硫化锌精矿焙烧的主要反应
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。
硫化锌精矿脱硫的生产工艺流程

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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。
电炉锌粉工艺操作规程

电炉锌粉工艺操作规程1 范围本规程包括电炉锌粉生产的工艺流程、基本原理、原材料质量要求、工艺操作条件、岗位操作法、产品质量要求、主要技术经济指标和主要设备。
2 工艺流程见图1。
3 基本原理硫化锌精矿经沸腾炉高温氧化焙烧脱硫后得到的高温砂及锌片溶铸渣中的氧化锌,与还原剂焦炭(造渣剂石英、石灰等),经烘烤炉脱水后,经螺旋下料机均匀加入电炉,在电极电弧和炉渣电阻作用产生的高温下,ZnO被CO和C 还原,其主要反应式为:ZnO+CO=Zn(气)+CO2①ZnO+C=Zn(气)+CO ②CO2+C=2CO ③Zn(气)冷凝Zn(固)由于氧化锌还原温度从950℃开始,而锌的沸点为906℃,因此在电炉的高温条件下反应生成物为气态锌,并从炉料中逸出进入冷凝器,此时,温度迅速降至凝固点以下,气态锌凝结为细粉,冷却筛分后即为成品锌粉。
锌焙砂焦炭石英、石灰成品锌粉废气排空图1 电炉锌粉工艺流程图4 入炉原材料质量要求4.1 锌焙砂Zn>55% Pb<2% Fe<10% Cd<1% S<1% H2O<1% 不含烟尘。
4.2 锌熔铸渣Zn>75% Cl<0.1 % H2O<1% 粒度<20mm。
4.3 焦炭固定碳>80% 灰份<15% 挥发份<1.9% S<1.2%。
4.4 石灰CaO>80% 粒度<20mm H2O<1%。
4.5 石英SiO2>90% Fe2O31~2% H2O<1%,粒度3~20mm。
4.6 石墨电极公称直径Φ300,比电阻不大于11Ω·mm2/m。
5 燃煤质量要求固定碳>55% 灰份<20% S<2% H2O<10%。
发热量≥23000KJ/kg。
6 工艺操作条件6.1 混合炉料的锌品位不小于55%,允许波动范围±5%。
6.2 碳倍数1.0~1.10(不考虑电极消耗)。
6.3 燃煤式烘烤炉炉温400~700℃,物料含水<0.4%。
6.4 炉内温度(渣线以下)1250~1500℃。
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。
冶金原理实验报告硫化锌精矿氧化过程动力学

冶 金 原 理 实 验 报 告专业班级: 冶金0905 学号: 0503090629 姓名:吴海艳 实验日期: 2011 年 11 月 日 室温: 20C ︒ 大气压:Pa 1001.15⨯实验名称:硫化锌精矿氧化过程动力学一.实验目的(1) 采用固定床进行硫化锌精矿氧化焙烧,分析各段时间硫的产出率,来测定氧化速度与时间曲线。
(2) 学会氧化动力学的研究方法。
(3) 了解硫化锌精矿氧化过程机理。
(4) 学会硫的分析方法。
二.实验原理在冶炼过程中,为了得到所要求的化学组分,硫化锌精矿必须进行焙烧,硫化锌的氧化是焙烧过程最主要的反应:ZnS+3/2O 2=ZnO+SO 2 反应过程的机理:ZnS+1/2O 2(气)——ZnS …[O]吸附——ZnO+[S]吸附 ZnO+[S]吸附+O 2——ZnO+SO 2解吸这个反应是有气相与固相反应物和生成的多相反应,包括向反应界面和从反应界面的传热与传质过程。
可以认为反应按如下步骤进行 (1) 氧通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散; (2) 氧通过颗粒表面氧化生成物向反应界面扩散; (3) 在反应界面上进行化学反应;(4) 反应生成的气体SO 2向着氧相反的方向扩散,即反应从颗粒表面向其中心部位逐层进行,硫化物颗粒及其附近气体成分的浓度可用未反应核模型表示。
