SMM 5月18日讯：在由上海期货交易所和SMM共同举办的2021第十六届铅锌峰会上，中国恩菲工程技术有限公司工程师宋言介绍了锌冶炼工艺技术的发展及其工业应用。他表示，鉴于目前国内锌产业存在资源保障程度偏低、矿石依赖进口严重、锌回收产业发展滞后、环境问题依然突出等问题，因此， 改进现有锌冶炼工艺，创新锌冶炼技术，发展含锌二次资源回收利用技术，已成为我国锌冶炼领域的发展趋势。
锌资源概述
据美国地质调查局（USGS）统计数据，2020年，全球锌资源（金属锌）储量约为2.5亿吨，中国居第二位，约4400万吨，占总储量的17.6%。2020年，我国金属锌产量高达642.5t，我国以占世界不到20%的锌资源储量，提供了超过全球40%的锌产能，锌资源过度开发。
值得一提的是，受新冠疫情影响，除中国外，世界其他产锌大国锌产能普遍降低，中国锌产能突破全球锌产能的40%；目前，全球锌需求量呈现逐年上升趋势，锌产需倒挂，供不应求；我国不仅是世界产锌大国，更是世界锌消费大国，消费量超过世界总产量的45%，但是眼下，国内锌产业存在资源保障程度偏低、矿石依赖进口严重、锌回收产业发展滞后、环境问题依然突出等问题，因此， 改进现有锌冶炼工艺，创新锌冶炼技术，发展含锌二次资源回收利用技术，已成为我国锌冶炼领域的发展趋势。
矿锌冶炼技术发展与工业应用
简介：
目前，锌的冶炼主要分为火法和湿法两种工艺。火法炼锌工艺锌产能不足总锌产能的20%，其他80%以上采用湿法工艺。
我国现存的火法炼锌工艺有3种, 即竖罐炼锌、ISP炼锌、电炉炼锌。几年前在边远地区采用的原始马槽炉、马鞍炉、四方炉或略微正规的平罐炉炼锌, 由于能耗高、回收率低、浪费资源、污染环境,已被国家明令禁止生产和兴建, 现已基本关停或改造。
竖罐炼锌典型代表为葫芦岛锌厂，但因单系列产能难以大型化，加上能耗和环保难与湿法工艺相比，因此该工艺没有获得大规模推广应用；至于ISP工艺方面，全世界先后共建设了19条 ISP 生产线，在国外，因环保原因已经全部关闭，目前，我国尚建有4条ISP鼓风炉炼锌生产线（韶关、葫芦岛、白银、宝鸡东岭）；
而电炉炼锌由于投资相对较低，短流程，操作简易，环保没有突出问题，因此近十多年来在云、贵、川、陕、甘、宁、青海等边远省区有锌矿资源、电力充足且成本较低的地方不断发展。
目前全国已有四十多个个工厂建成投产了98台电炉，电炉装机总功率232 MW，年产锌总量30～35万吨。现已投产的电炉单机功率在1000～6300kVA之间，产品粗锌电单耗视精矿品位高低而在3500～4300kW·h/t之间波动。
不过目前市场上应用范围最广的依旧是湿法工艺。湿法工艺分直接浸出和间接浸出。具体介绍如下：
湿法工艺—直接浸出
硫化锌精矿直接浸出是中国锌冶炼近年来重要技术进展之一，主要包括20世纪80年代后开发的加压浸出和本世纪初开发的常压氧浸工艺。其中，加压富氧浸出工艺在国外科明科公司、鹰桥公司、鲁尔锌公司等均有应用，在我国中金岭南、云冶、西部矿业等公司均有应用；常压富氧浸出工艺在韩国锌联合公司、新波立顿公司、株冶集团均有应用。
湿法工艺—间接浸出
而湿法炼锌—间接浸出工艺绝对是目前世界上应用最广的生产方法，用此方法生产的电锌产量约占90%以上。湿法炼锌工业中以硫化锌精矿沸腾炉焙烧—焙砂浸出—浸出液净化—净液电积—电锌铸锭为主要生产工艺。其中，根据浸出工序的不同可分为常规法和热酸浸出法。在国外，目前仍以常规发为主，其产能约占锌总产能的60%。我国目前也已湿法炼锌为主，占锌总产量的80%以上。常规法浸出渣含锌约20%。
工业应用
1. 直接浸出—锌精矿加压富氧直接浸出技术提升
某冶炼厂采用加压富氧直接浸出工艺，生产规模为10万t/a锌锭，锌浸出率98%以上，不需要建烟气制酸和尾气脱硫系统，锌精矿中的硫回收至硫磺。该工艺适用于硫酸没有销路的偏远地区。
2. 间接浸出—常规浸出
由于热酸浸出工艺所产生的渣属于危废，仍无法避免后期的火法工艺处理，因此，现有锌冶炼技术正回归常规浸出工艺，并朝着设备大型化和浸出渣无害化处理方向发展。
① 设备大型化—某集团新建30万吨锌项目
