锌冶金学ppt课件
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锌冶金学硫酸锌溶液电解沉积.pptx
（1）大部分氧在阳极表面形成气泡，并吸附少量的酸和水逸出电解槽形 成酸雾，使设备腐蚀，劳动条件恶化；
（2）小部分氧与阳极表面作用，参与形成过氧化铅（PbO2）阳极膜，形 成阳极钝化而起不溶性阳极的作用，并保护阳极不受腐蚀。
（3）一部分氧与溶液中二价锰作用形成高锰酸和二氧化锰，其反应为：
2MnSO4 + 3H2O + 5O2 ＝ 2HMnO4 + 2H2SO4 该反应生成的MnO4-使无色硫酸锌溶液变成紫红色。 高锰酸继续与硫酸锰作用：
✓铜形成圆形透孔，周边不规则； ✓镍呈葫芦瓢形孔洞； ✓钴呈独立小圆孔，甚至烧穿成洞； ✓锗形成黑色圆环，严重时形成大面积针状小孔； ✓锑使阴极表面呈条沟状； ✓砷使阴极表面起皱纹，失去光泽，或呈苞芽状。
第30页/共101页
➢5.3.1.2 杂质在电解时的行为
第31页/共101页
➢5.3.1.2 杂质在电解时的行为
MnO2在阳极过多地析出，会增加浸出工序的负担，也会引起电积液中Mn2+ 的贫化而直接影响析出锌质量。
第24页/共101页
✓5.2.2 阳极反应
当溶液中含有氯离子时，在阳极氧化析出氯气， 污染车间空气，并腐蚀阳极：
2C1－2e ＝ C12↑
E0=1.36V
C1- + 4H2O － 8e ＝ C1O4- + 8H+ E0=1.39V
对于不同的阴极金属，常数b接近于0.12； 常数a值则介于0.1~ 1.5V之间，且受温度的影响大。
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✓5.2.1 阴极反应
第13页/共101页
✓5.2.1 阴极反应
第14页/共101页
✓5.2.2 阳极反应
采用含银0.5～1%的铅银合金板作不溶阳极， 阳极上发生的主要反应是氧的析出：
（2）小部分氧与阳极表面作用，参与形成过氧化铅（PbO2）阳极膜，形 成阳极钝化而起不溶性阳极的作用，并保护阳极不受腐蚀。
（3）一部分氧与溶液中二价锰作用形成高锰酸和二氧化锰，其反应为：
2MnSO4 + 3H2O + 5O2 ＝ 2HMnO4 + 2H2SO4 该反应生成的MnO4-使无色硫酸锌溶液变成紫红色。 高锰酸继续与硫酸锰作用：
✓铜形成圆形透孔，周边不规则； ✓镍呈葫芦瓢形孔洞； ✓钴呈独立小圆孔，甚至烧穿成洞； ✓锗形成黑色圆环，严重时形成大面积针状小孔； ✓锑使阴极表面呈条沟状； ✓砷使阴极表面起皱纹，失去光泽，或呈苞芽状。
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➢5.3.1.2 杂质在电解时的行为
第31页/共101页
➢5.3.1.2 杂质在电解时的行为
MnO2在阳极过多地析出，会增加浸出工序的负担，也会引起电积液中Mn2+ 的贫化而直接影响析出锌质量。
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✓5.2.2 阳极反应
当溶液中含有氯离子时，在阳极氧化析出氯气， 污染车间空气，并腐蚀阳极：
2C1－2e ＝ C12↑
E0=1.36V
C1- + 4H2O － 8e ＝ C1O4- + 8H+ E0=1.39V
对于不同的阴极金属，常数b接近于0.12； 常数a值则介于0.1~ 1.5V之间，且受温度的影响大。
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✓5.2.1 阴极反应
第13页/共101页
✓5.2.1 阴极反应
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✓5.2.2 阳极反应
采用含银0.5～1%的铅银合金板作不溶阳极， 阳极上发生的主要反应是氧的析出：
冶金学XXXX8锌冶金湿法炼锌(ppt版)
加热可促使硅胶凝聚胶结，有利于沉淀。也可利用(lìyòng)各种絮凝剂 加速硅胶的凝聚和沉淀。絮凝剂有丹宁酸、二丁基苯磺酸钠和树脂等。 澳大利亚电锌公司在处理含SiO230~40%的锌矿时，采取先低酸浸出 后迅速中和的方法，使硅胶快速凝聚长大沉淀。
