湿法炼锌冶金论文

戴永年教授 、中国工程院院士、博士研究生导师，现任昆明理工大学真空冶金研究所所长。享受国务院政府特殊津贴，荣获“全国五一劳动奖章”、全国“高校先进科技工作者”、“云南省劳动模范”、“云南省有突出贡献优秀科技人才”等荣誉称号。研究方向：有色金属真空冶金及材料、电池及电池材料。先后培养了博士、硕士研究生50余名以及大量的本科生，承担并完成了数十个研究项目，发表科研学术论文100余篇，其中被SCI、EI、ISTP等收录30多篇。出版学术专著7部，其中《有色金属材料的真空冶金》被列为国家科学技术著作出版基金项目，《真空冶金》获全国优秀科技图书二等奖。获发明专利和实用新型专利共计11项。研究成功的“内热式多级连续蒸馏真空炉”和“卧式真空炉” 等相关技术已在国内40多个单位及巴西、玻利维亚和越南三个国家推广应用。获得国家和省部级的各种奖励共计28项，其中，国家技术发明二等奖一项、国家科技进步二等奖一项、国家发明四等奖一项、云南省科学技术突出贡献奖（奖金300万元）一项、省部级科技进步一等和二等奖四项、中国真空学会 “94'科技成就奖（HAYASHI AWARD）”一项。 博士、 教授 、博士研究生导师，现任昆明理工大学副校长。先后获教育部高校青年教师奖、霍英东教育基金会第七届高等院校青年教师奖，云南省自然科学一等奖，云南省自然科学二等奖，云南省高等教育教学成果一等奖，原中国有色金属公司科技进步三等奖；云南省高校科研成果二等奖， 第十三届全国发明展览会金奖、银奖，云南省优秀发明创造选拔赛二等奖，中国青年科技成果大奖赛金奖，中国青年科技博览会金奖，云南省科技发明比赛一等奖，云南省首届青年科技成果大奖赛二等奖，全国及云南省大学生科技“挑战杯”获奖指导教师，获昆明市青年十杰称号，云南省高等院校优秀党务工作者等称号。研究方向：微波加热在材料冶金中的应用、冶金新技术、资源综合利用。担任博士、硕士、本科生的《微波冶金》、《微波加热在材料制备中的应用》等5门课程。指导博士生和硕士生 20余名，本科毕业生论文20余人次。先后主持和参加了国家自然科学基金、国家教育部科学基金、云南省自然科学基金重点项目、攻关项目、昆明市科技重点项目、四川省攀枝花市科技项目、中-德、中-英国际合作项目等29个项目。作为项目负责人承担并完成的项目被评为其研究成果在国内外尚属首创，处于国际领先水平。出版专著2部，共发表论文160余篇，其中第一作者91篇，刊于国内核心刊物62篇，国际核心期刊8篇，国际会议31篇，其中被SCI、EI、ISTP、CA等收录10余篇。申请中国专利10项，其中4项已获授权。华一新博士、教授、博士研究生导师，现任冶金工程系主任。享受国务院政府特殊津贴，1991年被国家教委和国务院学位委员会评为“做出突出贡献的中国博士学位获得者”， 1995年被评为原中国有色金属工业总公司跨世纪人才，1997年被评为云南省中青年学术和技术带头人， 2004年被评为云南省优秀教师。研究方向：冶金新技术与新工艺、冶金物理化学、微波冶金、离子液体应用。讲授过《普通冶金学》，《冶金新技术》，《冶金动力学》，《现代冶金分析技术》，《微波化学》，《火法冶金过程物理化学》等9门课程，主持《有色重金属冶金学》精品课程建设。目前指导硕士、博士研究生10余人。近年来，主持和参与完成国家重点科技攻关、国家自然科学基金、国家教委优秀年轻教师基金等国家和省部级项目的18项。获国家发明专利2项，省部级等各种科研奖励5项。已在国内外学术刊物上发表论文50余篇，其中被SCI、EI等收录30余篇次。出版《冶金过程动力学导论》（冶金工业出版社，2004年）和《微波化学》（科学出版社，1999年）2部学术专著。