Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,火法炼锌原则工艺流程,传统湿法炼锌原则工艺流程,引 言,1.5.3,锌的生产方法,第,2,章 硫化锌精矿的焙烧与烧结,2.1,概述,焙烧目的和要求,2.2,硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.3,硫化锌精矿的沸腾焙烧,2.4,硫化锌精矿的烧结焙烧,从,硫化锌,精矿中提取锌，除高温加压直接浸出流程外，,无论采用火法和湿法工艺,，,一般须预先经过焙烧,。,主流湿法炼锌的主要原料有,氧化矿和硫化矿,两大类。,锌的氧化矿,多属菱锌矿（,ZnCO,3,）和异极矿（,ZnOSiO,2,），,锌的硫化矿,主要有闪锌矿和铁闪锌矿。,硫化锌精矿焙烧,过程是在高温下借助于空气中的氧进行的氧化脱硫的过程：,2ZnS+3O,2,=2ZnO+2SO,2,焙烧的目的和要求,取决于下一步的生产流程。,2.1,概 述,焙烧目的和要求,2.1,概 述,有三种情况：,（,1,）火法炼锌,(,蒸馏法,),：是在焙烧时实行死焙烧,(,氧化焙烧,),，,尽可能地除去全部硫,，以及尽可能完全使铅、镉、砷、锑挥发除去，得到主要由,金属氧化物组成的焙砂,，使以后蒸馏时可以得到较高质量的锌锭。产出浓度足够大的,SO,2,烟气以供生产硫酸。含镉与铅多的烟尘作为炼镉原料。,2.1,概 述,（,2,）鼓风炉炼锌：,通过烧结机进行烧结焙烧，,既要脱硫、结块，还要控制铅的挥发,。精矿中含铜较高时，要适当残留一部分硫，以便在熔炼中制造冰铜。,2.1,概 述,（,3,）,湿法炼锌：,1),尽可能完全地氧化金属硫化物,并在焙砂中得到氧化物及少量硫酸盐,(34%MeSO,4,),，实行部分硫酸盐化焙烧，焙砂中少量硫酸盐以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失；,2),使砷与锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去;,3),在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌；,4),得到,SO,2,浓度大的焙烧炉气以制造硫酸；,5),得到细小粒子状的焙烧矿以利于浸出的进行。,因此，主要进行氧化焙烧和部分硫酸化焙烧。,硫化锌焙烧的一般规律,:,硫化锌焙烧反应可以分为以下几大类：,(1),硫化锌,氧化生成氧化锌：,2ZnS+3O,2,=2ZnO+2SO,2,(2),硫酸锌,和,SO,3,的生成与分解：,2ZnS+2SO,2,+O,2,=2ZnSO,4,2SO,2,+O,2,=2SO,3,(3),ZnO,与,Fe,2,O,3,形成铁酸锌：,ZnO+Fe,2,O,3,=ZnOFe,2,O,3,2.2,硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2,硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2.1,硫化锌,(P101),硫化锌以闪锌矿或铁闪锌矿(,nZnSmFeS),的形式存在于锌精矿中。焙烧时硫化锌进行下列反应：,ZnS+2O,2,ZnSO,4,(1),2ZnS+3O,2,2ZnO+2SO,2,(2),2SO,2,+O,2,2SO,3,(3),ZnO+SO,3,ZnSO,4,(4),2.2,硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2.2,二氧化硅,(SiO,2,),硫化锌精矿中往往含有,2,8,SiO,2,，多以石英矿物形态存在，在,焙烧过程中易与金属氧化物生成可溶性硅酸盐,，,在浸出时溶解进入溶液，形成硅酸胶体,。,铅的存在能促使硅酸盐生成，促使精矿熔结，妨碍焙烧进行。熔融状态的硅酸铅可以溶解其他金属氧化物或其硅酸盐，形成复杂的硅酸盐。