锌精矿焙烧课计
锌精矿焙烧课计

锌精矿焙烧课计
锌精矿焙烧是冶金学中的一项重要过程,它主要用于将硫化锌矿中的硫化物还原成氧化物,并将其转化为可溶性的氧化锌,以便于后续的提取和加工。
锌精矿焙烧的课程主要包括矿石的加热、气氛的控制、反应的转化和产物的分离等多个方面。
其中,矿石加热是整个焙烧过程中最关键的环节之一。
通常情况下,焙烧温度在
800℃~1000℃之间。
在这个温度范围内,硫化物会被氧化,
然后还原成氧化物,以便于后续的提取和加工。
另一个非常重要的方面是气氛的控制。
由于硫化锌矿中含有较高的二氧化硫,所以焙烧过程中的氧气流量和氧化还原反应的平衡状态是非常重要的。
如果氧气流量过大,将会导致焙烧过程中产生大量的二氧化硫,影响产品的质量和产品的生产效率。
因此,在课程中需要引导学生学习如何控制气氛,以确保焙烧过程中氧化还原反应的均衡。
在反应转化方面,学生需要了解不同的氧化还原反应过程,并掌握锌精矿在可控的环境中的氧化还原反应情况。
同时,学生还需要了解不同的矿石组分、矿物和混杂物物理化学性质,并根据这些性质制定出适应性的生产方案。
最后,产物的分离和提取也是锌精矿焙烧的一个重要部分。
在这个步骤中,学生需要学习如何从氧化锌中提取出纯净的金属锌,以及如何研究和分析产物的品质和性质。
总之,锌精矿焙烧是一门非常精密和复杂的学科,需要学生具备深厚的专业知识和技能。
通过深入学习,学生将能够掌握锌精矿焙烧的艺术和技巧,并在后续的工作中取得更好的成果。
锌精矿沸腾焙烧技术介绍

锌精矿沸腾焙烧技术介绍
1.1工艺概述
1.1.1内蒙古巴彦淖尔紫金有色金属有限公司109㎡焙烧炉为酸化沸腾焙烧炉,处理的原料为浮选锌精矿。
其原理为:硫化锌精矿在氧化气氛中进行自热反应,使其发生物理、化学变化,改变其成分以适应下一步冶金过程的要求。
1.1.2酸化焙烧的主要任务
1.1.
2.1通过酸化焙烧,使锌精矿中的ZnS绝大部分转变为可溶于稀硫酸的ZnO,又为补偿冶金过程中硫酸的机械、化学损失,要求焙烧矿中有适量的可溶于水的硫酸锌。
1.1.
2.2最大限度地脱除铅、镉、汞等杂质,并使之进入烟气系统中,与烟气有效地分离,回收有价金属。
1.1.
2.3为制酸系统提供一定浓度的二氧化硫烟气。
1.1.
2.4充分有效地回收焙烧过程中的余热并加以利用。
1.1.3焙烧目的
在焙烧时,尽可能将锌精矿中的硫化物氧化成氧化物并产生少量硫酸盐,同时尽可能减少铁酸锌、硅酸锌的生成,以满足浸出对焙烧矿成分和粒度的要求及补偿系统中一部分硫酸根离子的损失。
同时得到较高浓度的二氧化硫烟气以便于生产硫酸。
1.1.4基本原理
锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自下而上通过炉内矿层,使固体颗粒被吹动,相互分离而成悬浮状态,达到固体颗粒(锌精矿)与气体氧化剂(空气)的充分接触,以利于化学反应进行。
硫化锌精矿的沸腾焙烧工序讲解

6.1硫化锌精矿的沸腾焙烧工序(甲24m2沸腾炉操作规程)6.1.1备料部分:(1)备料的基本任务:①保证入沸腾炉的精矿主成份和杂质含量均匀、稳定,对不同的精矿进行合理搭配。
②确保入沸腾炉的精矿含水量为6-8%。
③保证入沸腾炉的精矿粒度小于10毫米,并不含机械夹杂,干燥后精矿要进行破碎和筛分。
(2)备料工艺流程:①工艺流程简述:入精矿库后的精矿利用桥式抓斗起重机抓入湿式圆盘给料机,通过皮带运输机运至回转干燥窑干燥,干燥后精矿通过锤式破碎机破碎,再利用斗式提升机提至振动筛过筛,筛上物返回破碎机破碎,筛下物入沸腾炉焙烧。
②工艺流程图(见图6.1-1)(3)设备名称、规格、性能(见表6.1-1)(4)主要技术操作条件及技术指标:①锌精矿质量标准:(应符合YS/T320-2007三级以上标准)②入沸腾炉锌精矿质量标准:③干燥窑进料量:<10吨/小时。
