?

?????摘要:介紹現有硫化鋅精礦焙燒一浸出、硫化鋅精礦直接浸出、氧化鋅礦和氧化鋅煙塵直接酸浸出三大濕法冶金工藝及其它煉鋅工藝的不同方法，并比較分析其優缺點。

關鍵詞:鋅;濕法冶煉;浸出;工藝

1前言

????鋅主要以硫化物形態存在于自然界，氧化物形態為其次。在硫化礦中，鋅的主要礦物是閃鋅礦和高鐵閃鋅礦，它們經選礦后得到硫化鋅精礦;而氧化礦主要以菱鋅礦和異極鋅礦為主，其它還有少量的紅鋅礦等。通過這些煉鋅礦物生產出鋅錠的工藝被分為兩個大類:火法煉鋅工藝和濕法煉鋅工藝。而目前世界上主要煉鋅方法是濕法煉鋅，有80%以上的原生鋅錠是通過濕法煉鋅的工藝方法生產出來的。

????傳統的濕法煉鋅主要由焙燒、煙氣制酸、浸出、凈液、電積、熔鑄等工序組成。針對浸出渣火法處理能耗高、過程復雜、勞動條件差、耐火材料消耗高等弊病，冶金工作者相繼研究成功了熱酸浸出黃鉀鐵釩法、熱酸浸出針鐵礦法、熱酸浸出赤鐵礦法處理新工藝，解決了濕法煉鋅長期以來的關鍵問題既強化了浸出過程，又簡化了渣處理過程，使鋅回收率大幅度提高，促進了濕法煉鋅的高速發展。進入90年代后，研究成功了硫化鋅精礦和高硅氧化鋅礦石直接酸浸出法。同時為了降低鋅精礦氧壓酸對浸出溫度、壓力的要求，進行了催化試驗，取得了可喜的成果。為了使濕法煉鋅的工藝過程進一步簡化，又進行了硫化礦直接電積的試驗研究，此試驗的成功將從根本上改變目前的濕法煉鋅工藝，使其有更廣闊的發展前景。2鋅濕法冶金工藝

鋅精礦濕法冶煉過程中將鋅從固態物料轉換為可溶態主要有兩種方法:一種是先將鋅精礦焙燒，然后浸出焙砂，另一種是直接浸出鋅精礦。鋅精礦焙燒過程中產生的二氧化硫，必須經過處理轉化為硫酸。而直接浸出鋅精礦過程中通常硫是以元素硫的形式收集。故形成濕法煉鋅的三大主要工藝是:硫化鋅精礦焙燒一浸出;硫化鋅精礦直接浸出工藝;氧化鋅礦和氧化鋅煙塵直接酸浸出。

2. 1硫化鋅精礦焙燒一浸出工藝

2.1.1常規浸出

硫化鋅精礦經焙燒使硫化物轉變為成易溶于稀硫酸Zn0，然后經中性和酸性兩段浸出，由于浸出條件不足以使焙砂中的呈鐵酸鋅形態的鋅溶解，常規浸出產出的浸出渣含鋅20%左右，一般采用回轉窯煙化法回收其中的鋅。這種火法處理鋅浸出渣傳統法所產生出的窯渣，在自然環境中處于較穩定狀態，可溶性的鹽類和其他化合物少，便于堆存，從環保的角度來看有其優點，且In, Ge等稀散金屬富集在煙塵中，有利于綜合回收。但由于是高溫處理，存在燃料、還原劑和耐火材料消耗大等的缺點。

2.1.2熱酸浸出一黃鉀鐵礬法

????根據統計國內外目前有20多家工廠采用此法生產。從1973年以來，國內冶金研究所及研究院等單位對其進行了研究，并獲得了良好的試驗結果。1983年某有色金屬冶煉廠率先進行了黃鉀鐵礬法的工業試驗，并于1985年應用于工業生產，獲得了良好的工業試驗結果和較好的生產技術指標。80年代以來，我國采用黃鉀鐵礬法投產的還有近十多廠家。

????該法的主要優點為:流程簡單、投資省、見效快、鋅浸出率較常規法有明顯提高，可達9597%,但Pb,Ag及稀散金屬進入礬渣中，不利于綜合回收，礬渣中含有少量Cd,AS,Cu等，易造成環境污染。為了改進常規黃鉀鐵礬法工藝，降低鐵礬渣中的Zn, Pb, Ag, Au, Cd和Cu的損失。20世紀90年代澳大利亞電鋅有限公司首先研究成功了低污染黃鉀鐵礬法，該法其基本原理是在鐵礬沉淀前調整溶液的成分，使沉礬過程中不需加中和劑就能達到滿意的除鐵效果。以減少有價金屬在礬渣中的損失并改善礬渣對環境的污染故稱為低污染黃鉀鐵礬。

????在20世紀80年代開展了低污染鐵礬法煉鋅工藝的研究，可使高酸浸液的鐵含量由27g/L左右降到1 g/L以下，并得到了幾乎不被浸出殘渣污染的純鐵礬渣，實現了無中和劑沉礬過程。此法已在赤峰冶煉廠成功地用于工業生產。

我國某冶煉廠1996 ?1998年通過技術改造和生產實踐，基本上形成了一套適合系統操作的“低污染”“或半污染”的鐵礬工藝，主要是減少沉礬焙砂的加入量，并用堿式硫酸鋅、尾礦氧化鋅替代部分焙砂，降低了礬渣中不溶鋅的含量，并使渣率下降約2%，既改善了環境狀況，又增加了經濟效益。

