CN115369260A - 一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低度矿物高效回收的冶炼技术领域，更具体地，涉及一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法。包含高温弱氧化焙烧、高温强还原熔炼两个步骤。整个生产流程只有两个工艺过程，比传统的处理方法减少了一个工艺过程。本发明采用的“低度氧化锌矿高温弱氧化焙烧脱杂氧化锌焙砂高温强还原熔炼生产等级氧化锌产品”工艺，相当于将传统工艺的“高温还原挥发富集锌金属与氧化锌焙砂高温强还原熔炼”两个过程，合并为“氧化锌高温强还原过程”，相当于减少了一个“低度氧化锌矿高温还原挥发富集”过程，也就相应了减少了一个工艺过程所消耗的成本。通过对工艺方法的改进，具有工艺流程短、生产成本低、产品质量稳定、过程清洁环保等优点。

Description

一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法及其产品

技术领域

本发明属于低度矿物高效回收的冶炼技术领域，更具体地，涉及一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法。

背景技术

在有开采价值的锌矿中，主要有硫化锌矿和氧化锌矿两种。硫化锌矿由于具有可浮选性，其开采品位可以在2.0%左右，经过浮选等选矿方法进行处理后，获得的硫化锌精矿含锌品位可以达到50%，是目前锌冶炼的主要原料，占锌冶炼原料供应量的65%左右。氧化锌精矿由于不具有可浮选性，很难用选矿方法进行分离与富集，其开采品位10%以上，尽管氧化锌矿的总储藏量与硫化锌矿的总储藏量相当，但由于氧化锌矿的开采品位高达10%，因此，实际可开采的氧化锌矿总量比可开采的硫化锌矿总量要少得多，氧化锌矿只能作为锌冶炼的补充原料，占锌冶炼原料供应量的15%左右。2021年，中国每年锌锭产量约为640万吨，以氧化锌形式提供的锌矿原料折产品量约96万吨，折算原料锌金属量约105万吨，折算原料干态物料量为700万吨。

开采利用的氧化锌矿含锌品位通常在10%-20%，其含锌品位远低于硫化锌精矿含锌品位的50%，也常称低品位氧化锌矿或低度氧化锌矿。在低度氧化锌矿的传统处理工艺中，通常有三个工艺过程，第一个是锌金属的还原挥发与富集过程，第二个是氧化锌烟尘的高温脱氟氯过程，第三个是氧化锌焙砂的处置过程。

由于低度氧化锌矿的含锌品位较低，仅有10%-20%，且含有较高的硅、铁、铝、钙等杂质，以及含有危害较大的铅、砷、镉等杂质，直接生产产品时，处理物料量大，设备效率低，生产成本高，因此，需要进行锌金属富集的预处理。低度氧化锌矿的锌金属富集预处理，主要采用高温强还原挥发技术，将低度氧化锌矿中的锌元素还原为金属态锌，金属态的锌在还原温度下挥发到烟气中，在烟气的流动中被氧化成氧化锌粉尘，氧化锌粉尘在收尘器中收集，实现了锌金属与大部分杂质分离的目的，锌金属也在氧化锌粉尘中得到了富集，氧化锌粉法中的锌品位可以达到 50%。用于氧化锌矿高温强还原挥发的主要设备是回转窑，少数的企业也采用烟化炉、侧吹炉、底吹炉、顶吹炉等设备，对低度氧化锌矿进行高温强还原挥发；在对低度氧化锌矿进行高温强还原挥发处理时，使用的还原剂是主要无烟煤，有些企业也掺入适当比例的细粒焦炭；用于供热的物质是烟煤，在采用回转窑处理低度氧化锌矿时，无烟煤、焦炭、烟煤等，与低度氧化锌矿一起，从回转窑的窑尾加入，而采用烟化炉、侧吹炉、底吹炉、顶吹炉等设备处理低度氧化锌矿时，低度氧化锌矿通常独立加入，作为还原剂的无烟煤或细粒焦炭也是独立加入，用于燃烧供热的烟煤，则是以粉煤形式通过风载喷枪或风载喷咀加入。