④干燥窑温度窑头600-650℃,窑尾150-200℃。
干燥精矿煤气消耗105Nm3/吨精矿锌精矿排空废气(送沸腾炉)图6.1-1 24m2沸腾炉备料工艺流程图表6.1-1 备料部分设备名称规格(5)主要岗位操作法:①抓斗桥式起重机岗位:A 严格按抓斗桥式起重机使用、维护规程和安全规程操作。
B抓斗桥式起重机运行时,大车、小车、抓斗不能同时运行,最多只能两者同时运行。
C 交接班和班中应经常检查钢丝绳和制动器、滑轮、行程开关、各润滑点,发现异常情况及时处理。
D 及时将入库的精矿抓到指定的地点堆存备用。
E 按规定要求配料,以保证入炉精矿成份稳定均匀。
F 圆盘料仓最多只能贮放两抓斗精矿。
②圆盘给料岗位:A 根据干燥岗位要求调整圆盘转速和圆盘出料口闸门,保证给料稳定、正常。
B 保证圆盘出料口不堵塞不断料。
③1#皮带岗位:A 严格按皮带运输机的使用、维护规程和安全规程操作。
B 保证1#皮带下料口畅通,发现堵塞及时清理。
C 皮带运输过程中,经常巡回检查,发现皮带跑偏、撕裂、托轮不转、电磁铁不起作用等异常现象及时处理。
锌精矿焙烧参数

0.075~0 0.006 1
0.125~ 0.11~ 0.11 0.105 0.3057 0.0308
0.105~ 0.09~ 0.09 0.075 0.0022 0.0017
0.075~0 0.006 1
(4)含水量: 入炉混合锌精矿含水8%。
物料参数
和化学成分 SiO2 2.4 SiO2 4.1 SiO2 3.4 SiO2 4.1 SiO2 4.1 CaO 1.2 CaO 1.2 CaO 1.2 CaO 1.2 CaO 1.2 MgO 0.33 MgO 0.94 MgO 0.9 MgO 0.81 MgO 0.9 其它 3.8 其它 3.37 其它 3.11 其它 3.16 其它 3.16 100 合计 100 合计 100 合计 100 合计 100 100 100 100 200 合 计 100
0.125~ 0.11~ 0.11 0.105 0.3057 0.0305
0.105~ 0.09~ 0.09 0.075 0.0022 0.0017
0.075~0 0.006 1
0.125~ 0.11~ 0.11 0.105 0.3057 0.0315
0.105~ 0.09~ 0.09 0.075 0.0025 0.002
筛 分 析 1~0.83 聂鑫才 /mm Xi 0.0292
0.83~ 0.42 0.063
0.42~ 0.25 0.0693
0.25~ 0.18 0.1986
0.18~ 0.15 0.2081
0.15~ 0.125 0.0854
(3)密度: a.颗粒密度: b.堆积密度: γ 密度=4100kg/m3 γ 堆积=1900kg/m3
锌精矿焙烧相关物料参数
(1)入炉混合锌精矿(干)和化学成分 成分 黄龙 % 黄宁 成分 % 成分 % 成分 % 成分 % 49.18 Zn 45.82 Zn 46.22 Zn 47.16 Zn 46.82 1.1 Pb 1.53 Pb 1.13 Pb 1.53 Pb 1.44 0.5 Cu 0.51 Cu 0.51 Cu 0.51 Cu 0.51 0.19 Cd 0.33 Cd 0.33 Cd 0.33 Cd 0.33 11.32 Fe 11.12 Fe 12.12 Fe 11.12 Fe 11.02 29.98 S 31.08 S 31.08 S 30.08 S 30.52 Zn Pb Cu Cd Fe S
锌精矿的焙烧