提高硫化物氧化速度,可以通过以下方式:提高氧分压,加速SO 2吸收,减小矿石粒度,降低氧化层厚度,提高温度 本实验采用固定床焙烧,来测定硫化锌氧化速度。
分析氧化过程某一时刻产生的SO 2的量,来计算硫化锌硫的脱出率;即单位时间硫的脱出率。
为了便于比较不同硫化物和不同条件下硫化物的氧化速度,引入以下公式:总S S S i R =式中R S ——精矿中硫的氧化分数;S i ——硫化锌精矿氧化过程中某一时间内失去的硫量;S 总——精矿中所有的含硫量。
利用氧化分数和时间关系作出,可以得出不同温度、不同粒度、不同气相组成对硫化锌焙烧过程的影响。
硫化锌精矿焙烧的主要反应

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。
硫化锌精矿沸腾焙烧工艺特点探析

硫化锌精矿沸腾焙烧工艺特点探析作者:陶家荣来源:《科技与创新》2016年第18期摘要:在炼锌的过程中,锌精矿的沸腾焙烧是第一道工序,也是最关键的一道工序。
沸腾焙烧后的焙砂能否达到后续炼锌工序的质量要求,关系着整个炼锌过程能否顺利进行。
锌精矿的物理状况及其化学成分都将对其沸腾焙烧过程和后续的炼锌工序产生重要的影响。
简要介绍和对比了鲁奇式沸腾炉氧化焙烧和硫酸盐化焙烧工艺技术,探析了锌精矿沸腾焙烧的特点和影响因素,并据此提出了科学的预防和控制措施,同时,还指出了沸腾焙烧技术未来的研究和发展方向,以期为日后的相关工作提供参考。
关键词:锌精矿;沸腾焙烧;锌冶炼;焙砂中图分类号:TF046.2 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2016.18.074现代炼锌方法主要有火法炼锌和湿法炼锌2种。
火法炼锌包括平罐炼锌、竖罐炼锌、密闭鼓风炉炼锌和电炉炼锌;湿法炼锌指电解法炼锌,它根据不同的浸出沉铁工艺又可分为黄钾铁钒法、针铁矿法和赤铁矿法等。
除了锌精矿直接氧压浸出外,无论是火法炼锌,还是湿法炼锌,锌精矿的沸腾焙烧都是第一道必不可少的工序。
锌精矿的沸腾焙烧是固体流态化技术在锌冶炼工业中的具体应用。
沸腾焙烧炉内沸腾层高度在1~1.5 m,沸腾层温度高达849.85~1 149.85℃,炉内热容量大且均匀,反应速度快,强度高,传热传质效率高,温差小,精矿与空气接触时间长,大大强化了焙烧过程,这对促进炼锌工业的发展有重要的意义。
目前,国内外炼锌企业使用的焙烧炉主要有道尔型和鲁奇型2种,国内锌冶炼沸腾焙烧以鲁奇式沸腾炉为主,所以,本文主要分析了鲁奇炉在高温(1049.85~1099.85 ℃)氧化焙烧和在低温(939.85~979.85 ℃)硫酸盐化焙烧条件下的特点和区别。
1 硫化锌精矿沸腾焙烧技术概况1.1 氧化焙烧氧化焙烧的目的是去除硫化矿中全部或部分硫,使硫化物变成氧化物。
氧化焙烧主要分为2种:①把锌精矿中的硫全部烧尽,所得焙烧矿仅由氧化物组成。
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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。
处理块状硫化矿的焙烧最早是采用堆式焙烧,后改为竖炉焙烧。
随着原矿品位的降低和浮选的迅速发展,炼锌厂处理的原料,都是粉末状的锌精矿,这就迫使采用符合精矿焙的特点的焙烧炉。
1.2硫化锌精矿焙烧的主要反应因为焙烧是在原料和产物熔点温度以下进行的一种化学反应,故工业上焙烧硫化锌精矿,是将锌精矿在高温下与空气中的氧相互作用,属于氧化反应过程。
我们知道,锌精矿中几乎所有硫化物的氧化反应的标准吉布斯自由能变化都是负值,而且硫化物焙烧是个放热过程,故工业上硫化锌精矿焙烧均能自热进行。
焙烧过程是复杂的,生成的产物不尽一致,可能有多种化合物同时并存。
