矿物原料焙烧原理及方法
焙烧
化学热力学指出了一个解决化学反应方向问题的方法，同 16:29 时也表明了化学反应等温式的重要性。
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2. Roasting:焙烧过程的理论基础
• 焙烧过程动力学：在给定的焙烧条件下，若ΔG＜0，只能说明焙烧反
应可能发生，但反应实际进行的速度如何，热力学并不能回答，而是属于化 学动力学的研究范畴 。
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2. Roasting:焙烧过程的理论基础
• 工业上实施焙烧过程，必须要考虑的两个问题。 • 一是在给定条件下焙烧过程的主要化学反应能否 发生，若能发生又能进行到什么限度，外界条件 和物质组成对于焙烧反应有什么影响。 • 另一问题是焙烧反应能以多大的速度进行和各种 条件对于化学反应速度的影响。 • 前者是化学热力学研究的对象，后者属于化学动 力学的范畴。
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多相反应的动力学：多相反应及其步骤
• 上述焙烧过程之固-气反应的共同特征，整个反应过程包 括几种中间步骤(亦称“环节”)。典型的中间步骤可归纳 如下： • (1)反应气体从气流本体通过围绕着固体反应物表面的气 膜层扩散到固体的外表面，即外扩散； • (2)反应气体进一步通过固体反应产物层的孔隙扩散到固体 产物-固体反应物之间的界面，即内扩散； • (3)反应气体在固-固界面上的化学吸附并与固体反应物发 生化学反应，然后气体产物从反应界面上解吸； • (4)气体产物通过固体产物层的孔隙(内扩散)排到固体产物 层的外表面； • (5)反应气体产物通过固体的气膜层扩散到气流本体中去。
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化学动力学的某些基本概念
• 浓度对反应速度的影响——质量作用定律
在一定温度下反应速度与各个反应物浓度的若干次方成正比 aA+bB=gG+hH
焙烧试验2
（四）投笼
投笼要分批进行，每批可相隔2小时左右，一般笼子在炉内留时间约 6～9小时，投笼后5小时就要做好收笼准备。投笼地点在炉顶装料口处。
（五）收笼
收笼地点在炉下两侧搬出机上，投笼5小时后，派专人在搬出机处值 班，每班需2～3人。值班人员对于收笼要特别注意，以避免丢失，已经 破裂的笼子亦需拣出，核对投笼和收笼数量。冬季搬出周围水汽弥漫， 观察矿笼不便，可用管引煤气点燃，以驱散水汽。 （六）试验记录 出炉的每个笼子均需贴上标签，注明出炉时间，以便检查不同焙烧 时间的焙烧矿质量。
也就是说理论上焙烧矿还原度为42.8%时 质量最佳。如R值大于42.8%，说明矿石过还 原，小于42.8%则欠还原。无论是过还原还是 欠还原，矿石的磁性均降低。 据实践得知，不同类型和不同粒度的矿 石，其最佳还原度并不一致。如对于鞍山赤 铁石英岩的焙烧，当矿石粒度为75%～10毫米 时，还原度达52%左右时选别效果较好。
在焙烧试验时，尚需注意以下事项：
1、焙烧矿样必须放在炉内高温带； 2、热电偶插放位置要恰当，不能太深，也不 能太浅； 3、经常检查瓷管，如坏了漏气，必须马上更 换； 4、如矿样含结晶水高，应先预热，去掉水份， 并使物料较疏松有利于还原。
四、实验室还原焙烧试验结果应用于工业生 产的有关问 题
1、试验室焙烧试验结果，可以说明这种铁矿石磁化焙 烧的可能性及指标，所得到的适宜焙烧条件，可供工业焙 烧炉设计参考。 2、影响磁化焙烧的因素很多，只能抓住温度和时间、 矿石粒度、热工制度等，小型试验与大型试验就有很大差 距，在试验室条件下，只能抓住温度和时间、还原剂种类 和用量这几个主要矛盾进行试验。试验室焙烧试验结束后， 必须进行扩大试验，将来生产上用什么样炉型结构，扩大试验 就在什么样炉型结构上进行。