王华博士、教授、博士研究生导师，现任研究生院常务副院长，1996年5月被原有色金属总公司授予“先进青年工作者”称号，97年5月被授予“昆明市十大杰出青年”称号，1998年12月获“云南省有突出贡献的中青年专家” 称号，2000年12月获昆明理工大学首届香港伍达观基金杰出教师奖，2005年6月被授予“云南省十大杰出青年”称号，2003年1月当选为第13届昆明市五华区人大代表。研究方向：冶金能源与环保、强化冶炼与节能、钢铁冶金新技术、冶金过程仿真与控制。为博士、硕士研究生及本科生讲授主干课程7门，已培养硕士、博士生10余人，博士后研究人员1人。先后主持国家自然科学基金项目、云南省“十五”科技攻关项目、云南省自然科学基金重点项目、教育部优秀回国人员科研基金项目等课题10余项,发表学术论文50余篇、其中被SCI、EI收录10余篇，出版学术专著5部，申请国家专利19项。科研成果应用于生产实践，每年能获得1000余万元的经济效益。先后获省部级科技进步2等奖1项、3等奖5项，省自然科学2等奖1项、3等奖1项。谢刚 博士、教授、博士研究生导师，为国家首批新世纪“百千万人才工程”人才，云南省学术和技术学科带头人、云南省有突出贡献的专业技术人员，云南省青联常委，当选为1996年昆明市十大杰出青年。研究方向：计算冶金、冶金物理化学。主讲博士生、硕士生及本科生课程6门，指导毕业博士及硕士生20多人，指导在读博士及硕士生10多人。承担完成多项国家自然科学基金和云南省自然科学基金，在国内外学术刊物上发表学术论文90多篇，其中SC、IEI收录20多篇，获云南省自然科学三等奖三项。多次主办和参与国际和国内学术会议。 博士、教授、博士研究生导师，现任材料冶金工程学院副院长。获2003年国家技术发明奖二等奖一项； 1999年广东省科技进步奖一等奖一项； 1998年原中国有色金属工业总公司科技进步二等奖一项； 1994年原中国有色金属总公司科技进步二等奖一项；2004年获云南省优秀教师称号；2004获云南省有突出贡献的专业技术人员称号。研究方向：有色金属冶金、真空冶金。发表科研学术论文30余篇，出版学术专著2部，申请国家专利11项，其中发明专利8项，实用新型3项，已授权10项，研制成功的真空冶金新工艺和新设备，在国内推广应用，累积创利税上亿元，并培养了硕士研究生10余名。陶东平博士、教授、博士研究生导师。研究方向：熔体(溶液)相平衡的分子热力学、液态合金理论及应用、硅酸盐熔体(熔渣)热力学》。讲授本科生的必修课《冶金原理》、研究生的学位课《冶金热力学》和必修课《材料热力学》以及选修课《熔体相平衡的分子热力学》、《统计热力学》和《冶金熔体物理化学》、《熔体相平衡的分子热力学》、《统计热力学》和《冶金熔体物理化学》。已发表学术论文36篇，其中有16篇为SCI收录、4篇为EI收录。在Metall. Mater. Trans. A和B上已发表6篇论文，提出了分子相互作用体积模型-MIVM。承担过云南省应用基础研究基金项目2项，国家自然科学基金项目2项。出版专著1本。省部级科研奖1项（均排名第一）。郭忠诚博士、教授、博士研究生导师。原中国有色金属工业总公司和云南省中青年学术与技术带头人，云南省政府特殊津贴获得者，昆明市优秀专家，昆明理工大学首届特聘教授。荣获教育部全国百篇优秀博士学位论文奖，云南省高校首届青年“科技创新十大杰出标兵”和全国电镀行业首届“十大优秀青年”等荣誉称号。研究方向：材料表面改性及其物理化学过程、新型多功能材料制备技术及其微观结构表征、超细粉体金属粉体材料、表面工程。