冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统及方法与流程

本发明属于冶金领域，具体涉及一种冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统及方法。

背景技术：

金属锌是工业和农业重要的原材料。随着社会的进步和人类的发展，世界对锌资源的需求快速提高，锌原料消耗巨大，锌金属行业面临无矿可采与原料供应短缺的危机。我国是世界产锌大国，我国以不到世界20％的锌资源储量生产了几乎50％的锌产品，由于过度开发，我国高品位的闪锌矿储量几近枯竭。自2000年以来，我国的锌净出口量，包括合金中的锌一直呈逐渐减少的趋势，中国锌供应由过剩转为短缺。与此同时，在金属锌的使用过程中，会产生许多含锌二次物料。含锌二次物料的堆放，一方面大量占用土地，造成严重环境污染，另一方面造成极大的资源浪费。

锌冶炼以湿法流程为主，锌精矿经焙烧或其他手段处理后进行浸出，得到硫酸锌溶液经净液、电解沉积得到阴极锌片，经锌熔铸得到zn99.995锌锭。该流程工序较多、过程复杂、投资巨大、能耗偏高，单电积工序的吨锌直流电耗就达到3000kwh。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并带来了新的污染。

鼓风炉、竖罐和电炉是目前仅存的火法炼锌工艺，能耗普遍较高。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较低，鼓风炉、电炉渣含锌高，锌总回收率低。目前，除单台鼓风炉的产能可达10万吨锌/年以上，竖罐和电炉的单系列产能仅为几千吨/年，完全无法满足现代化大工业生产的要求。

锌是目前世界上循环利用较好的金属之一，含锌二次物料已成为锌生产的重要原料，全球30％的锌来源于含锌二次物料，再生锌年产量高达290万吨。但是，由于我国含锌二次物料利用起步较晚，与国外差距较大。

目前含锌二次物料的处理方法主要有火法和湿法。火法工艺包括回转窑烟化挥发(威尔兹法)、等离子炉熔炼、电热竖炉熔炼、垂直喷射火焰烟化等。其中回转窑烟化挥发工艺存在备料过程复杂，细烟灰需制粒干燥，能耗大，还原剂用量大，窑维修费用大，主要是耐火材料寿命短等问题。等离子炉熔炼工艺存在单系列处理规模小，电能消耗大(如以钢烟灰为例，电能消耗1400kwh/t烟灰)，投资大等问题。电热竖炉熔炼工艺存在工艺流程长，投资大，电能消耗大等问题。垂直喷射火焰烟化工艺存在需建设制氧机站和空压机站，投资大等问题。湿法工艺主要包括碱浸和酸浸。其中碱浸工艺存在生产率低，浸出液和浸出渣难处理造成二次污染等问题。酸浸工艺存在设备投资大，浸出液和浸出渣难处理造成二次污染等问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统及方法，采用该系统可以实现锌精矿和含锌二次物料的短流程和低能耗处理，并且铅、铁、银、铟、锗等有价金属均得到综合回收，而且锌元素具有较高的直收率。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：

混料单元，所述混料单元具有锌精矿入口、含锌二次物料入口、熔剂入口和混合料出口；

射流熔炼电热还原炉，所述射流熔炼电热还原炉内限定出射流熔炼区和电热还原区，所述射流熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述射流熔炼区和所述电热还原区底部连通，所述射流熔炼区设有物料入口、含氧气体喷枪和熔炼烟气出口，所述物料入口与所述混合料出口相连，所述电热还原区设有电极、还原剂喷枪、含锌蒸汽出口、排渣口和金属熔体出口。

根据本发明实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统，通过在射流熔炼电热还原炉内设置隔墙，该隔墙将射流熔炼电热还原炉本体内间隔为射流熔炼区和电热还原区，并且射流熔炼区和电热还原区底部连通，同时在射流熔炼区设置含氧气体喷枪，在电热还原区设置电极、还原剂喷枪和含锌蒸汽出口，将锌精矿与含锌二次物料和熔剂混合后的混合料供给至射流熔炼电热还原炉中的射流熔炼区，混合料发生脱硫以及部分熔化，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的sio2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和金属熔体。由此，本申请将高效的射流熔炼炉与电热还原炉进行一体化设计，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用射流熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。

