41111--5-12锌冶金学第二章解析.pptVIP

引 言 火法炼锌原则工艺流程 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 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（ZnCO3）和异极矿（ZnO·SiO2），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 + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 焙烧的目的和要求取决于下一步的生产流程。 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SO2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(3~4% MeSO4)，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SO2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。 2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为 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 + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 (2)硫酸锌和 SO3的生成与分解： 2ZnS + 2SO2 + O2 = 2ZnSO4 2SO2 + O2 = 2SO3 (3)ZnO与Fe2O3形成铁酸锌： ZnO + Fe2O3 = ZnO·Fe2O3 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(nZnS·mFeS)的形式存在于锌精矿中。焙烧时硫化锌进行下列反应： ZnS + 2O2 ＝ ZnSO4 (1) 2ZnS + 3O2 ＝ 2ZnO + 2SO2 (2) 2SO2 + O2 ＝ 2SO3 (3) ZnO + SO3 ＝ ZnSO4 (4) 2.2 硫化锌精矿焙烧时各成分的行为 2.2.2 二氧化硅(SiO2) 硫化锌精矿中往往含有2~8％SiO2，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PbSO4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 锌精矿中主要的硫化铁矿有黄铁矿（FeS2）、磁硫铁矿(FenSn+1)和复杂硫化铁矿，如铁闪锌矿(nZnS· mFeS)、黄铜矿(FeCuS2)，砷硫铁矿(FeAsS)等。 焙烧结果是得到Fe2O3与Fe3O4。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FeSO4