湿法炼锌
湿法炼锌实验报告
一、实验目的1. 了解湿法炼锌的基本原理和工艺流程。
2. 掌握湿法炼锌的主要操作步骤和注意事项。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理湿法炼锌是将锌精矿中的锌通过浸出、净化、电解等工艺步骤提取出来的过程。
实验主要采用硫酸浸出锌精矿，通过控制反应条件，使锌离子溶解于溶液中，然后进行电解得到纯锌。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：锌精矿、硫酸、氢氧化钠、锌粉、氧化锌等。
2. 实验仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒、锥形瓶、滴定管、pH计、电解槽、电极等。
四、实验步骤1. 锌精矿的浸出（1）将锌精矿加入烧杯中，加入适量的硫酸，搅拌溶解。
（2）调节pH值，使锌离子充分溶解。
（3）过滤得到浸出液。
2. 净化（1）将浸出液加入锥形瓶中，加入适量的氢氧化钠，调节pH值，使锌离子沉淀。
（2）过滤得到沉淀物，洗涤。
（3）将沉淀物加入烧杯中，加入适量的硫酸，溶解。
（4）过滤得到净化液。
3. 电解（1）将净化液加入电解槽中，加入适量的锌粉，作为阳极。
（2）将氧化锌作为阴极。
（3）通入直流电，进行电解。
（4）观察电解过程，记录电流、电压、时间等参数。
五、实验结果与分析1. 浸出实验结果（1）锌精矿浸出率：80%（2）浸出液pH值：2.02. 净化实验结果（1）锌离子沉淀率：95%（2）净化液pH值：6.03. 电解实验结果（1）电流：2A（2）电压：4V（3）电解时间：2小时（4）电解得到的锌纯度：99.5%六、实验结论1. 通过本次实验，成功掌握了湿法炼锌的基本原理和工艺流程。
2. 在浸出、净化、电解等工艺步骤中，控制反应条件对锌的提取率和纯度有重要影响。
3. 实验结果表明，本实验所采用的湿法炼锌工艺可行，具有良好的经济效益。
七、实验注意事项1. 在浸出过程中，注意控制pH值，避免锌离子过度溶解。
2. 在净化过程中，注意沉淀物的洗涤，提高锌离子沉淀率。
3. 在电解过程中，注意电流、电压等参数的控制，保证电解效果。
4. 注意实验过程中的安全操作，避免发生意外事故。
湿法炼锌文档
湿法炼锌湿法炼锌简介湿法炼锌是一种常用的炼锌方法，采用湿法熔炼的方式将含锌原料转化为锌金属。
湿法炼锌的主要原理是利用氯化锌溶液对含锌原料进行浸泡和反应，将锌转化为可溶性的氯化锌，随后通过电解法将溶液中的锌电积出来。
在湿法炼锌过程中，含锌原料通常包括锌精矿、锌冶炼炉渣、锌含量较高的废弃物等。
这些原料首先经过破碎、磨矿等预处理工序，然后与氯化铵（NH4Cl）或氯化氢（HCl）等反应剂一起加入反应釜中进行浸泡反应。
在反应釜内，原料与反应剂在高温的条件下进行反应，锌被转化为氯化锌溶解在溶液中。
湿法炼锌工艺流程湿法炼锌通常包括以下几个工艺步骤：1.原料准备：将含锌原料进行破碎、磨矿等预处理工序，以满足后续反应的要求。
同时，根据原料的硫化程度进行除硫处理，减少硫对炼锌过程的影响。
2.浸泡反应：将预处理的原料与反应剂（如氯化铵、氯化氢等）一同加入反应釜中，使其充分混合。
调节反应釜内的温度和压力，促使反应剂与原料发生反应，将锌转化为氯化锌。
反应结束后，溶液中的氯化锌被转移到下一个处理步骤。
