在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）主办的2026 SMM铅锌年会-铅锌综合论坛上，长沙有色冶金设计研究院有限公司 副总工程师 仝一喆围绕“铅锌冶炼新技术进展与工程应用”的话题展开分享。
前言
铅、锌是广泛应用于国民经济各个行业的重要有色金属。随着工业现代化建设不断推进，基础设施建设、新能源等领域高速发展，促进了铅锌冶炼产能产量迅速增长。我国是铅、锌冶炼大国，目前铅、锌金属产品产量均占全球45%以上。
铅冶炼工艺
2.1 铅熔炼
传统工艺：烧结—鼓风炉还原熔炼工艺。
现代工艺：闪速熔炼：基夫赛特法、闪速炼铅法等
熔池熔炼：
富氧双侧吹炼铅（氧化及还原）；富氧双底吹直接炼铅（氧化及还原）；富氧底吹氧化及富氧侧吹还原炼铅；富氧双顶吹炼铅—ISA法（氧化及还原）；富氧顶吹氧化及侧吹还原炼铅；富氧顶吹炼铅—AUSMELT法；Q.S.L炼铅。
2.2.1 闪速炼铅工艺
干燥的炉料连续均匀地送往炉顶的“炉料—氧气”喷嘴，喷入炉内进行熔炼。炉料在竖炉内完成硫化物的氧化反应，炉料颗粒熔化，产出金属氧化物、金属铅滴和其它成分所组成的熔体。熔体在通过熔池表面的焦炭过滤层时，其中大部分氧化铅被还原成金属铅而沉降到熔池底部，熔体流经水冷隔墙下口进入电热区；在电热区渣中部分氧化锌被加入电热区的焦炭还原挥发，同时渣、铅进一步沉降分离，然后分别通过渣口和放铅口放出。
既是一种闪速炼铅工艺，同时也可称其为一种炼渣工艺，因为搭配渣料的比例可以达到原料量的约60%，而且铅、金、银、铜、铋、锌的回收率也很理想。
2.2.2 富氧侧吹熔池炼铅工艺
由炉侧向熔池内鼓入富氧空气激烈搅动熔体，加快炉料熔化速度和化学反应速度，强化传质传热过程，使热力学和动力学条件都处于最佳状态，提高氧利用率，有助于降低能量消耗，提高烟气中二氧化硫浓度；集物料干燥、焙烧和熔炼任务于一炉，原料制备简单；原料适应性强、金属综合回收率高、自动化实现程度高、作业率高、操作简单、炉子寿命长。
2.2.3 底吹熔池炼铅工艺
属于一种熔池熔炼工艺。底吹炉氧化—底吹炉还原，热态渣直接还原。
2.2.4 其他炼铅工艺
富氧顶吹熔炼、QSL（底吹）、卡尔多等。顶吹QSL
2.2 粗铅连续火法精炼
相比采用多台铅锅进行粗铅火法精炼的传统方法，粗铅连续精炼炉实现粗铅初步火法精炼的连续作业，不需人工捞渣，改善操作环境；粗铅脱铜率高，能够直接产出高品位冰铜，降低冰铜中铅含量，提高冰铜价值；充分利用铅液的潜热，节能降耗；便于实现机械化和自动化。
2.3 铅电解精炼
大极板铅电解在我国推广后，逐渐取代了小极板铅电解，极板的大型化、电解槽的大型化得到了越来越广泛的运用，装备水平也得到了逐步提升，职业卫生条件大为改善，也提高了人员劳动生产率为“绿色发展”以及“可持续发展”奠定了一定基础。
智慧铅电解
智慧铅电解-自动行车
智慧铅电解-析出铅输送线
智慧铅电解-铅熔铸线
锌冶炼工艺
3.1 锌冶炼概况
湿法工艺：
① 焙烧-浸出传统湿法炼锌
