火法炼锌工艺流程图
湿法炼锌与火法炼锌 [课程作业]
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硫化锌精矿直接浸出炼锌法本质是以稀硫酸溶液作溶剂， 将含锌原料中的有价金属溶解进入溶液的过程
火法炼锌的基本原理
ZnO被碳质还原的过程如下：
(1) ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2 (g) ΔG0=178020-111.67T(J)
火法炼锌的工艺
2. 竖罐炼锌 竖罐炼锌的原料是从罐顶加入，残渣从罐底排出，还原产 出的炉气与炉料逆向运动，从上沿部进入冷凝器。离开炉 子上沿部的炉气的组分为Zn40%、CO45%、H28%、 N27%、几乎不含CO2。在冷凝器内，锌蒸气被锌雨急剧冷 却成为液态锌，冷凝器冷凝效率为95%左右。 竖罐炼锌具有连续性作业，生产率、金属回收率、机械化 程度都很高的优点，但存在制团过程复杂、消耗昂贵的碳 化硅耐火材料等不足。
火法炼锌的工艺
1. 平罐炼锌
平罐炼锌是20世纪初采用的主要的炼锌方法。
平罐炼锌时一座蒸馏炉约有300个罐，生产周期为24小时，每罐 一周期生产20~30kg，残渣中含锌约5％~10%，锌回收率只有 80~90%。 平罐炼锌的生产过程简单，基建投资少，但由于罐体容积少， 生产能力低，难以实现连续化和机械化生产。而且燃料及耐火 材料的消耗大，锌的回收率还很低，所以目前已基本淘汰。
火法炼锌的工艺
竖罐炼锌是由平罐炼锌发展而来，同属蒸馏法。但竖罐法以团 矿为原料，实现了蒸馏过程连续化和全过程的机械化，劳动条 件也得到改善，因此1929年工业化以来，一度发展较快。但因 竖罐单罐能力的限制以及竖罐间接加热的弊病，特别到70年代 中能源价格高涨、环境保护渐趋严格、环保投资偏大影响了它 的发展，到80年代以后都被迫停产。目前在我国的锌生产仍占 一定的地位。它的生产过程包括焙烧、制团、焦结、蒸馏和冷 凝5个部分。
火法炼锌工艺流程图
火法炼锌
工艺一：以硫化锌精矿或氧化锌物料为原料，用火法冶金方法生产金属锌的过程。
常规的火法炼锌原则工艺流程(图)包括锌炉料准备、锌熔炼及粗锌精馏三大环节。
大型工厂的生产过程都采用计算机控制。
锌炉料准备是通过焙烧将硫化锌精矿中的金属硫化物氧化成金
属氧化物，并制成性能良好，成分稳定均匀，强度、粒度、孔隙度、预热温度均符合要求的炉料的作业。
锌熔炼是将配有适量碳质还原剂的炉料，在1273K以上的温度下进行还原蒸馏或还原挥发熔炼，使锌的氧化物被还原成金属锌；金属锌以蒸气状态从炉料中挥发出来，进入冷凝器中冷凝成液态锌，然后浇铸成锌锭的过程。
粗锌精炼的方法有熔析法、重蒸馏法、电解精炼法和精馏法等。
现代炼锌工业中均采用精馏法生产精锌。
它基于特定温度下锌与其所含杂质金属的蒸气压存在差异，通过连续反复进行蒸发与冷凝的过程，达到较完全地分离杂质的目的。
或者工艺二：
火法炼锌的基本原理就是将氧化锌在高温下用碳质还原，并利用锌沸点低的特点，使锌以蒸气挥发，然后冷凝为液体锌。
以竖缺罐炼锌为例，其原则工艺流程如图：
从图中可以看出，火法炼锌中，硫精矿经过高温沸腾焙烧、制团、蒸馏最后冷凝得到粗锌，粗锌经过精馏精炼后得到高品级的锌。
并在此过程中回收其它的有价金属，如铟、镉、铜、铅、钴和锗等。
氧化锌的各种生产工艺及流程
氧化锌的各种生产工艺及流程
氧化锌常见生产方法有火法和湿法两种。
其中火法还分为直接法和间接法两种。
一、直接法的生产工艺：
以锌精矿为原料，经高温氧化焙烧脱除其中的铅、镉、硫等杂质后，加入煤（做还原剂）并压制成团，再在炉内高温还原，使挥发出的锌蒸气与引入空气中的氧气氧化生成氧化锌。
直接法氧化锌的产品质量除与所用工艺和锌精矿的质量有关外，还与煤的质量有关，因挥发出的锌蒸气直接受到煤燃烧产物的影响。
直接法工艺生产出的氧化锌含量一般在90%~95%之间。
二、间接法的生产工艺：
