正文

1.1 锌的资源及冶炼(2)

锌合金 作者:田荣璋


中国是最早掌握炼锌技术的国家,明代著作《天工开物》记述过炼锌技术,称锌为倭铅。在欧洲,17世纪和18世纪使用的锌大多都是从我国和印度购进的。大约在1730年冶炼锌技术才由我国传到英国,后来又相继传入欧洲其他一些国家。

在炼锌方法上,自古以来一直走着火法高温还原的道路。

湿法炼锌的兴起,改变了延续久远的炼锌状况,这就是电解炼锌。大约在第一次世界大战中期,湿法电解炼锌才正式投入工业生产,不到半个世纪,产量就超过了火法炼锌。从此以后两种炼锌方法并行,都在不断地改进。

1)火法炼锌

火法炼锌首先将锌精矿进行氧化焙烧或烧结焙烧,使精矿中的ZnS变为ZnO,以便为碳质还原剂所还原。由于锌的沸点较低,在高于其沸点温度下还原出来的锌将呈蒸气状态从炉料中挥发出来,这样,锌便与炉料中其他组分分离。锌蒸气随炉气一道进入冷凝器,在冷凝器内冷凝成液体锌。与锌一道呈蒸气状态进入气相的还有其他易挥发的杂质金属,如镉和铅,这些元素会影响锌的纯度,须将冷凝所得的粗锌进行精炼。火法炼锌的精炼方法是利用锌和杂质金属的沸点不同,采用蒸馏的方法来提纯的,称为锌精馏。将精馏锌浇铸成锭,得到纯度在99.99%以上的精锌。火法炼锌的一般原则工艺流程如图1-2。

图1-2 火法炼锌原则流程

火法炼锌有4种方法: 即平罐蒸馏炼锌法、竖罐蒸馏炼锌法、电热蒸馏炼锌法和鼓风炉炼锌法。

平罐和竖罐蒸馏炼锌法的区别,在于平罐蒸馏炼锌炉内放许多小的蒸馏罐,蒸馏罐分层并列分布;而竖罐蒸馏炼锌是从平罐蒸馏炼锌法发展过来的,与平罐蒸馏炼锌法比较,竖罐蒸馏炼锌有一些优点,如可用大容量的竖罐,提高生产力;可连续生产,机械化作业;劳动条件得到了改善。但是,竖罐蒸馏炼锌产能低,能耗高,环保投资大,在国外已经不再采用。在我国由于坚持技术改造,取得了良好的经济效益,目前仍有竖罐蒸馏炼锌企业存在。

我国葫芦岛锌厂,经几十年的改进实现了连续性生产,单罐受热面积由最早40 m2增大到100 m2,大大提高了热效率,单炉日产可达到22.5 t,锌回收率达到95%~96%,是个范例。

鼓风炉炼锌不再采用蒸馏罐,而是直接利用炉膛盛炉料及燃料。烧结矿及焦炭在炉内高温区经氧化还原后,获得的锌蒸气随炉气进入冷凝室,获得锌。其优点是,能处理难选的铅锌硫化矿,可同时生产出铅和锌,热效率高。


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