一般来说,硫化锌精矿的氧化反应主要有以下四种:(1)硫化物氧化生成硫酸盐MeS+2O2=MeSO4(2)硫化物氧化生成氧化物MeS+1.5O2=MeO十SO2(3)金属硫化物直接氧化生成金属MeS+O2=Me+SO2(4)硫酸盐离解MeSO4=MeO+SO3SO3=SO2 +0.5O2此外.在硫化锌精矿中,通常还有多种化合价的金属硫化物,其高价硫化物的离解压一般都较高,如FeS2离解压在700℃时为505 kPa,故极不稳定,焙烧时高价态硫化物离解成低价态的硫化物,然后再继续进行其焙烧氧化反应过程。
当然,精矿中某种金属硫化物氧化过程的反应方式和产物并不是一成不变的,它决定于金属元素的性质和焙烧过程中的具体条件。
因此,锌精矿中各种金属硫化物焙烧的主要产物是MeO,MeSO4以及SO2,SO3,O2等;此外还可能有MeO·Fe2O3,MeO·SiO2等。
究竟焙烧过程按哪种反应进行,各反应的反应速率如何,焙烧的最终产物是什么,这些问题在焙烧条件一定时,可由热力学分析和动力学研究解决。
硫化锌锌在锌精矿中以闪锌矿(ZnS)或铁闪锌矿(nZnS·mFeS)形态存在,其焙烧反应是比较复杂的过程,可能的反应类型也比较多。
在湿法炼锌工业焙烧的条件下其主要反应有:ZnS+2O2=ZnSO43 ZnSO4+ZnS=4ZnO+4SO22SO2+O2=2SO3ZnO+SO3=ZnSO4焙烧开始时按上述反应式(1)、(2)进行,反应产生的二氧化硫在有氧气存在的条件下,继续氧化成三氧化硫,即按(3)式进行。
式(3)反应为可逆反应,在温度低于500℃时反应向右进行,温度高于600℃时反应向左进行,故在沸腾焙烧过程中焙烧温度均在850℃以上,实际上气相中的三氧化硫是很少的。
反应式(4)表明,当气相中有SO3存在时,氧化锌才生成为硫酸锌,而硫酸锌在高温时又分解为氧化锌和三氧化硫,温度在800℃以上时分解十分剧烈。
硫酸锌生成的条件及数量,取决于焙烧温度及气相成分,即温度低、SO3浓度高时,形成的硫酸锌就多,当温度高、SO3浓度低时,硫酸锌发生分解,趋向于形成氧化锌。
由上述硫酸锌与氧化锌生成的条件可知,氧化焙烧与硫酸化焙烧在操作上的基本区别是:(1)硫酸化焙烧的温度(850℃~900℃)比氧化焙烧的温度(1050℃~l100℃)要低;(2)硫酸化焙烧所产生的炉气中,SO3的浓度要比氧化焙烧时高,所以硫酸化焙烧时要求供给较大的过剩空气量,以强化焙烧过程;(3)硫酸化焙烧要求炉气与炉料接触良好,并要求炉料在炉内停留时间较长。
总之,硫化锌在850℃~900℃的温度下进行焙烧,大部分生成氧化锌(ZnO)和少量的硫酸锌(ZnSO4)、硅酸锌(ZnO·SiO2)、铁酸锌(ZnO·Fe2O3),还有少量的硫化锌未被氧化。
硫化铅铅在锌精矿中主要以硫化铅(PbS)形态存在,硫化铅又叫方铅矿,它在焙烧时按下列反应式进行反应。
PbS+2O2 ==PbSO43PbSO4+PbS ==4PbO+4SO2PbO+SO3==PbSO4硫化铅在焙烧过程的行为与硫化锌相似,所形成的硫酸铅在800℃以上时大量分解为氧化铅。
硫化铅的熔点约为l 120℃,熔化后具有很好的流动性,进入炉子的砖缝中。
硫化铅在600℃时开始挥发,800℃时大量挥发,当PbS挥发到炉子上部及炉气管道中时又被氧化成氧化铅。
而氧化铅要在900℃时才大量挥发,所以硫酸化焙烧脱铅率低。
氧化铅是一种很好的助熔剂,它能与许多金属氧化物形成低熔点共晶化合物,如硅酸铅(PbO·SiO2)、铁酸铅(PbO·Fe2O3)、铅酸钙(CaO·PbO6)、铅酸镁(MgPbO6),这些低熔点共晶化合物是极为有害的,它在800℃时就开始熔化,严重时引起炉料在沸腾炉中结块和在烟道中结块的现象,从而使操作恶化,焙烧脱硫不完全,因此要求配料时混合锌精矿含铅不超过2%。
总之,硫化铅在焙烧过程中多数生成氧化铅(PbO),只有极少量生成硫酸铅及低熔点共晶化合物。