将锌渣或锌锭置于耐高温坩埚内加热至600~700℃熔融后，使其在907℃(通常在1000℃左右)的高温下转换成锌蒸气，在导入热空气对其进行氧化，生产的氧化锌经过冷却、旋风分离后，用布袋将细粒子捕集，这样得到氧化锌即间接法氧化锌。
间接法间接法氧化锌的产品质量与使用的锌渣和锌锭原料重金属含量直接影响产物的重金属含量。
间接法工艺生产出的氧化锌含量为99.5%~99.7%。
三、湿法的生产工艺：
湿法工艺分为：酸法和氨法。
酸法生产氧化锌是以硫酸锌或氯化锌为原料，经去除杂质，加入碳酸钠溶液，生成碱式碳酸锌沉淀，经过漂洗、过滤和干燥，将制得的干粉焙烧得到的氧化锌。
所制得的氧化锌具有较大的比表面积，称其为活性氧化锌。
氨法生产氧化锌是以次氧化锌为原料，加入氨水在一定温度下浸取一小时，加入一定比例的碳铵反应两小时，加入硫化钠除杂后加入金属锌粉置换，将置换出的金属及混合盐经过滤全部除掉，最后经过蒸发焙烧得到氧化锌。
锌冶炼工艺流程
锌冶炼工艺流程锌是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、汽车制造、电子设备等领域。
锌的冶炼工艺是将含锌矿石经过一系列的处理过程，最终得到纯净的锌金属。
下面将介绍锌冶炼的工艺流程。
1. 原料准备锌的主要矿石有闪锌矿、方铅锌矿、硫化锌矿等。
在冶炼过程中，首先需要对这些含锌矿石进行选矿，将其与杂质分离。
经过破碎、磨矿、浮选等步骤，得到含锌矿石的浓缩物。
2. 热法冶炼热法冶炼是锌冶炼的主要方法之一。
首先将浓缩的含锌矿石与焦炭、石灰石等混合物一起放入冶炼炉中。
在高温下，矿石中的锌化合物被还原成锌金属，同时生成二氧化硫等副产品。
经过冶炼，得到含锌的熔融物质。
3. 电解精炼经过热法冶炼得到的锌熔融物质中还含有少量的杂质，需要进行精炼。
电解精炼是常用的方法之一。
首先将锌熔融物质注入电解槽中，通过电流的作用，使锌离子在阴极上析出，形成纯净的锌金属。
而其他金属离子则在阳极上析出，形成渣浆。
经过一系列的处理，得到纯度较高的锌金属。
4. 蒸馏精炼除了电解精炼外，锌还可以通过蒸馏的方法进行精炼。
将含锌的熔融物质注入蒸馏塔中，利用锌的沸点较低的特性，将锌金属蒸发出来，然后在冷凝器中凝结成为纯净的锌。
这种方法可以得到极高纯度的锌金属。
5. 成品包装经过精炼得到的锌金属需要进行包装，以便储存和运输。
通常将锌金属铸造成板、块状，然后包装成各种规格的产品，方便用户使用。
以上就是锌冶炼的工艺流程。
通过选矿、热法冶炼、精炼等步骤，可以将含锌矿石转化为纯净的锌金属，为各行各业提供优质的原材料。
随着工艺技术的不断进步，锌冶炼过程也在不断优化，以提高产出效率和降低能耗，为可持续发展做出贡献。
锌的冶炼方法
1 锌的冶炼方法1.1 火法冶锌火法冶锌是基于铅锌的沸点不同，使其还原后分离的方法，其工序为：精矿焙烧，烧结矿、熔剂、焦炭在密闭鼓风炉中还原焙烧成金属。
火法冶锌又可分为：竖罐炉法，鼓风炉法，电炉法及其它土法冶锌。
1.2 电炉法电炉法是利用电能直接在电炉内加热炉料，经还原熔炼连续蒸发出锌蒸气，然后冷凝得粗锌，再精炼得精制锌，或将锌蒸气骤冷得超细锌粉。
该法可以处理焙砂、氧化矿、煅烧的菱锌矿，也可以在炉料中配入适量锌浮渣。
电炉法产锌约占3％。
该方法工序简单，投资省，建设周期短，热利用率高，环保条件也可以。
但该方法生产规模小，单台电炉产量为1000～2500t／a，吨锌电耗4000～5000kW·h，只在电源丰富的地方采用，近年来，各地建立了一批电炉冶锌厂，规模在年产2000t以下。
1.3 火法炼锌是基于氧化锌在高温条件下能被炭质还原剂还原，使锌挥发出来，而与原料中其他组分分离，其还原反应为：ZnO+CO=Zn（气）+CO2挥发出来的锌蒸气，经冷凝成为液体金属锌。
火法炼锌的原则流程如图所示。
50年代出现的密闭鼓风炉炼锌，使火法炼锌获得了新的发展。
其优点是能处理铅、锌复含精矿及含锌氧化物料，在同座鼓风炉中可生产出铅、锌两种不同金属。
但目前只占锌产量的左右。