化学选矿
1.化学选矿：所谓化学选矿是基于矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物的性质，使目标组分或杂质组分选择性地溶于浸出溶剂中，从而达到分离的目的。
化学选矿广泛地用于处理各种难选的黑色金属、有色金属、贵金属和非金属矿产资源的开发。
2.化学选矿与物理选矿的区别重选、浮选、磁选、电选等都是在没有改变矿物化学组成的情况下进行的。
化学选矿改变矿物化学组成的情况下进行的。
化学选矿需要消耗大量的化学试剂。
3.化学选矿的主要过程：答法：①原料准备阶段→物料分解阶段→产品的制取阶段②焙烧→浸出→固液分离→净液→产品制取固液分离采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出矿浆，以便获得供后续作业处理的澄清液或固体物料。
机械：浓缩机（池）、过（压）滤机、离心机、水力旋流器。
1. 焙烧是在适宜的气氛和低于物料熔点的温度条件下，使矿物原料中的目的组分矿物发生物理和化学变化的工艺过程。
该过程通常是作为选矿准备作业，以使目的组分转变为易浸出或易于物理分选的形态。
2. 根据焙烧在化学选矿过程中的作用和其主要化学反应性质可分为：还原焙烧；氧化焙烧；氯化焙烧；氯化离析；加盐焙烧；煅烧。
3. 还原焙烧金属氧化物矿石等在还原剂作用下的焙烧。
目的在于将物料还原为较低价的氧化物或金属，以便于分离和富集，如镍矿石还原成金属后利于浸出；贫赤铁矿还原为磁铁矿石可以磁选富集。
5. 氧化焙烧利用空气中氧与硫化矿作用，将金属硫化物在空气中焙烧成金属氧化物或硫酸盐，或将低价氧化物转变为高价氧化物，有时还可脱去挥发性物质，如砷、锑、硒等。
铜的硫酸化焙烧应该温度低于650℃，氧化焙烧要高于650 ℃。
氧化焙烧温度应高于相应硫化物的着火温度，而硫化物的着火温度与其粒度有关。
实践中焙烧温度常常波动于580~850℃，一般不超过900 ℃6氯化焙烧：在氯化剂存在的条件下，焙烧矿石、精矿、冶金过程的中间产品，使其中某些金属氧化物、硫化物转化为氯化物的过程。
7. 煅烧在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程称为煅烧。
铅锌硫化精矿的焙烧与烧结
3铅锌硫化精矿的焙烧与烧结现在世界上的铅锌冶炼厂所处理的矿物原料，90%以上是铅锌硫化精矿，其化学成分参见表1.23与1.24，处理这些精矿的目的是提取铅、锌、硫与其它有价元素。
由于这种硫化精矿中的铅与锌主要是以硫化物的形态存在，即为方铅矿(PbS)与闪锌矿(ZnS)，因此要把PbS与ZnS还原得到金属，在目前的生产技术条件下很难找到一种能满足技术与经济要求的还原剂；当采用湿法炼锌时，也很难找到一种在常规浸出条件下能很好溶解ZnS并进一步顺利地从溶液中提取金属锌的溶剂。
因此，世界上大多数铅锌冶炼厂所采用的冶炼方法，是将这种硫化精矿首先进行焙烧或烧结焙烧，以转变精矿中PbS与ZnS以便下一步处理，这就是焙烧或烧结焙烧的主要目的。
在金属硫化物的氧化过程中，精矿中的硫会氧化为SO2，随烟气带走并与氧化后的金属氧化物分离。
这种含SO2的烟气可以送去生产硫酸，所以铅锌冶炼厂也是生产硫酸的化工厂。
铅锌硫化精矿在氧化焙烧过程中得到的铅锌氧化物，目前在火法冶金中都是选用炭质还原剂在高温下使PbS与ZnS还原为金属。
实现这一过程可以在各种冶金炉中进行，并且大多数铅锌冶炼厂都是采用鼓风炉进行还原熔炼。
而鼓风炉还原熔炼过程中只能处理块状物料，因此细小的硫化精矿在焙烧时应利用硫化物氧化放出的热量来升高温度，使粉状的氧化物料在高温下熔结成块；这就是在硫化物氧化过程中同时进行的烧结过程，即所谓的烧结焙烧。
