硫化锌焙烧

1焙烧方法分类

从硫化锌精矿中提炼锌，无论采用火法或湿法，都必须先将硫化锌精矿进行焙烧。焙烧的实质就是在一定的气氛中加热锌精矿，使其发生物理化学变化，改变其成分以适应下一步冶金过程的要求，但精矿一般不熔化，或者说焙烧一般是固相与气相之间进行的化学过程而不出现液相。

依据焙烧过程的本质不同，一般把焙烧分为：煅烧、还原焙烧、氧化焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧和烧结焙烧等几类。视矿石或精矿的成分和下一步冶金处理方法的不同，选用其中适当的焙烧方法。

1.1 煅烧

煅烧主要是处理碳酸盐、硫酸盐等氧化矿的一种预备过程，其目的是在高温条件下使碳酸盐或硫酸盐分解为氧化物以及除去其中的水分。

1.2 还原焙烧

还原焙烧应用于处理氧化矿石，在还原气氛中使矿石中自山状态的或结合状态的氧化物还原成低价氧化物或金属。在锌冶金中还原焙烧应用于处理锌的氧化矿或含锌废料（如浸出渣、蒸馏渣等）。当含锌物料与碳混合，在还原气氛下加热（800-1200℃）焙烧时，ZnO被还原为锌蒸气，然后又被炉气中O₂、CO₂等氧化成ZnO收集于布袋中。

1.3 氧化焙烧

氧化焙烧在氧化气氛中使硫化矿中的硫全部或大部除去，使硫化物全部或大部变成氧化物。

氧化焙烧分为两种，一种是把硫化矿石中的硫全部烧去，所得焙烧矿仅由氧化物组成，称作“死烧”，火法蒸馏炼锌所采用的焙烧就是“死烧”；另一种焙烧只是部分地烧去硫，如铜、镍硫化矿的焙烧，称作部分氧化焙烧。

1.4 硫酸化焙烧

硫酸化焙烧应用于有色金属湿法冶金。目的是在氧化气氛中把待提取的金属变成水溶性的硫酸盐。

硫酸化焙烧也可分为两种：一种是把矿石中的硫化物全部变成为水溶性的硫酸盐，称全硫酸化焙烧，简称酸化焙烧，另一种则是部分地将矿石中的硫化物转变为水溶性的硫酸盐，其余则氧化成氧化物，叫做部分硫酸化焙烧，有时也称酸化焙烧。湿法炼锌的焙烧就是部分硫酸化焙烧。

1.5 氯化焙烧

氯化焙烧应用于使不溶于水的金属化合物变成可溶于水氯化物。若将某些金属化合物变为易挥发的氯化物而与其他成分分离，这种氯化焙烧又称氯化挥发焙烧。因此氯化焙烧可以处理硫化物与氧化物两种物料。

氯化作用是依靠向焙烧物料中加食盐或氯化钙与氯化钾的混合物等完成的，有时也用氯气氯化。

1.6 烧结焙烧

上述几种焙烧，对粉状物料而言，在焙烧完了时物料仍是粉状，统称为粉焙烧，凡粉状物料经焙烧后，结块的焙烧称作烧结焙烧。烧结焙烧的目的有两个：一是氧化脱硫；二是粉状物料结块。

烧结焙烧可以处理硫化物，也可以处理氧化物。当硫化精矿烧结焙烧时仍是氧化过程，不需要什么燃料，所需之热主要依靠硫化物氧化所放出的热。当氧化物料烧结焙烧还具有还原过程的特征时，烧结所需之热依靠加到烧结料中的炭质燃料燃烧供热。烧结焙烧是在较上述几种焙烧温度为高的温度下进行的。在烧结焙烧时，物料出现部分熔融现象，但又很快消逝而使固体粒子结成块。鼓风炉炼锌的炉料，须进行烧结焙烧。

2 湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求

根据湿法炼锌的工艺原理，湿法炼锌焙烧硫化锌精矿的目的主要是使锌精矿中的ZnS 绝大部分转变为ZnO, 少量则为ZnSO₄,同时尽可能完全地除去砷、锑等杂质。具体说来其要求有五点：

2.1 在湿法炼锌中，出于硫化锌在一般条件下不能直接用稀硫酸进行浸出，所以焙烧时，要尽可能完全地使ZnS转型，使其绝大部分氧化成为可溶于稀硫酸的ZnO。不过为了补偿冶金过程中H₂SO₄的机械损失和化学损失，仍要求焙烧矿中有适量的可溶于水的ZnSO₄。生产实践证明，一般浸出流程，只要使焙烧矿中含有2.5-4%的ZnSO₄形态的硫就可以补偿冶金过程中H₂SO₄的损失，并不希望过多，否则会导致冶金过程中硫酸根的过剩，影响正常生产的进行和增加原材料的消耗。

2.2 使砷、锑氧化成挥发性的氧化物除去，同时除去部分铅，以减轻浸出、净化工序工作量。

2.3 使炉气中SO₂浓度尽可能地高，以利制造硫酸。

2.4 焙烧得到细小粒子状的焙烧矿，以利下一步浸出，即不希望有烧结现象发生。

2.5 在焙烧时应尽可能地少产生铁酸锌和硅酸锌。因为铁酸锌不溶于稀硫酸，而导致锌的浸出率降低；硅酸锌虽然能溶于稀硫酸，但溶解后会产生胶体状的二氧化硅，影响浸出矿浆的澄清与过滤。

处理块状硫化矿的焙烧最早是采用堆式焙烧，后改为竖炉焙烧。随着原矿品味的降低和浮选的迅速发展，炼锌厂处理的原料，都是粉末状的锌精矿，这就迫使采用符合精矿焙的特点的焙烧炉。