锌的冶炼原理和工艺
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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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。
讲座三锌的冶炼方法课件
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。
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。
冶金学-Zn-08-7-火法炼锌
3火法炼锌
3.1 火法炼锌概述 3.2 火法炼锌基本原理 3.3 火法炼锌的生产实践 3.4 锌的火法精炼
3.1 火法炼锌概述 火法炼锌是将含 火法炼锌是将含ZnO的死焙烧矿用碳质还原剂还原得 的死焙烧矿用碳质还原剂还原得 到金属锌的过程。由于ZnO较难还原，所以火法炼锌必须 较难还原， 到金属锌的过程。由于 较难还原 在强还原和高于锌沸点的温度下进行。 在强还原和高于锌沸点的温度下进行。还原出来的锌蒸气 经冷凝后得到液体锌。 经冷凝后得到液体锌。 还原蒸馏法主要包括竖罐炼锌、平罐炼锌和电炉炼锌。 还原蒸馏法主要包括竖罐炼锌、平罐炼锌和电炉炼锌。 竖罐和平罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热。 竖罐和平罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热。共同 特点是：产生的炉气中锌蒸气浓度大，而且CO2含量少， 含量少， 特点是：产生的炉气中锌蒸气浓度大，而且 容易冷凝得到液体锌。 容易冷凝得到液体锌。 20世纪 年代开发，60年代投入工业生产的密闭鼓风 世纪50年代开发 世纪 年代开发， 年代投入工业生产的密闭鼓风 炉炼锌(简称 炉炼锌 简称ISP)法是一种适合于冶炼铅锌混合矿的炼锌 法是一种适合于冶炼铅锌混合矿的炼锌 简称 方法。它的特点是采用铅雨冷凝法从含CO2含量高而锌含 方法。它的特点是采用铅雨冷凝法从含 量低的炉气中冷凝锌，产出铅和锌两种产品。 量低的炉气中冷凝锌，产出铅和锌两种产品。
3.2 火法炼锌基本原理 R D* P A B Q
3.2 火法炼锌基本原理 3.2.1氧化锌的碳热还原反应基础 氧化锌的碳热还原反应基础 （ 1 ） PZn =50662Pa 的 p 线 与 aZn=1 的 Q 线 相 交 于 B 点 此时Zn的气液两相共存 （826℃），此时 的气液两相共存 ； ℃ （ 2）温度大于 ） 温度大于826℃ 生成锌蒸汽 ， 低于 ℃ 生成锌蒸汽，低于826℃生成液态锌 。 ℃ 生成液态锌。 但低温还原要求P 分压很低，难于 但低温还原要求 CO2/ PCO ≈10-3± ，且PCO 分压很低 难于 实现；因此还原产出液态锌在工程上是不可行的。 实现；因此还原产出液态锌在工程上是不可行的。 线相交于A点 （ 3 ） PZn=50662Pa 的 p线 PCO=50662Pa 的 R 线相交于 点 线 这是总压 总压1atm时ZnO与Zn(g)共存点； 共存点； （920℃），这是总压 ℃ 时 与 稳定； （4）总压 ）总压1atm时，温度大于 时 温度大于920℃， Zn(g)稳定 ； 温度小 ℃ 稳定； 于920℃， ZnO稳定； ℃ 稳定
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，广泛应用于工业生产和日常生活中。
锌冶炼工艺是将锌矿石经过一系列的物理和化学过程进行提炼，使其得到纯度较高的锌金属。
下面将详细介绍锌冶炼的工艺流程。
1. 矿石破碎和磨矿锌矿石一般存在于地下，首先需要通过采矿将其开采出来。
然后，将采矿得到的矿石送入破碎机进行破碎，使其颗粒度更加细小。
接着，通过磨矿机将矿石进一步磨细，以便后续处理。
2. 矿石浮选经过破碎和磨矿后的矿石含有大量的杂质，需要进行浮选工艺来分离出锌矿石。
在浮选过程中，将矿石浸入含有特定药剂的水溶液中，使得锌矿石与药剂发生反应，并借助气泡的作用使锌矿石上浮到液面，形成锌矿石浮渣。
3. 锌矿石煅烧将得到的锌矿石浮渣进行煅烧处理。
煅烧是将浮渣置于高温炉中进行加热，使其发生化学反应。
在煅烧过程中，锌矿石中的硫化锌会被氧化成氧化锌，并释放出硫化氢气体。
通过控制煅烧的温度和时间，使得硫化锌得到完全氧化，从而转化成氧化锌。
4. 锌矿石冶炼经过煅烧后的锌矿石得到的是氧化锌，需要进行冶炼工艺来得到纯度更高的锌金属。
