鋅冶煉工藝主要分為火法和濕法兩種工藝，其中濕法煉鋅產(chǎn)能占全球范圍內(nèi)總鋅冶煉產(chǎn)能的80%以上。 濕法煉鋅工藝產(chǎn)出的浸出渣均含有鉛、砷、鎘等重金屬，國(guó)內(nèi)已將鋅浸出渣定性為危險(xiǎn)廢物。2020年，工信部發(fā)布的《鉛鋅行業(yè)規(guī)范條件》規(guī)定，鋅濕法冶煉工藝須配套浸出渣無(wú)害化處理系統(tǒng)及硫渣處理設(shè)施。

因此，新建的鋅冶煉企業(yè)需配套鋅浸出渣無(wú)害化處置設(shè)施；現(xiàn)有采用危廢渣場(chǎng)堆存浸出渣的鋅冶煉企業(yè)，受限于環(huán)保壓力，也將建設(shè)鋅浸出渣無(wú)害化處理設(shè)施。 鋅浸出渣的無(wú)害化處置技術(shù)路線(xiàn)的選擇，成為鋅冶煉企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。

鋅浸出渣的處理通常采取火法高溫?fù)]發(fā)工藝該工藝既可實(shí)現(xiàn)渣的無(wú)害化，又能實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的回收。 目前主流的火法工藝包括回轉(zhuǎn)窯、煙化爐、頂吹爐以及側(cè)吹爐等。

富氧側(cè)吹處理鋅浸出渣目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)在多家企業(yè)得到應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)是采用高富氧濃度熔煉，床能力高，余熱回收效率高，煤耗低，并且側(cè)吹爐產(chǎn)生的煙氣的二氧化硫濃度高，可直接用于制酸，低成本實(shí)現(xiàn)硫的資源化。 實(shí)踐證明，側(cè)吹工藝相比現(xiàn)有其他工藝具有較大優(yōu)勢(shì)，具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、有價(jià)金屬回收率高、環(huán)保效果好等特點(diǎn)。

1、鋅浸出渣熔池熔煉的機(jī)理（富氧側(cè)吹）

鋅浸出渣中的Zn主要是以 ZnO·Fe2O3、ZnO、ZnS、ZnSO4、ZnO·SiO2的形態(tài)存在，其中ZnO·Fe2O3、ZnO含量占渣中鋅總量的90%，Pb主要是以 PbSO4為主。 鉛、鋅的化合物主要是氧化物和硫酸鹽，均為不發(fā)熱物料。 鋅金屬的沸點(diǎn)為907℃，鉛金屬及其化合物在高溫下容易揮發(fā)。 側(cè)吹熔煉技術(shù)正是利用鉛、鋅金屬高溫下易揮發(fā)的特點(diǎn)，通過(guò)熔池熔煉實(shí)現(xiàn)鉛、鋅的還原揮發(fā)，鉛、鋅金屬蒸汽在氣相區(qū)和氧氣接觸，被重新氧化生成氧化鋅和氧化鉛小顆粒，并隨煙氣進(jìn)入后續(xù)收塵設(shè)施，收集在氧化鋅煙塵當(dāng)中。

鋅浸出渣的火法熔煉主要分為化料和揮發(fā)兩個(gè)階段。 由于化料階段處理的是鋅浸出渣冷料，各種物質(zhì)的熔化分解吸熱量大，其熱量消耗大。 而揮發(fā)階段處理的是熱熔渣，鉛和鋅的還原揮發(fā)需要消耗一部分熱量，其熱量消耗相對(duì)較低。 因此，化料階段采用高富氧空氣助燃的側(cè)吹爐，實(shí)現(xiàn)節(jié)省能耗的目的；揮發(fā)階段采用煙化爐，通過(guò)提供強(qiáng)烈攪拌并控制強(qiáng)還原性氣氛，實(shí)現(xiàn)鉛和鋅的揮發(fā)。

經(jīng)過(guò)側(cè)吹爐熔化 ＋ 煙化爐還原揮發(fā)工藝，鋅浸出渣中的鋅、鉛、銀、銦、鍺、金等元素在高溫下?lián)]發(fā)進(jìn)入氣相區(qū)，通過(guò)后續(xù)鍋爐及收塵器進(jìn)行收集，煙塵送鉛鋅冶煉系統(tǒng)；煙氣送制酸、脫硫系統(tǒng)，生產(chǎn)硫酸；