3.过滤与洗涤：将反应后的溶液通过过滤装置进行过滤，将固体颗粒和杂质分离。
随后，通过洗涤装置对固体颗粒进行洗涤，去除残留的溶液和杂质。
4.浓缩与结晶：将过滤和洗涤后的溶液进行浓缩和结晶处理，以获得高浓度的氯化锌溶液。
浓缩过程通常通过加热和蒸发的方式进行，而结晶过程则利用冷却或添加结晶剂来促使溶液中的氯化锌结晶出来。
5.电解炼锌：将浓缩和结晶后的氯化锌溶液送入电解槽内，进行电解炼锌。
在电解槽中，通过施加电流，在阴极上将溶液中的锌电积出来，生成纯净的锌金属。
同时，在阳极上则发生氧气的析出或氯化过程。
6.锌的处理和产品制备：经过电解后，得到的锌在阳极上以固体锌棒的形式存在，需要进行处理来得到可用的锌产品。
这包括锌的脱水、熔炼、浇铸等工序，最终获得纯度较高的锌金属产品。
湿法炼锌的优点和应用湿法炼锌相较于其他炼锌方法，具有以下优点：•原料适应性强：湿法炼锌可以利用多种含锌原料，包括矿石、废弃物等。
湿法炼锌
1 概述1.1 国内外发展锌冶炼方法分湿法和火法两大类，火法炼锌有横罐炼锌、竖罐炼锌和密闭鼓风炉炼锌。
横罐炼锌由于环境污染严重，劳动条件恶劣，已基本淘汰。
竖罐炼锌也存在环境污染、能耗较高、不利于综合回收的缺点，也逐步被其他方法所取代。
密闭鼓风炉炼锌又称帝国熔炼法（简称LSP），是由英国帝国熔炼公司开发出来的一种铅锌冶炼方法，20世界60年代开始应用于工业化生产，目前在全世界有20座炉，锌产量占世界锌总产量的12%左右。
由于该方法对原料适应性强，可以冶炼铅锌混合精矿，能耗较小，建设肉孜相对较少，并且很好地解决了火法冶炼的环境污染问题，具有较强的生命力和发展前景。
湿法炼锌是当今炼锌的主要方法，其产量占世界锌产量的80%以上，湿法炼锌可分为常规法、黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法，采用较多的是前三种方法。
前面提到的湿法炼锌工艺，都需要采用氧化脱硫，一般是沸腾焙烧，焙烧产出的氧化锌焙砂送湿法炼锌系统生产电锌。
另外还有全湿法炼锌工艺，即硫化锌精矿直接加压氧浸工艺。
加压氧气浸出技术是加拿大谢利特·哥顿公司在20世纪50年代开发的，开始用于金属硫化精矿的处理，回收镍、钴，共建有6座工厂，其中4座回收镍，2座回收钴。
70年代加压氧浸被用于硫化锌精矿处理。
炼锌技术的发展方向主要是减少污染，降低消耗，节约成本和提高有价金属回收率等，由此推动炼锌技术的不断进步，创造出多种多样的炼锌技术和工艺流程，可供我们合理选择。
我国是世界上锌生产和消费大国，从1996年至今其产量稳居世界第一。
2014年我国锌产量582.7万t，占当年全球锌总产量1315万t的43.2%。
这是基于我国的镀锌钢板产量差不多占世界半壁江山、年产成百亿支锌锰电池大规模出口、制造业对黄铜等各类锌基合金需求旺盛、建筑业的高速发展使氧化锌涂料消费量急增等需求因素带动了锌产业的快速发展。
另外我国锌资源较为丰富，其储量及储量基础仅次于澳大利亚，居世界第二位。
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。
2012/05/19 冶金三班 15
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%。
2012/05/19
冶金三班
20
（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 。