第十九页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出-3.1.3 浸出速度(sùdù)及影响因素
第八页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.1中性 浸出(jìn chū)热力学根底
➢ 中性(zhōngxìng) 浸出化学变化 主要包含锌的 浸出别离 、铁 的氧化沉淀和 砷锑与铁共沉 淀的过程。
➢
第九页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.1中性浸 出 热力学根底 (jìn chū)
第十五页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.3 浸出速度及影响因
素
(1) 扩散过程(guòchéng)控 制
由上式可知，当CS一定时，本体中
酸浓度越大，反响速度越快，所以
实际生产中适当提高反响液酸度
C
(170~200g/l)。
CS
提高搅拌(jiǎobàn)强度时，δ变小，
(1) 问题(wèntí)的提出与 解决
➢ 中浸渣中锌的回收 ➢ 经中性和弱酸性浸出后渣含锌仍在18~22%左右，渣中锌
的主要形态为ZnFe2O4(60~90%)和ZnS(0~16%)。 ➢ 两个问题
➢ (1)如何才能让锌浸出；(2)如何实现锌铁分离 ➢ 解决之道
➢ (1) 火法锌铁分离-氧化锌浸出；(2)湿法浸出-锌铁分离 ➢ 热酸浸出主要任务是浸出铁酸锌中所含的锌，但在锌
第十九页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出-3.1.3 浸出速度(sùdù)及影响因素
第八页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.1中性 浸出(jìn chū)热力学根底
➢ 中性(zhōngxìng) 浸出化学变化 主要包含锌的 浸出别离 、铁 的氧化沉淀和 砷锑与铁共沉 淀的过程。
➢
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3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.1中性浸 出 热力学根底 (jìn chū)
第十五页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.3 浸出速度及影响因
素
(1) 扩散过程(guòchéng)控 制
由上式可知，当CS一定时，本体中
酸浓度越大，反响速度越快，所以
实际生产中适当提高反响液酸度
C
(170~200g/l)。
CS
提高搅拌(jiǎobàn)强度时，δ变小，
(1) 问题(wèntí)的提出与 解决
➢ 中浸渣中锌的回收 ➢ 经中性和弱酸性浸出后渣含锌仍在18~22%左右，渣中锌
的主要形态为ZnFe2O4(60~90%)和ZnS(0~16%)。 ➢ 两个问题
➢ (1)如何才能让锌浸出；(2)如何实现锌铁分离 ➢ 解决之道
➢ (1) 火法锌铁分离-氧化锌浸出；(2)湿法浸出-锌铁分离 ➢ 热酸浸出主要任务是浸出铁酸锌中所含的锌，但在锌
武科大冶金概论-PPT课件
02 冶金原料与预处理
原料种类及特点
矿石
包括铁矿石、锰矿石、铬 矿石等，是冶金工业的主 要原料，具有不同的成分 和物理性质。
废钢
是钢铁冶金的重要原料之 一，具有来源广泛、成本 低廉、节能环保等优点。
合金料
如硅铁、锰铁、铬铁等， 用于调整钢液成分，提高 钢材性能。
原料预处理方法
选矿
通过物理或化学方法将矿石中有用矿 物与脉石矿物分离，提高原料品位。
中国环境保护政策发展
中国政府高度重视环境保护工作，制定了一系列法律法规和政策文 件，推动环境保护事业不断向前发展。
钢铁行业环保政策要求
钢铁行业作为高污染、高能耗行业之一，面临着更加严格的环保政 策要求，包括排放标准、能源消耗限额等方面的规定。
资源循环利用途径探讨
钢铁企业资源循环利用现状
钢铁企业在资源循环利用方面已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题，如资源利用效 率不高、废弃物排放量大等。