锌湿法冶金流程实训指导书编者:胡小龙目录1.锌精矿的焙烧 (1)1.1湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求 (1)1.2硫化锌精矿焙烧的主要反应 (1)1.3锌精矿焙烧 (8)2 浸出 (9)2.1浸出的目的 (9)2.2中性浸出 (9)2.3酸性浸出 (11)2.4沉矾 (12)3 净化 (14)3.1净化目的 (14)3.2一段净化 (14)3.3二段净化 (15)3.4三段净化 (15)3.5工序产品的质量要求 (16)4 综合回收 (17)4.1工艺原理 (17)4.2原料、产品要求 (17)4.3铜镉渣浸出 (18)4.4铜渣酸洗及上清压滤 (18)4.5铜镉渣浆化及过滤 (18)4.6钴渣酸洗及压滤 (19)4.7贫镉液沉钴 (19)4.8Β-奈酚除钴 (19)1.锌精矿的焙烧1.1湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求根据湿法炼锌的工艺原理,湿法炼锌焙烧硫化锌精矿的目的主要是使锌精矿中的ZnS绝大部分转变为ZnO,少量则为ZnSO4,同时尽可能完全地除去砷、锑等杂质。
具体说来其要求有五点:(1)在湿法炼锌中,出于硫化锌在一般条件下不能直接用稀硫酸进行浸出,所以焙烧时,要尽可能完全地使ZnS转型,使其绝大部分氧化成为可溶于稀硫酸的ZnO。
不过为了补偿冶金过程中H2SO4的机械损失和化学损失,仍要求焙烧矿中有适量的可溶于水的ZnSO4。
生产实践证明,一般浸出流程,只要使焙烧矿中含有2.5~4%的ZnSO4形态的硫就可以补偿冶金过程中H2SO4的损失,并不希望过多,否则会导致冶金过程中硫酸根的过剩,影响正常生产的进行和增加原材料的消耗。
(2)使砷,锑氧化成挥发性的氧化物除去,同时除去部分铅,以减轻浸出、净化工序工作量。
(3)使炉气中的SO2浓度尽可能地高,以利制造硫酸。
(4)焙烧得到细小粒子状的焙烧矿,以利下一步浸出,即不希望有烧结现象发生。
(5)在焙烧时应尽可能地少产生铁酸锌和硅酸锌。
因为铁酸锌不溶于稀硫酸,而导致锌的浸出率降低;硅酸锌虽然能溶于稀硫酸,但溶解后会产生胶体状的二氧化硅,影响浸出矿浆的澄清与过滤。
冶金学-Zn-08-7-30湿法炼锌

2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.1-硫化锌精矿焙烧的热力学基础
(1)欲控制硫酸化焙烧,1是降低焙烧温度;2是提高 PO2; 3是提高 PSO2 (2)欲控制氧化焙烧,1是提高焙烧温度,2是降低氧分压 PO2 ; 3是降低二氧化硫分压PSO2
2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.1-硫化锌精矿焙烧的热力学基础 (2) 硫酸化焙烧
气相边界层 ZnO
ZnS
2.1 硫化锌精矿的焙烧: 2.1.3-焙烧生产实践
硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧,有的还采
沸腾焙烧的应用是在1944年开始,首先用于硫铁矿
用多膛炉焙烧或悬浮焙烧。 的焙烧,1952年才应用到炼锌工业中。我国于1957年末建 成第一座工业沸腾焙烧炉并投入生产,且在后来新建的炼 锌厂都采用了沸腾焙烧。 沸腾炉焙烧是在焙烧过程中使空气自下而上地吹过 固体炉料层,使固体颗粒相互分离,不停地翻动,有效地 进行硫化物氧化反应的强化焙烧过程。 沸腾炉所用设备简单,易于实现自动化控制。
2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.2-硫化锌精矿焙烧动力学
决定硫化锌精矿氧化焙烧速度的控 制环节: (1) 氧通过颗粒周围的气膜向其表 面扩散(外扩散); (2) 氧通过颗粒表面的氧化物层向 反应界面扩散(内扩散); (3) 在反应界面上进行化学反应; (4) 反应的产物SO2 向着与氧相反 方向的扩散。
