竖罐炼锌(vertical retort process)

用碳质还原剂还原置于竖井式蒸馏罐内的锌团矿，产出的锌蒸气被冷凝成液锌的锌熔炼方法。熔炼过程是在高于锌沸点(1179K)的温度下进行的，部分被还原的其他金属因蒸气压低而与未还原的氧化物和脉石一道留在蒸馏残渣内。

竖罐炼锌于1929年在美国获得工业应用，在20世纪40～50年代发展较快。60年代曾有十多家工厂采用这种生产方法，产量约占当时世界锌产量的11％。此后由于世界各国对环境保护要求日趋严格和70年代石油供应紧张等原因，竖罐炼锌逐渐被湿法炼锌所取代。但中国的竖罐炼锌工业由于在锌团矿制备中采用高温氧化流态化焙烧工艺和竖罐大型化等方面的技术进步。自80年代以来，随着国家对锌需求量的迅速增长和煤较电易取得等原因，竖罐炼锌的产锌量反而有较大幅度的增加。

工艺 竖罐炼锌工艺主要由团矿制备(见氧化锌物料造块)、还原蒸馏和锌蒸气冷凝三部分组成。

还原蒸馏 自焦结炉排入吊罐的1073K左右的锌团矿，经双钟加料斗加入竖罐的上延部，在下降过程中与上升的蒸馏炉气进行热交换温度逐渐上升。与此同时炉气的温度及含尘、含铅量也在下降。锌团矿的温度逐步提高到1273K以上后，锌的氧化物开始被碳质还原剂还原成金属锌：ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)在锌团矿下降到罐本体中上部时，还原蒸馏反应激烈进行。锌团矿通过罐本体后，其中所含的氧化锌绝大部分已被还原蒸馏掉，所得蒸馏残渣经竖罐下延部冷却，由排矿辊与排渣机排出炉外。罐本体内还原蒸馏锌团矿所需的热能，由砌筑在两侧碳化硅砖侧墙外的燃烧室中燃烧气体或液体燃料产生的热量供给。燃烧后的高达1523～1623K温度的烟气，由燃烧室底侧通道进入蓄热室，经与空气和洗涤煤气分别换热后，温度降到1173～12。73K送入焦结炉作为锌团矿加热焦结的热源。

锌蒸气冷凝 还原蒸馏产出的未饱和过热锌蒸气，由竖罐上延部送入锌雨飞溅冷凝器骤冷成液体锌。冷凝器内有一由电机带动的部分浸入锌液面下的石墨转子，转子不断转动将773K左右的锌液扬起，形成锌雨飞溅于冷凝器空间内。进入冷凝器内的1098～1148K的未饱和过热锌蒸气与锌雨接触，骤冷成液态锌溶入锌雨中，锌雨下落到由冷却水管保持773～823K的锌液槽内，再由转子扬成锌雨。锌雨飞溅冷凝器的传热条件好，锌的冷凝效率达95％～97％，冷凝空间容积的锌生产能力达12t／(d•m³)。冷凝后的炉气引入洗涤器(二冷凝器)内经过水洗收尘与降温，并提供输送烟气的抽力，以控制竖罐和冷凝器内炉气压力。净化后的典型炉气成分(％)为：CO 77，H2 12，CO2 3，N2 8。炉气一般送入发生炉煤气总道，作竖罐炼锌炉或精馏炉的燃料。聚集在冷凝器锌液池中的锌，定期放出，铸成锭或送精馏炉精炼。竖罐炼锌的锌直收率大于96％，残渣含锌1％～4％，加热与还原每吨锌的总能耗1．75t标煤，粗锌品位99％～99．9％。

竖罐炼锌炉 由竖井式蒸馏罐(竖罐)本体、燃烧室、换热器和锌雨飞溅冷凝器组成。竖罐本体按其各部位分为上延部、罐本体和下延部三部分(图)。炉全高14～18m，罐本体高7～llm，断面尺寸为(290～350mm)×(1900～2768mm)。