包括铁矿石、焦炭、石灰石等原料的 选矿、破碎、配料和混合等预处理环 节。
高炉冶炼
在高炉内通过还原反应将铁矿石中的 铁元素还原出来，同时生成炉渣和煤 气。
炼钢
将生铁和废钢作为原料，通过氧化反 应去除杂质，调整钢的成分和温度， 最终得到符合要求的钢水。
连铸
将钢水连续注入水冷结晶器中，使钢 水凝固成坯，再经过切割、矫直等工 序得到成品钢材。
发展趋势和前景展望
冶炼技术不断创新
随着科技的发展，有色金属冶炼技术也在不断创新，如连 续冶炼、自动化控制等技术的应用，提高了冶炼效率和产 品质量。
资源综合利用水平提高
为了提高资源利用率和降低生产成本，有色金属冶炼过程 中越来越注重资源的综合利用，如从冶炼废渣中回收有用 金属等。
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金指的是通过化学反应将锌矿石转化为锌金属的一种冶金
方法。
这种方法利用锌矿石的可溶性，将其溶解在酸、碱或盐酸等溶解剂中，然后通过化学反应将其转化为锌盐。
随后，采用电化学或热还原等方
法将锌盐还原为锌金属。
锌的湿法冶金包括以下步骤：
1.矿石破碎和浸出：锌矿石首先经过破碎、粉碎和筛分，将其粉碎成
一定的颗粒度。
然后将矿石浸入溶剂中，以便将其中的锌元素溶解出来。
2.锌盐制备：浸出液中的锌元素经过一系列化学反应，形成锌盐。
不
同种类的溶剂和反应条件会产生不同的锌盐类型。
3.锌盐还原：对于某些类型的锌盐，可以通过电化学或热还原方法将
其还原为锌金属。
电化学还原需要使用电解池，经过一定的电流和电压作用，将锌离子还原为金属锌。
热还原是将锌盐加热至一定温度，使得其中
的锌离子还原为金属锌。
4.精炼和铸造：通过还原后的锌金属可制备成各种形式的工业用锌，
包括锌片、锌丝、锌棒、锌管等。
这些制品可进一步加工成各种锌合金制品。
锌的湿法冶金相比于传统的干法冶金具有很多优点，如能够溶解所有
类型的锌矿石、锌盐产生速度快、产品质量更稳定等。
在现代工业生产中，湿法冶金已成为主流的锌生产方式。
冶金原理精品PPT课件
冶金原理精品课程
第二节 氯化反应的热力学
一、金属与氯的反应 氯的化学活性很强，所以绝大多数金属很易被氯 气氯化生成金属氯化物。所有金属氯化物的生成自由 能，在一般冶金温度下均为负值，且它们的△G—T 关系多数已经测出，在某些手册，专著中可以方便地 查得。 金属氯化物的—T关系也可用图示表达。为了便 于比较，将它们都换算成与一摩尔氯气反应的标准生 成吉布斯自由能变化。图5-1列出了它们的△G—T关 系。
冶金原理精品课程
所谓氯化冶金就是将矿石（或冶金半成品）与 氯化剂混合，在一定条件下发生化学反应，使金属 转变为氯化物再进一步将金属提取出来的方法。
氯化冶金主要包括氯化过程，氯化物的分离过 程，从纯氯化物中提取金属等三个基本过程。在自 然界中金属主要以氯化物、硫化物、硅酸盐、硫酸 盐等形式存在，因此从原料中制取金属氯化物的氯 化过程，显然是氯化冶金最基本和最重要的过程。
冶金原理精品课程
MeO +Cl2 === MeCl2 +O2 C + O2 === CO2 C +1/2O2 === CO2 由（4）×2 +得 （5）
冶金原理精品课程
Mg+Cl2=MgCl2 -）1/2Ti+Cl2=1/2TiCl4
Mg
1 2 TiCi2
MgCl2
1 Ti 2
D G3q
DGMq gCl2
1 2
DGTqiCl 4
DG q MgCl2 DGq TiCl4
DG3q （3）
冶金原理精品课程
由图5-1可见,MgCl2的生成吉布斯自由能曲线在 下面，显然1/2TiCl4的生成吉布斯自由能曲线在上面，
冶金原理精品课程
金属氧化物与氯气反应的—T关系已有人 测出，列于图5-2，图5-3中。从图中可见： SiO2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、MgO在标准状 态下不能被氯气氯化。而许多金属的氧化物如 PbO、Cu2O、CdO、NiO、ZnO、CoO、BiO 可以被氯气氯化。
第二节 氯化反应的热力学