通过高温强还原挥发预处理富集后得到的氧化锌粉尘，尽管含锌品位达到 50%，但由于在高温强还原挥发处理时，大部分铅、砷、镉、氯等有害杂质元素，也挥发进入了烟气中，并最终进入到氧化锌粉尘中。富集得到的氧化锌粉尘，由于含有较高的氯元素，不能用于生产电解锌；由于含有铅、砷、镉、氟、氯等低沸点物质，不能用于生产间接氧化锌。为了适用生产电解锌产品或氧化锌产品，需要对氧化锌烟尘进行高温脱氟氯。在高温脱氟氯过程中，低沸点的氟化物、氯化物，在高温下挥发进入烟气中，低沸点的三氧化二砷、氧化镉，也在高温下挥发进入烟气中；沸点稍高的二氧化铅，也大部分进入烟气中；而沸点较高的氧化锌，不挥发，与高沸点的氧化铁、二氧化硅、氧化钙一起，形成氧化锌焙砂，达到了脱除铅、砷、镉、氟、氯等有害杂质的目的。氧化锌烟尘高温脱氟氯的设备有多膛炉、回转窑、反射炉等；多膛炉具有设备效率高、能源消耗低、机械化程度高等优点，但由于作业温度低，脱氟脱氯效率也低，当氧化锌粉尘中的氟氯含量较低时，采用多膛炉脱氟氯；回转窑虽然能源消耗高于多膛炉，处理成本也高于多膛炉，但具有操作简便、作业温度高的特点，脱氟脱氯效率高，当氧化锌粉尘中的氟氯含量较高时，采用回转窑脱氟氯，目前，回转窑正在逐步替代多膛炉成为氧化锌粉尘脱氟氯的主流设备；反射炉由于劳动强度大，能源消耗高，现场环境差，正在逐步被淘汰，只有少数的小规模企业使用。氧化锌粉尘高温脱氟氯时，不能采用燃烧烟煤方式供热，只能采用燃烧液体燃料或气体燃烧方式供热，综合考虑到燃料价格成本和使用的使得性，燃烧煤气或燃烧天然气是主要供热方式，部分便捷的企业也采用回收的废柴油、废机油进行燃烧供热。经过脱氟氯处理后获得的氧化锌焙砂，含锌品位达到 50%，含氟约0.06%、含氯0.08%、含铅0.2%、含砷 0.005%、含镉 0.01%，可以采用通用技术，用于生产湿法电解锌，也可以用于生产高等级氧化锌产品，还可以用于生产火法锌或工业锌粉。

上述的回收过程较为复杂，操作周期长，回收效率低，需要发明一种新的回收方法来满足对低度氧化锌矿利用的需求。

发明内容

本发明针对上述问题的不足，提供了一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，通过对工艺方法的改进，具有工艺流程短、生产成本低、产品质量稳定、过程清洁环保等优点。

本发明通过如下技术方案实现：

公开了一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，包含以下步骤：

S1.高温弱氧化焙烧：使用低度氧化锌矿进行高温弱氧化焙烧，焙烧温度为 1200-1250℃，焙烧时间3.0-4.0h，使低度氧化锌矿中的铅、砷、镉、氯化物等低沸点物质挥发到烟气中，得到低度氧化物焙砂；

S2.高温强还原熔炼：将所述低度锌氧化物焙砂与配入的还原剂一起，送入到电炉或其他加热设备内进行高温还原熔炼，熔炼温度为1250℃-1300℃，熔炼时间为4.0h-8.0h，熔炼后得到高温含尘烟气和电炉渣；

S3.冷却后收集高温含尘烟气：高温含尘烟气经过冷却后收集烟尘，烟尘经过计量并包装后，得到高等级氧化锌产品。

进一步地，所述低度氧化锌矿中含锌的质量份数占总质量的10%-20%。

进一步地，所述低度氧化锌矿的粒径为 20mm 以下。

进一步地，所述还原剂为无烟煤或焦炭。

进一步地，所述还原剂的添加量为低度氧化锌矿重量的10%-20%。还原剂的主要作用，是将氧化锌还原为金属锌，由于原料中的物料含锌在10%-20%范围内波动，根据氧化锌还原为金属锌的反应方程式，还原剂的加入量为氧化锌矿原料的10%-20%，还原反应比较充分，能够生成更多的锌金属蒸汽；如果还原剂的加入量低于10%，则还原反应不充分，氧化锌矿中的氧化锌还原不充分，影响锌金属的挥发和回收；而当还原剂高于20%，造成不必要的还原剂浪费，增加不必要的成本消耗。

