锌产业技术及应用

近年来我国锌冶金生产快速发展，产量和用量均居世界首位，国内外锌冶金领域新技术新成果也在快速发展中。为了适应锌冶金技术发展的趋势，满足行业从业人员的需求，湖南省2011计划锰锌钒产业技术协同创新中心组织了从事锌冶金科研、教学、生产工作的专家教授编写了本书。 

本书主要介绍了火法炼锌和湿法炼锌两种工艺技术，全面阐述了锌矿资源及开发利用现状、铅锌矿选矿、火法炼锌、湿法炼锌、炼锌过程有价金属回收利用以及废水处理的基本原理、工艺技术、主要设备和工业实例，并对发展中的锌基储能材料进行了介绍。针对近年技术发展的现状，本书在相关章节还介绍了锌精矿氧压浸出、富氧常压浸出、氨浸法炼锌以及浸出液净化新技术的相关资料。本书适合有色冶金行业的工程技术人员阅读参考，也可作为高等院校相关专业的教学用书。

邹晓勇，吉首大学，副教授，副教授，吉首大学化学化工学院教师。多年以来，主要从事锌湿法冶金、电解锌及资源综合利用方面的研究。

第1章概述

1.1锌的性质和用途001

1.1.1锌的性质001

1.1.2锌的主要化合物和用途002

1.1.3锌的用途004

1.2锌矿资源及开发利用005

1.2.1各国锌资源储量及生产情况006

1.2.2世界大型锌企业产量及典型矿山008

1.2.3世界锌资源开发利用水平009

1.2.4我国锌资源及开发利用010

1.3炼锌工艺简述011

1.3.1湿法炼锌工艺011

1.3.2火法炼锌工艺012

1.3.3炼锌工艺比较013

1.4国内外湿法炼锌技术新进展014

1.4.1浸出及浸出渣处理技术进展014

1.4.2锌液净化技术进展017

1.4.3电积过程技术进展017

参考文献018

第2章铅锌矿选矿

2.1铅锌矿中主要矿物020

2.2常用铅锌选矿药剂022

2.2.1硫化矿捕收剂022

2.2.2氧化矿捕收剂023

2.2.3起泡剂024

2.2.4调整剂025

2.2.5活化剂027

2.2.6介质pH值调整剂028

2.2.7絮凝剂和分散剂028

2.2.8脱药剂和消泡剂029

2.3硫化铅锌矿浮选029

2.3.1铅锌矿床类型029

2.3.2硫化矿物的可浮性030

2.3.3硫化铅锌矿浮选原则流程032

2.3.4铅锌分离方法035

2.3.5典型铅锌矿选矿简介036

2.4氧化铅锌矿选矿045

2.4.1氧化铅矿的硫化-浮选工艺046

2.4.2氧化锌矿浮选工艺047

2.4.3兰坪氧化混合铅锌矿选矿048

参考文献049

第3章火法炼锌

3.1竖罐炼锌052

3.1.1氧化锌还原反应052

3.1.2其他组分在竖罐蒸馏过程中的行为052

3.1.3竖罐炼锌工艺过程053

3.1.4竖罐蒸馏炉056

3.1.5锌蒸气冷凝059

3.2鼓风炉炼锌061

3.2.1鼓风炉内发生的物理和化学变化061

3.2.2鼓风炉炼锌生产工艺过程065

3.2.3鼓风炉炼锌的产物071

3.2.4有价金属回收简介072

3.3电热法炼锌072

3.3.1电阻炉炼锌073

3.3.2矿热电炉炼锌074

3.3.3原料和主要辅助材料的质量要求076

参考文献076

第4章湿法炼锌

4.1浸出过程077

4.1.1浸出方法077

4.1.2浸出过程的基本原理078

4.1.3锌原料中各组分在浸出过程中的行为080

4.1.4铁酸锌的浸出与利用083

4.1.5中性浸出过程的沉铁反应084

4.1.6从含铁量高的浸出液中沉铁085

4.1.7氧化锌矿的浸出096

4.1.8氧化锌粉和含锌烟尘的浸出103

4.1.9硫化锌精矿氧压浸出109

4.1.10硫化锌精矿富氧常压浸出116

4.1.11主要浸出设备119

4.2硫酸锌浸出液净化123

4.2.1浸出液成分及净化方法123

4.2.2中浸过程水解除杂125

4.2.3锌粉置换法除铜、镉127

4.2.4锌粉置换法除钴、镍130

4.2.5有机试剂法除钴、镍135

4.2.6有机物及油类的去除139

4.2.7硫酸锌溶液净化的其他方法及技术发展140

4.2.8除氟、氯及钙、镁杂质的净化方法143

4.2.9净化过程主要设备148

4.2.10净化过程技术经济指标150

4.3硫酸锌溶液电解沉积152

4.3.1电解液成分要求153

4.3.2锌电积过程的理论基础153

4.3.3电锌质量和电解添加剂157

4.3.4电流效率、槽电压及电能消耗160

4.3.5电解车间主要设备166

4.3.6锌电解主要操作169

4.3.7阴极锌熔铸172

4.3.8氨浸法炼锌及进展174

4.3.9锌锭国内外质量标准177

参考文献178

第5章锌基储能材料

5.1锂离子电池负极179

5.2水系锌离子电池180

5.2.1锌电极的制备180