讲授过3门研究生课程，培养了硕士生7人，博士生2人， 自90年代以来一直开展新材料及其表面改性与精饰的研究工作，先后主持完成国家863计划、国家发展与改革委员会高技术产业化、国家中小企业创新基金、云南省科技攻关计划等项目20多项。发表学术论文150多篇，其中被《SCI》、《EI》等国际权威检索机构收录40多篇，被国内外刊物引用200多篇次，出版专著2部。申报国家发明专利8项。获省部级科技进步奖4项。魏昶 博士、教授、博士研究生导师。研究方向：有色金属冶金新技术和新材料制备、有色金属冶金新技术及其理论研究、复杂矿物资源和再生资源分离新技术。近几年发表学术论文20余篇，多篇被EI和全国核心期刊收录。编著并出版了《湿法炼锌理论与应用》、《铅锌锡及综合利用》等专著，参加编著并出版了《锌冶金学》等著作。先后主持并完成国家自然科学基金项目“用硫化碱法提锡的基础理论和新工艺”；国家“八五”攻关子项目“镍电解混合阳极液除铁研究”；云南省应用基金项目“高钙镁难选低品位氧化铜矿新工艺”；省自然科学基金项目“脆硫铅锑矿湿法分离新工艺和基础理论”等项目。目前已培养6届硕士研究生16人和1届博士生。王亚明博士、教授、博士研究生导师，现任生化学院院长。中国林学会林产化学化工分会理事，全国松香、松节油专业委员会委员。云南省中青年学术和技术带头人，云南省造纸学会副理事长，云南省十五重点学科应用化学学科带头人，昆明理工大学重点学科化学工程学科带头人。研究方向：新型催化材料。先后主持完成了国家级、省部级项目十余项，主要从事纳米粒子催化剂固体超强酸的制备、物性表征以及在天然产物(松香、松节油等)的深加工制精细化学品的催化性能研究及相关技术开发。出版专著两部，《催化原理及新催化技术》获97-98年度西南、西北地区科技图书贰等奖，《松节油择形催化》获2002年西南地区科技图书壹等奖。发表论文50余篇，EI收录10篇。松脂深加工新型催化剂、新工艺研究》获2002年度云南省科技成果奖(自然科学)贰等奖(排名第一)。获发明专利授权二项(排名第一)。 博士、教授、博士研究生导师，现任材料与冶金工程学院副院长。云南省中青年学术技术带头人后备人才，2006年获教育部“霍英东基金”青年教师奖（教学类三等），2007年获教育部“新世纪优秀人才”。现兼任日本东京大学可持续材料国际研究中心合作教授、国家自然科学基金通讯评议专家、中国有色金属学会青年工作委员会副主任委员、云南省青联委员等。研究方向：真空冶金物理化学及多晶硅材料。现主持和参与国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家973预研计划、教育部博士点基金、国际合作项目等10余项，获云南省自然科学二等奖3项、三等奖1项，申请国家专利7项，参编学术专著1部，发表学术论文40余篇，其中被SCI、EI等收录30余篇次。

锌是我国传统的优势资源，其使用领域十分广泛。锌能和多种有色金属制成合金用于机械制造业、制造各种精密铸件以及镀锌作业。随着我国地质勘探工作的萎缩、资源开采强度的不断提高及冶炼能力的过快增长，我国锌资源的优势格局已经发生了改变。我国的锌净出口量，包括合金中含的锌，自2000 年以来一直呈逐渐减少的趋势，中国锌供应由过剩转为短缺。在金属锌的使用过程中，会产生许多含锌的二次资源，这些资源是回收锌的重要原料。为保证我国锌资源产品对国民经济的有效供给，推进锌工业的可持续发展，缓解资源的供需矛盾，有必要重视锌二次资源的回收治理工作。真空冶金作为冶金工业中的新兴技术，虽然得到工业应用的时间才短短几十年，但已显示出强盛的生命力和广阔的市场前景。随着真空技术的进步，真空冶金在二次资源的高效、综合回收利用中表现出良好的前景，取得较好的结果。真空法回收锌的原理在锌二次资源中常伴有铁、铝、铅、锡、锗、铟、银、铜等杂质，采用真空蒸馏的方法从二次资源中回收锌是基于二次资源中所含元素在纯金属状态下饱和蒸气压的差异。在同一蒸馏温度和一定的真空下，蒸气压大的金属就会优先挥发，蒸气压小的金属就会少挥发或者不挥发。