2012/05/19
12
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
2012/05/19
冶金三班
13
工艺流程
湿法炼锌的浸出过程
湿法炼锌的浸出过程湿法炼锌是一种将锌含量较低的矿石转化为纯锌金属的工艺过程。
该过程从矿石的伴生矿物中分离出锌，然后通过电解或其他方法将锌还原为纯金属。
本文将详细描述湿法炼锌的浸出过程。
第一步是矿石的粉碎。
矿石经过粉碎设备，使其颗粒尺寸适宜进行浸出。
矿石颗粒越细小，浸出效果越好。
粉碎好的矿石被送到浸出器。
浸出器通常是一个大型的搅拌槽，具有搅拌装置以确保矿石和浸出溶液充分接触。
第二步是浸出。
在浸出器中，将矿石与浸出剂进行接触。
典型的浸出剂是硫酸。
硫酸可以使锌矿石中的锌溶解，并形成硫酸锌溶液。
浸出时间和温度是影响浸出效果的重要因素。
通常，在高温和长时间的条件下，锌的浸出率会更高。
此外，浸出过程中还可能添加氯化铵、硫酸亚铁等化学试剂以促进溶解和反应。
第三步是澄清。
通过澄清过程，从浸出溶液中分离出固体杂质和颗粒。
澄清通常通过沉淀、过滤或离心等方法进行。
沉淀是将溶液中的固体杂质沉淀到底部，然后将澄清的溶液转移到下一个步骤。
过滤和离心是通过物理操作分离溶液和杂质颗粒。
第四步是锌溶液的净化。
在这一步骤中，从锌溶液中去除其他金属离子和杂质。
经典的净化方法是利用水合硫化物法去除铜、铅、镍等杂质。
该方法将沉淀试剂加入到溶液中，与杂质离子反应生成易沉淀的硫化物。
硫化物沉淀物可以通过过滤或离心分离，而纯净的锌溶液则继续到下一个步骤。
最后一步是电积。
将纯净的锌溶液通过电解的方式沉积到锌阴极上，再经过处理得到纯锌金属。
电积过程中，将锌溶液作为电解液，在电解槽中加入锌板，通过电流和电场的作用，使锌离子在阴极上还原生成纯锌金属。
电积后的锌金属经过处理，可得到高纯度的锌。
总结一下，湿法炼锌的浸出过程包括粉碎矿石、浸出、澄清、净化和电积。
通过这些步骤，从矿石中提取和浸出锌，经过净化和电积，最终得到纯锌金属。
这个过程是湿法炼锌的核心环节，对于提高浸出效果和锌的纯度至关重要。
Zn冶金
锌的冶炼方法：火法炼锌和湿法炼锌一、火法炼锌：1、本质：将氧化锌在高温下用碳做还原剂，将锌还原出来。
然后利用锌沸点低的特点，使锌以蒸汽的形式挥发，然后通过特殊的冷凝设备将锌在蒸汽冷凝为液体锌。
2、工艺流程图：3、分类：火法炼锌有平罐蒸馏法、竖罐蒸馏法、电热蒸馏法和锌鼓风炉法等四种二、湿法炼锌1、本质：用稀硫酸（即废电解液）浸出焙烧矿中的锌，从而与不溶的脉石成分分离，硫酸锌经净化点击过程，把锌提取出来。
2、主要工艺流程：焙烧、浸出、浸出液净化、点解、（铸锭）其中浸出是这个湿法流程中的最重要环节，湿法炼锌厂的主要经济指标在很大程度上取决于所选择的浸出工艺操作条件。
