CN113774230A

CN113774230A - 锌精矿冶炼装置和锌精矿冶炼方法

Info

Publication number: CN113774230A
Application number: CN202111051368.7A
Authority: CN
Inventors: 许良; 宋言; 黎敏; 吴卫国; 彭思尧; 张阁; 陈学刚; 戴江洪
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2021-12-10

Abstract

本发明提供了一种锌精矿冶炼装置和锌精矿冶炼方法。该装置包括：熔炼装置、熔渣检测单元、碳基还原剂供应装置、烟化装置和收尘装置，熔炼装置设置有第一进料口、探渣取样口、富氧空气侧吹喷枪、第一含锌烟气出口和高锌渣排放口；熔渣检测单元用于检测高锌渣中二价铁的含量；碳基还原剂供应装置设置有碳基还原剂供应口，碳基还原剂供应口与第一进料口连通，碳基还原剂供应装置与熔渣检测单元连锁，当高锌渣中二价铁的含量低于预定值时，开启碳基还原剂供应装置；烟化装置设置有第二进料口、粉煤喷枪、第二含锌烟气出口和放渣口，第二进料口与高锌渣排放口连通；收尘装置设置有收尘口，收尘口分别与第一含锌烟气出口和第二含锌烟气出口连通。

Description

锌精矿冶炼装置和锌精矿冶炼方法

技术领域

本发明涉及锌精矿冶炼领域，具体而言，涉及一种锌精矿冶炼装置和锌精矿冶炼方法。

背景技术

锌具有优良的物理化学性质，其用途很广，在国民经济中占据重要地位。锌的消耗量很大，主要消耗在镀锌方面。从市场需求看，过去十年，我国市场对锌的需求量大幅增长。随着环保压力的增加以及对于锌冶炼行业能耗要求的进一步提高，需要不断改进现有生产工艺，降低环境污染与生产能耗，增加锌的产量。

目前，锌的生产主要包括火法和湿法两种工艺。鼓风炉、竖罐和电炉是目前仅存的火法炼锌工艺，但这些工艺的能耗普遍较高。其中，鼓风炉、竖罐对原料成分要求较高、备料过程复杂；电炉需控制炉内气氛和温度，防止铁的大量还原；三种火法炼锌工艺锌直收率均较低，其中，鼓风炉、电炉渣含锌高，锌总回收率低。并且，除单台鼓风炉的产能可达5万吨锌/年以上，竖罐和电炉的单系列产能仅为几千吨/年，较难满足现代工业化大生产的要求。

近年来，锌冶炼主要以湿法流程为主，锌精矿经流化焙烧得到焙烧矿，焙烧矿经过细磨后送酸浸。酸浸主要包括热酸浸出和中性(低酸)浸出。热酸浸出会导致焙烧渣中的铁进入浸出液影响后续的电解工序，因此需要先除铁，除铁的方法主要包括黄钾铁钒法、针铁矿法、喷淋除铁、赤铁矿法等，其中，赤铁矿法所产赤铁矿可以直接外卖炼铁，相比其他三种方法不会产生大量的废渣，具有较大优势。但赤铁矿法流程长，蒸汽消耗量大，能耗高，所产赤铁矿品质较低。因此，目前，中性(低酸)浸出应用较广，该方法可以避免铁的浸出，浸出液经简单净化后即可进行电解，但该方法会产生含锌较高(一般含锌15％～18％)的浸出渣，这种锌浸出渣属于危险废物，其处置必须严格执行相关标准进行处理，处理处置费用昂贵，极大增加了企业负担。由此可见，锌的湿法工艺流程工序较多、过程复杂、投资巨大、能耗偏高。最重要的是，湿法过程产生大量的浸出渣、铁渣等，其产出率超过50％，这些渣均属于危险废物，需进行无害化处理，又造成了大量的能源消耗和新的污染。

