硫化锌精矿的焙烧_图文
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(8) 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。
3.2.3 焙烧生产实践
硫化锌精矿的焙烧多采用沸腾炉焙烧。 沸腾焙烧是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料 层，固体炉料粒子被风吹动互相分离，并作不停的复杂运动 ，运动的粒子处于悬浮状态，其状态如同水的沸腾，因此称 为沸腾焙烧。 沸腾焙烧炉内料层温度高达850~1150℃，炉内热容量 大且均匀。由于固体粒子可以较长时间处于悬浮状态，反应 速度快、传热传质效率高、温差小、料粒和空气接触时间长 ，使焙烧过程大大强化。 沸腾炉所用设备简单，易于实现自动化控制。沸腾焙烧 的应用始于1944年，当时应用于硫铁矿的焙烧，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。
3.2.2 硫化锌精矿焙烧动力学
锌精矿的焙烧是一个复杂过程，存在着气-固反 应，固-固反应以及固-液反应；除有一般的化学环节 ，还包括吸附、解吸、内扩散、外扩散等物理环节和 晶核的生成、新相的成长等化学晶形转变等现象。另 外，焙烧时还会出现稳定的中间化合物和多种硅酸盐 、铁酸盐、硫酸盐等。
对于硫化锌矿氧化焙烧而言，决定反应速度的环 节是气膜中氧的扩散和界面反应。(P138 表3-2)
当进行硫酸化焙烧时，进行下列反应： ZnSO4 = ZnO + SO3 ZnO·2ZnSO4 = 3ZnO + 2SO3 SO2 + 1/2O2 = SO3
体系的总压pT为
湿法焙烧温度： 高于A、A` 低于B、B` ZnO·ZnSO4稳定
火法焙烧温度： 高于B、B` ZnO稳定
图3-6 硫酸盐分解压与温度关系
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
当 T > 1203K（ 930℃）时，ZnO稳定 。
当 T < 1203K（ 930℃）时， ZnO·2ZnSO4稳定。
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1203K
火法炼锌的焙烧温度一般控制在1000 ℃以上
(6) 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CdSO4。CdSO4在高温下分解生成CdO ，与CdS挥发进入烟尘，成为提镉原料。
(7) 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(As2S3)、辉锑矿(Sb2S3)，在焙烧过 程中生成 As2O3、Sb2O3以及砷酸盐和锑酸盐。 As2S3 、 Sb2S3 、As2O3、Sb2O3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。
2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备
2.5.2 硫化锌精矿沸腾 焙烧的工艺和设备
3、沸腾焙烧炉的结构
内衬耐火材料的炉身 装有风帽的空气分布板 下部的钢壳送风斗 上部的炉顶和炉气出口 侧边的加料装置和焙砂溢流排料口
锌冶金学
Zinc Metallurgy
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
当 T > 1203K（ 930℃）时，ZnO稳定 。
当 T < 1203K（ 930℃）时， ZnO·2ZnSO4稳定。
当 T < 1143K（ 870℃）时，ZnSO4稳 定。
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1/2(ZnO·2ZnSO4)=3/2ZnO+SO2+1/2O2 -5.2601 -3.3944 -1.8799 -0.6267 0.4237
ZnS+3/2O2=ZnO+SO2
21.7743 19.1885 17.0711 15.3054 13.8248
Zn(气,液) + SO2 = ZnS + O2
硫化锌精矿的焙烧_图文.ppt
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。
3.2.1 硫化锌精矿焙烧的热力学基础
（Zn-S-O系基本反应 ）
lgK 反应
900K 1000K 1100K 1200K 1300K
当 T < 1180K（ 907℃）时，ZnO、 ZnO·Fe2O3—> ZnO·2ZnSO4、Fe2O3
当 T < 1143K（ 870℃）时， ZnO·2ZnSO4、Fe2O3 —> ZnSO4、Fe2O3
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1143K
湿法炼锌的焙烧温度一般控制在870~900 ℃
在830℃以下时，界面反应的阻力占主要地位； 在880℃以上时，气膜传质的阻力占绝对优势。 颗粒粒度的减小有利于界面反应，也有利于扩散 过程，但不能过小，否则增加烟尘率。