另外，根据本发明上述实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述射流熔炼区为竖式炉体。

在本发明的一些实施例中，在所述射流熔炼区到所述电热还原区的方向上，所述射流熔炼区的底部和所述电热还原区的底部呈阶梯逐渐降低。由此，射流熔炼区得到熔融态的高锌渣可以直接自流进入电热还原区，减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率。

在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：碳质燃料喷枪，所述碳质燃料喷枪设在所述射流熔炼区。由此，可以提高射流熔炼区熔炼效率。

在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：余热回收-除尘-制酸单元，所述余热回收-除尘-制酸单元设有熔炼烟气入口和酸液出口，所述熔炼烟气入口与所述熔炼烟气出口相连。由此，可以实现熔炼烟气的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：冷凝单元，所述冷凝单元设有含锌蒸汽入口、粗锌出口、粗铅出口和烟气出口，所述含锌蒸汽入口与所述含锌蒸汽出口相连；净化单元，所述净化单元设有烟气入口和煤气出口，所述烟气入口与所述烟气出口相连，所述煤气出口与所述碳质燃料喷枪相连。由此，可以实现系统物料的资源化利用。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述所述的系统冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)将锌精矿、含锌二次物料和熔剂供给至所述混料单元进行混合，以便得到混合料；

(2)将所述混合料通过所述物料入口加入所述射流熔炼电热还原炉的射流熔炼区，使得所述混合料在所述射流熔炼区与含氧气体进行氧化熔炼，得到熔炼烟气和高锌渣，将所述高锌渣供给至所述射流熔炼电热还原炉的电热还原区与还原剂接触进行还原处理，以便得到含锌蒸汽、金属熔体和炉渣。

根据本发明实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法，通过将锌精矿与含锌二次物料和熔剂混合后的混合料供给至射流熔炼电热还原炉中的射流熔炼区，混合料发生脱硫以及部分熔化且还原，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的sio2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和金属熔体。由此，本申请将高效的射流熔炼炉与电热还原炉进行一体化设计，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用射流熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。

另外，根据本发明上述实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述锌精矿为选自硫化锌精矿和铅锌复合矿中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含锌二次物料为选自黄铜、镀锌渣、锌材料加工半成品废料、钢铁行业所产钢烟灰和化学工业锌废料中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述熔剂为硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述混合料中铁硅质量比为1.0～1.5或钙硅质量比为0.3～0.5。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述氧化熔炼的温度不低于1150℃。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述含氧气体中氧气体积浓度不低于50％。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原剂为选自焦炭、煤气和天然气中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原处理的温度不低于1200℃，优选1450～1600℃。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，采用碳质燃料喷枪向所述射流熔炼区供给碳质燃料进行补热。

在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(3)将所述熔炼烟气供给至预热回收-除尘-制酸单元经余热回收和除尘后进行制酸。由此，可以实现熔炼烟气的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(4)将所述含锌蒸汽供给至冷凝单元进行冷凝，以便得到粗锌、粗铅和烟气；(5)将所述烟气供给至净化单元进行净化，以便得到煤气，并将所述煤气供给至所述射流熔炼区作为所述碳质燃料使用。由此，可以实现系统物料的资源化利用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统中射流熔炼电热还原炉的b-b图；

图3是根据本发明一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统中射流熔炼电热还原炉的a-a图；

图4是根据本发明再一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法流程示意图；

图7是根据本发明再一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法流程示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法流程示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统。参考图1，该系统包括混料单元100和射流熔炼电热还原炉200。