鉴于上述问题的存在，有必要提供一种针对锌精矿的短流程、低能耗、绿色环保高效的冶炼方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锌精矿冶炼装置和锌精矿冶炼方法，以解决现有的锌精矿冶炼工艺存在流程长、环保差、能耗高、投资大、有价金属回收率低等问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种锌精矿冶炼装置，锌精矿冶炼装置包括：熔炼装置、熔渣检测单元、碳基还原剂供应装置、烟化装置和收尘装置，熔炼装置设置有第一进料口、探渣取样口、富氧空气侧吹喷枪、第一含锌烟气出口和高锌渣排放口；熔渣检测单元用于检测高锌渣中二价铁的含量；碳基还原剂供应装置设置有碳基还原剂供应口，碳基还原剂供应口与第一进料口连通，且碳基还原剂供应装置与熔渣检测单元连锁，当高锌渣中二价铁的含量低于预定值时，开启碳基还原剂供应装置；烟化装置设置有第二进料口、粉煤喷枪、第二含锌烟气出口和放渣口，第二进料口与高锌渣排放口连通；及收尘装置设置有收尘口和含锌粉尘出口，收尘口分别与第一含锌烟气出口和第二含锌烟气出口连通。

进一步地，锌精矿冶炼装置还包括：酸浸装置和电解装置，酸浸装置设置有酸液入口、含锌粉尘入口和锌浸出液排放口，含锌粉尘入口与含锌粉尘出口连通；电解装置设置有第三进料口和电解废液排放口，第三进料口与锌浸出液排放口通过锌浸出液输送通道连通。

进一步地，收尘装置还设置有含硫烟气出口，锌精矿冶炼装置还包括制酸装置，制酸装置设置有酸性烟气入口和酸液排放口，酸性烟气入口与含硫烟气出口连通，酸液排放口与酸液入口连通。

进一步地，熔渣检测单元，熔渣检测单元包括：探渣取样装置、样品破碎装置和成分检测装置，探渣取样装置用于从探渣取样口中对熔融高锌渣进行探渣取样；样品破碎装置用于破碎高锌渣；成分检测装置用于检测高锌渣中二价铁的含量。

进一步地，锌精矿冶炼装置还包括富氧空气供应单元，富氧空气供应单元包括：氧气供应装置、空气供应装置、第一流量调节装置和第二流量调节装置，氧气供应装置设置有氧气供应口，氧气供应口与富氧空气侧吹喷枪通过氧气输送通道连通；空气供应装置设置有第一空气供应口，第一空气供应口与富氧空气侧吹喷枪通过第一空气输送通道连通；第一流量调节装置用于调节氧气输送通道中的氧气流量；第二流量调节装置用于调节第一空气输送通道中空气的流量。

进一步地，空气供应装置还包括第二空气供应口，第二空气供应口与粉煤喷枪通过空气输送管道连通，粉煤由空气输送经粉煤喷枪喷入烟化装置中。

进一步地，锌精矿冶炼装置还包括制粒装置，制粒装置设置有第四进料口和粒料放出口，粒料放出口与第一进料口连通。

进一步地，收尘口与第一含锌烟气出口通过第一含锌烟气输送通道连通，与第二含锌烟气出口通过第二含锌烟气输送通道连通，锌精矿冶炼装置还包括：第一余热回收装置和第二余热回收装置，第一余热回收装置设置在第一含锌烟气输送通道上，第二余热回收装置设置在第二含锌烟气输送通道上。

本申请的第二方面还提供了一种锌精矿冶炼方法，锌精矿冶炼方法包括：将锌精矿、熔剂、富氧空气及碳基还原剂进行熔炼，得到第一含锌烟气和高锌渣，锌精矿、熔剂及碳基还原剂的重量比为100:(10～30):(2～5)，以保证高锌渣中的二价铁不被过氧化；将高锌渣进行烟化处理，得到第二含锌烟气和烟化炉渣；将第一含锌烟气和第二含锌烟气进行收尘，得到含锌粉尘。

进一步地，熔炼过程的温度为1400～1500℃，富氧空气的浓度为65～90％。

进一步地，烟化处理过程的温度为1250℃～1350℃。

进一步地，锌精矿冶炼方法还包括：对含锌粉尘直接采用改进的酸浸系统如热酸浸出系统进行酸浸处理，得到含锌浸出液和浸出渣；其中浸出渣可用于回收铅银，及将含锌浸出液进行电解，得到金属锌。

进一步地，锌精矿为硫化锌精矿，熔剂选自硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂组成的组中的一种或多种；锌精矿的组成包括：30～60％Zn，25～35％S，5～15％Fe，3～10％SiO₂，1～5％CaO。