你看好了锌的二次冶金摘要 ：本文介绍世界和我国的二次锌资源的现状和利用情况，以及二次锌资源的来源方向。主要介绍全球先进的二次锌的提取冶炼新技术，整合以便我们能更好的创新，为研究出一套更能完全、安全，无烟尘、无毒、环保的冶炼二次锌资源的技术奠定基础。 关键字：二次锌资源、存在情况、再生、技术方法一 世界和我国的锌二次资源情况锌是目前世界上循环利用较好的金属之一，二次锌资源已成为锌生产的重要原料，全球30%锌来源于二次锌资源，再生锌年产量高达290万吨，西方发达国家不仅有一系列专业二次锌冶炼厂，而且主要锌冶炼厂也从事二次锌的回收处理，尤其是近几年由于锌精矿供应日趋紧张， 国外等3著名锌公司均纷纷改变原料结构，采用电弧炉烟尘等二次锌资源作为锌冶炼的主要原料。锌是我国传统的优势资源，其使用领域十分广泛。锌能和多种有色金属制成合金用于机械制造业、制造各种精密铸件以及镀锌作业。据美国锌贸易公司估计，目前全世界每年消耗金属锌及锌化合物的金属约1000万吨。70%是从矿石中提取的，；另外有30%是利用再生原料生产的。美国矿务局估计，2000年美国再生锌占锌消费总量的40%。美国每年生产再生锌12万吨以上。再生氧化锌万吨。国际锌协会估计。世界再生锌产量的增长速度3倍于原生锌。到2005年再生锌占世界锌消耗量的40%。随着我国地质勘探工作的萎缩、资源开采强度的不断提高及冶炼能力的过快增长，我国锌资源的优势格局已经发生了改变。我国的锌净出口量，包括合金中含的锌，自2000 年以来一直呈逐渐减少的趋势，中国锌供应由过剩转为短缺。 在金属锌的使用过程中，会产生许多含锌的二次资源，这些资源是回收锌的重要原料。在我国，一方面，锌精矿原料供应日趋紧张，已成为影响锌冶炼厂发展的关键因素；另一方面，国内二次锌资源利用刚起步，再生年产量不到10万吨，不到精锌产量的5%。尚未形成规模，与西方工业国家相距甚远， 为保证我国锌资源产品对国民经济的有效供给，推进锌工业的可持续发展，缓解资源的供需矛盾，有必要重视锌二次资源的回收治理工作。 尽管锌作为一种主要是增强其他材料的使用性能的功能性材料，人们主要是依靠开发矿产资源来获得金属锌。按目前普遍实行的统计口径过去很长一段时期里，矿产锌的产量在世界锌总产量中所占的比例都在90%以上。近年来，随着循环经济理念的逐步建立，人们日益重视二次资源的回收利用循环复用。二 二次锌资源的来源构成二次锌资源包括1 热镀锌行业，热镀锌厂长生的锌灰，锌浮渣和锅底渣2 化工及化学品生产，钢铁厂炼钢过程产生的烟日锌和锌合金零件，例化工厂及冶炼厂的工艺副厂品以及其他含锌废料。3 锌加工行业和回收行业。废黄铜料、压铸废料、烟尘、镀锌废渣及废边角锌片，镀锌钢废料、热镀锌渣及废旧锌锰电池，生产中产生的废料主要来源于镀锌钢生产过程和汽车、建筑物及其它制品的加工过程，连续镀锌钢生产线产出的废渣量一般约为产品产量的；汽车、洗衣机、冰箱等设备的生产与装备过程废料产生量较大，其中汽车行业废料产生率约为28%-30%；回收的废料主要为报废的汽车、家用电器、空调、高速公路路障及路灯柱等含锌部件。全球范围内，镀锌废钢的收集量正在逐年上升，1995年全球镀锌钢废料回收量为6500万吨。据国际锌协会的数据，欧洲再生锌的基本原料来源是：黄铜42%；镀锌渣27%；压铸厂品废料16%;钢铁工业港絪尘6%；锌材料加工半成品废料6%；化学工业锌废料2%；其他1%。