2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.1-硫化锌精矿焙烧的热力学基础 由以上分析可以看出: 1、如果湿法炼锌希望保留一部分硫酸锌存在,就意味 着降低焙烧温度、维持较高的氧浓度和二氧化硫浓度。 2、要想少生成一些铁酸锌,就需要较低的氧分压和较 高的温度(生成磁铁矿) 湿法炼锌的焙烧实际上受到上边两个矛盾的制约,很难 兼顾。因此往往采用较高的温度和适度的氧分压。越来越朝 着过程强化的方向发展。 3、较高的温度抑制了铁酸锌的生成,促进了氧化锌的 生成;而适度增加的氧分压在强化焙烧脱硫的过程中,会利 于硫酸锌的部分保留 因此焙烧产物就是氧化锌、碱式硫酸锌、硫酸锌和铁酸 锌的混合物 湿法炼锌的焙烧温度一般控制在1143~1193K,有的 达到1293K。空气过剩系数为1.20~1.30。
硫化锌精矿的沸腾焙烧工序

6.1硫化锌精矿的沸腾焙烧工序(甲24m2沸腾炉操作规程)6.1.1备料部分:(1)备料的基本任务:①保证入沸腾炉的精矿主成份和杂质含量均匀、稳定,对不同的精矿进行合理搭配。
②确保入沸腾炉的精矿含水量为6-8%。
③保证入沸腾炉的精矿粒度小于10毫米,并不含机械夹杂,干燥后精矿要进行破碎和筛分。
(2)备料工艺流程:①工艺流程简述:入精矿库后的精矿利用桥式抓斗起重机抓入湿式圆盘给料机,通过皮带运输机运至回转干燥窑干燥,干燥后精矿通过锤式破碎机破碎,再利用斗式提升机提至振动筛过筛,筛上物返回破碎机破碎,筛下物入沸腾炉焙烧。
②工艺流程图(见图6.1-1)(3)设备名称、规格、性能(见表6.1-1)(4)主要技术操作条件及技术指标:④干燥窑温度窑头600-650℃,窑尾150-200℃。
干燥精矿煤气消耗105Nm3/吨精矿图6.1-1 24m2沸腾炉备料工艺流程图表6.1-1 备料部分设备名称规格①抓斗桥式起重机岗位:A 严格按抓斗桥式起重机使用、维护规程和安全规程操作。
B抓斗桥式起重机运行时,大车、小车、抓斗不能同时运行,最多只能两者同时运行。
C 交接班和班中应经常检查钢丝绳和制动器、滑轮、行程开关、各润滑点,发现异常情况及时处理。
D 及时将入库的精矿抓到指定的地点堆存备用。
E 按规定要求配料,以保证入炉精矿成份稳定均匀。
F 圆盘料仓最多只能贮放两抓斗精矿。
②圆盘给料岗位:A 根据干燥岗位要求调整圆盘转速和圆盘出料口闸门,保证给料稳定、正常。
B 保证圆盘出料口不堵塞不断料。
③1#皮带岗位:A 严格按皮带运输机的使用、维护规程和安全规程操作。
B 保证1#皮带下料口畅通,发现堵塞及时清理。
C 皮带运输过程中,经常巡回检查,发现皮带跑偏、撕裂、托轮不转、电磁铁不起作用等异常现象及时处理。
D 经常检查皮带的料量,发现大块物料或机械夹杂及时清除,以免损坏干燥窑进口螺旋。
E 每次打料完毕,都应对电磁铁、下料溜管等进行清理。
硫化锌精矿的焙烧课件

未展望
分析硫化锌精矿焙烧设备与技术 的发展趋势,如设备大型化、智 能化、绿色化等,为未来的研究
和应用提供参考。
04
焙烧过程中的环境保护与 可持续发展
焙烧过程的环保问题
大气污染
焙烧过程中产生的废气可 能含有二氧化硫、氮氧化 物等有害气体,对大气环 境造成污染。
水体污染
焙烧废水中可能含有重金 属离子、有机物等污染物, 未经妥善处理直接排放将 影响水环境质量。
设备构造
详细介绍设备的构造,包 括进料系统、燃烧系统、 排气系统等。
设备工作原理
解释设备的工作原理,以 及如何在焙烧过程中实现 硫化锌精矿的转化。
焙烧设备的操作与维护
设备操作
阐述设备的启动、运行、停车 等操作步骤,以及操作过程中
需要注意的事项。
设备维护
介绍设备的日常维护内容,包括设 备清洁、润滑、紧固等,以及定期 维护项目,如更换磨损件、检修燃 烧系统等。
• 停留时间:物料在焙烧炉内的停留时间也是影响焙烧效果的关键因素之一。过短的停留时间可能导致反应不充 分,而过长的停留时间则可能导致氧化锌的进一步分解或过度氧化。因此,需要根据物料性质和反应条件,合 理控制物料在焙烧炉内的停留时间。