进一步地，高锌渣中二价铁的含量≥80wt％。

应用本发明的技术方案，可以将锌精矿中的锌元素以含锌烟尘的形式在烟气中进行回收并直接送改进的热酸浸出系统，同时铁元素全部进入烟化炉渣中，(不会进入烟气中)，从而实现了锌元素与铁元素的完全分离。在湿法浸出含锌烟尘的过程中，由于所得含锌烟尘中没有铁元素的干扰，因此可以无需除铁工序直接采用热酸浸出等工序进行，减少了除铁工序。由于没有铁元素，热酸浸出过程中不会产生大量的废渣，进一步地，不会像传统工艺那样再增加浸出渣的火法处理工序。综上所述，充分体现了本发明技术方案的流程短、能耗低、环保好，效率高等特点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的锌精矿冶炼装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的一种优选的实施方式提供的锌精矿冶炼装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明的一种优选的实施方式提供的锌精矿冶炼方法的工艺流程示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、熔炼装置；11、制粒装置；101、第一进料口；102、探渣取样口；103、富氧空气侧吹喷枪；104、第一含锌烟气出口；105、高锌渣排放口；12、第一余热回收装置；20、熔渣检测单元；21、探渣取样装置；22、样品破碎装置；23、成分检测装置；30、碳基还原剂供应装置；40、烟化装置；41、第二余热回收装置；401、第二进料口；402、粉煤喷枪；403、第二含锌烟气出口；50、收尘装置；501、含硫烟气出口；60、富氧空气供应单元；61、氧气供应装置；62、空气供应装置；63、第一流量调节装置；64、第二流量调节装置；70、酸浸装置；701、酸液入口；702、含锌粉尘入口；80、电解装置；90、制酸装置；901、酸性烟气入口；902、酸液排放口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术所描述的，现有的锌精矿冶炼工艺存在锌元素与铁元素分离率低以及锌元素回收率低的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锌精矿冶炼装置，如图1和2所示，锌精矿冶炼装置包括：熔炼装置10、熔渣检测单元20、碳基还原剂供应装置30、烟化装置40和收尘装置50。熔炼装置10设置有第一进料口101、探渣取样口102、富氧空气侧吹喷枪103、第一含锌烟气出口104和高锌渣排放口105；熔渣检测单元20用于检测高锌渣中二价铁的含量；碳基还原剂供应装置30设置有碳基还原剂供应口，碳基还原剂供应口与第一进料口101连通，且碳基还原剂供应装置30与熔渣检测单元20连锁，当高锌渣中二价铁的含量低于预定值时，开启碳基还原剂供应装置30；烟化装置40设置有第二进料口401、粉煤喷枪402、第二含锌烟气出口403和放渣口，第二进料口401与高锌渣排放口105连通；及收尘装置50设置有收尘口和含锌粉尘出口，收尘口分别与第一含锌烟气出口104和第二含锌烟气出口403连通。

通过碳基还原剂供应装置30和与之连锁的熔渣检测单元20，能够通过二者的联动作用控制碳基还原剂的加入量，从而使熔炼过程中始终保持在弱还原气氛下，这能够将可以将锌精矿中的锌元素以含锌烟尘的形式在烟气中进行回收，同时锌精矿中的二价铁不被氧化，而是全部进入烟化炉渣中，从而实现了锌元素与铁元素的完全分离。

需要说明的是，上述高锌渣中二价铁的含量的预定值是指锌精矿中二价铁的含量。

因而通过本申请提供的上述锌精矿冶炼装置能够使后续的湿法浸出含锌烟尘的过程中，因没有铁元素的干扰，而省去了除铁工序。同时由于没有铁元素，酸浸出过程中也不会产生大量的废渣，从而省去浸出渣的后处理工序。综上所述，通过上述锌精矿冶炼装置能够使铁元素和锌元素完全分离，提高锌元素和铁元素的回收率，同时还能够缩短后续锌元素和铁元素提取过程的流程、降低能耗、提高工艺环保性和分离效率。