一、金属与氯的反应 氯的化学活性很强，所以绝大多数金属很易被氯 气氯化生成金属氯化物。所有金属氯化物的生成自由 能，在一般冶金温度下均为负值，且它们的△G—T 关系多数已经测出，在某些手册，专著中可以方便地 查得。 金属氯化物的—T关系也可用图示表达。为了便 于比较，将它们都换算成与一摩尔氯气反应的标准生 成吉布斯自由能变化。图5-1列出了它们的△G—T关 系。
冶金原理精品课程
所谓氯化冶金就是将矿石（或冶金半成品）与 氯化剂混合，在一定条件下发生化学反应，使金属 转变为氯化物再进一步将金属提取出来的方法。
氯化冶金主要包括氯化过程，氯化物的分离过 程，从纯氯化物中提取金属等三个基本过程。在自 然界中金属主要以氯化物、硫化物、硅酸盐、硫酸 盐等形式存在，因此从原料中制取金属氯化物的氯 化过程，显然是氯化冶金最基本和最重要的过程。
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MeO +Cl2 === MeCl2 +O2 C + O2 === CO2 C +1/2O2 === CO2 由（4）×2 +得 （5）
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Mg+Cl2=MgCl2 -）1/2Ti+Cl2=1/2TiCl4
Mg
1 2 TiCi2
MgCl2
1 Ti 2
D G3q
DGMq gCl2
1 2
DGTqiCl 4
DG q MgCl2 DGq TiCl4
DG3q （3）
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由图5-1可见,MgCl2的生成吉布斯自由能曲线在 下面，显然1/2TiCl4的生成吉布斯自由能曲线在上面，
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金属氧化物与氯气反应的—T关系已有人 测出，列于图5-2，图5-3中。从图中可见： SiO2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、MgO在标准状 态下不能被氯气氯化。而许多金属的氧化物如 PbO、Cu2O、CdO、NiO、ZnO、CoO、BiO 可以被氯气氯化。
有色重金属冶金学ppt课件
铁酸锌也可以被金属铁还原：
ZnO·Fe2O3 + 2Fe ＝ Zn + 4FeO 铁酸锌可以被很好地还原，焙烧形成铁酸锌对火法蒸馏炼锌不 是特别有害。
锌冶金学
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Zinc Metallurgy
✓7.1.2 其它锌化合物的还原
《有色重金属冶金学》精品课程
➢2、硅酸锌 焙砂中的硅酸锌较氧化锌和铁酸锌难还原，在加入石灰、Fe2O3
Gº= 178020 – 111.67T J
KP aZ Zn P n P C O C2 O O ,P P C C2 O O P K Zn
还原所消耗的CO可由炭的气化反应来补充：
C(s) + CO2(g) = 2CO2(g)
Gº= 170460 – 174.43T J
锌冶金学
K=P 2CO/(aC·PCO2)= P 2CO/PCO2
后可以促使硅酸锌分解，加速锌的还原。
➢3、硫化锌和铝酸锌
但焙砂中的ZnS和铝酸锌在蒸馏过程中不被还原而进入残渣造 成锌的损失。
➢4、硫酸锌
硫酸锌在蒸馏过程中可以分解为ZnO和SO2，ZnO又可以被还原 成锌蒸汽，但SO2也被还原成元素S与锌结合成ZnS造成锌的损失。 此外，硫酸锌也可被C或CO还原成ZnS。因此，焙烧矿中的硫酸盐 中的硫会造成锌损失在蒸馏残渣中。
火法炼锌包括平罐炼锌、竖罐炼锌、电炉炼锌与密闭鼓风炉炼
锌（帝国熔炼法，简称ISP）。
平罐炼锌和竖罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热但不产 生燃烧气体，密闭鼓风炉采用燃料直接加热，能量利用率高，是目
前主要的火法炼锌设备。 ISP适合冶炼铅锌混合矿，采用铅雨冷凝
器从含CO2高而含锌低的炉气中冷凝锌，除得到金属锌外，还产出 金属铅。
《锌湿法冶金》课件
CHAPTER 02
锌湿法冶金的基本原理
锌湿法冶金的化学反应