1、4 锌冶炼性质的特殊性表现为：沸点低，在火法冶炼温度下难以液态产出；氧化物稳定性高，一方面是还原挥发难度较大，冷凝中易重新氧化；另一方面决定了难以从硫化物直接氧化得到金属；负电性大，电积过程对净化要求高。
对锌冶炼方法可能发展的方面简要介绍如下：（1）以液态产出锌的还原熔炼法，需采用高压火法设备，在可以预见的未来，不会成功。
（2）硫化物直接氧化产出锌，实现的可能性很低。
（3）硫化物直接还原，日本东京大学开展了在氧化钙存在条件下，用碳直接还原挥发锌的研究，但目前只进行了实验室试验。
此外，大量含硫化钙的罐渣如何处理尚需研究。
（4）喷吹炼锌法：该工艺是将焦粉、氧气、锌焙砂喷入熔体渣中，使锌还原挥发，再用铅雨冷凝。
火法炼锌与湿法炼锌
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冶金三班
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生成SO3后 发生可逆反应（ 生成SO3后，发生可逆反应（4） SO3
在实际的锌精矿焙烧过程中， 在实际的锌精矿焙烧过程中，就是通过控制焙 烧温度和气相组成来控制焙烧产物中锌的存在 形态。生产中通过控制供风量(空气过剩系数) 形态。生产中通过控制供风量(空气过剩系数)来 调节气相组成。 调节气相组成。
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B.焙烧烧的程度不同 B.焙烧烧的程度不同
火法炼锌的焙烧是完全的氧化焙烧 死焙烧) 的焙烧是完全的氧化焙烧( （1）火法炼锌的焙烧是完全的氧化焙烧(死焙烧)。 这是因为火法冶炼是在强还原性气氛中使氧化锌 被一氧化碳还原成金属锌， 被一氧化碳还原成金属锌，在现有工艺条件下硫 化锌是不能被还原成金属锌的。 化锌是不能被还原成金属锌的。 湿法炼锌厂的焙烧实际也是氧化焙烧 厂的焙烧实际也是氧化焙烧。 （2）湿法炼锌厂的焙烧实际也是氧化焙烧。但在 焙砂中除了得到氧化锌外， 焙砂中除了得到氧化锌外，还要保留少量的硫酸 盐，以补偿电解和浸出循环系统中硫酸的损失 。
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焙烧过程的主要反应
硫化锌以闪锌矿（ FeS）的形式存在于精矿中。 硫化锌以闪锌矿（nZnS·mFeS）的形式存在于精矿中。 焙烧开始时进行反应（ 和反应（ 焙烧开始时进行反应（1）和反应（2）：
（1）硫化锌（ZnS） 硫化锌（ZnS）
生成SO 在有氧的条件下发生可逆反应（ 生成SO2后，在有氧的条件下发生可逆反应（3）
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Ⅱ.锌焙砂浸出的主要反应
⑴ZnO
ZnO是焙砂的主要成分，浸出时与硫酸作用， ZnO是焙砂的主要成分，浸出时与硫酸作用，按以下反应进入 是焙砂的主要成分 溶液： 溶液： ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O 该反应为浸出过程的主反应。 该反应为浸出过程的主反应。
3.4 火法炼锌 2
密闭鼓风炉炼锌法又称为帝国熔炼法或ISP法，
是目前世界上最主要的火法炼锌方法，它合并了铅和 锌两种火法冶炼流程，是处理复杂铅锌物料的较理想 方法。 鼓风炉炼锌与蒸馏法炼锌的不同之处在于鼓风炉
炼锌直接加热炉料，作为还原剂的焦炭同时又是维持
作业温度所需的燃料。大量的燃烧气体和还原产出的 锌蒸气混在一起。
气被氧化为ZnO，在生产中采用高温密封炉顶和铅雨
冷凝器。高温密封炉顶的另一个作用是防止高浓度的 CO逸出炉外。 （举例：出炉烟气温度）
鼓风炉炼锌时，锌的还原挥发与残留在炉渣中的
ZnO 活 度 有 关 。 随 着 渣 中 ZnO 活 度 的 降 低 ， 要 求
