炼锌技术

冶炼制取金属锌十分困难。由于氧化锌的还原温度为 904℃, 锌的沸点为 906.97℃，二者非常接近，所以在冶炼还原制锌过程中首先得到的锌是气态锌。这就导致了在金属锌冶炼工艺上要求很苛刻：一方面，如果没有快速冷凝回收手段，则气态锌会迅速氧化，或与炉气中的二氧化碳化合，复为氧化锌，这就不可能得到单质金属锌；另一方面，如果冷却温度过低，又会造成粉状锌产品出现。因此，金属锌的冶炼，要求具备较高的冶金工艺基础。中国是世界上最早炼制金属锌的国家，古代又称锌为“白锡”、“倭铅”。

炼锌的起始年代现尚无定论，但至迟在北宋时，民间已开始使用锌。中国炼锌自古沿用火法炼锌技术，即高温还原方法，这一工艺到明代已相当成熟。宋应星在其《天工开物》一书中，对火法炼锌工艺有着详细的记述：

“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，封裹泥固，以渐砑干，勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团， 冷定毁罐取出，每十耗其二，即倭铅也。”

文中的“倭铅”，就是锌。明末，中国沿海地区常常受到凶猛的倭寇滋

扰，因此，宋应星“以其似铅而性猛，故名之倭铅。”文中“砑”，意为磨光。由文中所述可知，中国古代炼制锌的原料为“炉甘石”，即菱锌矿，化学组成 ZnCO3 ，其反应过程为：

> 300℃

①ZnCO 3 →

∆

ZnO + CO2

此为分解反应；

②2CO 2 ＋ 2C

⁹⁰⁰^℃→ 4CO

加碳还原二氧化碳（CO2）；

ZnO＋C → △ Zn＋CO

∆

③ZnO + CO

≥906.97℃

→

∆

Zn + CO 2 氧化锌还原反应。

其中碳的来源为文中所述的“煤饼”及“薪”，当时产出率为 80％。中国古代炼锌工艺水平很高，所制单质锌纯度较高。20 世纪初，广东省

发现了一些锌块，上面镌有“明万历十三年乙酉”（1585 年）的字号，其纯度达 98% 。可以说，中国古代炼锌技术的发明创造，是中国和世界冶金史上的一项杰出成就，这种技术对后世炼锌生产工艺产生了重大影响。时至今日， 世界冶金行业火法炼锌工艺仍基本遵循这一工艺原理。

西方最早炼锌的国家是英国，开始炼锌的时间是 1738 年。英国的炼锌技术是由劳逊博士来中国考察后带回去的。16 世纪以后，中国生产的单质锌块大量流入欧洲。1872 年，在瑞典西海岸的哥德堡海港附近，打捞出一艘于 1745 年由广州出发驶往欧洲的货船，船上载有大量锌块，纯度为 98.99％。中国古代炼锌技术随着中国古代科技文化向国外的传播，而称誉海内外。

（李劲松）