硫化锌精矿焙烧时各成分的行为
(1) 硫化锌
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(α,β)
26.6069 22.1580 18.6139 15.6730 13.2063
3 ZnSO4(α,β)＝ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2 -3.9775 -2.1197 -0.8686 0.1507 1.0080
3ZnS+11/2O2= ZnO·2ZnSO4+SO2 75.8431 64.3544 54.9731 47.1697 40.6271
ZnS + 2O2 ＝ ZnSO4
(1)
2ZnS + 3O2 ＝ 2ZnO + 2SO2
(2)
2SO2 + O2 ＝ 2SO3
(3)
ZnO + SO3 ＝ ZnSO4
(4)
(5) 铜的硫化物 铜在锌精矿中存在的形式有辉铜矿(CuS)、黄铜矿
(CuFeS2)、铜蓝(Cu2S)等。在高温下焙烧时铜主要以自 由状态的Cu2O存在，部分为结合状态的氧化铜 (Cu2O·Fe2O3)及自由状态或结合状态的氧化铜。
-6.8524 -6.3161 -5.8755 -5.5891 -5.6713
2Zn(气,液) + O2 = 2ZnO
29.8438 25.7448 22.3912 19.4326 16.3070
当焙烧温度一定 时，焙烧过程中锌的 存在形态取决于pSO2 和pO2。
不同气氛生产不同的 产物。
Zn-S-O系等温平衡状态图
当气相组成不变 ，改变焙烧温度时， 也可改变焙烧产物中 锌存在的形态。
提高温度有利于 Zwenku.baidu.comO的生成！
Zn-S-O系等温平衡状态图
1300K
当温度一定时，ZnS 氧化顺序是：
ZnO->ZnO·2ZnSO4 ->ZnSO4
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
火法炼锌空气过剩系数为 1.05~1.10。 湿法炼锌空气过剩系数为 1.20~1.30。
1143K
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
当 T < 1180K（ 907℃）时，ZnO、 ZnO·Fe2O3 —> ZnO·2ZnSO4、Fe2O3
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1180K
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
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。
3.2.3 焙烧生产实践
硫化锌精矿的焙烧多采用沸腾炉焙烧。 沸腾焙烧是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料 层，固体炉料粒子被风吹动互相分离，并作不停的复杂运动 ，运动的粒子处于悬浮状态，其状态如同水的沸腾，因此称 为沸腾焙烧。 沸腾焙烧炉内料层温度高达850~1150℃，炉内热容量 大且均匀。由于固体粒子可以较长时间处于悬浮状态，反应 速度快、传热传质效率高、温差小、料粒和空气接触时间长 ，使焙烧过程大大强化。 沸腾炉所用设备简单，易于实现自动化控制。沸腾焙烧 的应用始于1944年，当时应用于硫铁矿的焙烧，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。
3.2.2 硫化锌精矿焙烧动力学
锌精矿的焙烧是一个复杂过程，存在着气-固反 应，固-固反应以及固-液反应；除有一般的化学环节 ，还包括吸附、解吸、内扩散、外扩散等物理环节和 晶核的生成、新相的成长等化学晶形转变等现象。另 外，焙烧时还会出现稳定的中间化合物和多种硅酸盐 、铁酸盐、硫酸盐等。
对于硫化锌矿氧化焙烧而言，决定反应速度的环 节是气膜中氧的扩散和界面反应。(P138 表3-2)
当进行硫酸化焙烧时，进行下列反应： ZnSO4 = ZnO + SO3 ZnO·2ZnSO4 = 3ZnO + 2SO3 SO2 + 1/2O2 = SO3
体系的总压pT为
湿法焙烧温度： 高于A、A` 低于B、B` ZnO·ZnSO4稳定
火法焙烧温度： 高于B、B` ZnO稳定
图3-6 硫酸盐分解压与温度关系
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
当 T > 1203K（ 930℃）时，ZnO稳定 。
当 T < 1203K（ 930℃）时， ZnO·2ZnSO4稳定。
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1203K
火法炼锌的焙烧温度一般控制在1000 ℃以上
(6) 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CdSO4。CdSO4在高温下分解生成CdO ，与CdS挥发进入烟尘，成为提镉原料。