硫化铜铜在锌精矿中主要以辉铜矿(Cu2S)、黄铜矿(CuFeS2)、铜蓝(CuS)等形态存在。
硫化铜熔点很高(约1805℃~1900℃),在低温下(550℃)按下式进行反应。
2Cu2S+5O2=2CuO+2CuSO44CuFeS2=2Cu2S+4FeS+S2CuS+2O2=CuSO4所形成的硫酸铜,当温度高于700℃时按下式发生分解。
5CuSO4+3CuS=4Cu2O+8SO24CuSO4 = 2CuO·CuSO4+2SO2+O22CuO·CuSO4=4CuO+2SO2十O2硫化铜在焙烧温度下按下式进行氧化反应。
2Cu2S+3O2=Cu2O+SO2Cu2S+2O2=2CuO+SO24CuS+5O2=Cu2O+2SO212CuFeS2+35O2=3Cu2O+2Fe3O4+12SO2由此可见,铜的化合物在焙烧过程中的产物,主要是氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O),还有少量的硫酸铜(CuSO4)、铁酸铜(CuO·Fe2O3)及硅酸铜(CuO·SiO3)。
硫化镉镉在锌精矿中以硫化镉(CdS)形态存在,并往往与铅、镁共生。
在焙烧时硫化镉按下式进行氧化。
2CdS+3O2=2CdO+SO2或CdS+2O2=CdSO4硫化镉的挥发温度为980℃,高温焙烧时在炉子上部挥发,并在烟道中氧化成氧化镉(CdO),所以在1050℃~l100℃的温度下进行高温氧化焙烧时,95%以上的镉挥发并氧化成氧化镉进人烟气系统,通过收尘净化,镉富集在烟尘中,这种烟尘可作为提镉的原料。
当温度较低时,即在850℃~900℃下进行硫酸化焙烧时,硫化镉氧化生成氧化镉(CdO)和硫酸镉(CdSO4),CdSO4是十分稳定的化合物,只有在高于1000℃时才分解为CdO和SO3,而CdO要在高于1 000℃以上时才能挥发。
所以在硫酸化焙烧过程中,CdO及CdSO4几乎得不到挥发而留在焙砂中,它们在浸出时与ZnO一起进入硫酸溶液,通过溶液净化得到富集的铜镉渣,作为提镉的原料。
砷、锑硫化物砷在锌精矿中以毒砂(FeAsS)或硫化砷(As2S3)形态存在,锑以辉锑矿(Sb2S3)形态存在,砷、锑化合物在600℃时显著离解,在氧化气氛中极易氧化,其反应式为:2As2S3+9O2=2As2O3+6SO22Sb2S3+9O2=2Sb2O3+6SO22FeAsS+5O2=Fe2O3+As2O3+2SO2砷、锑的三氧化物是极易挥发的化合物,但在温度高、过剩空气量充足的情况下氧化成五氧化物,其反应式为:As2O3+O2一As2O5As2O3+2SO3=2As2O5+2SO22As2O3+2Fe2O3=2As2O5+2FeOSb2O3+O2 =Sb2O52Sb2O3+2SO2=2Sb2O5+2SO22Sb2O3+Fe2O3=2Sb2O5+4FeO砷、锑的五氧化物是很难挥发的物质,在有氧化铅、氧化铁存在的情况下易生成砷、锑酸盐。
3PbO+As2O5 = Pb3(AsO4)23FeO+ As2O5=Fe3(AsO4)23PbO+Sb2O5 = Pb3(SbO4)23FeO+ Sb2O5=Fe3(SbO4)2形成砷、锑酸盐后,砷、锑在焙烧过程中就很难除去。
湿法炼锌过程中当原料含As,Sb过高时,As,Sb进入电积液中使电积过程产生“烧板”。
故在焙烧时要求控制较低的温度和较少的过剩空气量,尽可能使As、Sb以挥发性氧化物进入烟气。
在烟气收尘中,这些砷、锑氧化物大部分被收集在烟尘中。
硫化银银在锌精矿中以辉银矿(Ag2S)形态存在。
它在605℃时着火,按下列反应氧化。
Ag2S+2O2=Ag2SO42Ag2S+3O2 =2Ag2O十2SO2在锌焙烧温度下,硫化银被氧化时与别的金属硫化物不一样,生成的氧化银(Ag2O)是一种极不稳定的化合物,易发生分解。
2Ag2O=4Ag+O2硫化银在焙烧时,当有大量SO3存在的条件下生成硫酸银(Ag2SO4),其反应式如下。