进一步地，所述冷却温度为110℃-190℃。烟气和烟尘为连续流动和连续冷却。

进一步地，所述弱氧化焙烧设备为回转窑，低温段焙烧温度为100℃-850℃，升温速度为3℃/min-4℃/min，保持20min-30min。物料在该段的主要任务是脱去水蒸气，以及少量的硫化物氧化；第二阶段为850℃-1250℃，升温速度为1℃/min-2℃/min，保持70min-90min。物料在该阶段的主要任务是氯化物挥发、氟化物挥发，低价的氧化亚铅挥发、三氧化二锑挥发、三氧化二砷、氧化镉等杂质挥发。在回转窑内进行弱氧化焙烧，具有温度分布稳定、温度梯度分布合理、低沸点杂质挥发效率高，烟气与物料逆向流动，能源利用效率高、生产成本低。

本发明的另一目的在公开了使用上述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法制备的高等级氧化锌产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）工艺流程短。

采用本发明的方法只有两个工艺过程，即高温弱氧化焙烧过程和高温强还原熔炼过程，比传统的处理方法减少了一个工艺过程。高温弱氧化焙烧，主要目的是将低度氧化锌矿中的铅、砷、镉、氟、氯等低沸点物质，在高温弱氧化焙烧条件下，挥发到烟气中，而氧化锌沸点很高，在此高温弱氧化焙烧条件下，不挥发，一起与高沸点的氧化铁、二氧化硅、氧化铝、氧化钙等形成氧化物互熔体，即低度锌氧化物焙砂，达到低沸点物质杂质与锌元素分离的目的。在高温弱氧化焙烧过程中，低度氧化锌矿中的物质没有发生化学反应，只是低沸点物质在高温条件下的物理挥发过程。低度锌氧化物焙砂，配入还原剂后，进入电炉内进行高温强还原熔炼，在高温强还原熔炼过程中，低度锌氧化物中的氧化锌，被还原为金属锌，由于高温强还原熔炼的温度达到1200℃以上，而锌金属常压下的沸点只有916℃，强还原熔炼生成的金属锌以蒸汽形式快速挥发到烟气中，完成高温强还原熔炼过程。在此高温强还原熔炼条件下，氧化铁被还原为氧化亚铁，同时小部分的氧化亚铁，被进一步还原为金属铁，氧化亚铁、金属铁，沸点很高，不挥发，金属铁密度大，且与氧化亚铁互不相熔，沉降到下层，经过放出后，得到生铁；二氧化硅、氧化铝、氧化钙等，在此高温强还原熔炼条件下，不被还原，保持原有的物质状态，与还原生成的氧化亚铁一起，形成互熔体炉渣。进入烟气中的锌金属蒸汽，在流动过程中，被烟气中的氧气氧化为氧化锌粉尘，烟气经过冷却后并在收尘器中收集粉尘，该粉尘不含有低沸点的铅、砷、镉、氟、氯等低沸点物质，纯度达到99.0%以上，符合高等级氧化锌产品质量标准要求，经过计量并包装后，得到高等级氧化锌产品。高温强还原熔炼过程发生的主要化学反应如下：

ZnO+C=Zn↑+CO↑ （1）

Fe2O3+C=2FeO+CO↑ （2）

FeO+C=Fe+CO↑ （3）

2Zn+O2=2ZnO↓ （4）

2CO+O2=2CO2 （5）

（2）生产成本低。

本发明采用了短流程工艺，整个生产流程只有两个工艺过程，比传统的处理方法减少了一个工艺过程。与传统用低度氧化锌矿生产等级氧化锌产品的“高温还原挥发富集锌金属——氧化锌烟尘高温焙烧脱氟氯氧化锌——焙砂高温强还原生产等级氧化锌产品”工艺相比，本发明采用的“低度氧化锌矿高温弱氧化焙烧脱杂 氧化锌焙砂高温强还原熔炼生产等级氧化锌产品”工艺，相当于将传统工艺的“高温还原挥发富集锌金属与氧化锌焙砂高温强还原熔炼”两个过程，合并为“氧化锌高温强还原过程”，相当于减少了一个“低度氧化锌矿高温还原挥发富集”过程，也就相应地减少了一个工艺过程所消耗的成本，这是本发明生产成本低的主要原因。