3、锌焙砂浸出的分类：中性浸出、酸性浸出和高温高酸浸出4、湿法炼锌得到迅速发展的原因：ZnO+CO=Zn+CO2 处于高温条件下，因此比较耗能2ZnS+3O2=ZnO+SO2 所需条件为P O2<10-23atm, P SO2<10-16atm,在现有的设备而条件下很难达到基于以上原因，生产设备或者生产条件难以满足，因此要把硫化矿焙烧生成硫酸锌5、锌精矿焙烧的目的（1）、将精矿中的硫化锌尽量氧化生成氧化锌，出去部分或全部的硫（2）、使精矿中的硫氧化成二氧化硫，产出有足够浓度的二氧化硫烟气，以便制取硫酸（3）、使焙砂具有一定的强度、湿润性、透气性、粒度等物理性能（4）、使精矿中的铅、隔、砷和锑等杂质氧化变成易挥发的化合物或直接挥发而从精矿中分离三、焙烧过程的热力学1、硫化物焙烧的一般规律（1）、反应及产物形态A、硫酸化焙烧MeS+2O2=MeSO4B、氧化焙烧MeS+1.5O2=MeO+SO2C、焙烧生成金属（汞）MeS+O2=Me+SO2D、部分硫酸化MeSO4= MeO+2SO3 SO3=SO2+1/2O22、影响因素A、焙烧产物在很大程度上取决于温度低温生成硫酸盐，是硫酸化焙烧中温生成硫酸盐和氧化物，是部分硫酸化焙烧高温生成氧化物，是氧化焙烧实际焙烧温度为1070~1100℃。
湿法炼锌(1)
湿法炼锌简介湿法炼锌是一种常见的炼锌工艺，通过在湿法条件下将含锌原料溶解，再通过沉淀、过滤、还原等步骤，从中提取锌金属。
该工艺具有炼出纯度高、产品质量好等优点，因此被广泛应用于锌冶炼行业。
工艺步骤湿法炼锌主要包括以下几个步骤：1.原料准备首先需要将含锌原料进行破碎和磨细，以提高其溶解性能。
常用的含锌原料有氧化锌、锌渣、锌精矿等。
2.溶解将磨细后的含锌原料与稀硫酸或氯化铵等酸性溶剂进行反应，使锌溶解为离子形式。
反应通常在反应釜中进行，并需要调控适当的温度和pH值。
溶解反应的基本方程式为：Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑溶解反应一般在高温下进行，以提高溶解速度。
3.沉淀将溶解液中的杂质通过添加草酸、氨水等沉淀剂进行沉淀，以去除杂质离子。
沉淀后的溶液经过过滤，得到含有锌离子的滤液。
4.还原将含锌滤液中的锌离子还原为金属锌。
通常使用氢气或锌粉作为还原剂，将其通入溶液中，锌离子被还原为金属锌，反应较为剧烈。
还原反应的方程式为：Zn2+ + 2e- → Zn还原反应需要在适当的温度和搅拌条件下进行，以提高反应速度和效率。
5.结晶将还原后的锌溶液通过冷却结晶的方法，使其中的锌离子逐渐结晶沉淀，最终得到纯度较高的锌晶体。
6.精炼将锌晶体经过水洗、干燥等工艺步骤，去除其中的杂质，使得最终产品的纯度更高。
精炼过程通常与原料准备一起进行。
应用领域湿法炼锌广泛应用于锌冶炼行业，主要应用于以下领域：1.电子工业锌是电子工业中常用的金属材料，用于制造电池、电路板等电子元器件。
精炼后的锌具有较高的纯度和良好的导电性能，能够满足电子工业对产品品质的要求。
2.钢铁冶金锌在钢铁冶金中常用作合金材料的添加剂，可以提高钢材的强度、耐蚀性和耐磨性。
湿法炼锌可以制备高纯度的锌粉或锌合金，用于钢铁冶金中的合金添加。
3.化工行业锌盐是化工行业中常用的无机化合物，广泛应用于金属表面处理、催化剂制备、颜料制造等领域。
湿法炼锌可以生产高纯度的锌盐产品，满足化工行业对产品质量的要求。
湿法炼锌和火法炼锌
2012/05/19
冶金三班
23
湿法炼锌工艺特点
⑴传统的湿法炼锌工艺
①产生的窑渣在自然状态下比较稳定，可溶性盐类和其他化 合物少，便于堆存，有利于环保 ②燃料、还原剂及耐火材料大的缺点
⑵全湿法炼锌工艺
①省却了传统湿法炼锌工艺的焙烧工序，简化了生产流程， 消除了SO2烟气的危害，环境污染小。 ②硫以元素硫回收，回收率为88%。锌回收率高，可达98% 以上。工艺适应性好。
2012/05/19
冶金三班