浸出-渣挥发常规湿法炼锌；热酸浸出（铁矾除铁、针铁矿除铁、赤铁矿除铁）
② 直接浸出
加压氧浸；常压氧浸
火法工艺：
①ISP密闭鼓风炉炼锌；②竖罐炼锌；③电炉炼锌。
湿法产能占85%以上，是锌冶炼主流工艺
湿法炼锌基本工序：（焙烧）-浸出-净化-电积-熔铸
湿法炼锌的主要优势：可实现大规模连续化、自动化生产；环境和操作条件相对较好；产品质量稳定；生产操作简单。
近10多年来，我国逐渐引领湿法炼锌技术、装备的发展与应用。
3.2 焙烧-浸出炼锌工艺
传统湿法炼锌工艺处理锌氧化物，浸出过程所处理的原料一般为硫化锌精矿经过焙烧脱硫后的氧化锌焙砂，也有少量来自氧化锌矿、铅冶炼或钢铁厂烟灰提取的次氧化锌等各类含锌氧化物料。
对于硫化锌精矿，首先要进行焙烧脱硫处理。在焙烧过程中，精矿中的硫在焙烧过程中被氧化以二氧化硫的形式进入烟气，再进一步通过转化吸收等制酸工艺过程被制成硫酸。
按照浸出工艺条件的不同分为回转窑挥发法（常规法）、热酸浸出法，热酸浸出法又根据溶液除铁工艺的不同而细分为热酸浸出黄钾铁矾法，热酸浸出针铁矿法，热酸浸出赤铁矿法。
常规湿法炼锌
在常规湿法浸出过程中，以铁酸锌（ZnFe2O4）形态存在的锌，不能溶解而进入渣中，因此产生的浸出渣含锌达～20%，需要送挥发窑或其他火法工艺处理（工艺需要），通过还原挥发得到粗氧化锌粉，进一步湿法处理，回收其中的锌及其它伴生元素。
热酸浸出
在常规浸出的基础上增加高温、高酸浸出，溶解铁酸锌，进一步提高锌的浸出率。浸出渣中的锌含量进一步降低，但溶液中的铁含量却大幅增加，根据从溶液中除铁工艺的不同，又分为热酸浸出-黄钾铁矾法、热酸浸出-针铁矿法、热酸浸出-赤铁矿法。
3.3 加压浸出炼锌工艺
硫化锌精矿的直接浸出分为加压氧浸、常压氧浸。常压氧浸在国内曾经有过几年时间的生产，但由于浸出渣不能生产硫磺等原因，目前国内没有常压氧浸的工业生产。
目前国内的直接浸出工业生产均为加压氧浸。
氧压强化浸出技术：该技术是一种强化浸出、清洁生产技术，具有原料适应性强、流程短、占地少、环保效果好、强化综合回收、可产出单质硫磺产品等特点。
随后，他还列举了几个实际应用的案例，比如WM10万t/a电锌氧压浸出新技术工程。该项目于2015年投产，主要产品为10万t/a电锌、4万t/a硫磺。通过控制反应条件，实现锌的高浸出率、铁的高入渣率，体现了氧压浸出工艺的灵活性;采用氧压浸出矿浆缓释能降温降压技术，彻底解决矿浆冒槽等影响生产的突出问题。
3.4 锌电积
锌的电解沉积是湿法炼锌工艺的重要工序，采用直流电解沉积从硫酸锌溶液中析出金属锌，主要反应如下：
锌电积阴极反应：Zn2++2e→Zn↓
锌电积阳极反应：H2O-2e→2H++½O2↑
锌电积总反应式：ZnSO4+H2O→Zn↓+H2SO4+½O2↑
锌电积所用的阴极板一般为铝板，从阴极铝板上剥离锌片的操作是锌电积车间的主要操作。极板的大型化、剥锌操作的自动化是衡量锌电积乃至湿法炼锌技术水平、装备水平的重要标志。阴极板有效面积从1.13 m2发展到1.6m2、2.6m2、3.2m2甚至更大。