另外，还原过程是巨大的吸热过程，在氧化锌物料的还原过程中， 既需要消耗大量的热量以提供还原反应过程所需要吸收的反应热量，还要消耗较大数量的煤焦还原剂，因此，还原过程的成本是很高的，根据行业生产初步统计，还原生产1吨锌金属的氧化锌产品或氧化锌粉尘，将消耗1吨用于提供还原反应的燃烧煤和0.4吨用作还原剂的还原煤焦，即消耗1.4吨能源资源。本发明减少的一个工艺过程，也是一个还原过程，因此，节约的成本是较大的。

（3）产品质量稳定。

首先，在高温弱氧化焙烧过程中，铅、砷、镉、氟、氯等低沸点物质，在高温条件下，形成对应的金属氧化物蒸汽，挥发到烟气中，与低度氧化锌矿中的高沸点氧化锌不挥发，实现了氧化锌与低沸点物质分离，经过高温弱氧化焙烧后产出的低度锌氧化物焙砂，已经不含有低沸点的铅、砷、镉、氟、氯等杂质。

然后，不含有低沸点杂质的低度锌氧化物焙砂，在高温强还原熔炼过程中，氧化锌被还原为金属锌，金属锌沸点较低，以蒸汽形式快速挥发到烟气中，烟气中的锌金属蒸汽，被流动的烟气中的氧气氧化为氧化锌粉尘。在高温强还原条件下，氧化铁被还原为氧化亚铁，且部分氧化亚铁被还原为金属铁，但氧化亚铁和金属铁，都沸点很高的物质，不挥发进入烟气中，而氧化钙、氧化铝、二氧化硅等，不被还原，且沸点很高，也不会进入烟气中。烟气中最后的固体物质只有氧化锌粉尘，既没有其他的低沸点物质如铅、砷、镉、氟氯，也没有高沸点的物质如氧化亚铁、金属铁、二氧化硅、氧化钙、氧化铝，因此，收集到的氧化锌粉尘纯度很高，产品质量很稳定。

（4）过程清洁环保。

在本发明提供的工艺过程中，没有湿法工艺过程，没有任何废液产出。

高温弱氧化焙烧过程中，产出的低沸点物质烟尘，销售到铅冶炼原料，销售到铅冶炼企业；高温强还原熔炼过程中产出的炉渣，为变通固体废渣，销售到水泥企业；高等级氧化锌产品对外销售。即工艺过程，没有对外排放废渣。

高温弱氧化焙烧过程和高温强还原熔炼过程，产出的烟气，经过冷却、烟尘收集后进行治理，尾气达标排放。

由此可见，本发明提供的生产工艺过程，没有废水产出，没有废渣产出，废气达标排放，整个工艺过程，清洁环保，不对外造成污染。

附图说明

图1为本发明所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法的工艺流程图。

具体实施方式

为便于阐述和理解本发明，首先对以下词语在本发明中的含义加以说明。

实施例1

如图1所示，本实施例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn10%的氧化锌矿，按下述顺序的步骤实施处理：

S1.回转窑高温弱氧化焙烧：低度氧化锌矿用破碎机破碎到20mm以下，以5t/h 的速度送入Φ 2.5*L40m 的回转窑内进行高温弱氧化焙烧，弱氧化焙烧过程由燃烧煤气供热，弱氧化焙烧温度为1200℃，焙烧时间3.0h；具体地，低温段焙烧温度为100℃-850℃，升温速度为3-4℃/min，保持20min-30min，然后将温度升至850℃-1250℃，升温速度为1℃/min-2℃/min，保持70min-90min。其具体选择按照实际生产需求调整。低度氧化锌矿经过高温弱氧化焙烧后，从所配置的布袋收尘器中收集到含锌1.4%、铅 9.5%、砷0.11%、镉0.32%、氟0.45%、氯 1.0%等低沸点物质的烟尘0.5t/h， 从窑头出口产出低度锌氧化物焙砂4.5t/h，低度锌氧化物焙砂含锌10.9%、铅 0.02%、砷0.0002%、镉0.0005%、氟0.009%、氯0.013%。弱氧化焙烧过程，锌金属回收率为98.1%，锌金属平衡率为99.5%。