爐渣為一般固廢，堆存或外賣(mài)。

該工藝富氧濃度高，燃燒產(chǎn)生的煙氣量少，大大減少了煙氣帶走的熱量，有效降低燃料使用率。 側(cè)吹爐熔池溫度控制在 1200 ～1400℃，鋅浸出渣中的硫酸鹽分解產(chǎn)生二氧化硫煙氣，部分鋅、鉛揮發(fā)進(jìn)入煙塵；爐渣通過(guò)流槽流入煙化爐中；煙氣經(jīng)余熱鍋爐降溫、收塵器凈化，得到氧化鋅煙塵。

2、氧化鋅法礦化吸收再生鋅冶煉煙氣中SO2

再生鉛鋅冶煉行業(yè)普遍采用濕法脫硫技術(shù)，包括：石灰/石灰石-石膏法、鈉堿法、氧化鋅法、氨法、離子液法等。其中，石灰/石灰石-石膏法存在產(chǎn)物石膏難以綜合利用的難題，且每處理1 t  SO2將產(chǎn)生2.69 t 脫硫石膏；氨法存在生產(chǎn)成本高、易腐蝕、凈化后尾氣中含有氣溶膠等問(wèn)題；離子液法運(yùn)行過(guò)程吸收劑損耗量較大，增加了運(yùn)行成本。 隨著國(guó)家環(huán)保政策對(duì)于煙氣中SO2的排放限制越來(lái)越嚴(yán)格，為了滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，再生鉛鋅冶煉行業(yè)中中低濃度SO2的高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、穩(wěn)定脫除成為煙氣治理的重點(diǎn)。

氧化鋅脫硫法，主要用于富氧側(cè)吹煉鋅煙氣治理。同時(shí)，氧化鋅法脫硫可與鋅冶煉生產(chǎn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，解決脫硫產(chǎn)物的去處問(wèn)題，所用吸收劑為自產(chǎn)的氧化鋅塵或氧化鋅焙砂，可大大節(jié)約脫硫劑成本，從而大幅降低脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本。 相對(duì)其他工藝，氧化鋅吸收工藝可作為鉛鋅冶煉企業(yè)脫硫的首選方法。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中， 氧化鋅首先制成料漿進(jìn)行SO2吸收，生成亞硫酸鋅產(chǎn)物后，在脫硫塔底部繼續(xù)氧化生成硫酸鋅，當(dāng)硫酸鋅繼續(xù)循環(huán)到一定濃度后返回電解車(chē)間。SO2吸收是氧化鋅脫硫工藝的核心部分，由于脫硫過(guò)程中亞硫酸鋅氧化速率較低， 導(dǎo)致漿液中亞硫酸鋅含量累積，漿液中固含量增加，容易在脫硫塔內(nèi)壁、進(jìn)料筒、噴嘴、除霧器等部位結(jié)垢。 針對(duì)上述問(wèn)題，浙江朗泰環(huán)境工程有限公司對(duì)氣動(dòng)乳化脫硫除塵工藝經(jīng)過(guò)多年研發(fā)及深入研究，結(jié)合氧化鋅脫硫法獲得了一定的工程成果及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)（擁有氣動(dòng)乳化脫硫自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)明專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)ZL202410550823.5）以及氣動(dòng)乳化脫硫塔實(shí)用專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)ZL202323038032.4））。

氣動(dòng)乳化脫硫塔憑借高脫硫效率（可達(dá)99.99%）、耐腐蝕性強(qiáng)、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)，結(jié)合氧化鋅脫硫，特別適合再生鉛鋅冶煉行業(yè)中高硫煙氣處理場(chǎng)景。符合當(dāng)前及以后的環(huán)保政策與法規(guī)形式，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，保障公共健康等。

氧化鋅脫硫機(jī)理：

同時(shí)吸收后的亞硫酸鋅漿料在噴吹攪拌反應(yīng)器中對(duì)低濃度 SO2吸收過(guò)程的規(guī)律，通過(guò)增加曝氣設(shè)置，實(shí)現(xiàn)亞硫酸鋅的高氧化率。

氧化鋅脫硫漿液的pH值變化可分為3個(gè)階段：緩慢下降階段，迅速下降階段以及基本不變階段（pH值由5~6下降至 3~4）。 隨著ZnO濃度的增加，漿液的pH值下降緩慢，而隨著SO2濃度、通氣流量及硫酸鋅濃度的增加，漿液的pH值下降速度加快。