因此，烧结是一个冶金过程，达到了硫化物氧化与粉状物料熔结成块两个目的。
铅锌冶炼厂为了实现硫化精矿的焙烧或烧结焙烧的目的，可以在不同的技术条件(如温度、气氛等)下与各种冶金设备(如流态化焙烧炉、烧结机等)中进行；在同等条件下及同样的设备中进行时，还可以采取不同的技术措施(如富氧鼓风、吸风与鼓风烧结等)来强化生产过程，提高产品质量，改善劳动条件与环境保护，从而获得更好的经济效益与社会效益。
3.1铅锌硫化精矿焙烧与烧结理论基础硫化铅精矿中的主要金属硫化物是方铅矿PbS，另外ZnS、FeS2、FeAsS、Sb2S3、CdS、CuFeS2、Bi2S3等。
关于黄铁矿氯化选矿焙烧法的研究Word 97-2003 文档 (2)
题目：关于黄铁矿氯化选矿焙烧法的研究指导老师：张慧芬班级：国土资源系09选矿班姓名：张金亮学号：200903009关于对黄铁矿的焙烧研究摘要：随着国内外对金属材料的需求量迅速增加大规模开发，金属矿产资源长期开采以来，富矿和易选矿的储量日益减少，造成了许多金属矿产资源短缺，采出地面的由于选别指标不佳，体系不够完善，造成金属大量流失。
低品位的矿不能充分得到利用弃之成灾矿产资源。
关键词：通过化学选矿法对硫化矿物黄铁矿的焙烧研究。
1.黄铁矿焙烧的发展用方法随着金属生产的发展,国外也有广泛的应用,处理低品位,贫化矿各复杂矿物的需求焙烧法的发展成为了化学选矿工艺流程中的一个和要方法.综合利用黄铁矿烧渣的方法,有稀酸直接浸出、磁化焙烧——磁选、硫酸化焙烧——浸了氯化焙烧湿法处理等。
其中，氯化焙烧——湿法处理，是目前工业上综合利用程度较好，工艺较为完善的方法。
1.1黄铁矿在中温氯化焙烧的机理黄铁矿烧渣中温氯化焙烧,是将黄铁矿烧渣加入适量食盐混合,在500~600℃下进行焙烧,使有色金属转变为溶于水或稀酸的氯化物,然后从浸出液中回收有色金属,浸渣则经烧结选块后作为炼铁原料。
1.12 黄铁矿在中温氯化焙烧中的应用.以下两个试例应用此方法:(1)是西德杜伊斯堡炼铜厂采用中温氯化焙烧法处理黄铁矿烧渣200万吨/年,共该厂的主要金属回收率为:80%Cu . 70%Zn. 45%Ag. 50%Co.(2)我国南京钢铁厂曾采用高硫低盐的配料制度，于沸腾炉内进行含钴黄铁矿烧渣的中温氯化焙烧，所得焙砂的金属浸出率为：81.86%Co 83.4%Cu60.6%Ni1.13 黄铁矿烧渣向高温氯化焙烧的发展方向.将黄铁矿烧渣预先与氯化钙混合,经制粒、干燥后,在1000~1250℃下进行焙。
物料中有价金属被氯化，并呈金属氯化物蒸气挥发而与氧化铁及脉石分离，氯化挥发物收集后用湿法提取有价金属，焙烧球团，即可直接用作炼铁原料。
此方法比中温氯化焙烧法突出的优点：湿法处理量少，金属回收率高，焙烧球团适于直接炼铁，近年来获得迅速发展。
矿物原料焙烧新工艺新技术--焙烧的基本原理
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟矿物原料焙烧新工艺新技术--焙烧的基本原理焙烧是在适当气氛（有时还加入某些化学试剂）和低于矿物原料熔点的温度条件下，使原料中的目的矿物发生物理变化和化学变化的工艺过程。
它可作为一个独立的化学选矿作业或作为准备作业而使目的矿物转变为易选或易浸的形态。
焙烧是发生干固-气界面的多相化学反应，反应的自由能变化可表示为：△G=AG°+RTlnQ =-RTlnK+RTlnQ =RT(lnQ-lnK) (1) 式中△G——反应过程的自由能变化，J/mol; △G°——反应过程的标准自由能变化，J/mol;Q——指定条件下各组分的活度商；K——反应平衡常数；T——绝对温度。
K；R——理想气体常数，R=8.3143 J/ k·mol。
