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。
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。
年产12万吨电锌浸出车间的设计毕业设计说明书(可编辑)
年产12万吨电锌浸出车间的设计毕业设计说明书HEBEIPOLYTECHNIC UNIVERSITY毕业设计说明书GRADUATE DESIGN设计题目:年产13万吨电锌的浸出车间的设计学院冶金与能源学院学生姓名专业班级设计(论文)题目年产12万吨电锌的浸出车间的设计主要研究目标1.掌握冶金工艺的全过程;2.熟悉锌浸出车间的全部设备及工艺流程、操作主要研究内容1.湿法炼锌工艺流程的选择与论证;2.主要技术经济指标的选择与论证;3.技术条件的选择与论证;4.厂址的选择与论证;5.经济核算与三废治理;6.湿法炼锌的冶金计算,主要设备的选择与计算研究方法理论计算法说明书(论文)的要求内容:1绪论;2工艺流程的选择与论证;1)近代炼锌方法评述;2)湿法炼锌具体方法的评述;3)工艺流程的选择与论证;4)设计流程的优缺点;3主要技术经济指标的选择与论证:1)焙烧;2)浸出;3)净液;4)电解;5)系统指标;6)各项技术经济指标;4技术条件的选择与论证;5厂址的选择与论证;6经济篇;7三废的治理及环境保护;8湿法炼锌冶金计算:1)锌精矿沸腾焙烧冶金计算;2)锌焙烧矿浸出冶金计算;3)硫酸锌溶液净化冶金计算;4)锌电解沉积冶金计算;5)浸出渣挥发处理冶金计算;6)挥发窑氧化锌处理冶金计算;7)年度物料平衡计算;9主要设备的选择与计算:1)氧化锌焙烧部分设备的选择与计算;2)氧化锌浸出部分设备的选择与计算;3)浸出液净化部分设备的选择与计算。
英译汉,英文字符数按毕业设计规定执行。
图纸的要求车间平面布置图设备连接图浸出槽主要参考文献目前有关设计内容方面的论文有色重金属设计手册,冶金工业出版社最新出版。
起止时间自2008年3 月17 日至6 月20 日指导教师签字: 年月日系主任意见签字: 年月日意见签字: 年月日注:任务书的具体内容可依据各系要求进行修正。
另,学生所做毕业设计论文的工作的研究成果归河北理工大学所有,学生不能向第三方泄露有关成果内容和技术秘密。
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
重金属冶金学-锌冶金-课件ppt.ppt
图3-8 锌焙砂浸出一般流程图
硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧，有的还采用 多膛炉焙烧或悬浮焙烧。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。沸腾焙烧的 应用是在1944年开始，首先用于硫铁矿的焙烧，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。
1673K时显著升华。ZnO可被C、CO和H2还原，其中被 CO还原的反应在1073K下十分激烈：
ZnO + CO = Zn(g) + CO2 在823K以上，与Fe2O3形成铁酸锌。 3. ZnSO4
无天然矿物。易溶于水，比重为3.474，受热分解， 在1123K左右温度下分解压达到10132.5Pa，
3.1.4 炼锌原料
锌矿物的种类： 较常见的有：闪锌矿(ZnS)；磁闪锌矿(nZnSmFeS)； 菱锌矿(ZnCO3)；硅锌矿(Zn2SiO4)；异极矿(ZnSiO4·H2O) 等。 自然界中较多的为硫化矿。锌的单金属硫化物非常少 见，多与铜铅共生。其中最常见的有铅锌矿，其次为锌铜 矿和铜铅锌矿。
图3-6 锌精矿流态化酸化焙烧流程图
图3-7 高温氧化流态化焙烧工艺流程图
3.3 湿法炼锌
湿法炼锌包括焙烧、浸出、净液、电解和熔铸5个工序。
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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：。