该项目新建规模为年产30万t锌，配套建设副产60万t/a硫酸的两套硫酸系统，以及综合回收各种有价金属的大型冶炼基地。该工艺选用2台152m2流态化焙烧炉。
② 渣无害化—甘肃某铅锌冶炼厂锌冶炼资源综合利用
该项目设计处理规模为年处理14×104t/a铅银渣。现有生产工艺产出约10.4×104t/a铅银渣，经过滤干燥后送火法冶炼经侧吹熔化炉熔化+烟化炉烟化渣处理工艺挥发处理；不足部分搭配处理现有渣场堆存的铅银渣。该工艺选用1台13m2侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉和1台10m2烟化炉。
3. 间接浸出—热酸浸出湿法新工艺—无碳绿色湿法炼锌和赤铁矿工艺铁资关键技术
关键技术创新：
开发了具有自主知识产权的锌精矿锌铁分离-铁资源化利用关键技术与装备；开发了具有自主知识产权的高效回收锌浸渣关键技术与装备；发明了酸性溶液铁粉置换沉铜除砷-预中和-石灰石沉铟关键技术；开发了全系统焙烧余热供热的无碳绿色湿法炼锌新技术。
① 热酸浸出—云南某厂赤铁矿工艺铁资源化关键技术
该项目突破了赤铁矿法除铁的工艺瓶颈，解决了高铁闪锌矿单独冶炼开发利用的世界性难题。
4. 研发技术—铅锌混合精矿氧化脱硫直接熔炼工艺
针对多金属致密共生难选硫化铅锌矿，中国恩菲设计和东北大学合作研发了一种铅锌混合精矿氧化脱硫直接熔炼工艺技术。该技术可替代ISP法，节能环保。
含锌二次物料的回收及资源化利用
一、技术创新：
1. 针对低品位碳酸盐型铅锌氧化矿，开发了回转窑挥发回收锌技术；
2. 侧吹浸没熔池熔炼炉处理锌浸出渣及含锌氧化矿技术；
3. 转底炉直接还原回收铜冶炼渣中的铅和锌技术；
4. CR炉处理铜冶炼渣回收铅锌等有价金属元素新技术。
二、具体应用：
1. 回转窑挥发技术—新疆60万吨/年铅锌冶炼项目
该项目根据火烧云碳酸盐型铅锌氧化矿的特点，采用回转窑挥发，富集的铅锌氧化物烟尘选用湿法浸出-溶液净化-电解-熔铸后产出锌锭，设计规模为年生产50万吨电锌和10万吨电铅。该工艺共设置4台φ6.2m×85m回转窑及其配套的余热锅炉及收尘系统。
2. 侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术—云南某厂锌浸出渣处理环保节能技改项目
该项目采用侧吹炉熔化+烟化炉烟化工艺，设计处理规模为处理锌浸出渣350t/d，处理铅锌共生氧化矿250t/d，已于2019年7月顺利投产。该工艺选用1台16m2侧吹熔化炉。
3. 转底炉直接还原技术—甘肃某厂铜尾矿综合利用项目
该项目以铜渣选尾矿为原料，采用“转底炉直接还原+磨矿磁选+铁粉压块”工艺，设计年处理铜尾矿80万吨，年产还原铁粉块27.6万吨，氧化锌粉3.4万吨，蒸汽44.9万吨。项目于2015年4月中旬开工建设，2016年12月底，工程主体建设完工，1#转底炉系统投料试生产。2017年6月，2#转底炉系统已调试完成。
4. CR炉处理铜熔炼渣回收铅锌
“短流程炼铜技术”是在第二代底吹炼铜技术基础上的再升级。通过一台熔炼炉、２台造铜炉和一台CR炉（ComprehensiveRecovery——综合回收炉）有机连接，形成铜冶炼与铅锌回收短流程工艺。
工艺流程：
新型高效绿色火法炼锌技术概述
火法炼锌—Bref 炉短流程火法炼锌工艺
为解决传统火法炼锌工艺能耗高、流程厂、直收率低的问题，结合侧吹炉和电炉的优势，中国恩菲发明了一种Bref 炉（熔炼—还原挥发炉）短流程火法炼锌工艺。
技术优势：流程短，能耗低，碳排放低。
总结
我国锌产业存在资源过度开发、资源保障程度偏低、矿石依赖进口严重、铅锌业能耗高、环境污染问题突出、碳排放较大等问题。
现有的锌冶炼技术以湿法常规浸出流程为主，渣处理技术发展迅速，目前正朝着设备大型化、含氧化锌二次物料冶炼工艺创新的方向发展。直接浸出工艺成本进一步降低，但仍然无法与传统工艺竞争。赤铁矿法在我国实现工业化。
针对难分选铅锌共生矿资源，考虑发展底吹、ISP、电炉组合创新的铅锌混合精矿氧化脱硫直接熔炼工艺；硫化锌精矿考虑发展新型高效绿色火法炼锌工艺。