根据式（1）可以确定反应进行的方向；当Q＜K 时，△G＜0，正反应能自动进行；当Q＞K 时，△G＞0，逆反应能自动进行；当Q=K 时，△G=0，反应达平衡。
因此，虽然某一反应的△G°值为定值，但只要改变反应物或生成物的活度及反应温度，则可改变反应进行的方向。
△G 是反应温度和活度商的函数，而△G°是标准状态下的标准自由能变量，是反应温度的函数，是指定温度下（常为25℃）物质处于标准状态是反应的自由能变化。
因此，可用△G°值比较不同物质在相同条件下自动进行反应的能力。
人们通过实验测定了许多稳定单质和化合物的热力学数据，并将其整理归纳为各种热力学数据表或绘成不同的坐标图以表示其间的函数关系，△G°-T 曲线图是其中之一。
从图中曲线的位置可直观地看出在相同条件下不同金属化合物的稳定性，可查明和估计各种金属及，其化合物在反应过程中的行为。
必须指出，恒温恒压条件下，判断过程能否自动进行的真正标准是△G，而不是△G°能为我们预测反应能否自动进行提供最基本的条件。
矿物焙烧这一多栩化学反应的总反应速度由其反应速度最慢的步骤所控。
5-焙烧煅烧法
连二亚硫酸钠漂白法
Fe2O3+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+2FeSO3+H2O
化学选矿
概述 浸出法 化学漂白法 煅烧法
煅烧法
概述 煅烧方法 煅烧工艺 煅烧工艺设备
概述
非金属矿煅烧的目的： 脱除杂质，提高产品的纯度和白度 脱除碳质、有机物 脱除硫化物 改变矿物现状，有利于下一道工序的进行 石英岩的煅烧和急冷——有利于超细磨矿的 进行
特点：具有优良的电性能 用途：电缆绝缘层的电性能
改良剂，或用于橡胶制品及 橡胶密封材料的填料 要求：这种煅烧高岭土除脱 羟基要求完全外，对白度 、 活性要求不太严格。
高岭土的煅烧
700-860 ℃煅烧的高岭土 特点：高岭石的层状晶体结
构遭到破坏，在层间形成多 孔结构，扩大了吸附能力及 比表面积，活性好 用途：制备合成沸石、农药 载体或催化剂载体等。 要求：除了对产品有较高白 度要求外，对产品活性、细 度及铝硅比亦有要求。
用于高岭土煅烧的回转窑多为间接加热回转窑。
回转窑
回转窑
燃烧气体以逆流方式由燃烧室进入煅烧炉。
高岭土由高端尾喂料机给入，借助于筒体的斜度 和旋转，窑内物料一面沿周向翻滚，一面沿轴向 移动。
工作原理：将煤加入 燃烧室的炉栅上，一 次空气由灰坑穿过炉 栅，经过煤层与煤燃 烧。
燃烧产物从挡火墙和 窑墙所围成的喷火口 喷到窑顶，再从窑顶 经过窑内的高岭土匣 钵倒流至窑底，最后 由吸火孔、支烟道及 主烟道向烟囱排出。
倒焰窑工作流程图 1---窑室；2---燃烧室； 3---灰坑；4---窑底吸火孔； 5---支烟道；6---主烟道； 7---挡火墙；8---窑墙； 9---窑顶；10---喷火孔
还原焙烧的基本原理怎样？
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟还原焙烧的基本原理怎样？还原焙烧是在低于炉料熔点和还原气氛条件下，使矿石中的金属氧化物转变为相应低价金属氧化物或金属的过程。
金属氧化物的还原可用下式表示：MO＋R ==== M＋RO 式中MO——金属氧化物；R，RO——还原剂和还原剂氧化物。
凡是对氧的化学亲合力比被还原的金属对氧的亲合力大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂。
在较高的温度下，碳可以作为许多金属氧化物的还原剂，生产中常用的还原剂为固体炭、一氧化碳气体和氢气。
还原焙烧目前主要用于处理难选的铁、锰、镍、铜、锡、锑等矿物原料。
此外还用于精矿除杂质，粗精矿精选。