03
焙烧设备与技术
焙烧设备介绍
01
02
03
设备类型
常用的硫化锌精矿焙烧设 备包括回转窑、沸腾炉、 固定床炉等。
加强与国际先进企业和研究机构的合作与 交流,引进先进技术和管理经验,促进我 国硫化锌精矿焙烧工艺的持续发展。
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原理
焙烧过程中的氧化反应是一个放热反应,其反应速率受温度、气氛、物料粒度等因素的影响。在适宜 的温度和气氛条件下,硫化锌可以与氧气发生反应,生成氧化锌和二氧化硫。同时,二氧化硫可以通 过进一步的氧化反应,生成三氧化硫,再与水反应生成硫酸,实现硫资源的回收利用。
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1、设计任务设计一个年产10000吨电锌厂焙烧车间(初步设计)1.1、原始数据电锌年产量:10000吨锌精矿的化学成分(%)1.2、技术条件选择沸腾层高度:1.5m左右空气过剩系数:1.25沸腾层温度:850~900C炉顶温度:820~870炉顶负压:-10~30Pa直线速度:0.5~0.6m/s出炉烟气量、温度:9001.3、技术经济指标年处理锌精矿:1.3万吨/年年工作日:300天沸腾炉炉床面积:28m2沸腾炉炉床能力:5.2t/(m2d)焙烧矿产出率(包括烟尘和焙砂):88%(占锌精矿的)烟尘含锌量:54.89%焙砂含锌量:56.91%焙烧料含锌量:48%脱硫率:93.6%焙烧锌直收率:52%冶炼总回收率:95%出炉烟尘含量:35%(占焙烧矿的)量:9365%(体积百分数)出炉烟气SO2烟尘含Ss量:1.73%焙砂含Ss量:0.4%2-量:2.14%烟尘含Sso42-量:1.10%焙砂含Sso42、原始资料2.1、锌矿的分布及品位截至2002年,全世界查明锌储量为20000万吨,储量基础为45000万吨,现有储量和储量基础的静态保证年限为23年和51年。
锌储量和储量基础占锌资源量的10.52%和3.68%。
中国锌的储量和储量基础均居世界首位,已成为世界最大的铅锌资源国家。
根据统计资料,在我国铅锌储量中铅锌平均品位只有 4.66%,而根据目前铅锌价格水平和成本水平,只有铅锌(1:2.5)合计地质品位在7%~8%以上的地质储量才是能经济利用的储量,目前我国能经济利用的铅锌合计储量只有4513.86万吨,仅占总储量的 42.6%。
锌在自然界多以硫化物的状态存在,主要矿物是闪锌矿(ZnS),但这种硫化矿的形成过程中有FeS固溶体,成为铁闪锌矿(nZnSmFeS).含铁高的闪锌矿会使提取冶炼过程复杂化。
流化床的地表部位还常有一部打分被氧化的氧化矿,如菱锌矿(ZnCO3)、硅锌矿(Zn2SiO4)、导极矿(H2Zn2SiO5)等。
我国铅锌储量较多的省(区)主要是云南、广东、甘肃、四川、广西、内蒙古、湖南和青海等八省(区),其铅锌储量占全国总储量的80.7%。
大中型锌矿187处,探明资源总量7961万吨,储量1950万吨,其中大型锌矿区44处,探明资源总量5352万吨,储量 1553万吨,分别占全国的 58.1%和76.6%。
目前已探明的储量主要集中在云南、广东、内蒙古、江西、湖南和甘肃等六省。
各大区储量见下表:中国铅锌资源各大区分布比例(%)表2.2、精矿的组成成分铅锌矿的开采分露天开采和地下开采两种。
由于金属品位不高,铅锌共生,并含有大量的脉石和其他杂质金属,矿石需先经过选矿。
通过采用浮选法优先选出锌精矿,副产铅精矿和硫精矿。
我国某些大型企业铅锌矿产出的锌精矿成分实例如下表。
硫化锌精矿是生产锌的主要原料,成分一般为:锌45%~46%,铁5%~15%,硫的含量变化不大,为30%~33%。
可见,锌精矿的主要组分为Zn,Fe和S,三者占总重的90%左右。