,2.2,硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2.3,硫化铅,(PbS),铅在硫化锌精矿中存在的矿物形式，称为,方铅矿,。硫化铅在空气中焙烧时铅可被氧化为,PbSO,4,和,PbO,。,硫化铅和氧化铅在高温时具有大的蒸气压，能够挥发进入烟尘，因此可采用高温焙烧来气化脱铅,。,铅的各种化合物熔点较低，容易使焙砂发生粘结，影响正常的沸腾焙烧作业的进行。,2.2.4,硫化铁,锌精矿,中,中主要,的,的硫化铁,矿,矿有黄,铁,铁矿（,FeS,2,）、磁,硫,硫铁矿,(Fe,n,S,n+1,),和复杂,硫,硫化铁,矿,矿，如铁,闪,闪锌矿,(nZnS,mFeS),、黄铜,矿,矿,(FeCuS,2,),，砷硫,铁,铁矿,(FeAsS),等。,焙烧结,果,果是得,到,到,Fe,2,O,3,与,Fe,3,O,4,。由于,FeO,在焙烧,条,条件下,继,继续被,氧,氧化以,及,及硫酸,铁,铁很容,易,易分解,，,，故可,以,以认为,焙,焙烧产,物,物中没,有,有或极,少,少有,FeO,与,FeSO,4,存在。,2.2,硫化锌,精,精矿焙,烧,烧时各,成,成分的,行,行为,2.2,硫化锌,精,精矿焙,烧,烧时各,成,成分的,行,行为,2.2.5,铁酸锌,的,的生成,、,、危害,与,与防治,(P102),：,当温度,在,在,600,以上时,，,，,ZnO,与,Fe,2,O,3,按以下,反,反应形,成,成铁酸,锌,锌：,ZnO+Fe,2,O,3,=ZnO,Fe,2,O,3,对于湿,法,法炼锌,厂,厂来说,，,，由于,其,其不溶,解,解于稀,硫,硫酸力求在,焙,焙烧中,避,避免铁,酸,酸锌的,生,生成。,其,其方法,：,：,(1),加速焙,烧,烧作业，,缩,缩短反,应,应时间,；,；,(2),增大炉,料,料的粒,度,度，以减,小,小,ZnO,与,Fe,2,O,3,颗粒的,接,接触的,表,表面；,(3),升高焙烧温,度,度并对,焙,焙砂进,行,行快速冷,却,却；,(4),将锌焙,砂,砂进行,还,还原沸,腾,腾焙烧,(,采用双,室,室沸腾,炉,炉,),，用,CO,还原铁,酸,酸锌，破坏,铁,铁酸锌,的,的结构,而,而将,ZnO,析出。,其,其反应,：,：,3(ZnO,Fe,2,O,3,)+CO=3ZnO+2Fe,3,O,4,+CO,2,2.2,硫化锌,精,精矿焙,烧,烧时各,成,成分的,行,行为,2.2.6,铜的硫,化,化物,铜在锌,精,精矿中,存,存在的,形,形式有,辉,辉铜矿,(CuS),、黄铜,矿,矿,(CuFeS,2,),、铜蓝,(Cu,2,S),等。在,高,高温下,焙,焙烧时,铜,铜主要以,自,自由状,态,态的,Cu,2,O,存在，,部,部分为,结,结合状,态,态的氧,化,化铜,(Cu,2,OFe,2,O,3,),及自由,状,状态或,结,结合状,态,态的氧,化,化铜。,2.2.7,硫化镉,镉在锌,精,精矿中,常,常以硫,化,化镉的,形,形式存,在,在，在,焙,焙烧时,被,被氧化,生,生成,Cd,O和,CdSO,4,。,CdSO,4,在高温,下,下分解,生,生成,Cd,O，与,CdS,挥发进,入,入烟尘，成为,提,提镉原,料,料。,2.2,硫化锌,精,精矿焙,烧,烧时各,成,成分的,行,行为,2.2.8,砷与锑,的,的化台,物,物,在锌精,矿,矿中存,在,在的砷,、,、锑化,合,合物有,硫,硫砷铁,矿,矿,(,即毒砂,FeAsS),、硫化,砷,砷,(As,2,S,3,),、辉锑,矿,矿,(Sb,2,S,3,),，在焙,烧,烧过程,中,中生成,As,2,S,3,、,Sb,2,O,3,以及砷,酸,酸盐和,锑,锑酸盐,。,。,As,2,S,3,、,Sb,2,S,3,、,As,2,O,3,、,Sb,2,O,3,容易挥,发,发进入,烟,烟尘，,砷,砷酸盐,和,和锑酸,盐,盐是稳,定,定化合,物,物残留,于,于焙砂,中,中。,2.2.9,Bi,、,Au,、,Ag,、,In,、,Ge,、,Ga,等的硫,化,化物,Bi,、,In,、,Ge,、,Ga,等的硫,化,化物在,焙,焙烧过,程,程中生,成,成氧化物，以氧,化,化物的,状,状态存,在,在于焙,烧,烧产物,中,中，,Au,和,Ag,主要以,金,金属状态存,在,在于焙,烧,烧产物,中,中。