硫化锌精矿焙烧的主要反应

合集下载

锌精矿焙烧课计

锌精矿焙烧课计

锌精矿焙烧课计
锌精矿焙烧是冶金学中的一项重要过程,它主要用于将硫化锌矿中的硫化物还原成氧化物,并将其转化为可溶性的氧化锌,以便于后续的提取和加工。

锌精矿焙烧的课程主要包括矿石的加热、气氛的控制、反应的转化和产物的分离等多个方面。

其中,矿石加热是整个焙烧过程中最关键的环节之一。

通常情况下,焙烧温度在
800℃~1000℃之间。

在这个温度范围内,硫化物会被氧化,
然后还原成氧化物,以便于后续的提取和加工。

另一个非常重要的方面是气氛的控制。

由于硫化锌矿中含有较高的二氧化硫,所以焙烧过程中的氧气流量和氧化还原反应的平衡状态是非常重要的。

如果氧气流量过大,将会导致焙烧过程中产生大量的二氧化硫,影响产品的质量和产品的生产效率。

因此,在课程中需要引导学生学习如何控制气氛,以确保焙烧过程中氧化还原反应的均衡。

在反应转化方面,学生需要了解不同的氧化还原反应过程,并掌握锌精矿在可控的环境中的氧化还原反应情况。

同时,学生还需要了解不同的矿石组分、矿物和混杂物物理化学性质,并根据这些性质制定出适应性的生产方案。

最后,产物的分离和提取也是锌精矿焙烧的一个重要部分。

在这个步骤中,学生需要学习如何从氧化锌中提取出纯净的金属锌,以及如何研究和分析产物的品质和性质。

总之,锌精矿焙烧是一门非常精密和复杂的学科,需要学生具备深厚的专业知识和技能。

通过深入学习,学生将能够掌握锌精矿焙烧的艺术和技巧,并在后续的工作中取得更好的成果。

硫化锌精矿脱硫的生产工艺流程

硫化锌精矿脱硫的生产工艺流程

硫化锌精矿脱硫的生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 焙烧:将硫化锌精矿放入焙烧炉中,在高温下进行氧化焙烧。

锌精矿沸腾焙烧技术介绍

锌精矿沸腾焙烧技术介绍

锌精矿沸腾焙烧技术介绍
1.1工艺概述
1.1.1内蒙古巴彦淖尔紫金有色金属有限公司109㎡焙烧炉为酸化沸腾焙烧炉,处理的原料为浮选锌精矿。

其原理为:硫化锌精矿在氧化气氛中进行自热反应,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。

1.1.2酸化焙烧的主要任务
1.1.
2.1通过酸化焙烧,使锌精矿中的ZnS绝大部分转变为可溶于稀硫酸的ZnO,又为补偿冶金过程中硫酸的机械、化学损失,要求焙烧矿中有适量的可溶于水的硫酸锌。

1.1.
2.2最大限度地脱除铅、镉、汞等杂质,并使之进入烟气系统中,与烟气有效地分离,回收有价金属。

1.1.
2.3为制酸系统提供一定浓度的二氧化硫烟气。

1.1.
2.4充分有效地回收焙烧过程中的余热并加以利用。

1.1.3焙烧目的
在焙烧时,尽可能将锌精矿中的硫化物氧化成氧化物并产生少量硫酸盐,同时尽可能减少铁酸锌、硅酸锌的生成,以满足浸出对焙烧矿成分和粒度的要求及补偿系统中一部分硫酸根离子的损失。

同时得到较高浓度的二氧化硫烟气以便于生产硫酸。

1.1.4基本原理
锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自下而上通过炉内矿层,使固体颗粒被吹动,相互分离而成悬浮状态,达到固体颗粒(锌精矿)与气体氧化剂(空气)的充分接触,以利于化学反应进行。

电炉锌粉工艺操作规程

电炉锌粉工艺操作规程

电炉锌粉工艺操作规程1 范围本规程包括电炉锌粉生产的工艺流程、基本原理、原材料质量要求、工艺操作条件、岗位操作法、产品质量要求、主要技术经济指标和主要设备。

2 工艺流程见图1。

3 基本原理硫化锌精矿经沸腾炉高温氧化焙烧脱硫后得到的高温砂及锌片溶铸渣中的氧化锌,与还原剂焦炭(造渣剂石英、石灰等),经烘烤炉脱水后,经螺旋下料机均匀加入电炉,在电极电弧和炉渣电阻作用产生的高温下,ZnO被CO和C 还原,其主要反应式为:ZnO+CO=Zn(气)+CO2①ZnO+C=Zn(气)+CO ②CO2+C=2CO ③Zn(气)冷凝Zn(固)由于氧化锌还原温度从950℃开始,而锌的沸点为906℃,因此在电炉的高温条件下反应生成物为气态锌,并从炉料中逸出进入冷凝器,此时,温度迅速降至凝固点以下,气态锌凝结为细粉,冷却筛分后即为成品锌粉。