根据本发明的实施例，参考图1，混料单元100具有锌精矿入口101、含锌二次物料入口102、熔剂入口103和混合料出口104，且适于将锌精矿、含锌二次物料和熔剂进行混合，以便得到混合料。具体的，所述锌精矿为选自硫化锌精矿和铅锌复合矿中的至少之一；所述含锌二次物料为选自黄铜、镀锌渣、锌材料加工半成品废料、钢铁行业所产钢烟灰和化学工业锌废料中的至少之一；所述熔剂为硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂中的至少之一；优选的，所述混合料中铁硅质量比为1.0～1.5或钙硅质量比为0.3～0.5。

根据本发明的实施例，参考图1，射流熔炼电热还原炉200内限定出射流熔炼区21和电热还原区22，射流熔炼区21和电热还原区22之间设有隔墙23，并且射流熔炼区21和电热还原区22底部连通。具体的，射流熔炼区21和电热还原区22之间通过隔墙23阻隔未反应完全的生料，同时，保证射流熔炼区21产生烟气和电热还原区22产生的含锌蒸汽彻底分开，射流熔炼区21和电热还原区22之间只有底部连通。

根据本发明的实施例，参考图1-2，射流熔炼区21设有物料入口211、含氧气体喷枪212和熔炼烟气出口213，优选的，物料入口211设在射流熔炼区21的顶部，含氧气体喷枪212设在射流熔炼区21的侧壁，熔炼烟气出口213设在射流熔炼区21的顶部和/侧壁。具体的，将上述锌精矿与含锌二次物料和熔剂混合后的混合料经物料入口211供给至射流熔炼电热还原炉200的射流熔炼区21，同时通过含氧气体喷枪212向射流熔炼区21喷吹含氧气体和燃料燃烧供热(维持熔炼区11温度不低于1150)，并且控制含氧气体(含氧气体中氧气体积浓度不低于50％)和燃料的混合比例，混合料发生脱硫反应，同时进行熔化且部分还原，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的sio2参与造渣，形成的熔融高锌渣(高锌渣含锌20～60wt％，高锌渣的渣型为zno-feo-sio2型、zno-feo-sio2-cao型、zno-feo-sio2-cao-zno型)直接进入电热还原区22。

进一步地，本领域技术人员可以根据实际需要对射流熔炼区21的炉型进行选择，优选射流熔炼区21采用竖式炉体。同时，可以根据实际需要在射流熔炼区21上设置碳质燃料喷枪(未示出)向射流熔炼区21喷吹碳质燃料参与燃烧为射流熔炼区21补热，优选的，碳质燃料可以是天然气、粉煤和高热值煤气中的至少之一，并且本领域技术人员可以根据实际需要对碳质燃料喷枪的具体布置位置进行选择，例如设置在射流熔炼区21的顶部和/或侧壁，同时在射流熔炼区21侧壁上可以设置多个含氧气体喷枪212，并且多个含氧气体喷枪212在射流熔炼区21的侧壁上对称布置。

根据本发明的实施例，参考图1和3，电热还原区22上设有电极221、还原剂喷枪222、含锌蒸汽出口223、排渣口224和金属熔体出口225。优选的，电极221从电热还原区22顶部伸入到电热还原区22内，还原剂喷枪222设在电热还原区22的顶部和/或侧壁；含锌蒸汽出口223设在电热还原区22的顶部；排渣口224设在电热还原区22底部；金属熔体出口225设在电热还原区22底部。具体的，电热还原区22在电极221的加热下维持温度不低于1200℃，优选1450～1600℃(在温度为1200～1400℃，铅在电热还原区还原得到粗铅，大部分铟、锗等随锌蒸汽挥发得到富集，而将作业温度提高至约1450～1600℃，炉内还原并放出生铁，并且电热还原区作业温度的增加，有利于锌、铟、锗等更高效的还原挥发)，并且通过还原剂喷枪222向电热还原区22内喷吹还原剂(还原剂为选自焦炭、煤气和天然气中的至少之一)，同时射流熔炼区21内形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区22与还原剂接触进行还原，高锌渣中大部分铟、锗等随锌蒸汽挥发得到富集。得到的含锌蒸汽由设在电热还原区22的含锌蒸汽出口223排出后进入冷凝系统生产粗锌，同时在电热还原区22可将高锌渣中的铁、铅等还原得到含铁铅的金属熔体，而剩余炉渣(炉渣含锌0.1～1wt％)由位于电热还原区22底部的排渣口224排出，水碎后外卖给建材企业生产水泥等建筑材料，而含铁铅的金属熔体从设在电热还原区22底部的金属熔体出口225排出。需要说明的是，本申请电热还原区的22排渣口224和金属熔体出口225可以是同一个口或单独两个口，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，此处不再赘述。