人工剥锌效率低、劳动强度大、环境恶劣，随着国家产业升级及劳动力成本的上升，人工剥锌必将导致企业竞争力丧失，实现剥锌自动化是大势所趋。
3.2㎡大极板、自动剥锌工艺，电解槽长达10.5m。
长沙院联合下属装备制造企业中际山河，开发锌电积自动装备
2008年，在国内最早启动锌电积车间全自动剥锌技术的自主研发。
相继推出大、中、小极板全系列锌电积装备（极板有效面积3.2m2、2.6m2、1.6m2、1.4m2、1.13m2），在生产实际中屡获成功应用，切实推进了有色金属冶炼企业的智能升级。
已成为国内唯一可提供处理大、中、小全系列锌电积装备的研发单位及设备供应商，整体技术达到国际领先水平。
极板缺陷识别检测技术，通过图像识别和机器人深度学习技术，可有效识别极板缺陷，将不合格极板的剔除由肉眼判断转为智能识别。识别率达95%以上。
3.5 渣处理与资源综合利用
废渣中的铅锌品位甚至比铅锌原矿品位还要高。无论从环境保护，还是从资源综合利用出发，都需要对这些湿法炼锌渣进行无害化处理和综合回收。
锌冶炼厂的浸出弃渣堆存前必须进行无害化处理。
铅银渣宜送铅系统综合回收，常规浸出渣、铁渣和等宜采用火法处理。通过高温炉窑，湿法炼锌渣中的有价元素得到进一步综合回收，有害元素被固化，实现了渣的无害化。
回转窑处理锌渣是目前最常用的处理工艺，但具有能耗高、低浓度二氧化硫烟气污染等缺点。闪速直接炼铅搭配处理锌浸出渣，富氧侧吹处理锌浸出渣等工艺由于环保、综合回收等方面的优势，逐渐发展应用起来。
搭配处理锌浸出渣的直接炼铅技术：原料适应性强，能搭配处理各种含铅渣料（包括锌冶炼的各种渣）；有利于资源综合利用，金属回收率高，环保效果好，能耗低，经济效益高，具有很强的市场竞争能力，具有极好的环境效益和社会效益。
富氧侧吹熔池熔炼技术处理浸出渣的工业试验
2015年6月及11月采用小型试验炉，进行富氧侧吹熔池熔炼工艺处理锌浸出渣的工业试验，试验效果好。
XH“整体技术升级改造和炼锌尾渣无害化处理及有价金属综合回收项目”于2019年10月投料，目前生产稳定。该项目是国内首次将富氧侧吹熔池熔炼技术用于处理单一锌氧压浸出尾矿渣及硫渣。项目的成功实施实现了对西部矿业10万吨锌加压浸出系统所产尾矿渣和硫渣的无害化处理，同时回收渣中的铅、锌、硫等有价元素，既实现了危险废物的无害化处置，减少了尾矿渣在渣场堆存的储存费用，进而减少企业的生产成本，同时可副产硫酸及次氧化锌等副产品，增加企业经济效率。
富氧侧吹熔池熔炼工艺采用了富氧鼓风，强化了反应渣介质的鼓泡搅拌，过程中的能质交换、物相生成和分离加快了数十倍、甚至数百倍。炉本体的铜水套表面采用挂渣保护，设备能长时间连续运转。
富氧侧吹大规模处理锌浸出渣，氧压浸出渣搭配常规湿法浸出渣，45平米富氧侧吹炉+48平米烟化炉。
小结
铅锌冶炼工业的技术进步聚焦于：
1、强化冶金技术：氧气熔炼，氧压浸出。
2、综合利用水平不断提高：铅锌联合冶炼，伴生稀贵金属综合回收。
3、生产装置的大型化：大型沸腾炉，大型反应槽，大极板电解/电解。
4、生产的自动化、智能化：少人化、无人化，改善操作环境。