二次锌资源的成分波动很大，几种主要物料的组成（质量分数）如下： 锌辉(热镀锌过程中的氧化物）:Zn 60%-85%,Pb 0%，Fe 2%-12%; 锅渣（热镀锌过程形成的合金，类似于硬锌）：Zn 96%,Fe 4%; 电弧炉炼钢烟尘（其他成分取决于废钢原料）：Zn 15%-25%，二次锌源的来源及组成差异很大，回收处理过程中要针对不同原料采取不同的工艺，以达到最大限度回收复用目的。三 锌的二次冶金生产技术，二次锌资源的冶金技术包括：火法工艺，湿法工艺活法工艺中魏式炉挥发生产工业氧化锌作为湿法炼锌的原料；电炉处理生产金属锌粉；横罐或竖罐蒸馏牛产粗锌；或是作为烧结配料用熔炼法处理，还有真空冶金技术，物理法等等。 钢铁厂高锌含铁尘泥处理工艺其中物理法处理工艺主要有两种：磁性分离和机械分离。磁性分离是利用锌富集在磁性较弱粒子中的特性，采用磁选方法富集锌元素。该方法用于高炉粉尘时，要增加浮选除碳工艺，以提高磁性分离的效率。机械分离是利用锌一般富集在较小粒度中的特性，采用离心的方式富集锌元素。机械分离按分离状态可分为湿式分离和干式分离。磁性分离工艺较简单、易行，其主要缺点是锌的富集率较低；机械分离除工艺简单易行外，对处理后的粗粉可直接用于炼铁，但该法的操作费用较高，富锌产品的锌含量过低，价值较小。一般，物理法只作为湿法或火法工艺的预处理。 湿法处理锌废料的冶金技术近年来发展较快，主要是溶剂萃取剂技术的发展最近为锌回收行业所认识，预计未来十年其应用将会日益增多。具有代表性的工艺是西班牙Tecnicas Rejunidas公司开发的Zincex Process法和MZP，该法的特点是废锌料经硫酸或盐酸溶解后，利用有机萃取剂的高选择性，将锌离子从溶液中萃取出来，并实现与其他杂质分离，达到提纯的目的。该公司建有8000吨每年的工厂，处理再生锌原料，产品可以是电锌、超纯硫酸锌或超纯氧化锌。萃取剂是D2EHPA的煤油溶液。 湿法处理工艺湿法工艺一般用于中锌和高锌尘泥的处理。氧化锌是一种两性氧化物，不溶于水或乙醇，但可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。湿法回收技术就是利用氧化锌的这种性质，采用不同的浸取液，将锌从混合物中分离出来，工艺流程如图1所示 根据选择浸出液的不同，湿法处理工艺又可分为以下几种：酸浸，浸出反应如下：Zn+H2O=Zn2++H2O； 碱浸、 培烧、碱浸。湿法工艺有以下特点：1）当尘泥中铁酸锌含量较高时，锌的浸出率低，同时浸渣中锌含量较高，不能作为原料在钢铁厂循环利用，也满足不了环保提出的堆放要求；2）设备腐蚀严重，处理过程中引入的硫、氯等易造成新的污染；3）与钢厂现有技术不配套。火法处理冶金含锌尘泥的主要工艺有直接还原法：回转窑法。回转窑工回转窑工艺( 简称SPM法) 是住友重工业公司钢铁厂从废料中分离锌并回收含铁料而发展起来的。其工艺流程见图下。把钢厂内各种来源的废料放入泥浆池内进行混合, 然后过滤, 在旋转干燥器内干燥。混合料与细的无烟煤一起装入还原窑, 通过燃烧靠近回转窑出料端沿轴向布置的燃烧器内的焦炉煤气和空气来加热。窑内的炉料足以加热到部分地软化和熔化并在窑衬上富集形成结瘤挂圈, 回转窑高温带的成球棒把这些料从窑壁上刮下, 并沿窑壁滚动形成小球或颗粒。废料中锌的氧化物被还原成金属锌, 在窑温下蒸发并与排出的其烟气一起离开回转窑。当烟气在排放系统中冷却时, 一部分锌氧化成细小的固体颗粒并被收集在布袋式除尘器内。直接还原的铁产品排入回转冷却器内, 用大量的水进行快速冷却。然后用筛孔为7 mm 的筛子筛分, 粒度大于7 mm 的直接还原铁送至高炉, 剩下的全部送往烧结厂。