目前依然在使用的锌冶炼技术主要包括有火法冶炼与湿法冶炼两种类型, 其中火法冶炼中许多常规的冶炼方法已经逐渐被淘汰, 而剩余的技术中适应较为广泛的是密封鼓风炉冶炼技术, 根据实际生产的需求, 其在物料选择方面也存在一定的差异[1,2]。在技术发展与应用过程中, 我国的锌冶炼技术也取得了突破性的进展, 但是同样也出现了不少问题。为了进一步介绍锌冶炼技术发展动向, 现就国外冶炼技术的发展历程阐述如下。
1 国外锌冶炼技术发展历程概述
湿法炼锌技术第一次得到规模化应用可以追溯到上个世纪初, 当时美国一家企业采用横罐炼锌的技术进行工业生产, 此后该炼锌方法也持续了百年的历史。目前, 湿法炼锌技术在全球总产量中占据了80%以上的比例, 由此可见, 湿法冶炼依然是现阶段主要的冶炼方式[3]。随着时代的不断发展, 到了30年代美国出现了电热炼锌法。到了上个世纪的中期, 英国开始出现鼓风炉炼锌法, 这种冶炼方法是通过加热火冶炼的方式来进行处理的, 其在十多年的时间内发展成为除了湿法冶炼之外第二大冶炼技术, 产量约达到当时总产量的12%左右。随着技术的应用与发展, 湿法冶炼技术也有了进行的突破与进展, 通过黄钾铁矾处理的方式解决了锌冶炼回收的问题, 大大提升了回收效率。在80年代的中期, 硫化锌铁矿压浸技术开始进入技术应用阶段, 由于该技术本身具有保护环境的特征, 所以也得到了各个国家的大力发展。
2 我国锌冶炼技术发展情况
作为一个对于锌金属需求较大的发展中国家, 我国可以说是各种炼锌方法的集散地。当前我国共建有各种规模的炼锌厂数百家, 其中除了硫化锌精矿处理技术之外, 其他各种技术在国内都有应用。从生产规模上来看, 我国在上个世纪末就达到了全球锌产量总比例的20%, 并在改革开放后不久就实现了进口大国向着出口大国的转变。在技术选取方面, 大多数企业都会选取成本低、生产难度低以及市场普及率较高的技术类型, 对于新技术的研发与成本投入则稍显不足。除此之外, 未来冶炼技术的主要发展方向是高回收率、高环保附加值以及较为均衡的生产寿命周期, 在这个方面的研发与技术推进我国还处于空白阶段, 由此可见, 我国锌冶炼技术的应用与发展依然有很长的路要走。
3 锌冶炼技术发展现状与动向解析
目前无论是国内还是国外都主要采用了两种锌冶炼技术, 分别是鼓风炉炼锌技术以及湿法炼锌技术, 两种技术在全球技术生产中的占比高达90%左右。为了进一步分析锌冶炼技术的发展现状与动向, 分别就两种主要技术的情况介绍如下。湿法炼锌技术是一种较为传统的生产工艺技术类型, 但是, 历经百年的发展, 现在的湿法炼锌逐渐成为一种既可以满足环境生产要求又可以满足产品生产质量要求的工艺类型。由此可见, 湿法炼锌技术在未来相当长的周期内依然是主要的冶炼生产技术类型。从冶炼技术革新方面来看, 其主要需要发展的技术革新内容包括以下几个方面:
(1) 沸腾焙烧。沸腾焙烧是湿法炼锌中的重要工艺流程之一, 目前我国西北部许多炼锌厂在湿法炼锌系统中都选择了鲁奇沸腾炉, 其运行效率较高且生产中能够有效控制气流的速度延长烟尘的停留时间, 所以对于确保烟气质量并优化生产效率都具有一定的帮助。不过, 由于许多冶炼厂为了提升生产效率都选择提升焙烧的温度, 所以在进行炉底的维护时要注意定期排出各种粘结的物料, 或者直接设置底部的排料孔来完成相关作业内容。除此之外, 通过添加富氧设备来让焙烧更为充分, 提升燃烧水平对于降低烟气浓度并提升焙烧质量也具有一定的效果。
(2) 渣的处理。目前连续浸出技术在焙烧中获得了一定的应用, 该技术可以实现液固分离的大型化, 为自动化技术提供了技术支撑与保障。不过, 由于锌精矿中含有大量的铁, 所以在进行冶炼时也不可避免的会出现铁酸锌物质, 所以近些年来锌冶金领域也在重点研究解决该问题的策略。随着技术的应用与发展, 黄钾铁矾法逐渐被引入到该领域当中, 其不但使得劳动条件变得不那么复杂, 同时也改善了回收率, 提升了冶炼工艺的完整性, 所以在进行渣的处理工艺优化中, 需要对该技术继续进行优化才能够实现工艺质量的控制。
(3) 溶液净化。目前对硫酸锌水溶液进行净化的主要技术选择手段为两种, 一种是选择利用有机试剂来进行清洗, 另外一种则是采用特殊试剂来进行处理。目前国外应用亚硝基粉进行处理的案例不少, 但是在国内推广的可能性并不到。从技术应用的覆盖面上来看, 国内选择净液技术还是以砷盐法和锑盐法等技术方法。通过合理的组织可以实现有价金属的回收, 进而降低锌粉的消耗量。不过目前国外一些国家采用沸腾净液器来进行处理, 效果同样不错。
4 鼓风炉炼锌
鼓风炉炼锌技术出现于上个世纪的七八十年代, 该技术的特点是技术成熟度高, 对于复杂物料的处理能力相对优秀, 所以在我国的锌冶炼领域应用十分广泛。目前, 该技术在生产中存在炉床面积以及生产适应性方面的问题, 所以其未来的技术研发方向可以归结为如下几个方面:首先, 继续提升热风的温度, 提升氧的含量, 在风口喷煤粉时需要做好物料的保护工作;其次, 做好鼓风去湿工艺的管理工作, 提升低热值煤气的利用率, 并充分利用热冷团技术来实现不同含锌物料的生产任务。最后, 不断提升炉床面积, 降低能源消耗并减少对于环境带来的影响和损害。通过提升鼓风炉的运转效率并加大自动化技术的应用覆盖面, 降低工人的劳动强度并减少现场工人的毒害情况, 以此为来鼓风炉炼锌技术的应用与发展创造新的条件。
5 结语
综上所述, 在众多金属中, 锌以其独特的性质决定了冶炼难度较大的结果。特别是在过去一个世纪的前几十年, 锌冶炼技术的发展可以说十分缓慢, 再加上传统工艺的能耗较高, 冶炼效率较低, 所以使得技术应用一直存在净化效果不好的问题, 这些问题直到上个世纪的中后期才逐渐改善。结合目前国内外锌冶炼方法与主要发展趋势, 未来锌冶炼技术依然会从完善湿法炼锌与鼓风炉炼锌的角度出发, 不断提升冶炼技术的应用水平, 提升冶炼效率, 降低杂质含量, 为相关工业领域的发展创设条件。
参考文献
[1]冶炼技术提高推动再生锌生产[J].有色设备, 2015 (04) :63.
[2]黄兰青, 白堂谋.锌冶炼技术现状及发展探讨[J].企业科技与发展, 2015 (05) :41-42.
[3]周敬元.铅锌冶炼技术现状及发展动向[J].有色金属工业, 2001 (05) :42-45+47.
《国内外锌冶炼技术的现状及发展动向》来源：《世界有色金属》，作者：陈燕彬