锌湿法冶金是通过化学反应将锌矿物中的锌提取出来的过程。主要的化学反应包括 溶解、还原、氧化等反应。
锌矿物与酸或碱反应，生成锌盐和其它副产品。然后通过还原剂将锌盐还原成金属 锌。
在这个过程中，需要控制反应条件，如温度、压力、浓度等，以确保化学反应的顺 利进行和锌的高效提取。
锌湿法冶金的副产品
铁渣
在提取锌的过程中，会产生大量的铁 渣，可作为钢铁生产的原料。
铜、钴、镍等金属
在处理某些类型的锌矿石时，还可以 同时提取出铜、钴、镍等其他金属。
CHAPTER 04
锌湿法冶金的环保与安全
锌湿法冶金的环保措施
废水处理
采用物理、化学和生物方法对锌 湿法冶金过程中产生的废水进行 处理，确保废水达到排放标准。
硫化锌矿
硫化锌矿是另一种常见的 锌矿石，通过特定的化学 处理，可以将其中的锌提 取出来。
氧化锌矿
虽然氧化锌矿中的锌含量 较低，但通过一些特殊的 化学反应，仍可从中提取 锌。
锌湿法冶金的产品
电解锌
通过湿法冶金过程，可以从矿石 中提取出纯度较高的锌，进一步 通过电解过程，制得电解锌。
硫酸
在提取锌的过程中，会产生大量 的副产品硫酸，可用于其他化工 产品的生产。
操作规程
制定详细的操作规程，规 范操作过程，防止因操作 不当引发安全事故。
应急预案
制定针对可能发生的事故 的应急预案，包括应急救 援措施、人员疏散方案等 。
锌湿法冶金的职业病防护
职业病预防
通过改进工艺、加强通风等措施预防职业病的发 生。
个体防护
为操作人员提供符合国家标准的个体防护用品， 如防护服、口罩、手套等。
讲座三锌的冶炼方法课件
干法除尘
利用颗粒物在重力、离心力的作用下将废气中的颗粒物分离出来。 常用的干法除尘器有袋式除尘器、静电除尘器等。
燃烧法
将可燃性废气燃烧转化为无害物质，适用于处理高浓度的有机废气 。
废水治理
沉淀法
通过添加化学药剂使废水中的重金属离 子形成沉淀物，再通过沉淀、过滤等方
法去除。
离子交换法
利用离子交换剂将废水中的重金属离 子交换下来，从而达到净化的目的。
推动循环经济和绿色发展理念，实现锌冶炼产业的可 持续发展。
新技术与新工艺的开发与应用
新型冶炼技术研发
研发高效、低耗、环保的新型冶炼技术，提高锌冶炼效率 。
自动化与智能化技术应用
推广自动化、智能化技术在锌冶炼中的应用，提高生产效 率和产品质量。
跨界融合与创新
加强与其他行业的跨界融合与创新，探索新的锌冶炼工艺 和商业模式。
土地利用
将符合要求的废渣作为土地改良剂或 建筑材料使用。
填埋处理
对无利用价值的废渣进行安全填埋， 并采取相应的防渗、防飞扬等措施， 减少对环境的影响。
05
锌冶炼的未来发展与挑战
提高资源利用率
1 2
强化锌矿资源勘探与开发
加大勘探力度，寻找更多高品位、低杂质的新矿 源，提高锌矿资源保障能力。
优化采选工艺
保障国民经济发展
锌作为国家重要的战略资源之一 ，其冶炼技术的提升有助于保障 国民经济的稳定发展。
锌冶炼的历史与现状
锌冶炼的历史
自古代以来，人们就开始使用锌矿进行冶炼。随着科技的发展，锌的冶炼技术和设备不断得到改进和完善。
锌冶炼的现状
目前，全球锌冶炼主要采用火法和湿法两种工艺。火法工艺主要通过焙烧、还原和熔炼等步骤提取锌，而湿法工 艺则通过酸浸、净化、电解等步骤提取锌。中国是全球最大的锌生产国，其产量占全球总产量的40%以上。
利用颗粒物在重力、离心力的作用下将废气中的颗粒物分离出来。 常用的干法除尘器有袋式除尘器、静电除尘器等。
燃烧法
将可燃性废气燃烧转化为无害物质，适用于处理高浓度的有机废气 。
废水治理
沉淀法
通过添加化学药剂使废水中的重金属离 子形成沉淀物，再通过沉淀、过滤等方
法去除。
离子交换法
利用离子交换剂将废水中的重金属离 子交换下来，从而达到净化的目的。
推动循环经济和绿色发展理念，实现锌冶炼产业的可 持续发展。
新技术与新工艺的开发与应用
新型冶炼技术研发
研发高效、低耗、环保的新型冶炼技术，提高锌冶炼效率 。
自动化与智能化技术应用
推广自动化、智能化技术在锌冶炼中的应用，提高生产效 率和产品质量。
跨界融合与创新
加强与其他行业的跨界融合与创新，探索新的锌冶炼工艺 和商业模式。
土地利用
将符合要求的废渣作为土地改良剂或 建筑材料使用。
填埋处理
