SMM5月18日讯：在2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-锌绿色循环及技术创新论坛上，潍坊龙达新材料股份有限公司技术主管张天锡介绍了二次锌资源概述、氧化锌再生产品、金属锌再生产品以及再生锌的机遇与挑战。
二次锌资源的来源
锌，是一种重要的基础金属，在日常生活中广泛应用于建筑、机械、交通等行业。在锌的冶炼加工过程中不可避免的产生了大量的含锌废物。比如，在热镀锌行业产生的热镀锌渣热镀锌灰、在熔炼锌和锌合金加工过程中产生的锌浮渣，在废钢回收过程中产生的钢厂灰。
二次锌资源的物相组成
1.金属锌
金属锌（Zn）属于典型的密排六方结构。
2.氧化锌
常见的氧化锌晶体结构为六方纤锌矿型结构。
锌原子与周围的四个氧原子形成四面体配位；氧原子同样与周围的四个锌原子形成四面体配位。
氧化锌的变色反应
原理：在加热至高温时，白色的氧化锌粉末会逐渐变成金黄色，在空气中冷却时颜色又会褪去。产生颜色的原因是高温下氧化锌晶体失去部分氧原子，从而形成晶格缺陷。
3.铁酸锌
铁酸锌的晶格是一个较为复杂的面心立方结构，立方体的各个角及每个面的中心均系氧原子，Fe原子与Zn原子则处在氧原子的间隙中。
具有稳定的物理性质和化学性质，不溶于水和普通中低浓度的酸溶液，具有较好的耐腐蚀性能。
次氧化锌
目前，主流的火法处理技术以回转窑/转底炉还原挥发法。主要原理是在高温气氛下将铁酸锌、硅酸锌等进行分解，生成氧化锌，在还原氛围中将氧化锌还原成锌蒸汽，再在氧化氛围中将锌氧化，最终得到次氧化锌产品。
回转窑和转底炉的配料特别是碳/锌比非常重要。在有碳条件1000摄氏度时铁酸锌即可分解；但是在缺少碳还原的情况下，即使是到了4000摄氏度，依然有20%的铁酸锌没有分解。
此外，回转窑产生的窑渣需要进行碎磨磁选后得到铁粉，但转底炉工艺可以直接得到还原铁，因此，转底炉在钢铁企业应用较多。（最重要是转底炉设备投资大、运行成本高）
金属锌再生工艺→湿法处理技术
锌可溶于酸或碱溶液，因此，可采用湿法工艺选取合适的浸出剂将锌和其他杂质分离。
通过火法处理后的得到的次氧化锌以及含量大于15%的锌灰一般进行湿法处理。湿法处理一般分为脱氯、浸出、净化、电积、熔铸五个步骤。根据浸出介质的不同，一般分为酸法、碱法和氨法电解锌。
金属锌再生产品→湿法/浸出
金属锌再生产品→湿法/电积
氨法电解锌：
阳极反应：8NH3-6e→N2+6NH4+
阴极反应：Zn(NH3)42++2e→Zn+4NH3
酸法电解锌：
阳极反应：H2O→1/2O2+2H++2e
阴极反应：Zn2++2e→Zn
碱法电解锌：
阳极反应：2OH--2e→1/2O2+H2O
阴极反应：Zn(OH)42-+2e→Zn+4OH-
电积环节的能耗占到整个湿法处理总能耗的70%。氮气和氨的标准电极电位明显偏小，但NH4+和NH4OH比较稳定，直接分解生成氮气的速度很慢。随着阳极电位的提高，当达到Cl-反应的标准电极电位时，虽然已超出析氧电位很多，但由于O2在极板上析出的过电位远大于Cl2析出的过电位，因此阳极反应主要产生活性很强的氯，再在氯的催化作用下，发生NH4+和NH4OH的分解反应，产生氮气。
