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次氧化锌又称锌焙砂或锌烟尘，是一种主要成分为氧化锌（ZnO），但含有铅、镉、铁、砷、氯、氟等多种杂质的中间产品。它并非通过纯锌直接氧化制得，而是冶金工业中从含锌废料（如冶炼烟尘、瓦斯泥、镀锌渣、钢厂除尘灰等）中高效回收锌元素的关键产物。次氧化锌生产工艺流程核心在于“还原挥发-氧化富集”，即利用锌的低沸点特性，使其从复杂的固体废料中分离出来。目前，主流且成熟的次氧化锌生产工艺流程是回转窑挥发法，以下将以此为重点，系统阐述其完整工艺流程。

一、次氧化锌生产工艺流程原理概述

在高温（1100℃-1250℃）条件下，含锌物料中的锌化合物（如ZnO、ZnFe₂O₄铁酸锌等）被还原剂（碳）还原为金属锌蒸气（Zn）。锌蒸气随窑内气流进入窑尾的烟气系统，在遇氧的瞬间被重新氧化为极细的氧化锌颗粒。随后通过高效的收尘设备将这些颗粒收集，即得到次氧化锌产品。而其他高沸点金属（如铁、钙、硅等）则留在窑渣中，实现了锌与大部分杂质的分离。

二、 主要原料与准备

含锌物料：即各种锌二次资源，要求Zn含量通常在15%-30%以上才有经济价值。常见的如：

热镀锌渣、锌灰：锌含量高，是优质原料。

钢厂除尘灰（高炉瓦斯泥/转炉灰）：来源广，但成分复杂，氯、氟、碱金属含量高，对后续工艺挑战大。

冶炼厂烟尘：来自铅、铜、锡冶炼过程的副产物，常含铅、砷等。

还原剂：通常采用无烟煤粉或焦粉，要求固定碳含量高、挥发分低、灰分少，既能提供充足还原性，又不过多增加渣量。

熔剂与粘结剂：有时需添加石灰石（CaCO₃）或石灰（CaO）来调节窑渣碱度，降低熔点，促进渣铁分离。对于粉状原料，需配入粘结剂（如膨润土、糖浆废液）并经过制球/制粒工序，制成直径10-30mm的球团，以提高窑内透气性和反应效率。

原料预处理流程：含锌物料 → 干燥（降低水分） → 配料（按比例加入还原剂、熔剂） → 混合均匀 → 制球/制粒 → 养护（自然或烘干）得到入窑球团。

三、 核心次氧化锌生产工艺流程：回转窑还原挥发

预处理后的球团由窑尾进料装置连续送入回转窑。回转窑是一个略呈倾斜（斜率2-5%）、可低速旋转的钢制长圆筒，内衬耐火砖。

干燥与预热区（窑尾段）：物料进入后，被逆向流动的高温烟气加热，脱除物理水和结晶水，温度升至约600℃。

还原挥发区（窑中段）：随着窑体旋转，物料向前移动，温度升至1100℃-1250℃。在此强还原性气氛和高温下，发生核心反应：

还原反应：ZnO + CO = Zn（蒸气）+ CO₂；C + CO₂ = 2CO（持续提供CO）。

铁酸锌分解：ZnFe₂O₄+ CO = ZnO + Fe₃O₄+ CO₂，生成的ZnO进一步被还原。

同时，物料中的铅、镉、铟、锗等有价金属也被部分还原挥发。

熔融成渣区（窑头段）：挥发掉锌等金属后的残渣，在高温和熔剂作用下熔化，形成液态窑渣，从窑头下方的出渣口定期排出，经水淬冷却后成为无害的玻璃体颗粒，可作为建材原料。

窑头设置中威GX系列回转窑燃烧器，喷入煤粉或燃气提供系统所需的大部分热量。回转窑的转速、倾角、温度曲线和气氛需精确控制，以在最大化锌挥发率（通常>90%）和最小化能耗之间取得平衡。

四、 烟气处理与次氧化锌收集

含锌蒸气的高温烟气（约600℃-1000℃）从窑尾排出，进入后续急速冷却和收尘系统，这是获得产品的关键环节。

冷却与氧化：高温烟气首先进入骤冷烟道或表冷器。在此，通过混入大量冷空气，使烟气温度急速降至400℃以下。这一过程有两个目的：一是防止烟气温度过高损坏后续布袋；二是为锌蒸气提供充足的氧气，使其充分氧化为固体氧化锌微粒（Zn + 1/2O₂= ZnO）。

重力与旋风收尘：氧化后的烟气进入重力沉降室和旋风除尘器，去除其中较粗的颗粒（>10μm）。此处收集的粗尘颗粒较粗，含碳偏高，通常返回配料工序。

布袋除尘（核心收尘环节）：经过预处理的烟气进入布袋除尘器。布袋表面滤料能高效捕捉亚微米级的氧化锌颗粒。这是次氧化锌产品的主要来源，品位最高（ZnO含量可达60%-75%）。布袋需选用耐高温、抗结露的材料，并设有定时喷吹清灰装置。

深度脱硫与排放：收集产品后的烟气仍含有SO₂、少量的HCl、HF及未燃尽的CO。现代环保工艺要求烟气必须经过脱硫系统（如双碱法、石灰石-石膏法）和湿式电除尘器进行深度净化，达到国家排放标准后，由引风机抽送至烟囱排放。

五、 产品处理与储存

从布袋除尘器收集下来的次氧化锌呈极细的粉状，活性高，易吸潮结块。通常通过气力输送或螺旋输送机送至产品仓，在仓底进行打包或直接散装发货。产品仓需保持干燥，防止产品变质。

六、产品质量与用途

次氧化锌不是最终产品，其质量以其锌含量和杂质含量衡量。

主要成分：ZnO 55%-75%， Pb 5%-15%， Cd 0.1%-0.5%， Cl 0.5%-3%， F 0.1%-1%。

主要用途：

作为湿法炼锌的原料：这是最主要的去向。次氧化锌经过中性-酸性浸出、净化除杂后，进入电积工序生产电解锌。

作为生产等级氧化锌的原料：通过酸溶、深度净化、煅烧等工序，可生产化工级、橡胶级等更高纯度的氧化锌。

直接用于铅冶炼：作为配料加入铅冶炼系统，回收其中的锌、铅、银等金属。

七、 次氧化锌生产工艺流程特点与挑战

优点：适应性广：能处理各种复杂低品位的含锌二次资源，是“城市矿山”开发的关键技术。

资源综合回收：在回收锌的同时，铅、铟、银等有价金属也得到富集和回收。

减量化与无害化：将危险固废转化为可销售的产品和惰性窑渣，环境效益显著。

挑战与改进方向：

结圈问题：窑内易因低熔点物质（碱金属盐、铅盐）凝结而形成环状炉瘤，影响生产连续性。需通过精准配料、温度控制和添加剂来抑制。

氯氟腐蚀：原料中的氯、氟在高温下挥发，在低温区凝结，对窑尾设备和金属烟道造成严重腐蚀。

环保压力：烟气中SO₂、二噁英（若含有机质）、重金属的排放标准日益严格，环保投入成本高。

原料竞争：优质含锌废料资源有限，市场竞争激烈。

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