锌冶金学第二章课件

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,*,锌冶金学第二章,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,41111-5-12锌冶金学第二章,2024/11/19,锌冶金学第二章,41111-5-12锌冶金学第二章2023/10/10锌冶,1,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,锌冶金学第二章,第2章 硫化锌精矿的焙烧与烧结 锌冶金学第二章,2,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,锌冶金学第二章,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,3,2.1 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。,锌冶金学第二章,2.1 概 述 有三种情况：锌冶金学第二章,4,2.1 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。,锌冶金学第二章,2.1 概 述（2）鼓风炉炼锌：通过烧结机进行烧结焙烧，既,5,2.1 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。,锌冶金学第二章,2.1 概 述（3）湿法炼锌：锌冶金学第,6,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,锌冶金学第二章,硫化锌焙烧的一般规律 :2.2 硫化锌精矿焙烧时各成,7,2.2 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),锌冶金学第二章,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为2.2.1 硫化锌(,8,2.2 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2,8SiO,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。,锌冶金学第二章,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为2.2.2 二氧化硅(,9,2.2 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。,锌冶金学第二章,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为2.2.3 硫化铅(P,10,2.2.4,硫化铁,锌精矿中主要的,硫化铁矿有黄铁矿（FeS,2,）、磁硫铁矿(Fe,n,S,n+1,)和复杂硫化铁矿,，如铁闪锌矿(nZnS,mFeS)、黄铜矿(FeCuS,2,)，砷硫铁矿(FeAsS)等。,焙烧结果是得到Fe,2,O,3,与Fe,3,O,4,。由于FeO在焙烧条件下继续被氧化以及硫酸铁很容易分解，故可以认为焙烧产物中没有或极少有FeO与FeSO,4,存在。,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,锌冶金学第二章,2.2.4 硫化铁 2.2 硫化锌精矿焙烧时各成,11,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2.5,铁酸锌的生成、危害与防治,(P102),：,当温度在600以上时，ZnO与Fe,2,O,3,按以下反应形成铁酸锌：,ZnO+Fe,2,O,3,=ZnO Fe,2,O,3,对于湿法炼锌厂来说，由于其不溶解于稀硫酸,力求在焙烧中避免铁酸锌的生成。其方法：,(1),加速焙烧,作业，缩短反应时间；,(2),增大炉料的粒度,，以减小ZnO与Fe,2,O,3,颗粒的接触的表面；,(3),升高,焙烧温度并对焙砂进行,快速冷却,；,(4)将锌焙砂进行还原沸腾焙烧(采用双室沸腾炉)，,用CO还原铁酸锌,，破坏铁酸锌的结构而将ZnO析出。其反应：,3(ZnO Fe,2,O,3,)+CO=3ZnO+2 Fe,3,O,4,+CO,2,锌冶金学第二章,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为2.2.5 铁酸锌的生,12,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2.6,铜的硫化物,铜在锌精矿中存在的形式有辉铜矿(CuS)、黄铜矿(CuFeS,2,)、铜蓝(Cu,2,S)等。在高温下焙烧时铜,主要以自由状态的Cu,2,O存在，部分为结合状态的氧化铜(Cu,2,OFe,2,O,3,)及自由状态或结合状态的氧化铜,。,2.2.7,硫化镉,镉在锌精矿中常以硫化镉的形式存在，在焙烧时被氧化生成CdO和CdSO,4,。CdSO,4,在高温下分解生成,CdO，与CdS挥发进入烟尘,，成为提镉原料。,锌冶金学第二章,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为2.2.6 铜的硫化物,13,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为,2.2.8,砷与锑的化台物,在锌精矿中存在的砷、锑化合物有硫砷铁矿(即毒砂 FeAsS)、硫化砷(As,2,S,3,)、辉锑矿(Sb,2,S,3,)，在焙烧过程中生成 As,2,S,3,、Sb,2,O,3,以及砷酸盐和锑酸盐。As,2,S,3,、Sb,2,S,3,、As,2,O,3,、Sb,2,O,3,容易挥发进入烟尘，砷酸盐和锑酸盐是稳定化合物残留于焙砂中。,2.2.9,Bi、Au、Ag、In、Ge、Ga等的硫化物,Bi、In、Ge、Ga,等的硫化物在焙烧过程中生成,氧化物,，以氧化物的状态存在于焙烧产物中，,Au和Ag主要以金属,状态存在于焙烧产物中。