[科普中国]-粗锌精馏

粗锌精馏(rectification of crude zinc)是指在精馏塔中进行多段蒸发与冷凝除去粗锌中杂质产出精锌的过程，为火法炼锌流程的重要组成部分。锌熔炼产出的粗锌一般含有1%-3%的杂质，其中有蒸气压比锌低的锑、铅、铟、镓、铜、锡、锗、铁和比锌高的砷、镉。溶解有杂质金属的粗锌在每一个蒸发或冷凝的过程中，蒸气压大的金属会较多地富集在气相中，因此，通过控制适当的蒸发和冷凝温度，经过多次蒸发和冷凝，便能除去粗锌中的杂质。

简介粗锌精馏(rectification of crude zinc)是指在精馏塔中进行多段蒸发与冷凝除去粗锌中杂质产出精锌的过程，为火法炼锌流程的重要组成部分1。

原理锌熔炼产出的粗锌一般含有1%-3%的杂质，其中有蒸气压比锌低的锑、铅、铟、镓、铜、锡、锗、铁和比锌高的砷、镉。溶解有杂质金属的粗锌在每一个蒸发或冷凝的过程中，蒸气压大的金属会较多地富集在气相中，因此，通过控制适当的蒸发和冷凝温度，经过多次蒸发和冷凝，便能除去粗锌中的杂质。粗锌的精馏是在一种专用的锌蒸馏塔内完成的.粗锌首先在高于锌沸点温度的铅塔内连续进行多段蒸发与冷凝分离除去蒸气压比锌低的锑、铅、锢、镓、铜、锡、锗和铁等杂质金属，而后在温度低于锌沸点温度的锡塔内连续进行多段蒸发与冷凝，除去蒸气压比锌高的砷、镉杂质金属，获得纯度为99. 99%~99. 999%的精馏锌2。

锌精馏塔粗锌精炼的主要设备。包括铅塔和镉塔两个主要部分。每塔均由塔本体、燃烧室和空气预热器组成。与铅塔相联的有粗锌熔化炉、高福锌冷凝器和熔析炉，与锅塔相联的有高镉锌冷凝器和精锌接受炉。

塔体由若千块长方形塔盘重叠安装而成，塔盘之间的砌筑面必须严密不漏。塔的下半部砌在燃烧室中，使流经塔内的蒸气压较大的金属蒸发，故此部分称为蒸发器。上下相邻两个塔盘的底孔成180°交错，使塔内金属液体和蒸气按“之”字型通路下流与上升，以保证气、液两相之间具有良好的传热传质条件3。

工艺经粗锌熔化炉混匀的锌液连续均匀地加入铅塔，铅镉燃烧室温度严格控制在1423-1473K之间，以使锌和镉强烈燕发。液体金属由各层蒸发盘的溢流孔流向下层蒸发盘时，与上升金属蒸气充分接触，一方面为锌液提供充分的受热蒸发机会，另一方面则为上升气流中所挟带的蒸气压较低的铅、锡等金属蒸气也提供充分的冷凝机会。气液体金属如此多次接触交换，流向塔底的液体金属含锌越来越少，经铅塔最下层流入熔析炉内。熔析后的产品分为三层：下层为含锌铅，中层为硬锌(含铁锌)，上层是熔析锌。上升的金属蒸气进入分馏器后，由于温度较低，蒸气压低的金属蒸气逐渐冷罐，经历塔盘层次愈多，蒸气中含锌愈高，最后进入高福锌冷凝器冷凝成含锡锌的液体。含镉锌液体随后进入镉塔，镉塔蒸发器温度为1073K左右，如在铅塔中一样进行蒸发冷凝，进入塔顶镉冷凝器的富镉蒸气冷凝为高镉锌，在塔最下层产出的精馏锌。汇入精锌接受沪。经浇铸成锌锭。精馏锌的收率为95%-96%，锌总回收率99.2%，产出每吨精锌的燃料消耗0.4-0.5t标准煤，电耗约74kW/h2。

发展趋势国际上大多数的锌熔炼厂，力提高锌精馏塔的生产能力，都趋向采用大型塔盘。塔盘大型化能提高单塔产量和劳动生产率，并能降低能耗。国际上的锌熔炼厂一般采用1280mm×624mm×180mm标准化塔盘，有的采用1372mm×762mm×190rnm的大塔盘，效果显著。中国长期沿用990mm×457mm×163mm的小塔盘，80年代中期开始采用1372mm×762mm×190mm的大塔盘1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学