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1、火法煉鋅原則工藝流程傳統(tǒng)濕法煉鋅原則工藝流程引言1.5.3鋅的生產(chǎn)方法第2章硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)2.1概述—焙燒目的和要求2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒2.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒從硫化鋅精礦中提取鋅，除高溫加壓直接浸出流程外，無論采用火法和濕法工藝，一般須預(yù)先經(jīng)過焙燒。主流濕法煉鋅的主要原料有氧化礦和硫化礦兩大類。鋅的氧化礦多屬菱鋅礦（ZnCO3）和異極礦（ZnO·SiO2），鋅的硫化礦主要有閃鋅礦和鐵閃鋅礦。硫化鋅精礦焙燒過程是在高溫下借助于空氣中的氧進行的氧化脫硫的過程：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2焙燒的
2、目的和要求取決于下一步的生產(chǎn)流程。2.1概述—焙燒目的和要求2.1概述有三種情況：（1）火法煉鋅(蒸餾法)：是在焙燒時實行死焙燒(氧化焙燒)，盡可能地除去全部硫，以及盡可能完全使鉛、鎘、砷、銻揮發(fā)除去，得到主要由金屬氧化物組成的焙砂，使以后蒸餾時可以得到較高質(zhì)量的鋅錠。產(chǎn)出濃度足夠大的SO2煙氣以供生產(chǎn)硫酸。含鎘與鉛多的煙塵作為煉鎘原料。2.1概述（2）鼓風(fēng)爐煉鋅：通過燒結(jié)機進行燒結(jié)焙燒，既要脫硫、結(jié)塊，還要控制鉛的揮發(fā)。精礦中含銅較高時，要適當(dāng)殘留一部分硫，以便在熔煉中制造冰銅。2.1概述（3）濕法煉鋅：1)盡可能完全地氧化金屬硫化物并在焙砂中得
3、到氧化物及少量硫酸鹽(3~4%MeSO4)，實行部分硫酸鹽化焙燒，焙砂中少量硫酸鹽以補償電解與浸出循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失；2)使砷與銻氧化并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去;3)在焙燒時盡可能少地得到鐵酸鋅；4)得到SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸；5)得到細小粒子狀的焙燒礦以利于浸出的進行。因此，主要進行氧化焙燒和部分硫酸化焙燒。硫化鋅焙燒的一般規(guī)律:硫化鋅焙燒反應(yīng)可以分為以下幾大類：(1)硫化鋅氧化生成氧化鋅：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2(2)硫酸鋅和SO3的生成與分解：2ZnS+2SO2+O2=2ZnSO42SO2+O2=2SO3(3)ZnO與
4、Fe2O3形成鐵酸鋅：ZnO+Fe2O3=ZnO·Fe2O32.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.1硫化鋅(P101)硫化鋅以閃鋅礦或鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)的形式存在于鋅精礦中。焙燒時硫化鋅進行下列反應(yīng)：ZnS+2O2＝ZnSO4(1)2ZnS+3O2＝2ZnO+2SO2(2)2SO2+O2＝2SO3(3)ZnO+SO3＝ZnSO4(4)2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.2二氧化硅(SiO2)硫化鋅精礦中往往含有2~8％SiO2，多以石英礦物形態(tài)存在，在焙燒過程中易與金屬氧化物生成可溶性硅酸鹽，
5、在浸出時溶解進入溶液，形成硅酸膠體。鉛的存在能促使硅酸鹽生成，促使精礦熔結(jié)，妨礙焙燒進行。熔融狀態(tài)的硅酸鉛可以溶解其他金屬氧化物或其硅酸鹽，形成復(fù)雜的硅酸鹽。2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.3硫化鉛(PbS)鉛在硫化鋅精礦中存在的礦物形式，稱為方鉛礦。硫化鉛在空氣中焙燒時鉛可被氧化為PbSO4和PbO。硫化鉛和氧化鉛在高溫時具有大的蒸氣壓，能夠揮發(fā)進入煙塵，因此可采用高溫焙燒來氣化脫鉛。鉛的各種化合物熔點較低，容易使焙砂發(fā)生粘結(jié)，影響正常的沸騰焙燒作業(yè)的進行。2.2.4硫化鐵鋅精礦中主要的硫化鐵礦有黃鐵礦（FeS2）、磁硫鐵礦(FenSn
6、+1)和復(fù)雜硫化鐵礦，如鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)、黃銅礦(FeCuS2)，砷硫鐵礦(FeAsS)等。焙燒結(jié)果是得到Fe2O3與Fe3O4。由于FeO在焙燒條件下繼續(xù)被氧化以及硫酸鐵很容易分解，故可以認為焙燒產(chǎn)物中沒有或極少有FeO與FeSO4存在。2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.5鐵酸鋅的生成、危害與防治(P102)：當(dāng)溫度在600℃以上時，ZnO與Fe2O3按以下反應(yīng)形成鐵酸鋅：ZnO+Fe2O3=ZnO·Fe2O3對于濕法煉鋅廠來說，由于其不溶解于稀硫酸力求在焙燒中避免鐵酸鋅的生成。其方法：(1
7、)加速焙燒作業(yè)，縮短反應(yīng)時間；(2)增大爐料的粒度，以減小ZnO與Fe2O3顆粒的接觸的表面；(3)升高焙燒溫度并對焙砂進行快速冷卻；(4)將鋅焙砂進行還原沸騰焙燒(采用雙室沸騰爐)，用CO還原鐵酸鋅，破壞鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)而將ZnO析出。其反應(yīng)：3(ZnO·Fe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO22.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.6銅的硫化物銅在鋅精礦中存在的形式有輝銅礦(CuS)、黃銅礦(CuFeS2)、銅藍(Cu2S)等。在高溫下焙燒時銅主要以自由狀態(tài)的Cu2O存在，部分為結(jié)合狀態(tài)的氧化銅(Cu2O·Fe2O3)及自由狀態(tài)或結(jié)合狀
8、態(tài)的氧化銅。2.2.7硫化鎘鎘在鋅精礦中常以硫化鎘的形式存在，在焙燒時被氧化生成CdO和CdSO4。CdSO4在高溫下分解