,锌冶金学第二章,2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为2.2.8 砷与锑的化,14,2.3 硫化锌精矿的沸腾焙烧,其状态如同水的沸腾，因此称为,沸腾焙烧。,锌冶金学第二章,2.3 硫化锌精矿的沸腾焙烧其状态如同水的沸腾，因此称为沸,15,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧,2.3.1 沸腾焙烧的工艺,沸腾焙烧的工艺过程一般包括,炉料准备及加料系统、炉本体系统、收尘及气体处理系统和排料系统,四个部分。,炉料准备包括配料、干燥、破碎与筛分。,锌冶金学第二章,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧2.3.1 沸腾焙烧的工艺,16,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧,2.3.2 锌精矿的配料,不同锌精矿成分不同，在焙烧之前，需要进行严格的配料。,锌冶金学第二章,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧2.3.2 锌精矿的配料锌冶金学,17,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧,配料方法,通常采用,圆盘配料及堆式配料,两种方法。,圆盘配料,圆盘配料就是采用圆盘给料机，根据确定的配料比例调节圆盘给料机的出口闸门，实现所要求的配料比例。,锌冶金学第二章,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧配料方法 锌冶金学第,18,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧,配料方法,堆式配料法,根据配料比例，用行车抓斗将各种矿以抓数为单位按比例抓入配料仓内，将品位高低不同的精矿一层层地撒开在配料仓内，一直将料仓堆满为止。,使用时由一个方向从上到下切割料层到底，并以抓斗进行多次混合，以达到均匀稳定。,锌冶金学第二章,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧配料方法锌冶金学第二章,19,2.3.3 锌精矿的干燥,干燥的目的与方法：,1、干燥的目的,硫酸化焙烧的炉料含水在8%左右最为适宜。当进厂锌精矿水分超过8%以上时就要进行干燥。,2、干燥方法,（1）自然干燥法,（2）铁板干燥法,（3）气流干燥法,（4）回转窑干燥法,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧,锌冶金学第二章,2.3.3 锌精矿的干燥 干燥的目的,20,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧,2.3.4 沸腾焙烧的设备,各种炉型,(P102),硫化锌精矿的焙烧可采用,反射炉、多膛炉、复式炉（多膛炉与反射炉的结合）和沸腾焙烧炉,。,目前采用的沸腾焙烧炉有带前室的,直形炉,、,道尔型,湿法加料直型炉和,鲁奇扩大型,炉三种类型，多采用扩大型的,鲁奇炉（Lurgi炉，又称为VM炉）。,锌冶金学第二章,2.3 硫化锌精矿沸腾焙烧2.3.4 沸腾焙烧的设备,21,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备,锌冶金学第二章,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备锌冶金学第二章,22,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备,锌冶金学第二章,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备锌冶金学第二章,23,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备,锌冶金学第二章,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备锌冶金学第二章,24,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备,锌冶金学第二章,2.3.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备锌冶金学第二章,25,2.3.5沸腾焙烧的工艺及技术经济指标,精矿加入炉内后，在沸腾层高温作用下进行焙烧。焙烧所得烧矿经溢流口自动排出炉外。焙烧所得炉气携带矿尘从炉上部的炉气出口导入冷却及收尘系统。,根据,湿法炼锌或还原蒸馏法炼锌,对焙砂的要求不同，沸腾焙烧分别采用,高温氧化焙烧和低温部分硫酸化焙烧,两种不同的操作。,锌冶金学第二章,2.3.5沸腾焙烧的工艺及技术经济指标 精,26,2.3.5.1 高温氧化焙烧,高温氧化焙烧又称为“死焙烧”，是为了获得适于还原蒸馏的焙砂以满足蒸馏需要。除了脱硫外，还要把精矿中铅、镉等主要杂质脱除大部分。,高温沸腾焙烧的温度一般为,10701100,。,在沸腾层中硫、铅、镉的脱除主要决定于,焙烧温度,。随沸腾层温度的升高，焙烧矿中S、Pb、Cd的含量降低。,过剩空气量,对脱铅与脱镉有影响，对脱铅影响更为显著。,2.3.5沸腾焙烧的工艺及技术经济指标,锌冶金学第二章,2.3.5.1 高温氧化焙烧 2.3.5沸腾焙烧的,27,2.3.5沸腾焙烧的工艺及技术经济指标,锌冶金学第二章,2.3.5沸腾焙烧的工艺及技术经济指标 锌冶金学第二章,28,2.3.5 沸腾焙烧工艺及技术经济指标,高温氧化焙烧的,矿尘率较低温焙烧为少,（1030%）。,在一定温度与一定的过剩空气量的条件下，,增大沸腾层的直线速度可增大生产能力,，但矿尘率也会相应的增大。过高的提高生产能力必然会产生较大的矿尘