锌焙砂焦炭石英、石灰成品锌粉废气排空图1 电炉锌粉工艺流程图4 入炉原材料质量要求4.1 锌焙砂Zn>55% Pb<2% Fe<10% Cd<1% S<1% H2O<1% 不含烟尘。

4.2 锌熔铸渣Zn>75% Cl<0.1 % H2O<1% 粒度<20mm。

4.3 焦炭固定碳>80% 灰份<15% 挥发份<1.9% S<1.2%。

4.4 石灰CaO>80% 粒度<20mm H2O<1%。

4.5 石英SiO2>90% Fe2O31~2% H2O<1%,粒度3~20mm。

4.6 石墨电极公称直径Φ300,比电阻不大于11Ω·mm2/m。

5 燃煤质量要求固定碳>55% 灰份<20% S<2% H2O<10%。

发热量≥23000KJ/kg。

6 工艺操作条件6.1 混合炉料的锌品位不小于55%,允许波动范围±5%。

6.2 碳倍数1.0~1.10(不考虑电极消耗)。

6.3 燃煤式烘烤炉炉温400~700℃,物料含水<0.4%。

6.4 炉内温度(渣线以下)1250~1500℃。

冶金学-Zn-08-7-30湿法炼锌

冶金学-Zn-08-7-30湿法炼锌

2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.1-硫化锌精矿焙烧的热力学基础
(1)欲控制硫酸化焙烧,1是降低焙烧温度;2是提高 PO2; 3是提高 PSO2 (2)欲控制氧化焙烧,1是提高焙烧温度,2是降低氧分压 PO2 ; 3是降低二氧化硫分压PSO2
2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.1-硫化锌精矿焙烧的热力学基础 (2) 硫酸化焙烧
气相边界层 ZnO
ZnS
2.1 硫化锌精矿的焙烧: 2.1.3-焙烧生产实践


硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧,有的还采
沸腾焙烧的应用是在1944年开始,首先用于硫铁矿
用多膛炉焙烧或悬浮焙烧。 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,且在后来新建的炼 锌厂都采用了沸腾焙烧。 沸腾炉焙烧是在焙烧过程中使空气自下而上地吹过 固体炉料层,使固体颗粒相互分离,不停地翻动,有效地 进行硫化物氧化反应的强化焙烧过程。 沸腾炉所用设备简单,易于实现自动化控制。
2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.2-硫化锌精矿焙烧动力学
决定硫化锌精矿氧化焙烧速度的控 制环节: (1) 氧通过颗粒周围的气膜向其表 面扩散(外扩散); (2) 氧通过颗粒表面的氧化物层向 反应界面扩散(内扩散); (3) 在反应界面上进行化学反应; (4) 反应的产物SO2 向着与氧相反 方向的扩散。
2.1 硫化锌精矿的焙烧:2.1.1-硫化锌精矿焙烧的热力学基础 由以上分析可以看出: 1、如果湿法炼锌希望保留一部分硫酸锌存在,就意味 着降低焙烧温度、维持较高的氧浓度和二氧化硫浓度。 2、要想少生成一些铁酸锌,就需要较低的氧分压和较 高的温度(生成磁铁矿) 湿法炼锌的焙烧实际上受到上边两个矛盾的制约,很难 兼顾。因此往往采用较高的温度和适度的氧分压。越来越朝 着过程强化的方向发展。 3、较高的温度抑制了铁酸锌的生成,促进了氧化锌的 生成;而适度增加的氧分压在强化焙烧脱硫的过程中,会利 于硫酸锌的部分保留 因此焙烧产物就是氧化锌、碱式硫酸锌、硫酸锌和铁酸 锌的混合物 湿法炼锌的焙烧温度一般控制在1143~1193K,有的 达到1293K。空气过剩系数为1.20~1.30。

冶金原理实验报告硫化锌精矿氧化过程动力学

冶金原理实验报告硫化锌精矿氧化过程动力学

冶 金 原 理 实 验 报 告专业班级: 冶金0905 学号: 0503090629 姓名:吴海艳 实验日期: 2011 年 11 月 日 室温: 20C ︒ 大气压:Pa 1001.15⨯实验名称:硫化锌精矿氧化过程动力学一.实验目的(1) 采用固定床进行硫化锌精矿氧化焙烧,分析各段时间硫的产出率,来测定氧化速度与时间曲线。

(2) 学会氧化动力学的研究方法。

(3) 了解硫化锌精矿氧化过程机理。

(4) 学会硫的分析方法。

二.实验原理在冶炼过程中,为了得到所要求的化学组分,硫化锌精矿必须进行焙烧,硫化锌的氧化是焙烧过程最主要的反应:ZnS+3/2O 2=ZnO+SO 2 反应过程的机理:ZnS+1/2O 2(气)——ZnS …[O]吸附——ZnO+[S]吸附 ZnO+[S]吸附+O 2——ZnO+SO 2解吸这个反应是有气相与固相反应物和生成的多相反应,包括向反应界面和从反应界面的传热与传质过程。

