鎮(zhèn)迤堵辦事處煉鋅廠、宣威市板橋鎮(zhèn)

下村煉鋅廠、普立簸火煉鋅廠、陸良縣興鑫煉鋅廠

紅河：彌勒煉鋅廠、建水縣建昌鋅品有限責任公司、云南省建水縣有色金屬產(chǎn)業(yè)有限公司

楚雄：南華縣龍川鎮(zhèn)煉鋅廠

大理：祥云縣下莊輕機煉鋅廠、祥云縣沐旁煉鋅廠、祥云縣米甸鄉(xiāng)白沙坡煉鋅廠、祥云縣禾

甸輕機煉鋅廠

保山：云南永昌鉛鋅股份有限公司、騰沖縣金科煉鋅廠

文山：云南西疇縣電爐煉鋅廠

麗江：永勝縣六德煉鋅廠

第三章工藝流程的選擇與論證

3.1火法煉鋅方法的評述

3.1.1火法煉鋅基本原理

火法煉鋅是先將鋅精礦進行氧化焙燒或燒結焙燒，使精礦中的ZnS變?yōu)閆nO,然后用

碳質(zhì)還原劑還原得到鋅蒸氣，再進一步蒸鐳提純得精煉鋅。按冶煉設備不同可分鼓風爐、豎

罐、電爐、平罐等煉鋅方法。平罐煉鋅在20世紀前是唯一的煉鋅方法，是一種簡單而又落

后的煉鋅方法，由于能耗高，生產(chǎn)率低，目前已基本淘汰。

3.1.2鼓風爐煉鋅

（1）鼓風爐煉鋅的優(yōu)點：

a對原料的適應性強，適合處理難選的鉛鋅混合礦，簡化了選冶工藝流程，提高了選冶

綜合回收率。

b生產(chǎn)能力大，燃料利用率高，有利于實現(xiàn)機械化和自動化，提高勞動生產(chǎn)率。

c基建投資費用少。

d可綜合利用原礦中的有價金屬，金、銀、銅等富集于粗鉛中予以回收，鎘、楮、汞等

可從其它產(chǎn)品或中間產(chǎn)品中回收。

(2)鼓風爐煉鋅的缺點：

a需要消耗較多質(zhì)量好、價格高的冶金焦炭。

b技術條件要求較高，特別是燒結塊的含硫量要低于1%,使精礦的燒結過程控制復雜。

c爐內(nèi)和冷凝器內(nèi)部不可避免地產(chǎn)生爐結，需要定期清理，勞動強度大。

3.1.3平罐煉鋅

平罐煉鋅時一座蒸儲爐約有300個罐，生產(chǎn)周期為2