硫化锌精矿是生产锌的主要原料,成分一般为:Zn45~60%,Fe5~15%,S30~33%,浮选精矿粒度较细,90%为0.07mm,堆密度1.7~2.0g/cm3。
锌精矿化学成分锌精矿成分实例(%)表硫化锌精矿的粒度细小,95%以上小于40um,堆密度为1.7~2g/cm3.在选用精矿氧化焙烧脱硫设备时,应当充分利用精矿粒度小、表面积大、活性高、硫化物本身也是一种“燃料”的特点,使硫化锌能迅速氧化成氧化锌,又能充分利用精矿的自身的能量。
2.3、锌精矿的物理及化学性质锌精矿一般是由铅锌矿或含锌矿石经破碎、球磨、泡沫浮选等工艺而生产出的达到国家标准的含锌量较高的矿石。
精矿在空气的氧化开始是在颗粒的表面进行的。
当精矿粒度较小时,会有更多的气固接触,单位面积内反应的硫化锌就会增加。
但随着反应的进行,粒子表面形成一层坚硬的氧化锌壳,于是气流中的氧化分子穿过氧化锌层才能到达反应界面,增加了氧气的扩散阻力,从而减慢了硫化锌例子中心部分的氧化程度,所以粒度较小的精矿有利于扩散过程,保证硫化锌氧化得更完全。
矿物物相组成:其物相包括:ZnS、CdS、PbS、CCuFeS2、FeS2、Fe7S8、CaCO3、MgCO3、SiO2其他等。
2.4、锌的用途(1). 钢材的镀锌方面,起防腐作用。
(2). 优良的合金,如做装饰品的铜锌合金(黄铜),Cu-Sn-Zn形成的青铜,作为耐磨合金的Cu-Sn-Pb-Zn合金。
(3). 锌可以制造用于航天仪表上的Ag-Zn电池。
(4). 利用Zn熔点低的特点,还可浇铸精密铸件。
(5). 锌在冶金工业中作为还原剂,化学工业中作为制造颜料用的原材料。
2.5、结构设计的注意点(1)、为便于操作,炉篦深度不宜超过2mm;沿炉篦宽度1-1.5m设一个炉门。
(2)、炉膛高度以易于操作为原则。
(3)、炉膛长宽比宜选用3:1。
(4)、炉膛应成断面放大式,与垂直面成22°。
(5)、炉膛内最边壁的风帽与炉内壁距离为20-30mm。
(6)、筑砌内、外层耐火砖、红砖时砖缝要错开,且之间要有搭接砖。
(7)、外层砖筑砌完后,外圈要用钢架拉起来,以增加其钢性、整体牢固性。
(8)、当用煤量大于180kg/h时,加煤应采用机械加煤、出渣。
(9)、合理、合适的挡火墙高度有利于控制进入烘干机的热气体温度,避免烧坏烘干机筒体前端。
(10)、穿过沸腾炉的喂料管,要外敷耐热混凝土或选用耐高温的耐热不锈钢,并做好之间的密封。
(11)、沸腾炉出气口附近要装设测温热电偶,以利于控制出气烟气温度。
3.、锌沸腾炉焙烧工艺流程3.1、火法炼锌工艺流程火法炼锌工艺流程图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,其原则工艺流程如上图。
3.2、湿法炼锌工艺流程湿法炼锌主要有焙烧、浸出(见浸取)、浸出液净化和电积等工序。
锌精矿焙烧后用电解废液进行中性浸出,使大部分氧化锌溶解,得到的矿浆分离出上清液和底流矿浆。
上清液净化后电积产出金属锌,熔铸成锭。
底流矿浆进行酸性浸出以溶解残余的氧化锌,酸性浸出液返回到中性浸出;含锌约20%的酸性浸出渣,须进一步处理,传统方法采用回转窑挥发,回收其中的锌、铅和湿法炼锌工艺流程部分稀散金属焙烧使精矿中的硫化锌转变为可溶于稀硫酸的氧化锌,即酸溶锌。
湿法炼锌是第一次世界大战期间开始应用的。
其本质是用稀硫酸(即废电解液)浸出焙烧矿中的锌,锌进入溶液后再以电解法从溶液中沉积出来。
湿法炼锌可直接得到很纯的锌,不象火法蒸馏炼锌还需精炼。
除此之外,操作所需劳动力较少,劳动条件也较好,只是电能消耗大。
3.3、沸腾炉焙烧工艺流程高温氧化流态化焙烧工艺流程图备料工序送来的混合锌精矿送入炉前仓,再由仓下调速胶带给料机、定量给料机,计量后由分配圆盘分别加到两台抛料机上,将混合精矿抛入焙烧炉内。
焙烧炉产出的焙砂经两台流态化冷却器和高效圆筒冷却机进一步冷却至150℃左右。