进一步地，在射流熔炼区21到电热还原区22的方向上，射流熔炼区21的底部和电热还原区22的底部呈阶梯逐渐降低，由此，射流熔炼区得到熔融态的高锌渣可以直接自流进入电热还原区，减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率。同时，本领域技术人员可以根据实际需要对射流熔炼区21与电热换热区22之间的炉底阶梯高度进行设置。另外，电热还原区22上设有多个电极221，并且多个电极221在电热还原区22上均匀分布。由此，可以保证电热还原区内温度均匀。并且电热还原区22上根据锌挥发的工艺特点，设计良好的炉体密封结构，而射流熔炼区21和电热还原区22各部位根据需要采用不同的冷却方式，同时，采用整体弹性骨架炉型，以保证炉体寿命。

根据本发明实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统，通过在射流熔炼电热还原炉内设置隔墙，该隔墙将射流熔炼电热还原炉本体内间隔为射流熔炼区和电热还原区，并且射流熔炼区和电热还原区底部连通，同时在射流熔炼区设置含氧气体喷枪，在电热还原区设置电极、还原剂喷枪和含锌蒸汽出口，将锌精矿与含锌二次物料和熔剂混合后的混合料供给至射流熔炼电热还原炉中的射流熔炼区，混合料发生脱硫以及部分熔化且还原，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的sio2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和金属熔体。由此，本申请将高效的熔炼炉与电热还原炉进行一体化设计，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用射流熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。具体的，该系统锌产能可满足1-20万吨/年等各种规模。

进一步地，参考图4，上述冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统还包括：余热回收-除尘-制酸单元300，该余热回收-除尘-制酸单元300设有熔炼烟气入口301和酸液出口302，熔炼烟气入口301与熔炼烟气出口213相连，且适于将上述射流熔炼区21得到的含硫熔炼烟气进行余热回收和除尘，使得熔炼烟气余热得以回收利用，而剩余气体含有三氧化硫气体等进入到制酸体系进行制酸，从而实现熔炼烟气的资源化利用。具体的，余热回收-除尘-制酸单元300为依次相连的余热回收装置、除尘装置和制酸装置组成，例如余热回收装置可以采用余热锅炉，除尘过程采用电除尘。需要说明的是，该制酸过程为现有技术中的常规操作，此处不再赘述。

进一步地，参考图5，上述冶炼锌精矿和含锌二次物料的系统还包括：冷凝单元400和净化单元500。

根据本发明的实施例，冷凝单元400设有含锌蒸汽入口401、粗锌出口402、粗铅出口403和烟气出口404，含锌蒸汽入口401与含锌蒸汽出口223相连，且适于将上述电热还原区22得到的含锌蒸汽进行冷凝，以便得到粗锌、粗铅和烟气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷凝过程的具体操作条件进行选择，只要能够实现锌和铅的分离即可，此处不再赘述。