S2.高温强还原熔炼：将上述低度锌氧化物焙砂，配入无烟煤为还原剂，无烟煤的配入重量为低度锌氧化物焙砂重量的10%，得到的混合物料以 4.95t/h的速度，送入到3900kVA 容量的电炉内进行高温还原熔炼，熔炼温度为1250℃，熔炼周期为6.0h，其中加料时间为1.0h、熔炼时间为4.0h、放渣时间为 1.0h。高温还原熔炼后，从电炉配置的布袋收尘器中收集到含锌79.58%（对应氧化锌含量为 99.02%）、铅0.16%、砷0.002%、镉0.005%、氟0.09%、氯0.13%、铁0.02%、锰0.01%、铜0.002%的氧化锌粉尘0.42t/h，从电炉放出口得到含锌 1.5%的电炉渣4.2t/h。收集到的氧化锌粉尘符合GB/T3494-2012《直接法氧化锌》标准的二级品，经过计量并包装后，得到含量99.0%的高等级氧化锌产品，对外销售。电炉渣销售到水泥企业。在电炉高温强还原熔炼过程中，锌金属回收率为84.79%，锌金属平衡率为98.49%；全流程锌金属总回收率为83.18%，锌金属总平衡率为98.00%。

现有技术的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法有三步，一是氧化焙烧，二是还原为粗锌，三是粗锌精炼产出锌锭产品。而本发明只有两步即可以得到产品，一是弱氧化焙烧，二是强还原，无需后续的精炼、强还原得到的产物就是高纯氧化锌产品。

本发明是弱氧化焙烧，低度氧化锌矿原料中没有硫，焙烧的目的不是脱硫，而是使砷、镉、铅、锑等，氧化为低价氧化物，却不被氧化为高价氧化物，砷、铅、锑的低价氧化物，挥发到气体中，从而达到脱除砷、镉、铅、锑的目的。由于砷、铅、锑的高价氧化物，沸点高，不容易挥发，所以焙烧过程必须控制为弱氧化焙烧，本发明的氧化使用弱氧化是在回转窑内进行弱氧化焙烧，具有温度分布稳定、温度梯度分布合理、低沸点杂质挥发效率高，杂质铅以低沸点的氧化亚铅挥发，杂质锑以低沸点的三氧化二锑挥发，杂质砷以低沸点的三氧化二砷挥发，以确保各种杂质的高效挥发，达到脱除杂质的目的。如果是氧化焙烧或强氧化焙烧，杂质铅则被氧化为高沸点的二氧化铅，难以挥发，杂质锑被氧化为高沸点的五氧化二锑，难以挥发，杂质砷被氧化为高沸点的五氧化二砷，难以挥发，使杂质铅、锑、砷等多种杂质的难以挥发，无法达到脱除杂质的目的。

本发明高温强还原熔炼过程中，氧化锌为金属气体，使锌金属蒸汽被后续吸入的空气氧化并转变为氧化锌粉尘，通过收集粉尘得到氧化锌产品；由于本发明的焙烧为弱氧化焙烧，砷、镉、铅、锑等杂质已经在焙烧过程中脱除，因此能够直接产出合格的高纯氧化锌产品，不需要再进行提纯。

实施例 2

本实施例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn15%的氧化锌矿，按下述顺序的步骤实施处理：

S1.高温弱氧化焙烧：低度氧化锌矿用破碎机破碎到20mm以下后，以7t/h 的速度送入Φ 3.0*L50m的回转窑内进行高温弱氧化焙烧，弱氧化焙烧过程由燃烧天然气供热，弱氧化焙烧温度为1230℃，焙烧时间3.5h。低度氧化锌矿经过高温弱氧化焙烧后，从所配置的布袋收尘器中收集到含锌2.5%、铅8.5%、砷0.12%、镉0.23%、氟0.62%、氯1.2%等低沸点物质的烟尘0.56t/h，从窑头出口产出低度锌氧化物焙砂6.44t/h，低度锌氧化物焙砂含锌16.0%、铅 0.018%、砷0.0003%、镉0.0004%、氟0.008%、氯0.015%。弱氧化焙烧过程，锌金属回收率为98.13%，锌金属平衡率为99.47%。