例如：含镍红土矿的还原焙烧含镍红土矿是世界上最大的氧化镍矿资源，因其品位低，镍呈化学浸染状存在，目前无法用物理选矿富集。
用还原焙烧-低压氨浸的方法回收其中的镍已得到工业应用。
预先将氧化镍还原为活性金属镍、钻镍合金，然后氨浸回收镍。
氧用气体还原剂（含CO-CO2、H2-H2O）的混合气体进行选择性还原焙烧，其主要反应为：NiO＋H20 ==== Ni＋H2ONiO＋CO ==== Ni＋CO2 CoO＋H2 ==== Co＋H2O CoO ＋CO ==== Co＋CO2 3Fe2s3＋H2 ==== 2Fe3O4＋H203Fe203＋CO ==== 2Fe3O4＋CO2 Fe3O4＋H2 ==== 3Fe0＋H20Fe3O4＋CO ==== 3Fe0＋CO2FeO＋H2 ===== Fe＋H2O FeO＋CO ==== Fe＋CO2 H20＋CO ==== H2＋CO2CO2＋C ==== 2CO 若控制气相组成CO2／CO 大于2.53 或H20/H2 大于2.45 时，镍钻氧化物可优先还原为金属镍、钻，氧化铁大部分被还原为磁袂矿而不生成金属铁。
但是由于矿石中金属氧化物的结合状态较复杂及为提高反应速度，上述气相组成比值应小些。
当控制气相组成在CO2：CO＝1：1 时，难免会生成少量氧化亚铁和金属铁。
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矿物原料焙烧原理及方法
矿物原料焙烧是化学选矿的预处理作业或独立的化学选矿作业。
即在适当的焙烧气氛和低于矿物原料熔点温度等相应条件下，通过加热升温焙烧使矿物原料中的目的矿物发生物理和化学变化的工艺过程。
通过焙烧可使目的矿物转变为易于通过浸出或易于用物理选矿分选分离的矿物形态。
焙烧使矿物发生化学变化的同时，也使物料（焙砂）的物理形态变得疏松、多孔，为后续作业处理创造了必要条件。
焙烧还可除去（回收）易挥发的组分（杂质）。
根据矿物焙烧发生化学反应的条件和工艺参数，焙烧可以分为氧化焙烧、还原焙烧、氯化焙烧、钠化焙烧合硫化焙烧等。
在选矿中采用焙烧法处理的物料常为难选原矿以及物理选矿所得粗精矿和难选的中矿等。
焙烧产品有焙砂、干烟尘剂湿法收尘集气产品等。
并可相应使用适宜的方法分别处理，回收其中的有用组分。
影响焙烧的主要因素有焙烧温度、反应氛围和时间、反应气氛的浓度、气流运动的絮流度以及物料的物理、化学性质，如物料粒度、孔隙率、化学组成及矿物组成等。
焙烧法的不利因素是能耗较高，操作控制条件严格，环境污染与治理务必采取相应措施。
矿物热分解是将矿石或人造化合物加热到一定物度，使之分解为组成较为简单的化合物（含气体），或者是使原矿物晶型发生转变的工艺过程。
矿物热分解液称款物的煅烧。
碳酸盐的热分解有称为焙解，名称不同，实质一样。
不论是金属矿还是非金属矿采用煅烧分解矿物都非常普遍。
像碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氢氧化物、硅铝酸盐等矿物往往都少不了通过煅烧分解矿物、改变晶型、构造与形态。
高岭土等黏土矿物的煅烧生加工，在近20年来发展迅速。
化合物热分解的平衡常数等于该化合物的热分解压，此分解压可作为该化合物热稳定性的度量。
化合物热分解压愈大，热稳定性愈小；反之，热分解压愈小，热稳定性愈大，愈难发生热分解。
有些化合物加热至一定温度时，虽其组成未发生变化，但其晶型已产生了变化，物理化学性质液产生了相应的变化，氧化矿物、硫化矿物、硫酸盐、氢氧化物和各种含氧酸盐等各种不同化合物（矿物)的分解压不同，通过控制煅烧温度、气相组成，可选择性地使某些化合物产生热分解，或发生晶型转变，继而采用不同方法进行分选。
通过控制焙解温度和气相组成，即可选择性地分解、改变碳酸盐组成，然后用化学或物理方法选别，达到富集有价组分和去除杂质的目的。