(7) 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(As2S3)、辉锑矿(Sb2S3)，在焙烧过 程中生成 As2O3、Sb2O3以及砷酸盐和锑酸盐。 As2S3 、 Sb2S3 、As2O3、Sb2O3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。
2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧的工艺和设备
2.5.2 硫化锌精矿沸腾 焙烧的工艺和设备
3、沸腾焙烧炉的结构
内衬耐火材料的炉身 装有风帽的空气分布板 下部的钢壳送风斗 上部的炉顶和炉气出口 侧边的加料装置和焙砂溢流排料口
锌冶金学
Zinc Metallurgy
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
当 T > 1203K（ 930℃）时，ZnO稳定 。
当 T < 1203K（ 930℃）时， ZnO·2ZnSO4稳定。
当 T < 1143K（ 870℃）时，ZnSO4稳 定。
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1/2(ZnO·2ZnSO4)=3/2ZnO+SO2+1/2O2 -5.2601 -3.3944 -1.8799 -0.6267 0.4237
ZnS+3/2O2=ZnO+SO2
21.7743 19.1885 17.0711 15.3054 13.8248
Zn(气,液) + SO2 = ZnS + O2
硫化锌精矿的焙烧_图文.ppt
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。
3.2.1 硫化锌精矿焙烧的热力学基础
（Zn-S-O系基本反应 ）
lgK 反应
900K 1000K 1100K 1200K 1300K
当 T < 1180K（ 907℃）时，ZnO、 ZnO·Fe2O3—> ZnO·2ZnSO4、Fe2O3
当 T < 1143K（ 870℃）时， ZnO·2ZnSO4、Fe2O3 —> ZnSO4、Fe2O3
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1143K
湿法炼锌的焙烧温度一般控制在870~900 ℃
在830℃以下时，界面反应的阻力占主要地位； 在880℃以上时，气膜传质的阻力占绝对优势。 颗粒粒度的减小有利于界面反应，也有利于扩散 过程，但不能过小，否则增加烟尘率。
硫化锌精矿焙烧时各成分的行为
(1) 硫化锌
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(α,β)
26.6069 22.1580 18.6139 15.6730 13.2063
3 ZnSO4(α,β)＝ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2 -3.9775 -2.1197 -0.8686 0.1507 1.0080
3ZnS+11/2O2= ZnO·2ZnSO4+SO2 75.8431 64.3544 54.9731 47.1697 40.6271
ZnS + 2O2 ＝ ZnSO4
(1)
2ZnS + 3O2 ＝ 2ZnO + 2SO2
(2)
2SO2 + O2 ＝ 2SO3
(3)
ZnO + SO3 ＝ ZnSO4
(4)
(5) 铜的硫化物 铜在锌精矿中存在的形式有辉铜矿(CuS)、黄铜矿
(CuFeS2)、铜蓝(Cu2S)等。在高温下焙烧时铜主要以自 由状态的Cu2O存在，部分为结合状态的氧化铜 (Cu2O·Fe2O3)及自由状态或结合状态的氧化铜。
-6.8524 -6.3161 -5.8755 -5.5891 -5.6713
2Zn(气,液) + O2 = 2ZnO
29.8438 25.7448 22.3912 19.4326 16.3070
当焙烧温度一定 时，焙烧过程中锌的 存在形态取决于pSO2 和pO2。
不同气氛生产不同的 产物。
Zn-S-O系等温平衡状态图
当气相组成不变 ，改变焙烧温度时， 也可改变焙烧产物中 锌存在的形态。
提高温度有利于 Zwenku.baidu.comO的生成！
Zn-S-O系等温平衡状态图
1300K
当温度一定时，ZnS 氧化顺序是：
ZnO->ZnO·2ZnSO4 ->ZnSO4
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
火法炼锌空气过剩系数为 1.05~1.10。 湿法炼锌空气过剩系数为 1.20~1.30。
1143K
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
当 T < 1180K（ 907℃）时，ZnO、 ZnO·Fe2O3 —> ZnO·2ZnSO4、Fe2O3
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm）
1180K
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，