我國鋅礦查明資源儲量9172.35萬噸，礦產(chǎn)地分布廣泛，但儲存量相對集中分布在云南、內(nèi)蒙古、甘肅、廣東、四川、新疆、廣西六省區(qū)，占全國鋅資源儲量的70%以上；成礦區(qū)域和成礦期相對集中，主要集中在滇西蘭平、西秦嶺-祁連山、內(nèi)蒙古狼山-阿爾泰山、南嶺及川滇等五大礦區(qū)；大中型礦床占有儲量多，礦石類型復(fù)雜；礦床物資成分復(fù)雜，共伴生組成分多，綜合利用價值大；貧礦多、富礦少，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等，從這些因素來看，一定意義上表明，鋅礦資源不僅貧礦多，而且開采難度大近年來，由于世界幾個重要的鋅礦閉礦，鋅精礦的市場供應(yīng)轉(zhuǎn)向短缺。一直以來，我國是全球金屬鋅的生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國，2017年我國鋅產(chǎn)量達(dá)622萬噸，鋅消費(fèi)在全球鋅消費(fèi)中的占比從2000年的15.18%上升至2017年占比達(dá)到48%，已近半數(shù)，在全球鋅消費(fèi)中占據(jù)重要位置。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年中國精鋅消費(fèi)量約670萬噸。主要應(yīng)用在鍍鋅、壓鑄鋅合金、氧化鋅、黃銅、電池等五大領(lǐng)域，其鍍鋅占57%。但精鋅市場仍存在20萬噸的供給缺口。2015年鋅短缺25萬噸，2017年鋅短缺198萬噸。這既是鋅產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及原料供應(yīng)存在著的嚴(yán)重隱患，也是對再生鋅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的利好。

一、我國再生鋅冶煉工藝金屬鋅冶煉的生產(chǎn)工藝主要有濕法和火法兩種，濕法即電解鋅，火法即鼓風(fēng)爐或豎罐煉鋅。這兩種工藝都存在投資大、能耗高、污染大、效益低等缺陷。而再生鋅的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在每噸再生鋅，能耗僅為原生鋅的28%，節(jié)約能源72%，不僅減少排放，而且環(huán)保效果十分明顯。

但是，目前國內(nèi)再生鋅冶煉仍然停留在比較落后的階段，行業(yè)內(nèi)對含鋅固廢的處理基本上跟隨原生鋅冶煉工藝。據(jù)了解，目前年產(chǎn)萬噸金屬鋅的濕法電解鋅項(xiàng)目需要投資1億多元，而火法豎罐或鼓風(fēng)爐年產(chǎn)萬噸金屬鋅只需投資6000多萬元，而且存在運(yùn)行成本高、能耗高、效益差，難以規(guī)模生產(chǎn)等難題。

因此，很多鋅生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合研究院所、大專院校開展攻關(guān)，下大力度研究綠色環(huán)保的再生鋅生產(chǎn)工藝。

二、我國的二次鋅資源我國的二次鋅資源包括鍍鋅過程中產(chǎn)生的熱鍍鋅渣和鋅灰、鋅合金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鋅廢料，以及報(bào)廢的鋅合金和鋼鐵行業(yè)電弧爐煙塵和瓦斯泥、瓦斯灰，還有銅鉛等行業(yè)冶煉產(chǎn)生的含鋅煙塵等。2016年，我國國內(nèi)產(chǎn)生的上述資源含鋅量在247萬噸左右。根據(jù)商務(wù)部發(fā)布的《中國再生資源回收行業(yè)發(fā)展報(bào)告2017》，2016年我國廢鋅回收量約為150萬噸。進(jìn)口的鋅廢碎料中所包括的鑄鋅廢料、鋅板廢料和廢全鋅切片的含鋅量在96%以上；廢混合鋅切片的含鋅量在55%左右。

還有廢棄的含鋅催化劑、廢棄的堿性鋅錳電池，這些資源至今沒能進(jìn)入二次鋅資源回收。

據(jù)了解，生產(chǎn)次氧化鋅的大部分原料來源于鋼廠、鍍鋅廠，以及天然氧化鋅礦和各種鋅渣、鋅灰、尾礦等行業(yè)。主要由兩大類組成，一是使用鋅錠的廠家：因?yàn)殄冧\用鋅量占整個鋅消費(fèi)總量的59%，所以鍍鋅過程的鋅渣，鋅灰較多，同時含鋅品位較高,容易回收處理；另外還有銅材廠的下腳料，壓鑄鋅合金的熔渣，鉛銅冶煉過程中的煙塵。二是煉鋼廠各種含鋅煙塵，主要來自高爐灰、轉(zhuǎn)爐灰、電爐灰，及在煉鋼過程中加入的鍍鋅廢鋼回收的鋅合金廢料、印刷鋅板、膠印鋅板、廢軋制的屋頂板、汽車零部件等。物料鋅品位在5%～35%左右，具有很高的利用價值。

