2.1.1鋅礦物、鋅礦石及鋅精礦

自然界未發(fā)現(xiàn)有自然鋅。鋅的礦物列于表2-1中,自然界中較常見的礦物為表中前5種。

鋅礦石按所含礦物不同分為硫化礦與氧化礦兩種。在硫化礦中鋅呈ZnS或nZnS·mFeS,以ZnS狀態(tài)為多。在氧化礦中鋅多呈ZnCO3與ZnSiO4·H2O。氧化礦一般是次生的,它是在硫化礦床上部由于硫化礦長期風(fēng)化結(jié)果而產(chǎn)生的。在自然界的礦石中較多的還是硫化礦,因而目前煉鋅的主要原料也是硫化礦,氧化礦僅有次要意義。我國鉛鋅礦蘊(yùn)藏甚為豐富,分布也廣,在我國東北、西南、中南、西北、華北等地區(qū)都有鉛鋅礦的礦藏。我國鉛鋅礦除云南會澤地區(qū)為工業(yè)價值甚高、屬于獨(dú)特類型的氧化礦外,其余有工業(yè)價值的皆為硫化礦,并且有儲量不等的次生氧化礦。

單金屬氧化礦在自然界中發(fā)現(xiàn)的很少。一般多與其他金屬硫化礦伴生,最常見的為鉛鋅礦,次為銅鋅礦、銅鋅鉛礦。這些礦物除含主要礦物銅、鉛、鋅外,還常含有銀、金、砷、銻、鎘及其他有價金屬。這樣復(fù)雜的礦石稱作多金屬礦石。多金屬礦石的礦床除含有這些金屬之外,還有由黃鐵礦、石英、硅酸鹽等組成的脈石。各種多金屬礦的成分不一,含鋅為8.8%~16%。表2-2是鉛鋅礦石化學(xué)成分的示例。

由于多金屬礦石中欲提煉的金屬含量不高,通常不直接進(jìn)行冶金處理,而是首先選礦,分開礦石中的主要金屬,成為各種金屬的精礦。選礦一般采用優(yōu)先浮選法。

選礦所得的鋅精礦含鋅為38%~62%。表2-3是幾種含鋅不同的硫化鋅精礦主要成分示例。

鋅精礦除含有列表中成分外,還含有SiO2、Al2O3、CaCO3、MgCO3脈石成分以及鈷、銦、鎵、鍺、鉈等稀有金屬。因此冶金處理鋅精礦提煉鋅時,必須充分注意其他有價金屬的提取。由于國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對稀散金屬的需要量日益增長,因而綜合處理鋅精礦就具有更重大的意義。

硫化鋅精礦含鋅量通常為40%~60%。我國根據(jù)鋅精礦化學(xué)成分將其分為8個等級。鋅精礦主要等級的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見表2-4。處理富鋅精礦更易于達(dá)到較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),因而提高鋅精礦質(zhì)量(提高含鋅量,減少雜質(zhì)量)是提取金屬的重要任務(wù)之一。浮選所得的鋅精礦是非常細(xì)的粉料,其中50%~90%的粒子能通過0.074mm的篩子,大于0.6mm的粒子含量超過0.1%~0.3%。浮選所得鋅精礦皆含有水分。精礦含水高時會給運(yùn)輸帶來困難,特別是在寒冷地區(qū),精礦結(jié)凍就更難處理。通常要求精礦含水不大于12%,在冬季則不大于8%。

氧化礦含鋅很高時可直接冶金處理。含鋅很少(10%左右)的貧氧化礦可以通過選礦法富集,也可以采用回轉(zhuǎn)窯或煙化法處理?；鸱ǜ患趸\的一般流程見圖2-1。

上述硫化鋅精礦及氧化鋅礦是煉鋅的主要原料,除此之外,鍍鋅所得的鋅灰、熔鑄鋅時所得的鋅渣及處理含鋅物料(如黃銅、高鋅爐渣)所得氧化鋅亦可作為煉鋅原料。本文主要闡述以硫化鋅精礦為原料的豎罐煉鋅過程。