S2.高温强还原熔炼：低度锌氧化物焙砂，配入无烟煤为还原剂，无烟煤的配入重量为低度锌氧化物焙砂重量的 15%，得到的混合物料以7.41t/h的速度，送入到6300kVA 容量的电炉内进行高温还原熔炼，熔炼温度为1280℃，熔炼周期为8.0h，其中加料时间为2.0h、熔炼时间为5.0h、放渣时间为1.0h。高温还原熔炼后，从电炉配置的布袋收尘器中收集到含锌79.82%（对应氧化锌含量为 99.32%）、铅0.12%、砷0.002%、镉0.003%、氟0.08%、氯0.11%、铁0.03%、锰0.008%、铜0.003%的氧化锌粉尘1.14t/h，从电炉放出口得到含锌 1.9%的电炉渣5.49t/h。收集到的氧化锌粉尘符合GB/T3494-2012《直接法 氧化锌》标准的陶瓷用一级品，经过计量并包装后，得到含量99.3%的高等级氧化锌产品，对外销售。电炉渣销售到水泥企业。在电炉高温强还原熔炼过程中，锌金属回收率为88.32%，锌金属平衡率为98.43%；全流程锌金属总回收率为 86.67%，锌金属总平衡率为97.91%。

实施例 3

本实施例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn20%的氧化锌矿，按下述顺序的步骤实施处理：

S1.高温弱氧化焙烧：低度氧化锌矿用破碎机破碎到 20mm 以下后，以10t/h 的速度送入Φ 3.6*L54m 的回转窑内进行高温弱氧化焙烧，弱氧化焙烧过程由燃烧重油供热，弱氧化焙烧温度为 1250℃，焙烧时间 4.0h。低度氧化锌矿经过高温弱氧化焙烧后，从所配置的布袋收尘器中收集到含锌3.2%、铅6.5%、砷0.08%、镉0.21%、氟0.42%、氯0.95%等低沸点物质的烟尘 0.68t/h，从窑头出口产出低度锌氧化物焙砂 9.32t/h，低度锌氧化物焙砂含锌21.11%、铅0.012%、砷0.0002%、镉0.0003%、氟0.006%、氯0.011%。弱氧化焙烧过程，锌金属回收率为98.37%，锌金属平衡率为99.46%。

S2.高温强还原熔炼：低度锌氧化物焙砂，配入粒度2mm-10mm 的细粒焦炭为还原剂，焦炭的配入重量为低度锌氧化物焙砂重量的20%，得到的混合物料以11.18t/h 的速度，送入到12500kVA 容量的电炉内进行高温还原熔炼，熔炼温度为 1300℃，熔炼周期为12.0h，其中加料时间为4.5h、熔炼时间为6.0h、放渣时间为1.5h。高温还原熔炼后，从电炉配置的布袋收尘器中收集到含锌80.02%（对应氧化锌含量为99.57%）、铅0.08%、砷0.001%、镉0.002%、氟0.06%、氯0.09%、铁0.02%、锰 0.005%、铜0.002%的氧化锌粉尘2.23t/h，从电炉放出口得到含锌2.1%的电炉渣7.46t/h。收集到的氧化锌粉尘符合GB/T3494-2012《直接法氧化锌》标准的橡胶用一级品，经过计量并包装后，得到含量 99.5%的高等级氧化锌产品，对外销售。电炉渣销售到水泥企业。在电炉高温强还原熔炼过程中，锌金属回收率为90.70%，锌金属平衡率为 98.66%；全流程锌金属总回收率为89.22%，锌金属总平衡率为99.13%。

对比例1

本对比例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn30%的氧化锌矿，高温弱氧化焙烧的焙烧温度为1200℃，焙烧时间 3.0h。弱氧化焙烧过程，锌金属回收率为98.1%，锌金属平衡率为99.5%，与实施例1相当。