我們知道，許多鋼廠都有鍍鋅生產(chǎn)線，若在廠內(nèi)建立含鋅煙塵收集裝置，煉出鋅錠可再次供鍍鋅生產(chǎn)線使用；鍍鋅生產(chǎn)線下來的鋅渣、鋅灰能返回?zé)掍\裝置重產(chǎn)鋅錠。同時也將煉鋅的高鐵渣返回?zé)掕F系統(tǒng)繼續(xù)煉鐵，真正實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。

鋼鐵行業(yè)是二次鋅資源的生產(chǎn)大戶，包括電爐冶煉廢鋼產(chǎn)生的含鋅煙塵和高爐煉鐵產(chǎn)生的瓦斯泥、瓦斯灰。固體廢料包括高爐瓦斯泥、電弧爐塵等，高爐瓦斯泥和瓦斯灰又稱煙灰或煙道灰，是高爐冶煉過程中隨著高爐煤氣攜帶出的原料粉塵及高溫區(qū)激烈反應(yīng)而產(chǎn)生的微粒經(jīng)濕式或干式除塵而得到的產(chǎn)物，二者化學(xué)性質(zhì)相近，主要成分是氧化鐵和炭，也含有少量鋅、鉛、銅和鉍等有價值的有色金屬。

目前，從國內(nèi)鋼鐵冶煉龍頭企業(yè)的調(diào)查情況看，以前這些散料灰和其他廢物一起捆綁招標(biāo)外賣，現(xiàn)在因?yàn)檎袠?biāo)體制的改革，煉鋼散料陷入無人要的尷尬境地，無法處理的散料只能在現(xiàn)場堆積或隨意拋棄，造成環(huán)境污染。同時，一方面，工人在收集運(yùn)送石灰過程中，皮膚還常被燒傷。另一方面，工人每月清理一次爐灰停產(chǎn)4小時，而且清灰勞動條件非常惡劣。

高爐瓦斯泥、瓦斯灰作為鋼鐵工業(yè)的副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1噸鋼產(chǎn)生20千克含鋅10%～20%的瓦斯泥、瓦斯灰。據(jù)報(bào)道，2016年中國鋼產(chǎn)量為8億噸，連續(xù)16年穩(wěn)居世界第一。按此計(jì)算，我國瓦斯泥、瓦斯灰的年產(chǎn)出量估計(jì)在160萬噸，折合金屬含鋅量160萬～320萬噸，約相當(dāng)于2588萬～5 176萬噸鋅礦石的開采量。如果3000萬噸級鋼鐵公司將產(chǎn)生瓦斯灰60萬噸，含鋅品位大致為10.61%。按60萬噸瓦斯灰處理量計(jì)算，則每年生產(chǎn)瓦斯灰中將含有6萬噸鋅，按80%直產(chǎn)率計(jì)算，可得5號鋅錠4.8萬噸，產(chǎn)值將大于10億元，利稅至少在1.5億元以上。然而這些固體廢物如果不能得到妥善處理，合理利用，既會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還會造成巨大的資源損失。

三、研發(fā)思路及工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果成立于1994年的原葫蘆島煉鋅廠，是遼寧省重要的鋅冶煉生產(chǎn)廠家之一，是遼寧省規(guī)模較大、技術(shù)水平較高的民營煉鋅企業(yè)，其產(chǎn)品在國內(nèi)外市場具有良好的信譽(yù)。2010年，按照國家要求，該廠徹底淘汰了豎罐煉鋅工藝，并針對國內(nèi)再生鋅資源豐富，又有國家政策的支持，再加上原有再生鋅工藝比較落后的狀況，該廠組織相關(guān)專家和科研人員成立研發(fā)團(tuán)隊(duì)，就突破原始再生鋅生產(chǎn)工藝對鋼廠進(jìn)行含鋅煙塵循環(huán)利用課題的研發(fā)，歷經(jīng)6年20多次試驗(yàn)，通過多方調(diào)研、潛心研發(fā)，耗資6000余萬元，最終成功研發(fā)出國內(nèi)外首創(chuàng)的電熱或燃?xì)饣剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)再生鋅的技術(shù)和裝置，并分別獲得了國家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利。

試生產(chǎn)結(jié)果表明，采用電熱貨燃?xì)饣剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)再生鋅技術(shù)，生產(chǎn)過程的廢氣排放達(dá)標(biāo)，廢渣可配料繼續(xù)煉鐵，廢水循環(huán)使用，能耗比原生鋅生產(chǎn)工藝降低三分之一，金屬回收率及產(chǎn)品質(zhì)量均處于國內(nèi)外再生鋅技術(shù)領(lǐng)先地位，已經(jīng)具備工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用條件。