首先，将氧化锌与石灰石一起送入电炉中进行冶炼。
电炉中加热至高温，使氧化锌和石灰石发生反应生成熔融的炉渣和锌蒸汽。
熔融的锌蒸汽在电炉内升腾上升，并通过凝结器冷却，形成粗锌。
粗锌经过熔融和电解等工艺处理，得到纯度更高的锌金属。
5. 锌金属精炼粗锌中还含有一定的杂质，需要进行精炼工艺来提高其纯度。
常用的精炼方法有电解精炼和蒸馏精炼两种。
电解精炼是将粗锌作为阳极，在电解槽中与铅板作为阴极，通过电解反应使杂质被析出，从而得到纯度更高的锌金属。
蒸馏精炼是利用锌的低沸点，将粗锌加热至锌的沸点，锌蒸汽升腾并冷凝成纯净的锌金属。
6. 锌金属加工经过精炼后的锌金属可以进一步进行加工，制成各种锌制品。
常见的锌制品有镀锌钢板、锌合金、锌盖等。
这些锌制品广泛应用于建筑、汽车、电子等行业。
以上就是锌冶炼的工艺流程。
通过破碎、磨矿、浮选、煅烧、冶炼、精炼等一系列的工艺步骤，锌矿石最终得到了纯度较高的锌金属。
湿法炼锌和火法炼锌
（2）湿法炼锌工艺的焙烧目的 不完全脱硫，焙烧时要保留少量的硫酸盐，以补偿 浸出和电解过程中损失的硫酸。同时尽可能少生 成铁酸锌。
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湿法浸出时，铁酸锌不溶于稀硫酸，留在残 渣中造成 Zn损失。因此，湿法浸出时要求在 焙烧中避免铁酸锌的生成。传统湿法炼锌工 艺要求精矿含铁5%~6%。
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（4）硅酸盐
锌精矿中含有SiO2（2%~8%），SiO2易与ZnO生成硅酸 锌（2ZnO.SiO2），SiO2还易与PbO生成低熔点的硅酸铅 （2PbO. SiO2 ），熔融状态的硅酸铅能与其他金属氧化物 或硅酸盐形成复杂的硅酸盐。 在湿法浸出过程中，硅酸锌和其他硅酸盐易溶解，但生成 的SiO2在湿法浸出时成胶体状态，对澄清和过滤不利。为 了避免硅酸盐的形成，对入炉精矿中的铅、硅含量要严格 控制。
B.焙烧烧的程度不同
（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，在现有工艺条件 下硫化锌是不能被还原成金属锌的。
（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，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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火法炼锌工艺流程
焙烧
还原蒸馏
精炼
湿法炼锌工艺流程
焙烧
浸出及净 化
电解沉 积
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工艺流程
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锌的冶炼原理和工艺
锌是一种常见的有色金属，具有良好的导电性和耐腐蚀性，在工业生
产中得到广泛应用。
锌的冶炼原理和工艺一直是人们关注的热点问题，本文将为您详细介绍锌的冶炼原理和工艺。
锌的冶炼原理
锌的冶炼原理主要包括两个方面：化学原理和物理原理。
化学原理：锌是一种活泼的金属，在空气中很容易被氧化生成氧化锌。
因此，在冶炼过程中，需要采取一定的措施来避免氧化反应的发生。
一般情况下，用煤或焦炭作为还原剂，在加热的过程中，还原锌矿中
的氧化锌，使其转化为金属锌。
物理原理：锌的化学性质稳定，但其晶体结构比较松散，容易发生热
水膨胀现象，同时在300摄氏度以上其结构也不稳定，因此，锌在冶
炼过程中需要保证一定的冷却速度和温度。
锌的冶炼工艺
锌的冶炼工艺主要包括四个步骤：选矿、熔炼、精炼和铸造。
1.选矿：首先需要从锌矿中提取出含锌矿物。
目前主要采用浮选法和重选法，对含锌物料进行分离和提纯，得到含锌的矿物。
2.熔炼：将含锌物料进行粉碎，并用煤、焦炭等还原剂进行熔炼，将氧化锌还原为金属锌。
在熔炼过程中，需要控制温度、保证还原剂的供应，避免氧化反应的发生。
3.精炼：熔炼之后的锌还含有杂质，需要进行精炼。
主要的精炼方法包括电解精炼、蒸馏精炼和浸出精炼等。
其中，电解精炼是主要方法，
其原理是利用电解质溶液对锌和杂质的不同电位进行分离。
4.铸造：经过精炼处理的锌液可以直接倒入模具中进行铸造，制成锌板、锌管等产品。
总之，锌的冶炼工艺是一个较为复杂的过程，需要严格控制温度、保
证还原剂的供应、精炼处理等多个环节。
通过科学的工艺方案和严格
的生产管理，我们可以获得高质量的锌制品，为经济发展做出积极的
贡献。