冷却后的焙砂经埋刮板运输机送到球磨机室进行球磨,磨细后的焙烧矿与烟尘混合用汽化喷射泵送制液车间浸出制液。
沸腾焙烧炉产出的烟气经余热锅炉回收烟气余热后,经两段旋涡收尘器、电收尘器收尘后由排烟机送制酸系统。
火法炼锌和湿法炼锌的第一步冶金过程就是焙烧。
其中火法炼锌厂的焙烧是纯粹的氧化焙烧,湿法炼锌厂进行的也是氧化焙烧,但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。
同时希望尽可能少生成铁酸锌。
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)来调节气相组成。
火法炼锌的焙烧温度一般控制在1273K 以上,有的达到1340~1370K 。
空气过剩系数为1.05~1.10。
湿法炼锌的焙烧温度一般控制在1143~1193K ,有的达到1293K 。
空气过剩系数为1.20~1.30。
3.4、沸腾炉焙烧原理3.4.1、锌精矿焙烧反应一般规律流态化焙烧的理论基础是固体流态化,当气体通过固体料层的速度不同时,可将料层变化分为三种状态:即固定床、膨胀床及流态化床。
锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自上而下通过炉内矿层,使固体颗粒被吹动,相互分离而呈悬浮状态,达到固体颗粒(锌精矿)与气体氧化剂(空气)的充分接触,以利化学反应的进行。
主要化学反应为:1300当焙烧温度一定时,焙烧过程中锌的存在形态取决于p SO2和p O2。
如图中A 点和B 点。
当气相组成不变,改变焙烧温度时,也可改变焙烧产物中锌存在的形态。
如图中红线所示,当温度升高时,ZnO 区域扩2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 (1)ZnS+2O2=ZnSO4 (2)ZnO+SO2+1/2O2=ZnSO4 (3)3ZnSO4+ZnS=4ZnO+4SO2 (4)最新的理论认为硫酸锌的生成实际上要经历一个生成碱式硫酸锌的过程:3ZnS+11/2O2=ZnO·2ZnSO4+SO2 (5)ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2=2ZnSO4 (6)3.4.2、锌精矿焙烧动力学过程及机理金属硫化物的氧化反应是一个气、固相的多相反应过程,过程很复杂。
反应分成以下几步骤:(1)氧分子经扩散到达硫化物表面;(2)氧分子在硫化物表面被吸收,并分解成为活性氧原子;(3)氧原子向硫化物晶格中扩散,与金属离子和硫阴离子结合生成金属氧化物和吸附态的SO2;(4)SO2分子从固体表面解吸扩散到气相中。
3.4.3、传热原理流态化床的热传递可分为三种形式,即固体与气体间、流态化床内各部分之间、流态化床与管壁之间的热传递。
传热方式主要是对流。
由于流态化床内固体与气体之间接触多,有效传热面积大,故总的传热效率比固定床大。
由于流态化床内固体颗粒快速循环以及气流使床层激烈搅动,因而流态化床内各部分的温度几乎一致,就是在大量放热反应的焙烧过程中,床层内积分的温度仍能保持均匀一致,这对焙烧过程是非常有利的条件。
在生产实践中可以控制床层内温度差在±10K波动。
3.5、硫酸化焙烧当进行硫酸化焙烧时,进行下列反应:ZnSO4 = ZnO + SO3ZnO·2ZnSO4 = 3ZnO + 2SO3SO2 + 1/2O2 = SO3在实际焙烧过程中, pT在1013.25~2026.50Pa范围内,此时与温度关系如图所示。
总压曲线pT与ZnSO4和ZnO·ZnSO4的分解曲线相交于A、B和A`、B`。
当温度低于A、A`点所对应的温度时,ZnSO4稳定存在,当温度高于B、B`点所对应的温度时,ZnO稳定存在,当温度介于两者之间时,ZnO·ZnSO4稳定存在。