2.1.3熱酸浸出一針鐵礦法

????某公司研究成功針鐵礦法，。該法先將硫酸鋅溶液中的Fe3+采用 ZnS精礦還原為Fe2+，再用空氣緩慢氧化為Fe3+，以針鐵礦形式沉淀。針鐵礦法1971年投產。隨著V.M.針鐵礦法的深入研究，相繼還采用了ZnSO3、?SO2 ?PbS等作為還原劑進行了大量的研究工作，并取得了較好的試驗結果。20世紀70年代澳大利亞電鋅公司(Electrolytic Zinc)研究一種新的針鐵礦法，簡稱E.Z.法。是將高Fe3+溶液均勻緩J漫地加入至不含Fe的溶液中，要求沉Fe溶液含Fe3+濃度<1 g/L，使Fe3+以針鐵礦沉淀，又稱為稀釋法。國內1973年中南礦冶學院、水口礦務局、南寧冶金研究所等單位開始進行針鐵礦法試驗研究，獲得了較好的試驗結果。該法于1995年在水口山礦務局第四冶煉廠投入工業生產，生產規模為2 X 104t/a電鋅(后改為常規腳。

該法的優點是:渣量較少，約為鐵礬渣量的60%，不需要消耗堿試劑，尤其對回收稀散金屬有利，如錮回收率可達90%以上，缺點是需增加一道還原工序，工藝流程較復雜，并需用還原劑，蒸汽消耗量較黃鉀鐵礬法約高40%，因此該法的基建投資和經營費用較黃鉀鐵礬法要高，阻礙了該法的使用，目前世界上只有4家工廠采用。

2.1.4熱酸浸出一噴淋除鐵法

????該法是我國江蘇研究所與溫州冶煉廠共同開發的新工藝，已于1984年在溫州冶煉廠投入工業生產。生產實踐表明:該工藝具有流程簡單，操作方便，經營費用低，投資省，對原料適應性強，不需要堿試劑，不需要還原、高溫、高壓過程等優點，使用于精礦來源復雜的中小型冶煉廠。鋅回收稍低、渣含鋅較高為此法的缺點。

????1992年溫州冶煉廠擴建時，對原有的熱酸浸出一噴淋除鐵法工藝進行了完善，增加了一道中型浸出工序，由于所得鐵渣與針鐵礦法有許多相似之處，因此可稱之為仲一針鐵礦法。2.1.5高壓浸出一赤鐵礦法

??????赤鐵礦法由某公司發明，1972年在日赤飯島冶煉廠投入生產。該法基于在高溫(200 0C)、高壓(18}20kg/cm}條件下，Fe3+以赤鐵礦(Fe2O)形式沉淀。80年代建成了世界上第二個赤鐵礦法煉鋅廠(后已改為氧壓浸出法)。該法優點是金屬回收高，原料的綜合利用好，適于處理含Au, Ag, Cu, In, Ge,Ga高的原料，產出的石膏可作為商品出售，赤鐵礦渣含鐵高，經焙燒脫硫后可作為煉鐵原料，實現“無廢渣”冶煉，但因需要昂貴的欽材制造耐高溫、高壓設備，投資費用高，蒸汽消耗大，工藝也較復雜，因此尚未得到廣泛采用。但隨著環保要求的日益嚴格，材料設備的不斷改進，該法今后必將獲得很好的發展。

2. 2硫化鋅精礦直接浸出工藝

2.2.1硫化鋅精礦的氧壓浸出Sherritt工藝

????Sherritt法是一種鋅冶金技術，該技術是用硫化鋅精礦直接加壓氧化浸出來取代傳統的火法焙燒和浸出工序，減少了SO2制酸和環境污染的問題。該技術于1981年在某鋅冶煉廠投入工業化，現有4家工廠采用該技術，其中加拿大的電鋅廠完全用該工藝取代焙燒爐焙燒。

我國目前正采用該工藝進行鋅的試生產已取得了成功。Sherritt工藝對原料適應性強，能很好地處理通常對鋅冶煉極為不利的含鐵、鉛、硅高的鋅精礦;鋅回收率高，可達97%以上，可取代傳統的焙燒、制酸系統及渣處理工序，因而基建費用大幅度降低;不產生SO2廢氣及濕法廢渣，可減少了硫及濕法廢渣對環境的污染，產出的元素硫便于運輸和貯存;對pb,Cd及貴金屬的綜合利用，也較常規方法有利。但因其對浸出設備的要求較高，引進技術的費用較大。故目前沒有被廣泛采用。隨著國內外環保要求的日益嚴格，設備制造水平的不斷提高，新材料研制的不斷創新以及自動化程度的日益改進，相信這個先進工藝將在今后鋅的生產上越來越多地被采用。

2.2.2處理高硅硫化鋅精礦的新工藝

????我國某研究院針對赤峰冶煉廠處理的硫化鋅精礦含SiO2高的特點，提出了浸出新工藝。其工藝流程由選擇性浸出、快速脫硅、高酸浸出、預中和、低污染沉礬等工序所組成。1995年建廠投產，原料含Si027^' 8%，設計的鋅浸出率%%，脫硅后液SiO2可降至0.15留1(由于原料