由于該工藝?yán)秒娔苻D(zhuǎn)化熱能等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)全程自動控制，不僅節(jié)省了人力，而且對企業(yè)內(nèi)部的成本控制起到了至關(guān)重要的作用；實(shí)現(xiàn)了單窯生產(chǎn)鋅錠年產(chǎn)能萬噸，可根據(jù)各使用廠家的具體情況選擇設(shè)備臺數(shù)，靈活方便；在技術(shù)研發(fā)和1萬噸生中試成功的基礎(chǔ)上，擬選址建設(shè)年生產(chǎn)2萬噸煉鋅廠，利用國內(nèi)鋼鐵企業(yè)煉鋼產(chǎn)生的固體廢料，實(shí)現(xiàn)了采用燃?xì)饣螂姛峄剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)再生鋅技術(shù)替代高耗能、高排放的現(xiàn)有煉鋅工藝技術(shù)。

該項(xiàng)目采用自主研發(fā)的燃?xì)饣螂姛峄剞D(zhuǎn)窯專利技術(shù)，處理含鋅固體廢料生產(chǎn)再生鋅。工藝特點(diǎn)為流程短，廢氣為天然氣燃燒后的尾氣，洗滌煙塵的水循環(huán)使用，定期撈出沉淀物干燥后返回系統(tǒng)繼續(xù)煉鋅。廢渣可返回?zé)掕F系統(tǒng)配料使用，鋅錠可供本廠鍍鋅產(chǎn)品使用，鍍鋅過程產(chǎn)生的廢渣、廢灰可返回?zé)掍\系統(tǒng)繼續(xù)使用。該專利技術(shù)是將各種鋅品位大于55%的含鋅物料與廢焦粉或低價無煙煤混合預(yù)熱投入密閉窯中進(jìn)行還原，還原后的鋅蒸汽直接冷凝成液態(tài)鋅鑄錠。另外，固體廢渣可返回?zé)掕F系統(tǒng)配料使用，也可應(yīng)用于建筑材料。

該專利技術(shù)工藝流程簡單，對物料要求低，也可以將鍍鋅等含金屬鋅的物料直接投入窯中還原生產(chǎn)出鋅錠。

四、技術(shù)概述與創(chuàng)新點(diǎn)該項(xiàng)技術(shù)是將含鋅廢料加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)開始反應(yīng)、產(chǎn)出鋅蒸汽。鋅蒸汽被導(dǎo)入冷凝系統(tǒng)，通過飛濺式石墨轉(zhuǎn)子將母鋅揚(yáng)起，用揚(yáng)起的鋅液吸收導(dǎo)入的鋅蒸汽，冷凝后鑄錠。同時未被冷凝的鋅蒸汽和其他煙塵進(jìn)入第二冷凝器，第二冷凝器為三組水力噴射器，通過水洗的煙塵進(jìn)入循環(huán)水池沉淀，定期撈出、晾干，作為原料繼續(xù)使用。循環(huán)水定期補(bǔ)充，不存在排放。另外，凈化后的一氧化碳送入干燥系統(tǒng)做補(bǔ)充燃料使用，產(chǎn)生的渣子進(jìn)入排出系統(tǒng)冷卻、排出，存入防滲漏池內(nèi)，不僅可以轉(zhuǎn)移到水泥生產(chǎn)廠、制磚廠做骨料使用，也可返回?zé)掕F系統(tǒng)配料使用，最終天然氣通過燃?xì)饣h(huán)送入燒嘴內(nèi)，在燃燒室燃燒，燃燒廢氣通過引風(fēng)機(jī)、經(jīng)過電收塵送入煙囪排放。

這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)表明：采用特制的碳化硅磚砌筑回轉(zhuǎn)窯，將原料加料通道和燃?xì)馊紵ǖ婪珠_，間接加熱窯內(nèi)原料，這是該技術(shù)的核心；采用齒輪軸孔用于料道，齒輪外圓部分用于燃燒室。

天然氣燃?xì)饣h(huán)。天然氣通過燃?xì)饣h(huán)送入燒嘴內(nèi)，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動，滑環(huán)不動，天然氣在燃燒室燃燒，燃燒廢氣通過引風(fēng)機(jī)、經(jīng)過電收塵送入煙囪排放。

窯兩端彈性密封。在煉鋅過程中，料道不能進(jìn)氧，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)中除了轉(zhuǎn)動外還要上下串動，因此，加料和出鋅的兩端采用彈性密封。

操作簡便，生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)中的預(yù)熱、冶煉、冷凝等主要工藝均在窯內(nèi)完成，氣密性好，操作簡化，可實(shí)現(xiàn)自動控制，而且操作人員少，生產(chǎn)效率高，單臺燃?xì)饣剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)效率達(dá)每日30噸。