对无利用价值的废渣进行安全填埋， 并采取相应的防渗、防飞扬等措施， 减少对环境的影响。
05
锌冶炼的未来发展与挑战
提高资源利用率
1 2
强化锌矿资源勘探与开发
加大勘探力度，寻找更多高品位、低杂质的新矿 源，提高锌矿资源保障能力。
优化采选工艺
保障国民经济发展
锌作为国家重要的战略资源之一 ，其冶炼技术的提升有助于保障 国民经济的稳定发展。
锌冶炼的历史与现状
锌冶炼的历史
自古代以来，人们就开始使用锌矿进行冶炼。随着科技的发展，锌的冶炼技术和设备不断得到改进和完善。
锌冶炼的现状
目前，全球锌冶炼主要采用火法和湿法两种工艺。火法工艺主要通过焙烧、还原和熔炼等步骤提取锌，而湿法工 艺则通过酸浸、净化、电解等步骤提取锌。中国是全球最大的锌生产国，其产量占全球总产量的40%以上。
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由热力学计算可以看出，锌粉置换除铜、镉、钴、镍可降至很 低的程度。实践证明，锌粉置换除铜、镉很容易进行，单纯用锌粉 置换除钴、镍比较困难，必须采取其他措施，如砷盐净化法、逆锑 净化法、合金锌粉净化法等。因而除钴、镍的方法也较多而复杂。
锌冶金学
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✓4.2.1 锌粉置换净化的原理
《有色重金属冶金学》精品课程
在置换过程中，可能同时产生某些有害反应，必须采取相应措 施予以防止，如氧、氢与AsH3的析出。
(1)氧的析出会增加锌粉消耗，或者使被沉淀金属而反溶。因此 置换过程中应尽量避免空气与溶液接触，因而一般采用机械搅拌。
(2)氢的析出使锌粉的消耗增大。提高溶液pH值或提高氢的析出 超电位，可降低氢的电极电位，所以置换过程在近中性溶液中进行； 往溶液中加入正电性金属与被置换金属形成合金而提高其电位，可 降低杂质金属的析出超电位。
②搅拌强度：搅拌强度不宜过分强烈，以防止带入空气溶解于溶 液中，引起锌粉氧化而出现钝化现象以及镉的氧化和复溶。因此， 一般在机械搅拌槽或沸腾净化槽内进行。
③置换温度：一般控制在45~60℃，温度过高会促使镉复溶。 ④中性浸出液的成份：要求中性浸出液的成份合格，保持溶液的 pH值为5.2~5.4，锌的浓度为150~ 180g/l。
中性浸出液和电积时对电解新液成分的要求如表所示。
锌冶金学
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❖4.1 概述
《有色重金属冶金学》精品课程
锌冶金学
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❖4.1 概述
《有色重金属冶金学》精品课程
锌冶金学
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❖4.1 概述
《有色重金属冶金学》精品课程
净化流程一般有一段、二段、三段和四段之分，作业方式有间 断作业和连续作业。连续净化的优点是生产率高，易于实现自动化， 但操作控制要求较高。
锌冶金学
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❖4.1 概述
《有色重金属冶金学》精品课程
净化方法按原理可分为两类：①加锌粉置换除铜、镉，在有其
它添加剂存在时加锌粉置换除钴、镍；②加特殊试剂(黄药、-萘
锌冶金学
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❖4.2 锌粉置换法
✓4.2.1 锌粉置换净化的原理
《有色重金属冶金学》精品课程
锌粉置换除铜、镉的是用较负电性的锌从硫酸锌溶液还原较正 电性的铜、镉、钴等金属(用Me表示)离子，其基本反应为：
Zn + Me2+ = Zn2+ + Me 置换反应进行的极限程度取决于它们之间的电位差：
(3)为了避免AsH3的析出，可提高溶液pH值，降低AsH3的电极 电位。最好是在中性浸出时尽量脱除砷、锑。
锌冶金学
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《有色重金属冶金学》精品课程
✓4.2.1 锌粉置换除铜、镉