在一种优选的实施例中，锌精矿冶炼装置还包括：酸浸装置70和电解装置80，酸浸装置70设置有酸液入口701、含锌粉尘入口702和锌浸出液排放口，含锌粉尘入口与含锌粉尘出口连通；及电解装置80设置有第三进料口和电解废液排放口，第三进料口与锌浸出液排放口通过锌浸出液输送通道连通。通过酸浸装置70能够将含锌粉尘与酸液进行浸出制得锌浸出液和铅银渣。然后通过电解装置80使锌浸出液中的锌元素转化为金属锌，同时铅、银、铟、锗等有价金属得到综合回收。通过该熔炼装置10能够使锌铁分离，大量的锌元素98％以上形成粉尘，无需磨矿即可进行酸浸，从而有利于大大缩短工艺流程，并降低成本。采用本申请提供的熔炼装置10可以满足10～30万吨/年等各种规模的生产。

在一种优选的实施例中，收尘装置50还设置有含硫烟气出口501，锌精矿冶炼装置还包括制酸装置90，制酸装置90设置有酸性烟气入口901和酸液排放口902，酸性烟气入口901与含硫烟气出口连通。该制酸装置90设置有酸性烟气入口901和酸液排放口902，酸性烟气入口901与含硫烟气出口连通，酸液排放口902与酸液入口701连通。由于第一含锌烟气中的含硫量较高，将含硫烟气在制酸装置90中转化为酸液，以对酸浸装置70补充酸液，从而有利于节约冶炼成本。

设置上述熔渣检测单元20能够检测从熔炼装置10中排出的高锌渣中二价锌的含量，从而较好地控制熔炼过程中还原气氛。在一种优选的实施例中，上述熔渣检测单元20包括：探渣取样装置21、样品破碎装置22和成分检测装置23。探渣取样装置21用于从熔炼装置上设置的探渣取样口102中对熔融高锌渣进行探渣取样；样品破碎装置22用于破碎高锌渣；成分检测装置23用于检测高锌渣中二价铁的含量。

为了便于富氧空气的输入，同时根据熔炼装置10中反应体系的气氛控制氧气的通入量，在一种优选的实施例中，上述锌精矿冶炼装置还包括富氧空气供应单元60，富氧空气供应单元60包括：氧气供应装置61、空气供应装置62、第一流量调节装置63、第二流量调节装置64。氧气供应装置61设置有氧气供应口，氧气供应口与富氧空气侧吹喷枪103通过氧气输送通道连通；空气供应装置62设置有第一空气供应口，第一空气供应口与富氧空气侧吹喷枪103通过第一空气输送通道连通；第一流量调节装置63用于调节氧气输送通道中的氧气流量；第二流量调节装置64用于调节第一空气输送通道中空气的流量。通过上述四个装置有利于进一步提高熔炼装置10中锌元素的氧化率，提高锌元素和其它有价金属的有效分离率。

为了提高熔炼过程中燃料(煤粉、或者焦炭等)与其它原料的接触面积，从而使其更充分地反应，在一种优选的实施例中，空气供应装置62还包括第二空气供应口，第二空气供应口与粉煤喷枪402通过空气输送管道连通，粉煤由空气输送经粉煤喷枪402喷入烟化装置40中。

为了提高锌精矿和熔剂的混合均匀性，从而进一步提高锌元素的提取率，优选地，锌精矿冶炼装置还包括制粒装置11，制粒装置11设置有第四进料口和粒料放出口，粒料放出口与第一进料口101连通。

为了降低整个冶炼装置的能耗损失，在一种优选的实施例中，收尘口与第一含锌烟气出口104通过第一含锌烟气输送通道连通，与第二含锌烟气出口通过第二含锌烟气输送通道连通，锌精矿冶炼装置还包括：第一余热回收装置12和第二余热回收装置41，第一余热回收装置12设置在第一含锌烟气输送通道上；第二余热回收装置41设置在第二含锌烟气输送通道上。

本申请的另一方面还提供了一种锌精矿冶炼方法，如图3所示，锌精矿冶炼方法包括：将锌精矿、熔剂、富氧空气及碳基还原剂进行熔炼，得到第一含锌烟气和高锌渣，锌精矿、熔剂及碳基还原剂的重量比为100:(10～30):(2～5)，以保证高锌渣中的二价铁不被氧化；将高锌渣进行烟化处理，得到第二含锌烟气和烟化炉渣；将第一含锌烟气和第二含锌烟气进行收尘，得到含锌粉尘。