,2.3,硫化锌,精,精矿的,沸,沸腾焙,烧,烧,其状态,如,如同水,的,的沸腾,，,，因此,称,称为沸腾焙,烧,烧。,2.3,硫化锌,精,精矿沸,腾,腾焙烧,2.3.1,沸腾焙,烧,烧的工,艺,艺,沸腾焙,烧,烧的工,艺,艺过程,一,一般包,括,括炉料准,备,备及加,料,料系统,、,、炉本,体,体系统,、,、收尘,及,及气体,处,处理系,统,统和排,料,料系统四个部,分,分。,炉料准,备,备包括,配,配料、,干,干燥、,破,破碎与,筛,筛分。,2.3,硫化锌,精,精矿沸,腾,腾焙烧,2.3.2,锌精矿,的,的配料,不同锌,精,精矿成,分,分不同,，,，在焙,烧,烧之前,，,，需要,进,进行严,格,格的配,料,料。,2.3,硫化锌,精,精矿沸,腾,腾焙烧,配料方,法,法,通常采,用,用圆盘配,料,料及堆,式,式配料两种方,法,法。,圆盘配,料,料,圆盘配,料,料就是,采,采用圆,盘,盘给料,机,机，根,据,据确定,的,的配料,比,比例调,节,节圆盘,给,给料机,的,的出口,闸,闸门，,实,实现所,要,要求的,配,配料比,例,例。,2.3,硫化锌,精,精矿沸,腾,腾焙烧,配料方,法,法,堆式配,料,料法,根据配,料,料比例,，,，用行,车,车抓斗,将,将各种,矿,矿以抓,数,数为单,位,位按比,例,例抓入,配,配料仓,内,内，将,品,品位高,低,低不同,的,的精矿,一,一层层,地,地撒开,在,在配料,仓,仓内，,一,一直将,料,料仓堆,满,满为止,。,。,使用时,由,由一个,方,方向从,上,上到下,切,切割料,层,层到底,，,，并以,抓,抓斗进,行,行多次,混,混合，,以,以达到,均,均匀稳,定,定。,2.3.3,锌精矿,的,的干燥,干燥的,目,目的与,方,方法：,1,、干燥,的,的目的,硫酸化,焙,焙烧的,炉,炉料含,水,水在,8%,左右最,为,为适宜,。,。当进,厂,厂锌精,矿,矿水分,超,超过,8%,以上时,就,就要进,行,行干燥,。,。,2,、干燥,方,方法,（,1,）自然,干,干燥法,（,2,）铁板,干,干燥法,（,3,）气流,干,干燥法,（,4,）回转,窑,窑干燥,法,法,2.3,硫化锌,精,精矿沸,腾,腾焙烧,2.3,硫化锌,精,精矿沸,腾,腾焙烧,2.3.4,沸腾焙,烧,烧的设,备,备,各种炉,型,型,(P102),硫化锌,精,精矿的,焙,焙烧可,采,采用反射炉,、,、多膛,炉,炉、复,式,式炉（,多,多膛炉,与,与反射,炉,炉的结,合,合）和,沸,沸腾焙,烧,烧炉。,目前采,用,用的沸,腾,腾焙烧,炉,炉有带,前,前室的直形,炉,炉、道尔,型,型湿法,加,加料,直,直型,炉,炉和鲁奇,扩,扩大,型,型炉三,种,种类,型,型，,多,多采,用,用扩,大,大型,的,的鲁奇,炉,炉（,Lurgi,炉，,又,又称,为,为,VM,炉）,。,。,2.3.4,硫化,锌,锌精,矿,矿沸,腾,腾焙,烧,烧的,工,工艺,和,和设,备,备,2.3.4,硫化,锌,锌精,矿,矿沸,腾,腾焙,烧,烧的,工,工艺,和,和设,备,备,2.3.4,硫化,锌,锌精,矿,矿沸,腾,腾焙,烧,烧的,工,工艺,和,和设,备,备,2.3.4,硫化,锌,锌精,矿,矿沸,腾,腾焙,烧,烧的,工,工艺,和,和设,备,备,2.3.5,沸腾,焙,焙烧,的,的工,艺,艺及,技,技术,经,经济,指,指标,精矿,加,加入,炉,炉内,后,后，,在,在沸,腾,腾层,高,高温,作,作用,下,下进,行,行焙,烧,烧。,焙,焙烧,所,所得,烧,烧矿,经,经溢,流,流口,自,自动,排,排出,炉,炉外,。,。焙,烧,烧所,得,得炉,气,气携,带,带矿,尘,尘从,炉,炉上,部,部的,炉,炉气,出,出口,导,导入,冷,冷却,及,及收,尘,尘系,统,统。,根据湿法,炼,炼锌,或,或还,原,原蒸,馏,馏法,炼,炼锌对焙,砂,砂的,要,要求,不,不同,，,，沸,腾,腾焙,烧,烧分,别,别采,用,用高温,氧,氧化,焙,焙烧,和,和低,温,温部,分,分硫,酸,酸