锌冶炼厂设计(engineering design of zinc metallurgical plant)

以硫化锌精矿为原料，生产精锌或电积锌以及其他锌产品，并综合回收硫酸和有价元素的重金属冶炼厂设计。有火法炼锌厂和湿法炼锌厂两大类工厂。火法炼锌厂包括焙烧或烧结、蒸馏或熔炼、精馏等车间。湿法炼锌厂包括浸出、净化、电积和浸出渣处理等车间。锌铅矿物共生多，锌与铅冶炼厂建设在一处，有利于提高回收率、综合回收和环境的综合治理。

简史   锌的生产最早采用火法冶炼，19世纪平罐炼锌在法国、比利时已有较大发展。20世纪30年代美国和墨西哥采用了竖罐炼锌，随后电炉炼锌相继出现。1950年英国采用炼锌鼓风炉处理铅锌精矿烧结块，同时产出锌和铅。湿法炼锌于20世纪初，先在美国和加拿大采用，很快获得发展，但浸出渣含锌高，回收工艺过程较复杂。1968年到1972年，澳大利亚、挪威、比利时和日本的湿法炼锌厂，先后采用热酸浸出一黄铁矾法和针铁矿法以及赤铁矿法处理浸出渣，湿法炼锌工艺得到进一步完善。

中国锌的生产具有悠久的历史，早在16～18世纪即出口西欧等地，而现代炼锌工业则始于20世纪40年代和50年代，在湖南长沙和辽宁葫芦岛建设炼锌厂，分别采用平罐和竖罐炼锌工艺；1951年建成的沈阳冶炼厂锌系统和1968年建成的株洲冶炼厂都采用传统湿法炼锌工艺；1977年设计建成韶关冶炼厂，采用鼓风炉炼锌工艺(ISP)；80年代后设计建设的西北铅锌厂采用热酸浸出一黄铁矾法处理浸出渣的湿法工艺。

设计规模和产品   20世纪90年代初，世界最大炼锌厂的生产规模为30万t／a，多数工厂生产规模为2～10万t／a，设计规模根据市场需求，原料供应和经济效益确定，生产规模在2万t／a以下的炼锌厂生产成本较高，经济效益差。

鼓风炉炼锌和竖罐炼锌的主要产品为含锌97％～99％的蒸馏锌(包括2号～4号商品锌锭及4号以下的粗锌)或含锌99．99％～99．996％的精锌。湿法炼锌的主要产品是含锌99．96％～99．99％的电积锌。锌冶炼厂还生产硫酸和其他锌产品。

工艺流程选择   火法炼锌主要有鼓风炉炼锌和竖罐炼锌两种。平罐炼锌，污染环境严重、金属回收率低，在中国设计已不采用。电炉炼锌用电量大，中国有些小厂采用。湿法炼锌主要有传统的电解炼锌方法和热酸浸出方法，氧压浸出仅用于老厂的扩建。

(1)鼓风炉炼锌。锌铅混合精矿经烧结后加入炼锌鼓风炉熔炼，锌还原挥发经冷凝后产出蒸馏锌，蒸馏锌可进一步精馏得精锌。适于处理难分选的锌铅混合精矿，在一个冶金炉内产出蒸馏锌和粗铅。但精矿烧结过程工艺较繁杂，鼓风炉熔炼需消耗优质冶金焦。工艺流程见图1。鼓风炉炼锌厂设计内容见铅锌精矿烧结车间设计、鼓风炉炼锌熔炼车间设计和锌精馏车间设计。

(2)竖罐炼锌。锌精矿经焙烧、制团、焦结后加入竖罐内蒸馏，产出蒸馏锌，其中粗锌再经精馏获得精锌。制团时需配入粘合剂和优质焦煤，能耗较高。工艺流程见图2。竖罐炼锌厂设计内容见锌焙烧车间设计、锌竖罐蒸馏车间设计和锌精馏车间设计。

(3)湿法炼锌。即电积法炼锌。锌精矿经焙烧、浸出、净化和电积产出电积锌。传统湿法流程中，浸出渣一般采用火法处理。热酸浸出工艺采用热酸浸出渣中的锌。湿法炼锌金属回收率高，工艺流程见图3。湿法炼锌设计内容见锌焙烧车问设计、锌焙砂浸出车间设计、锌浸出液净化车间设计、锌电积车问设计和锌浸出渣处理车间设计。

车间组成   鼓风炉炼饽主要由备料、烧结、熔炼、精馏、铅精炼、收尘和制酸等车间组成。竖罐炼锌主要由备料、焙烧、蒸馏、精馏、收尘、制酸等车间组成。湿法炼锌主要由备料、焙烧、浸出、净化、电积、浸出渣处理、镉回收(见镉冶炼车间设计)、收尘和制酸等车间组成。并有辅助生产和公用设施等。

主要技术经济指标   锌冶炼厂，鼓风炉炼锌锌回收率为93％～95％，综合能耗为39180～64070MJ／t；竖罐炼锌锌回收率为94％～96％，综合能耗为63130～95420MJ／t；湿法炼锌锌回收率为95％～97％；综合能耗为46950～67610MJ／t。