根据本发明的实施例，净化单元500设有烟气入口501和煤气出口502，烟气入口501与烟气出口404相连，煤气出口502与碳质燃料喷枪(未示出)相连，且适于将上述冷凝后得到的烟气进行净化，得到煤气，并将该煤气供给至射流熔炼区21上的碳质燃料喷枪作为碳质燃料使用。由此，实现烟气的资源化利用。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对烟气净化过程的具体操作进行选择，此处不再赘述。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述系统实施冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法。根据本发明的实施例，参考图6，该方法包括：

s100：将锌精矿、含锌二次物料和熔剂供给至混料单元进行混合

该步骤中，将锌精矿、含锌二次物料和熔剂供给至混料单元进行混合，以便得到混合料。具体的，所述锌精矿为选自硫化锌精矿和铅锌复合矿中的至少之一；所述含锌二次物料为选自黄铜、镀锌渣、锌材料加工半成品废料、钢铁行业所产钢烟灰和化学工业锌废料中的至少之一；所述熔剂为硅质熔剂、钙质熔剂和铁质熔剂中的至少之一；优选的，所述混合料中铁硅质量比为1.0～1.5或钙硅质量比为0.3～0.5。

s200：将步骤s100得到的混合料通过物料入口供给至射流熔炼电热还原炉的射流熔炼区，使得混合料在射流熔炼区和电热还原区依次进行熔炼和还原

该步骤中，将上述锌精矿与含锌二次物料和熔剂混合后的混合料经物料入口211供给至射流熔炼电热还原炉200的射流熔炼区21，同时通过含氧气体喷枪212向射流熔炼区21喷吹含氧气体和燃料燃烧供热(维持熔炼区11温度不低于1150)，并且控制含氧气体(含氧气体中氧气体积浓度不低于50％)和燃料的混合比例，混合料发生脱硫反应，同时进行熔化，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的sio2参与造渣，形成的熔融高锌渣(高锌渣含锌20～60wt％，高锌渣的渣型为zno-feo-sio2型、zno-feo-sio2-cao型、zno-feo-sio2-cao-zno型)直接进入电热还原区22。电热还原区22在电极221的加热下维持温度不低于1200℃，优选1450～1600℃(在温度为1200～1400℃，铅在电热还原区还原得到粗铅，大部分铟、锗等随锌蒸汽挥发得到富集，而将作业温度提高至约1450～1600℃，炉内还原并放出生铁，并且电热还原区作业温度的增加，有利于锌、铟、锗等更高效的还原挥发)，并且通过还原剂喷枪222向电热还原区22内喷吹还原剂(还原剂为选自焦炭、煤气和天然气中的至少之一)，同时射流熔炼区21内形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区22与还原剂接触进行还原，高锌渣中大部分铟、锗等随锌蒸汽挥发得到富集。得到的含锌蒸汽由设在电热还原区22的含锌蒸汽出口223排出后进入冷凝系统生产粗锌，同时在电热还原区22可将高锌渣中的铁、铅等还原得到含铁铅的金属熔体，而剩余炉渣(炉渣含锌0.1～1wt％)由位于电热还原区22底部的排渣口224排出，水碎后外卖给建材企业生产水泥等建筑材料，而含铁铅的金属熔体从设在电热还原区22底部的金属熔体出口225排出。

进一步地，可以根据实际需要通过设置在射流熔炼区21上的碳质燃料喷枪向射流熔炼区21喷吹碳质燃料参与燃烧为射流熔炼区21补热，优选的碳质燃料可以是天然气、粉煤和高热值煤气中的至少之一。

根据本发明实施例的冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法，通过将锌精矿与含锌二次物料和熔剂混合后的混合料供给至射流熔炼电热还原炉中的射流熔炼区，混合料发生脱硫以及部分熔化且还原，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的sio2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和金属熔体。由此，本申请将高效的射流熔炼炉与电热还原炉进行一体化设计，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用射流熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。具体的，该系统锌产能可满足1-20万吨/年等各种规模。

进一步地，参考图7，上述冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法还包括：

s300：将熔炼烟气供给至预热回收-除尘-制酸单元经余热回收和除尘后进行制酸

该步骤中，将上述射流熔炼区21得到的含硫熔炼烟气供给至预热回收-除尘-制酸单元经余热回收和除尘后进行制酸，使得含硫熔炼烟气余热得以回收利用，而剩余气体含有三氧化硫气体等进入到制酸体系进行制酸，从而实现熔炼烟气的资源化利用。具体的，余热回收-除尘-制酸单元300为依次相连的余热回收装置、除尘装置和制酸装置组成，例如余热回收装置可以采用余热锅炉，除尘过程采用电除尘。需要说明的是，该制酸过程为现有技术中的常规操作，此处不再赘述。