工艺特点: 不需造球, 还原出的产品30%( 粒度大于7 mm) 可直接作为高炉原料使用, 剩下约70%的粉末须重新烧结。还原炉内原料填充率仅为2%, 金属化率为75%, 因此产品质量差, 生产效率较低。另外,该工艺设备庞大、投资大、成本较高。转底炉法。 转底炉法是将高锌含铁尘泥、碳粉和粘结剂混合造球。生球经烘干后置于转底炉内，当转底炉转动时生球被加热，至1100 °C左右时氧化锌被还原，还原出的锌被蒸发并随烟气一起排出，经冷却系统时被氧化成细小的固体颗粒而沉积在除尘器内。转底炉处理含锌尘泥有许多优点，但也有不足之处，例如：粉尘中脉石成分（大于30%）在直接还原处理后仍保留在金属化球团中；如尘泥含锌高，直接还原处理后的金属球团中仍含有较高的锌（大于）和硫（大于），这些问题都将影响金属化球团的进一步有效利用。国外加热转底炉通常用天然气，但我国天然气资源不足，因此，需考虑我国具体条件下，转底炉的加热气源问题.真空冶金技术在锌二次资源再生中的应用 真空法回收锌的原理。在锌二次资源中常伴有铁、铝、铅、锡、锗、铟、银、铜等杂质, 采用真空蒸馏的方法从二次资源中回收锌是基于二次资源中所含元素在纯金属状态下饱和蒸气压的差异。在同一蒸馏温度和一定的真空下, 蒸气压大的金属就会优先挥发,蒸气压小的金属就会少挥发或者不挥发。纯金属的蒸气压随温度的高低而异, 利用克劳修斯- 克莱普朗方程可得到其与温度具有如下的关系 真空法回收锌的实例。昆明理工大学真空冶金及材料研究所1991年研发了真空蒸馏处理热镀锌渣提取金属锌的工艺技术及其设备卧式真空蒸馏炉, 使用该设备得到产品的化学成分如表1 所示[ 实践证明控制适当的蒸馏条件, 锌的直收率可达, 所得锌锭化学成分能够达到国家2# 锌标准。其工艺流程如下图, 再生锌潜力巨大，“如果锌的二次金属回收率达到消费量的30%，意味着我国每年可回收90万吨锌，这将在很大程度上缓解锌资源的压力”。中国有色工程设计研究总院原副院长兼总工程师蒋继穆昨日在上海表示。蒋继穆提出，重视再生资源的回收利用也是解决我国锌资源短缺的有效途径。在我国，锌的二次资源回收利用重视不够，处于自流状态，没有形成产业。据统计，我国近五年来再生锌产量占消费量的比例为％－之间，而发达国家锌的二次资源回收率已经达到锌产量的30％，可以看出我国再生资源利用程度相当低。蒋继穆表示，对二次锌资源回收，国家有关部门必须引起高度重视。首先是对用锌量最大的镀锌钢材的废杂料集中收集，集中在能有效回收锌的专门炼钢厂处理。其次要加快研究步伐，尽快突破废干电池经济有效的回收工艺。除氧化锌涂料难以回收外，锌材、压铸合金，铜锌合金等只要注意收集，均能较易回收其有价金属。四 结束语目前锌的二次冶金已帮助相关企业处理了多种锌二次资源, 解决了企业长期积压的废弃物, 为有色金属的再生提供新方法。在所取得的成果的基础上,研究企业将进行不断的完善和深入的研究其他有色金属的再生利用。采用进行锌二次资源的再生利用能从源头上减少或消除环境污染, 符合建设资源节约型、环境友好型社会的发展道路, 为有色行业为节能减排贡献一份力量。五 参考文献钢铁厂高锌含铁尘泥二次利用的发展趋势 彭开玉, 周云, 王世俊, 李辽沙, 王海川, ( 安徽工业大学冶金与资源学院, 安徽马鞍山243002) 二次锌资源回收利用现状及发展对策 肖松文，肖骁，刘建辉，马荣骏（长沙矿冶研究院研究开发中心）真空冶金技术在锌二次资源再生中的应用进展 韩龙, 杨斌, 戴永年, 刘大春, 杨部正( 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室, 云南昆明650093)