通过将锌精矿、熔剂及碳基还原剂的重量比限定在上述范围内能够保证整个熔炼过程呈弱还原气氛，并能够使高锌渣中二价铁的不被氧化。通过上述熔炼方法可以将锌精矿中的锌元素以含锌烟尘的形式在烟气中进行回收，同时铁元素全部进入烟化炉渣中，从而实现了锌元素与铁元素的完全分离。这使得后续的湿法浸出含锌烟尘的过程中，因没有铁元素的干扰，而省去了除铁工序。同时由于没有铁元素，酸浸出过程中也不会产生大量的废渣，从而省去了浸出渣的后处理工序。综上所述，通过上述锌精矿冶炼装置能够使铁元素和锌元素完全分离，提高锌元素和铁元素的回收率，同时还能够缩短后续锌元素和铁元素提取过程的流程、降低能耗、提高工艺环保性和分离效率。

通过熔炼过程能够使锌精矿发生氧化脱硫，同时能够与锌精矿中的铁元素分离。在一种优选的实施例中，熔炼过程的温度为1400～1500℃，富氧空气的浓度为65～90％。将熔炼过程的温度及富氧空气的浓度限定在上述范围内有利于进一步提高锌精矿的氧化脱硫程度，同时进一步提高锌元素的回收率。

烟化处理过程能够使高锌渣中的锌元素转移至第二含锌烟气中。在一种优选的实施例中，烟化处理过程的温度为1250℃～1350℃。相比于其它温度和时间，将烟化处理过程的温度和时间限定在上述范围内有利于进一步提高高锌渣中锌元素的烟化率，从而有利于进一步提高锌元素的回收率。

本申请中采用的碳基还原剂包括但不限于煤粉、炭等。

在一种优选的实施例中，锌精矿冶炼方法还包括：对含锌粉尘直接采用改进的酸浸系统如热酸浸出系统进行酸浸处理，得到含锌浸出液和浸出渣；其中浸出渣可用于回收铅银，及将含锌浸出液进行电解，得到金属锌。通过酸浸处理能够将含锌粉尘与酸液进行浸出制得锌浸出液和铅银渣。然后通过电解过程使锌浸出液中的锌元素转化为金属锌，同时铅、银、铟、锗等有价金属得到综合回收。通过上述冶炼方法能够使锌铁元素分离，大量的锌(98％以上)形成粉尘，无需磨矿即可进行酸浸处理，从而有利于大大缩短工艺流程，并降低成本。采用本申请提供的熔炼方法可以满足10～30万吨/年等各种规模的生产。

为了进一步提高锌元素的回收率，优选地，烟化炉渣中锌元素的含量＜1％。

在一种优选的实施例中，在进行收尘步骤之前，锌精矿冶炼方法还包括对第一含锌烟气和第二含锌烟气进行余热回收的步骤。通过余热回收步骤有利于回收第一含锌烟气和第二含锌烟气中的热量，同时降低整个工艺中的能量损耗。

上述锌精矿冶炼方法中，锌精矿可以采用硫化锌精矿，熔剂包括但不限于硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂组成的组中的一种或多种。在一种优选的实施例中，锌精矿为硫化锌精矿，熔剂选自硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂组成的组中的一种或多种；锌精矿的组成包括：30～60％Zn，25～35％S，5～15％Fe，3～10％SiO₂，1～5％CaO。

在一种优选的实施例中，高锌渣中二价铁的含量≥80％。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例中采用的锌精矿包括：Zn，51％；S，33％；Fe，10％；SiO₂，6.5％；CaO，3％。