PCO2/PCO越来越小，温度越来越高。 在鼓风炉炼锌时，不希望渣中的FeO还原成Fe， 因为Fe的存在会给操作带来困难。 由于采取低还原性气氛，所以渣含锌比较高，这
出沸点较高的Pb、Fe、Cu、Sn、In等元素，镉塔则实
现锌与镉的分离。
粗锌精馏精炼的过程
粗锌精馏精炼在精馏塔内完成。
锌精馏塔一般由两座铅塔和一座镉塔组成一生产组， 铅塔由50-60个碳化硅盘所叠成，铅塔下部四周用煤气或重 油加热，铅塔燃烧室的温度控制在1323~1423K之间，上部 保温。加热部分的塔盘为浅W型，叫蒸发盘。上部塔盘为
3. 鼓P炼锌设备流程图
鼓风炉炼锌对物料适应性大，可处理成份复杂的 铅锌矿以及各种铅锌氧化物残渣和中间物料，而且热 效率高，生产成本低。但存在SO2、铅蒸气和粉尘对 环境污染问题。
3.4.3 锌的火法精练 1. 熔析法精炼粗锌 熔析法仅能除去锌中的铅和铁，熔析温度为在430~450℃。 下图为Pb－Zn系和Fe－Zn系状态图。
生产中常将脱除沸点高于锌的杂质金属的过程称为脱铅 过程；脱除沸点低于锌的金属杂质的过程称为脱镉过程。
锌的冶炼与提炼方法
提纯为高纯度锌。
火法冶锌具有较高的锌回收率，但能耗较高，且会产生大量的废气和废 渣，对环境造成一定的影响。
湿法冶锌
湿法冶锌是一种较新的锌冶炼方法，通 过化学反应将锌从矿石中提取出来。
锌的冶炼与提炼方法
汇报人：可编辑 2024-01-06
目录
• 锌的简介 • 未来发展趋势与挑战
01
锌的简介
锌的性质
锌是一种银白色的金属元素，具有较高的熔 点和沸点。
锌具有良好的延展性和可塑性，易于加工成 各种形状和规格。
锌的化学性质相对稳定，不易与空气中的氧 气和水发生反应。
THANKS
该方法主要包括电弧熔炼和电热蒸馏两个步骤，电弧熔炼是将矿石和碳质还原剂在 电弧的高温下熔化，电热蒸馏是将熔融的锌通过蒸馏的方式提取出来。
电热法具有能耗低、环保性好、可以处理低品位矿石等优点，但设备成本较高，且 对原料的要求较高。
03
锌的提炼过程
氧化锌的还原
碳还原法
利用碳作为还原剂，将氧化锌与碳反 应生成锌和二氧化碳，是工业上大规 模生产锌的主要方法。
废渣处理
01
02
03
回收利用
对废渣进行分类、筛选、 破碎等处理后，将其中的 有价组分回收利用，如金 属渣中的铁、锌等。
填埋处理
将废渣填埋于指定的填埋 场中，利用土壤和微生物 的作用将其逐渐稳定化。
固化处理
通过添加固化剂等材料， 将废渣转化为具有一定强 度的固化体，如混凝土等 ，用于建筑材料等领域。
锌的用途
锌是重要的工业原料，广泛应 用于镀锌、合金制造、电池制 造等领域。
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火法炼锌
工艺一：以硫化锌精矿或氧化锌物料为原料，用火法冶金方法生产金属锌
的过程。
常规的火法炼锌原则工艺流程(图)包括锌炉料准备、锌熔炼及粗锌精馏三大环节。
大型工厂的生产过程都采用计算机控制。
锌炉料准备是通过焙烧将硫化锌精矿中的金属硫化物氧化成金属氧化物，并制成性能良好，成分稳定均匀，强度、粒度、孔隙度、预热温度均符合要求的炉料的作业。
锌熔炼是将配有适量碳质还原剂的炉料，在1273K以上的温度下进行还原蒸馏或还原挥发熔炼，使锌的氧化物被还原成金属锌；金属锌以蒸气状态从炉料中挥发出来，进入冷凝器中冷凝成液态锌，然后浇铸成锌锭的过程。
粗锌精炼的方法有熔析法、重蒸馏法、电解精炼法和精馏法等。
现代炼锌工业中均采用精馏法生产精锌。
它基于特定温度下锌与其所含杂质金属的蒸气压存在差异，通过连续反复进行蒸发与冷凝的过程，达到较完全地分离杂质的目的。
或者工艺二：
火法炼锌的基本原理就是将氧化锌在高温下用碳质还原，并利用锌沸点低的特点，使锌以蒸气挥发，然后冷凝为液体锌。
以竖缺罐炼锌为例，其原则工艺流程如图：
从图中可以看出，火法炼锌中，硫精矿经过高温沸腾焙烧、制团、蒸馏最后冷凝得到粗锌，粗锌经过精馏精炼后得到高品级的锌。
并在此过程中回收其它的有价金属，如铟、镉、铜、铅、钴和锗等。