进一步地，参考图8，上述冶炼锌精矿和含锌二次物料的方法还包括：

s400：将含锌蒸汽供给至冷凝单元进行冷凝

该步骤中，将上述电热还原区22得到的含锌蒸汽供给至冷凝单元进行冷凝，以便得到粗锌、粗铅和烟气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷凝过程的具体操作条件进行选择，只要能够实现锌和铅的分离即可，此处不再赘述。

s500：将烟气供给至净化单元进行净化，并将煤气供给至射流熔炼区

该步骤中，将上述冷凝后得到的烟气进行净化，得到煤气，并将该煤气供给至射流熔炼区21上的碳质燃料喷枪作为碳质燃料使用。由此，实现烟气的资源化利用。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对烟气净化过程的具体操作进行选择，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

参考图9，将锌精矿(含zn：50.1wt％)、含锌二次物料(钢烟灰，含zn：20wt％)和熔剂(feo、sio2和cao)按照质量比为7:2:1进行混合，得到的混合料由射流熔炼电热还原炉的射流熔炼区设置的物料入口直接加入，富氧空气(富氧空气中氧气体积浓度80％)由射流熔炼区的含氧气体喷枪喷入，然后使混合料与富氧空气接触进行氧化熔炼(熔炼温度为1200℃)，得到含硫熔炼烟气和高锌渣，射流熔炼区得到的含硫熔炼烟气经余热锅炉降温、电除尘器收尘后送烟气制酸，得到的高锌渣的渣型为zno-feo-sio2型、zno-feo-sio2-cao型、zno-feo-sio2-cao-zno型，将该高锌渣通过隔墙与炉体底壁之间的连通通道放入射流熔炼电热还原炉的电热还原区，同时在加热电极的加热作用及还原剂焦炭的还原作用下进行电热还原(温度为1250℃)，得到含锌蒸汽和炉渣，含锌蒸汽进行冷凝得到粗锌、粗铅和煤气。

实施例2

与实施例1的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度为1350℃。

实施例3

与实施例1的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度为1450℃，射流熔炼电热还原炉的电热还原区得到含锌蒸汽、炉渣和含铁熔体。

实施例4

与实施例3的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度为1550℃。

实施例5

与实施例3的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度为1600℃。

实施例1至5中锌精矿和含锌二次物料的熔炼方法中锌元素和铁元素的回收率见表1。

表1

由实施例1-5可知，将射流熔炼电热还原炉的电热还原区温度限定在本申请范围内有利于进一步提高金属锌和铁的回收率。

实施例6

与实施例1的区别在于：锌精矿改为铅锌复合矿(含zn：29.1wt％，含pb：23.5wt％)，含锌二次物料改为镀锌渣(含zn：65wt％)，射流熔炼电热还原炉的射流熔炼区采用纯氧，熔炼温度为1200℃，射流熔炼电热还原炉的电热还原区得到含锌蒸汽、炉渣和含铅熔体。

实施例7

与实施例6的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度1300℃。

实施例8

与实施例6的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度1450℃。射流熔炼电热还原炉的电热还原区得到含锌蒸汽、炉渣、含铅铁熔体。

实施例9

与实施例8的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度1500℃。

实施例10

与实施例8的区别在于：射流熔炼电热还原炉的电热还原区熔炼温度1600℃。

实施例6至10中锌精矿和含锌二次物料的熔炼方法中锌元素、铅元素和铁元素的回收率见表2。

表2

由实施例6-10可知，将射流熔炼电热还原炉的电热还原区温度限定在本申请范围内有利于进一步提高金属锌、铅和铁的回收率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。