降低了冶煉溫度、縮短了冶煉時間。與其他火法冶煉相比，由立式不動改為臥式轉(zhuǎn)動，物料由立柱狀改為薄層翻滾運(yùn)動，物料受熱均勻、迅速，所以冶煉溫度可降低100℃～200℃，能縮短冶煉時間；均勻受熱能提高金屬回收率；冶煉溫度低能減少散熱損失，減少窯壁耐火材料的消耗。

能耗低。在工藝、余熱利用、保溫、發(fā)熱材料、發(fā)熱方式、原料熔煉前處理上均采取了節(jié)能措施，總能耗為每噸鋅1.02噸標(biāo)準(zhǔn)煤，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有火法煉鋅，也低于濕法煉鋅。

環(huán)保性好。燃?xì)饣剞D(zhuǎn)窯的原料加料通道和燃?xì)馊紵ǖ莱史珠_狀態(tài)，也是該專利的主要特點(diǎn)，只有這樣冶煉過程中的煙塵和燃燒廢氣才能得到較好處理。

對物料無特殊要求。入窯物料可以是粉狀、片狀、粒狀；原料中水分、鋅品位、鉛含量無嚴(yán)格要求；物料直接入窯，省掉了豎罐煉鋅工藝的制團(tuán)、焦結(jié)或制粒等預(yù)處理工序。

能回收銦、鎘、鉛等多種有價金屬。如果處理含鉛較高的原料，還能額外增加鉛收入，大大提高冶煉效益。

產(chǎn)品質(zhì)量好。由于冶煉溫度低，夾帶雜質(zhì)少，鋅品是現(xiàn)有火法冶煉中質(zhì)量最好的，每噸鋅可增加銷售收入500元左右。

該工藝技術(shù)還通過了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會關(guān)于葫蘆島煉鋅廠“一種電熱回轉(zhuǎn)窯煉鋅的方法”發(fā)明專利和“燃?xì)饣剞D(zhuǎn)窯煉鋅裝置”實(shí)用新型專利的評審。

五、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著通過新的生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)，形成新的有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺，對壯大地區(qū)經(jīng)濟(jì)、拓展就業(yè)空間和增加居民收入具有十分重要意義。

該項(xiàng)目采用的專利技術(shù)具有國際領(lǐng)先水平，不僅對于火法煉鋅企業(yè)，而且對其他金屬冶煉、鐵合金等行業(yè)都具有推廣應(yīng)用價值，按測算，如在國內(nèi)有色金屬及煉鋼領(lǐng)域30%生產(chǎn)裝置采用回轉(zhuǎn)窯冶煉技術(shù)，其資源利用、能源節(jié)約，減少排放、降低成本的總價值將在2億元以上，具有廣泛經(jīng)濟(jì)和社會效益。

六、國家對再生鋅行業(yè)的支持依據(jù)2016年8月1日起實(shí)行的《國家危險廢物名錄》《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推行環(huán)境污染第三方治理的意見》（國辦發(fā)〔2014〕69號）《環(huán)境保護(hù)部關(guān)于推進(jìn)環(huán)境污染第三方治理的實(shí)施意見》（環(huán)規(guī)財(cái)函〔2017〕172號），電爐煉鋼過程中集塵、除塵裝置收集的粉塵和廢水處理污泥，鉛鋅冶煉過程中陰極鋅熔鑄產(chǎn)生的浮渣、氧化鋅浸出處理產(chǎn)生的浸出渣、鼓風(fēng)爐煉鋅鋅蒸汽冷凝分離系統(tǒng)產(chǎn)生的鼓風(fēng)爐浮渣、鋅精餾爐產(chǎn)生的鋅渣，集塵、除塵裝置收集的粉塵，再生鋅過程中集塵、除塵裝置收集的粉塵和廢水處理污泥等，都被列入《國家危險廢物名錄》，將實(shí)行更加嚴(yán)格的管理。隨著我國淘汰落后產(chǎn)能的逐步展開，環(huán)保要求的逐步提高，對循環(huán)經(jīng)濟(jì)更加重視。從“十二五”到“十三五”規(guī)劃都將處理工業(yè)固廢都列入了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，而且要在2020年前建立50個國家級處理固廢產(chǎn)業(yè)園。2015年，工信部在《鉛鋅行業(yè)規(guī)范條件》（2015年第20號）中規(guī)定，新建利用氧化鋅礦和含鋅二次資源的項(xiàng)目達(dá)到每年1.5萬噸即可。從上述方方面面表明，國家對處理固廢是高度重視的，對再生鋅產(chǎn)業(yè)政策是提倡支持的。