实施例1

将锌精矿、SiO₂和CaO按照重量比20:2:1的比例进行配料并制粒后，由熔炼装置10(侧吹熔炼炉)的第一进料口101加入，富氧空气由熔炼装置10(侧吹熔炼炉)的富氧空气侧吹喷枪103喷入熔池，然后使锌精矿、与富氧空气进行氧化熔炼，得到烟气和含锌熔炼渣。采用熔渣检测单元20检测熔渣中二价体的含量，并根据熔渣中二价铁含量，采用碳基还原剂供应装置30加入适量的碳质还原剂(煤)，碳质还原剂加入量与锌精矿的重量比为(2～5)：100。熔炼装置10(侧吹熔炼炉)的烟气中SO₂含量大于15％，经第一余热回收装置12(余热锅炉)降温、收尘装置50收尘后得到高硫烟气和含锌粉尘，其中，高硫烟气送制酸装置90中制酸。所得含锌熔炼渣的渣型为ZnO-FeO-SiO₂型、ZnO-FeO-SiO₂-CaO型、ZnO-FeO-SiO₂-CaO-ZnO型，富氧空气中氧气浓度65％，熔炼装置10(侧吹熔炼炉)熔炼温度为1400℃。

将上述含锌熔炼渣通过保温溜槽送入烟化装置40(烟化炉)中烟化处理，得到烟气和烟化炉渣，烟化装置40(烟化炉)的熔炼温度为1250℃，氧气浓度为21％。烟气经第二余热回收装置41(余热锅炉)降温、收尘装置50收尘后得到含锌粉尘。熔炼装置10(侧吹熔炼炉)与烟化装置40(烟化炉)所产含锌粉尘直接送改进的酸浸装置70中进行浸出。所得铅银渣可送铅系统回收铅、银，浸出过程中回收铟、锗等有价金属。浸出液净化电解后产出阴极锌。

实施例2

与实施例1的区别在于：烟化装置40(烟化炉)的熔炼温度1300℃。

实施例3

与实施例1的区别在于：烟化装置40(烟化炉)的熔炼温度1350℃。

实施例4

与实施例3的区别在于：熔炼过程的温度为1450℃，富氧空气中氧气的浓度为75％。

实施例5

与实施例3的区别在于：熔炼过程的温度为1500℃，富氧空气中氧气的浓度为90％。

实施例1至5中锌精矿的熔炼方法中烟化炉渣中的锌元素、铁元素含量、锌元素回收率，见表1。

表1

比较实施例1至3可知，将烟化炉的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于锌铁分离，进一步提高金属锌的回收率。

比较实施例3至5可知，将熔炼过程的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于锌铁分离，进一步提高金属锌的回收率。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过本申请提供的上述锌精矿冶炼装置能够使后续的湿法浸出含锌烟尘的过程中，因没有铁元素的干扰，而省去了除铁工序。同时由于没有铁元素，酸浸出过程中也不会产生大量的废渣，从而省去浸出渣的后续处理工序。综上所述，通过上述锌精矿冶炼装置能够使铁元素和锌元素完全分离，提高锌元素的回收率，与传统的锌精矿冶炼工艺相比，本发明工艺流程大大缩短、能耗降低，绿色环保。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述锌精矿冶炼装置包括：

熔炼装置(10)，所述熔炼装置(10)设置有第一进料口(101)、探渣取样口(102)、富氧空气侧吹喷枪(103)、第一含锌烟气出口(104)和高锌渣排放口(105)；

熔渣检测单元(20)，所述熔渣检测单元(20)用于检测高锌渣中二价铁的含量；

碳基还原剂供应装置(30)，所述碳基还原剂供应装置(30)设置有碳基还原剂供应口，所述碳基还原剂供应口与所述第一进料口(101)连通，且所述碳基还原剂供应装置(30)与所述熔渣检测单元(20)连锁，当所述高锌渣中二价铁的含量低于预定值时，开启所述碳基还原剂供应装置(30)；

烟化装置(40)，所述烟化装置(40)设置有第二进料口(401)、粉煤喷枪(402)、第二含锌烟气出口(403)和放渣口，所述第二进料口(401)与所述高锌渣排放口(105)连通；及

收尘装置(50)，所述收尘装置(50)设置有收尘口和含锌粉尘出口，所述收尘口分别与所述第一含锌烟气出口(104)和所述第二含锌烟气出口(403)连通。

2.根据权利要求1所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述锌精矿冶炼装置还包括：

酸浸装置(70)，所述酸浸装置(70)设置有酸液入口(701)、含锌粉尘入口(702)和锌浸出液排放口，所述含锌粉尘入口(702)与所述含锌粉尘出口连通；及

电解装置(80)，所述电解装置(80)设置有第三进料口和电解废液排放口，所述第三进料口与所述锌浸出液排放口通过锌浸出液输送通道连通。

3.根据权利要求2所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述收尘装置(50)还设置有含硫烟气出口(501)，所述锌精矿冶炼装置还包括制酸装置(90)，所述制酸装置(90)设置有酸性烟气入口(901)和酸液排放口(902)，所述酸性烟气入口(901)与所述含硫烟气出口连通，所述酸液排放口(902)与所述酸液入口(701)连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述熔渣检测单元(20)，所述熔渣检测单元(20)包括：