5.2.2二次锌电极存在的问题180

5.2.3解决锌电极问题的途径181

5.3混合水系电池184

5.4锌空电池185

5.4.1锌空电池的发展185

5.4.2锌空电池的反应原理、结构特征及性能186

5.4.3锌电极的研究与发展187

5.4.4锌空电池的分类188

5.4.5锌空电池发展所遇到的问题188

参考文献189

第6章炼锌过程有价金属回收利用

6.1浸出渣挥发窑还原回收铅锌192

6.1.1处理锌浸出渣的目的和方法192

6.1.2回转窑处理锌浸出渣的基本原理194

6.1.3回转窑处理锌浸出渣的工业过程196

6.2从锌精矿焙烧或烧结烟气中回收汞200

6.2.1烟气含汞基本情况201

6.2.2烟气回收汞的基本原理和方法201

6.3从浸出渣中回收银202

6.3.1硫酸化焙烧法回收银203

6.3.2浸出渣浮选法回收银204

6.3.3硫脲法回收银204

6.3.4氯盐法回收银205

6.3.5氰化法回收银205

6.4炼锌过程回收镉205

6.4.1从铜、镉渣中回收镉206

6.4.2锌焙烧烟尘回收镉210

6.5从锌浸出渣或铁矾渣中回收铟、锗、镓211

6.5.1从氧化锌烟尘中富集铟和锗的工艺211

6.5.2从铟、锗富集渣提铟工艺212

6.5.3从铁矾渣中回收铟214

6.5.4铟萃余液中回收锗215

6.5.5铟萃余液中回收镓217

6.6从钴渣中回收钴217

6.6.1黄酸钴渣回收钴217

6.6.2砷盐净化除钴渣回收钴219

6.7从焙烧粗氧化锌粉烟尘中回收铊220

参考文献222

第7章废水处理

7.1炼锌废水处理方法与原理223

7.1.1化学法224

7.1.2离子交换法227

7.1.3吸附法227

7.1.4蒸发浓缩法228

7.1.5反渗透法228

7.1.6电解法229

7.1.7电渗析法230

7.1.8生物法231

7.2酸碱废水处理232

7.2.1自然中和法232

7.2.2药剂中和法232

7.2.3过滤中和法233

7.3含汞废水处理233

7.3.1混凝沉淀法233

7.3.2硫化法233

7.3.3还原法234

7.3.4活性炭吸附法234

7.3.5离子交换法234

7.3.6转化法234

7.3.7腐殖酸煤交换吸附法234

7.4含锌、铅废水处理234

7.4.1含锌废水的处理234

7.4.2含铅废水的处理235

7.5含铬废水处理235

7.5.1电解法235

7.5.2铁氧体法236

7.5.3化学还原法237

7.6含镉废水处理237

7.6.1离子交换法237

7.6.2化学法237

7.7含砷废水处理238

7.7.1软锰矿法238

7.7.2硫化沉淀法238

7.7.3石灰法238

7.8含氰废水处理239

7.8.1逆流清洗-蒸发法239

7.8.2碱性氯氧化法240

7.8.3二氧化氯协同氧化剂破氰法240

7.8.4电解氧化法241

7.8.5臭氧氧化法241

7.9废水处理工业实例241

7.9.1石灰中和法应用实例241

7.9.2西北铅锌冶炼厂污水处理的工业实例243

7.9.3荷兰帕克硫酸盐生物还原技术在锌冶炼厂废水中的应用244

参考文献246

 

近年来我国锌冶金生产快速发展，产量和用量均居世界第一，国内外锌冶金领域新技术新成果也在快速发展中。为了适应锌冶金技术发展的趋势，满足行业从业人员的需求，湖南省2011计划锰锌钒产业技术协同创新中心组织从事锌冶金科研、教学、生产工作的专家教授编写了本书。

本书共分七章，介绍了火法炼锌和湿法炼锌两种工艺技术，以湿法炼锌技术为主线，全面介绍了锌矿资源及开发利用现状、铅锌矿选矿、火法炼锌、湿法炼锌、炼锌过程中有价金属的回收利用以及废水处理的基本原理、工艺技术、主要设备和工业实例，并结合生产实践，总结了实践中的技术和控制条件，同时对发展中的锌基储能材料进行了介绍。针对近年锌技术发展的现状和趋势，在相关章节专篇介绍了锌精矿氧压浸出、富氧常压浸出、氨浸法炼锌以及浸出液净化新技术的相关资料。

本书由邹晓勇、彭清静、吴贤文主编。其中，吴贤文负责编写第5章，彭清静负责编写第7章，张帆负责编写第1章，其他章节由邹晓勇负责编写。此外，吉首大学吴显明、李佑稷、高峰、陈上、申永强、丁雷、向延鸿、华骏对本书的编写给予了极大帮助。在本书编写过程中，还得到了湖南省2011计划锰锌钒产业技术协同创新中心、吉首大学化学国家级实验教学示范中心、吉首大学相关部门的领导、专家，以及有关企业领导、技术人员的大力支持，在此一并表示感谢。在编写过程中，还参阅了锌冶金领域的大量文献，在此向书中参考文献的作者表示诚挚的谢意。

由于编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者

2018年10月