鋅是一種重要的過渡金屬,在地殼中的豐度為0.004%~0.2%,目前已知的鋅礦物有55種,其中閃鋅礦、鐵閃鋅礦、氧化鋅礦是煉鋅的原料,其他煉鋅原料還有冶煉廠產出的氧化鋅煙塵、鑄造浮渣和鋅灰等。現代鋅冶煉工藝主要有兩種:
1、火法煉鋅工藝
火法煉鋅工藝是利用物料中鋅與其他組分沸點上的差異,通過控制焙燒還原生成鋅。主要有:
1)平罐煉鋅工藝
特點:設備簡單,能源、電力消耗少,便于建設,投資省;
缺點:能耗高、勞動條件差、間斷生產。目前已淘汰。
2)豎罐煉鋅工藝
特點:平罐煉鋅基礎上發展起來,蒸餾過程連續生產;
缺點:能耗高、環境條件差。主要在設備損耗大少數中小煉鋅企業。
3)電爐煉鋅工藝
特點:原料適應性好,能量利用率高,設備簡單,投資省;
缺點:生產規模小。主要在耗電大云南地區少數中小煉鋅企業。
4)ISP煉鋅工藝
特點:鉛鋅同時冶煉,原料適應性好;
缺點:操作過程繁雜。
2、濕法煉鋅工藝
濕法煉鋅工藝是利用物料中鋅化合物和其他組分在特定酸度下溶解度的差異,將硫化鋅礦焙燒后進行浸出,鋅離子進入溶液,進行凈化除雜后得到鋅。主要有:
1)常規浸出工藝
特點:以稀硫酸.為浸出介質,分為中性浸出.和酸性浸出兩段工藝,浸出工藝簡單,鋅回收率高;
缺點:鐵酸鋅等副產物無法溶解,需增加后續的除鐵工藝,造成生產成本較高,環境污染較大。
2)熱酸浸出———沉鐵工藝
特點:分為中性浸出、熱酸浸出以及沉鐵三部分,解決了鐵酸鋅的溶解問題。
缺點:沉鐵產生渣量大,殘渣難以處理,環境污染大。
3)加壓浸出工藝
特點:減少硫化鋅精礦焙燒流程,硫化鋅直接浸出,實現真正的全濕法工藝,原料適應性強;
缺點:因加壓設備的存在造成建設費用高,運行成本較大。
4)常壓浸出工藝
特點:在高溫(100℃)常壓環境下直接浸出硫化鋅,操作簡單,設備維護費用低;
缺點:生產周期長,試劑費用高,熱量損失大,渣量大。
目前工業上主要采用濕法工藝冶煉鋅,隨著人類對環境保護的要求日益提高,濕法中加壓浸出工藝的前景將更加廣闊。