粗鋅精餾(rectification of crude zinc)是指在精餾塔中進行多段蒸發與冷凝除去粗鋅中雜質產出精鋅的過程，為火法煉鋅流程的重要組成部分。鋅熔煉產出的粗鋅一般含有1%-3%的雜質，其中有蒸氣壓比鋅低的銻、鉛、銦、鎵、銅、錫、鍺、鐵和比鋅高的砷、鎘。溶解有雜質金屬的粗鋅在每一個蒸發或冷凝的過程中，蒸氣壓大的金屬會較多地富集在氣相中，因此，通過控制適當的蒸發和冷凝溫度，經過多次蒸發和冷凝，便能除去粗鋅中的雜質。
基本介紹
- 中文名：粗鋅精餾
- 外文名：rectification of crude zinc
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：火法煉鋅流程
- 粗鋅：含有1%-3%的雜質
簡介,原理,鋅精餾塔,工藝,發展趨勢,
簡介
粗鋅精餾(rectification of crude zinc)是指在精餾塔中進行多段蒸發與冷凝除去粗鋅中雜質產出精鋅的過程，為火法煉鋅流程的重要組成部分。
原理
鋅熔煉產出的粗鋅一般含有1%-3%的雜質，其中有蒸氣壓比鋅低的銻、鉛、銦、鎵、銅、錫、鍺、鐵和比鋅高的砷、鎘。溶解有雜質金屬的粗鋅在每一個蒸發或冷凝的過程中，蒸氣壓大的金屬會較多地富集在氣相中，因此，通過控制適當的蒸發和冷凝溫度，經過多次蒸發和冷凝，便能除去粗鋅中的雜質。粗鋅的精餾是在一種專用的鋅蒸餾塔內完成的.粗鋅首先在高於鋅沸點溫度的鉛塔內連續進行多段蒸發與冷凝分離除去蒸氣壓比鋅低的銻、鉛、錮、鎵、銅、錫、鍺和鐵等雜質金屬，而後在溫度低於鋅沸點溫度的錫塔內連續進行多段蒸發與冷凝，除去蒸氣壓比鋅高的砷、鎘雜質金屬，獲得純度為99. 99%~99. 999%的精餾鋅。
鋅精餾塔
粗鋅精煉的主要設備。包括鉛塔和鎘塔兩個主要部分。每塔均由塔本體、燃燒室和空氣預熱器組成。與鉛塔相聯的有粗鋅熔化爐、高福鋅冷凝器和熔析爐，與鍋塔相聯的有高鎘鋅冷凝器和精鋅接受爐。
塔體由若干塊長方形塔盤重疊安裝而成，塔盤之間的砌築面必須嚴密不漏。塔的下半部砌在燃燒室中，使流經塔內的蒸氣壓較大的金屬蒸發，故此部分稱為蒸發器。上下相鄰兩個塔盤的底孔成180°交錯，使塔內金屬液體和蒸氣按“之”字型通路下流與上升，以保證氣、液兩相之間具有良好的傳熱傳質條件。
工藝
經粗鋅熔化爐混勻的鋅液連續均勻地加入鉛塔，鉛鎘燃燒室溫度嚴格控制在1423-1473K之間，以使鋅和鎘強烈燕發。液體金屬由各層蒸發盤的溢流孔流向下層蒸發盤時，與上升金屬蒸氣充分接觸，一方面為鋅液提供充分的受熱蒸發機會，另一方面則為上升氣流中所挾帶的蒸氣壓較低的鉛、錫等金屬蒸氣也提供充分的冷凝機會。氣液體金屬如此多次接觸交換，流向塔底的液體金屬含鋅越來越少，經鉛塔最下層流入熔析爐內。熔析後的產品分為三層：下層為含鋅鉛，中層為硬鋅(含鐵鋅)，上層是熔析鋅。上升的金屬蒸氣進入分餾器後，由於溫度較低，蒸氣壓低的金屬蒸氣逐漸冷罐，經歷塔盤層次愈多，蒸氣中含鋅愈高，最後進入高福鋅冷凝器冷凝成含錫鋅的液體。含鎘鋅液體隨後進入鎘塔，鎘塔蒸發器溫度為1073K左右，如在鉛塔中一樣進行蒸發冷凝，進入塔頂鎘冷凝器的富鎘蒸氣冷凝為高鎘鋅，在塔最下層產出的精餾鋅。匯入精鋅接受滬。經澆鑄成鋅錠。精餾鋅的收率為95%-96%，鋅總回收率99.2%，產出每噸精鋅的燃料消耗0.4-0.5t標準煤，電耗約74kW/h。
發展趨勢
國際上大多數的鋅熔煉廠，為提高鋅精餾塔的生產能力，都趨向採用大型塔盤。塔盤大型化能提高單塔產量和勞動生產率，並能降低能耗。國際上的鋅熔煉廠一般採用1280mm×624mm×180mm標準化塔盤，有的採用1372mm×762mm×190rnm的大塔盤，效果顯著。中國長期沿用990mm×457mm×163mm的小塔盤，80年代中期開始採用1372mm×762mm×190mm的大塔盤。