高温强还原熔炼的过程与实施例1基本相同，在电炉高温强还原熔炼过程中，配入的还原剂量为10%，则锌金属回收率为45.12%，锌金属平衡率为98.29%；全流程锌金属总回收率为44.26%，锌金属总平衡率为97.80%。全流程金属回收率与实施例1的83.18%相比，降低了38.92%，锌金属回收率大幅度降低的主要原因是氧化锌矿含锌太高，还原剂的加入量严重不足。更重要的是，含锌30%的氧化锌矿，价格比较昂贵，这样的生产结果是在经济上没有效益。

对比例2

本对比例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn10%的氧化锌矿，高温弱氧化焙烧弱氧化焙烧温度为 1000℃，焙烧时间 3.0h。弱氧化焙烧过程，产出的低度锌氧化物焙砂含锌10.9%、铅 0.12%、砷0.05%、镉0.02%、氟0.07%、氯0.13%。

高温强还原熔炼的过程与实施例1基本相同。在电炉高温强还原熔炼过程中，产出含锌78.18%（对应氧化锌含量为 97.24%）、铅0.94%、砷0.38%、镉0.15%、氟0.54%、氯1.02%的氧化锌产品，氧化锌产品不符合GB/T3494-2012《直接法氧化锌》标准的二级品，造成氧化锌产品不符合标准的主要原因是弱氧化焙烧过程的温度严重偏低，导致铅、砷、镉、氟、氯等杂质脱除效率低，最终造成产品不合格。

对比例3

本对比例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn10%的氧化锌矿，高温弱氧化焙烧与实施例操作基本相同。

高温强还原熔炼的过程熔炼温度为1000℃，则锌金属回收率为65.86%，锌金属平衡率为98.38%；全流程锌金属总回收率为64.61%，锌金属总平衡率为97.89%。全流程金属锌金属回收率与实施例1的83.18%相比，降低了19.57%，锌金属回收率大幅度降低的主要原因是强还原过程温度低，还原反应速度慢，氧化锌矿原料中还有一部分氧化锌没有被还原为金属锌，无法挥发到烟气中，没有形成最终的产品。

对比例4

本对比例的低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其中，按质量份数计，含Zn10%的氧化锌矿，高温弱氧化焙烧与实施例操作基本相同。

高温强还原熔炼的过程熔炼温度为1400℃，锌金属的回收率、直收率以及产品质量，与实施例1总体相同，但单位产品的电能消耗增加约5%，电炉内的耐火砖使用寿命缩短10%，生产总成本增加约10%。因此，强还原熔炼温度在1200-1300℃比较适合。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (9)

1.一种低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1.高温弱氧化焙烧：使用低度氧化锌矿进行高温弱氧化焙烧，焙烧温度为 1200℃-1250℃，焙烧时间3.0h-4.0h，使低度氧化锌矿中的低沸点物质挥发到烟气中，得到低度氧化物焙砂；

S2.高温强还原熔炼：将所述低度锌氧化物焙砂与配入的还原剂一起，进行高温还原熔炼，熔炼温度为1250℃-1300℃，熔炼时间为4.0h-8.0h，熔炼后得到高温含尘烟气和电炉渣；

S3.冷却后收集高温含尘烟气：高温含尘烟气经过冷却后收集烟尘，烟尘经过计量并包装后，得到高等级氧化锌产品。

2.根据权利要求1所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述低度氧化锌矿中含锌的质量份数占总质量的10%-20%。

3.根据权利要求2所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述低度氧化锌矿的粒径为20mm以下。

4.根据权利要求1所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述低沸点物质为铅、砷、镉、氯化物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述还原剂为无烟煤或焦炭。

6.根据权利要求5所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述还原剂的添加量为低度氧化锌矿重量的10%-20%。

7.根据权利要求1所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述冷却温度为110℃-190℃。

8.根据权利要求7所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法，其特征在于，所述弱氧化焙烧设备为回转窑，低温段焙烧温度为100℃-850℃，升温速度为3-4℃/min，保持20min-30min，然后将温度升至850℃-1250℃，升温速度为1℃/min-2℃/min，保持70min-90min。

9.一种使用权利要求1-8任意一项所述低度氧化锌矿生产高等级氧化锌产品的方法制备的高等级氧化锌产品。

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