锌粉置换除铜、镉是在锌粉表面上进行的多相反应过程，影响 锌粉置换除铜、镉的因素有：
①锌粉质量：锌粉的用量与锌粉纯度、粒度及溶液中被置换金属 的含量有关，锌粉消耗量一般为理论需要量的2~3倍。一般要求锌 粉粒度应通过100~120目筛。锌粉过细容易飘浮在溶液表面，也不 利于置换反应的进行。
酚)沉淀除钴。
在选择净化流程时，除主要满足电解工序对新液的要求外，还 要考虑杂质在净化渣中的富集率和锌粉用量等因素。世界各国湿法 炼锌厂净化大多采用砷盐法和反向锑盐法，以达到深度净化的目的。 硫酸锌溶液净化的几种代表方法如表所示。
锌冶金学
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❖4.1 概述
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净化，就是将浸出过滤后的中性上清液中的杂质除至规定的限 度以下，提高其纯度，使杂质浓度在允许含量之下，从而满足锌电 积的对电解液的要求。
净化的目的主要是除去浸出液中的铜、镉、钴、镍等有害杂质 和残留在溶液中的砷、锑、锗等杂质，同时使铜、镉、钴等有价金 属得到富集在净化渣中，以便进一步回收有价金属。
净化流程及方法取决于中性浸出液中的杂质成分及对净化后液 的要求。净化过程趋向于采用连续化自动化控制、自动化检测及多 段深度净化。
E = EMe2+/Me － EZn2+/Zn ＋0.0295lg(a Me2+ /aZn2+)
两种金属电位差愈大，置换反应愈彻底。当反应达到平衡时：
EMe2+/Me－EZn2+/Zn＝0.0295lg(aZn2+/a ) Me2+
式中aZn2+/a Me2+是在平衡状态时，置换剂锌与被置换金属的活度比值， 表示置换的程序。置换顺序如图所示。
加锌粉的净化过程在机械搅拌槽或沸腾净化槽内进行。净化后 的过滤设备一般采用压滤机。滤渣称铜镉渣，由铜、镉和锌组成， 含Zn35～40%、Cu 3～6%、Cd 4～10%，送去回收锌、铜、镉。
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Zinc Metallurgy
✓4.2.1 锌粉置换净化的原理
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✓4.2.1 锌粉置换净化的原理
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程过设程平浸衡出电液位中和Zn残2+的存浓金度属为离1子50的g/浓l (a度Zn。2+＝0.1M)，可计算出置换过
⑤添加剂的作用：单独用锌粉置换沉积镉时， Cu2+ 具有催化作 用，因此置换沉镉时溶液中必须有足够的Cu2+，铜的浓度为0.20~ 0.25g/L，溶液中[Cu2+]：[Cd2+]=1：3时除镉效果最佳。
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✓4.2.1 锌粉置换除铜、镉
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❖4.1 概述
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锌焙烧矿经过中性浸出所得的硫酸锌溶液含有许多杂质，大部 分铁、砷、锑水解进入渣中，其它杂质铜、镉、钴、镍等阳离子及 氟、氯等阴离子仍留在溶液中。这些杂质的含量超过一定程度将对 锌的电积过程带来不利影响。因此，在电积前必须对溶液进行净化， 把有害杂质除至允许含量，以保证电积时得到高纯度的阴极锌及最 经济地进行电积。
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主讲教师： 魏昶 陈为亮 邓志敢
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➢4 硫酸锌浸出液的净化
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❖4.1 概述 ❖4.2 锌粉置换法 ❖4.3 化学沉淀法 ❖4.4 其它杂质的除去 ❖4.5 净化过程主要设备