探渣取样装置(21)，所述探渣取样装置(21)用于从所述探渣取样口(102)中对熔融高锌渣进行探渣取样；

样品破碎装置(22)，所述样品破碎装置(22)用于破碎所述高锌渣；

成分检测装置(23)，用于检测高锌渣中二价铁的含量。

5.根据权利要求4所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述锌精矿冶炼装置还包括富氧空气供应单元(60)，所述富氧空气供应单元(60)包括：

氧气供应装置(61)，所述氧气供应装置(61)设置有氧气供应口，所述氧气供应口与所述富氧空气侧吹喷枪(103)通过氧气输送通道连通；

空气供应装置(62)，所述空气供应装置(62)设置有第一空气供应口，所述第一空气供应口与所述富氧空气侧吹喷枪(103)通过第一空气输送通道连通；及

第一流量调节装置(63)，所述第一流量调节装置(63)用于调节所述氧气输送通道中的氧气流量；

第二流量调节装置(64)，所述第二流量调节装置(64)用于调节所述第一空气输送通道中空气的流量。

6.根据权利要求5所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述空气供应装置(62)还包括第二空气供应口，所述第二空气供应口与所述粉煤喷枪(402)通过空气输送管道连通，粉煤由空气输送经所述粉煤喷枪(402)喷入所述烟化装置(40)中。

7.根据权利要求1所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述锌精矿冶炼装置还包括制粒装置(11)，所述制粒装置(11)设置有第四进料口和粒料放出口，所述粒料放出口与所述第一进料口(101)连通。

8.根据权利要求7所述的锌精矿冶炼装置，其特征在于，所述收尘口与所述第一含锌烟气出口(104)通过第一含锌烟气输送通道连通，与所述第二含锌烟气出口(403)通过第二含锌烟气输送通道连通，所述锌精矿冶炼装置还包括：

第一余热回收装置(12)，所述第一余热回收装置(12)设置在所述第一含锌烟气输送通道上；

第二余热回收装置(41)，所述第二余热回收装置(41)设置在所述第二含锌烟气输送通道上。

9.一种锌精矿冶炼方法，其特征在于，所述锌精矿冶炼方法包括：

将锌精矿、熔剂、富氧空气及碳基还原剂进行熔炼，得到第一含锌烟气和高锌渣，所述锌精矿、熔剂及碳基还原剂的重量比为100:(10～30):(2～5)，以保证所述高锌渣中的二价铁不被过氧化；

将所述高锌渣进行烟化处理，得到第二含锌烟气和烟化炉渣；

将所述第一含锌烟气和第二含锌烟气进行收尘，得到含锌粉尘。

10.根据权利要求9所述的锌精矿冶炼方法，其特征在于，所述熔炼过程的温度为1400～1500℃，富氧空气的浓度为65～90％。

11.根据权利要求9所述的锌精矿冶炼方法，其特征在于，所述烟化处理过程的温度为1250℃～1350℃。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的锌精矿冶炼方法，其特征在于，所述锌精矿冶炼方法还包括：

对所述含锌粉尘直接采用改进的酸浸系统如热酸浸出系统进行酸浸处理，得到含锌浸出液和浸出渣；其中浸出渣可用于回收铅银，及将所述含锌浸出液进行电解，得到金属锌。

13.根据权利要求9所述的锌精矿冶炼方法，其特征在于，所述锌精矿为硫化锌精矿，所述熔剂选自硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂组成的组中的一种或多种；

所述锌精矿的组成包括：30～60％Zn，25～35％S，5～15％Fe，3～10％SiO₂，1～5％CaO。

14.根据权利要求9所述的锌精矿冶炼方法，其特征在于，所述高锌渣中二价铁的含量≥80wt％。