2
I. 焙砂中ZnO的还原
火法炼锌是基于在高温（>1273K）ZnO能 被碳质还原剂还原，主要反应为：
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2 (g) C(s) + CO2(g) = 2CO(g)
总反应为： ZnO(s) + C(s) = Zn(g) + CO(g)
⑵竖罐炼锌
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。竖罐炼锌是20世纪30年代应用于工业生产，目前已基本淘 汰，但目前在我国的锌生产仍占一定的地位。
2012/05/19
冶金三班
22
⑶电炉炼锌 电炉炼锌的特点是直接加热炉料的方法，得到锌蒸气和熔体 产物，如冰铜、熔铅和熔渣等。因此此法可处理多金属锌精 矿。此法锌的回收率约为90%，电耗3000~3600KW·h/t(Zn)。 电炉炼锌仅适于电力便宜的地区。
2012/05/19
冶金三班
3
II.焙砂中其他物质的还原
存在于焙砂中的铁酸锌（ZnO.Fe2O3）在蒸馏过 程中可被CO还原：
ZnO.Fe2O3+CO=ZnO+2FeO+CO2 ZnO+CO=Zn+CO2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
湿法炼锌是一个流程较长的冶金过程而且工艺比较成熟,包括锌精矿的焙烧、浸出、净化、电解、阴极锌的熔铸等过程.论文首先叙述了锌精矿种类,沸腾炉的焙烧过程,常规浸出各种影响因素及电解沉积锌的经济技术指标,为后续章节信息系统的开发奠定了基础.该文主要研究锌精矿的焙烧、浸出、电解三个过程,首先建立了锌精矿的配矿信息系统.该系统能提供精确的配矿和符合生产条件下配矿成本最低化,系统中优化了十种矿样的45种组合,而且全部数据输入和输出都使用数据库操作.然后根据锌精矿沸腾炉硫态化焙烧原理建立了热力学模型的信息系统,根据物料平衡和热平衡建立方程组来确定焙烧矿以及烟气的成分.由于焙烧过程的时间变化性,该热力学模型无法全部描述的内在机制等,使得结果存在着一定的偏差,但此模型能够较好地拟合焙烧过程的主要趋势.最后,在锌常规浸出和过电解沉积锌过程中设计了BP神经网络来预测浸出过程中的浸出率、浸出渣率、浸出液上清率、新液合格率、渣含水以及电解过程中的电流效率等因素.网络采用了近30组的训练样本,样本数据范围大,网络的训练误差精度可以达到10<-5>.新的嫁接BP神经网络预测适应性较广、精度较高.可以实现离线预测,并且为在线操作提供了参数指标.湿法炼锌信息系统的程序采用了Visual Basic6.0和Matlab两种语言混合编写,系统的数据库采用Microsoft Access创建和维
护.Visual Basic6.0编程语言简单实用,可视化功能强大,具有严密的封装性,而且还提供许多ActiveX控件;Matlab编程语言不仅有较强的矩阵运算功能和绘图能力,而且带有12个功能强大的工具箱;Microsoft Access编写的数据库具有随时对数据进行修改和补充.程序运用Matlab解方程组的功能和神经网络工具箱,建立沸腾炉焙烧物粒平衡信息系统和锌常规浸出和锌电积神经网络预测信息系统两大系统,再把解方程过程中BP神经网络可视化接到VB的封装体系中.所涉及到的BP神经网络函数都以脚本文件的形式存在,这样既减少程序的复杂性又提高了程序的运行效率……。