可以认为反应按如下步骤进行 (1) 氧通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散; (2) 氧通过颗粒表面氧化生成物向反应界面扩散; (3) 在反应界面上进行化学反应;(4) 反应生成的气体SO 2向着氧相反的方向扩散,即反应从颗粒表面向其中心部位逐层进行,硫化物颗粒及其附近气体成分的浓度可用未反应核模型表示。

提高硫化物氧化速度,可以通过以下方式:提高氧分压,加速SO 2吸收,减小矿石粒度,降低氧化层厚度,提高温度 本实验采用固定床焙烧,来测定硫化锌氧化速度。

分析氧化过程某一时刻产生的SO 2的量,来计算硫化锌硫的脱出率;即单位时间硫的脱出率。

为了便于比较不同硫化物和不同条件下硫化物的氧化速度,引入以下公式:总S S S i R =式中R S ——精矿中硫的氧化分数;S i ——硫化锌精矿氧化过程中某一时间内失去的硫量;S 总——精矿中所有的含硫量。

利用氧化分数和时间关系作出,可以得出不同温度、不同粒度、不同气相组成对硫化锌焙烧过程的影响。

硫化锌精矿焙烧的主要反应

硫化锌精矿焙烧的主要反应

锌湿法冶金流程实训指导书编者:胡小龙目录1.锌精矿的焙烧 (1)1.1湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求 (1)1.2硫化锌精矿焙烧的主要反应 (1)1.3锌精矿焙烧 (8)2 浸出 (9)2.1浸出的目的 (9)2.2中性浸出 (9)2.3酸性浸出 (11)2.4沉矾 (12)3 净化 (14)3.1净化目的 (14)3.2一段净化 (14)3.3二段净化 (15)3.4三段净化 (15)3.5工序产品的质量要求 (16)4 综合回收 (17)4.1工艺原理 (17)4.2原料、产品要求 (17)4.3铜镉渣浸出 (18)4.4铜渣酸洗及上清压滤 (18)4.5铜镉渣浆化及过滤 (18)4.6钴渣酸洗及压滤 (19)4.7贫镉液沉钴 (19)4.8Β-奈酚除钴 (19)1.锌精矿的焙烧1.1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:(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)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。

(3)使炉气中的SO2浓度尽可能地高,以利制造硫酸。

(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。

(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。

硫化锌精矿沸腾焙烧工艺特点探析

硫化锌精矿沸腾焙烧工艺特点探析

硫化锌精矿沸腾焙烧工艺特点探析作者:陶家荣来源:《科技与创新》2016年第18期摘要:在炼锌的过程中,锌精矿的沸腾焙烧是第一道工序,也是最关键的一道工序。

沸腾焙烧后的焙砂能否达到后续炼锌工序的质量要求,关系着整个炼锌过程能否顺利进行。

锌精矿的物理状况及其化学成分都将对其沸腾焙烧过程和后续的炼锌工序产生重要的影响。

简要介绍和对比了鲁奇式沸腾炉氧化焙烧和硫酸盐化焙烧工艺技术,探析了锌精矿沸腾焙烧的特点和影响因素,并据此提出了科学的预防和控制措施,同时,还指出了沸腾焙烧技术未来的研究和发展方向,以期为日后的相关工作提供参考。

关键词:锌精矿;沸腾焙烧;锌冶炼;焙砂中图分类号:TF046.2 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2016.18.074现代炼锌方法主要有火法炼锌和湿法炼锌2种。

火法炼锌包括平罐炼锌、竖罐炼锌、密闭鼓风炉炼锌和电炉炼锌;湿法炼锌指电解法炼锌,它根据不同的浸出沉铁工艺又可分为黄钾铁钒法、针铁矿法和赤铁矿法等。

除了锌精矿直接氧压浸出外,无论是火法炼锌,还是湿法炼锌,锌精矿的沸腾焙烧都是第一道必不可少的工序。

锌精矿的沸腾焙烧是固体流态化技术在锌冶炼工业中的具体应用。

沸腾焙烧炉内沸腾层高度在1~1.5 m,沸腾层温度高达849.85~1 149.85℃,炉内热容量大且均匀,反应速度快,强度高,传热传质效率高,温差小,精矿与空气接触时间长,大大强化了焙烧过程,这对促进炼锌工业的发展有重要的意义。

目前,国内外炼锌企业使用的焙烧炉主要有道尔型和鲁奇型2种,国内锌冶炼沸腾焙烧以鲁奇式沸腾炉为主,所以,本文主要分析了鲁奇炉在高温(1049.85~1099.85 ℃)氧化焙烧和在低温(939.85~979.85 ℃)硫酸盐化焙烧条件下的特点和区别。

1 硫化锌精矿沸腾焙烧技术概况1.1 氧化焙烧氧化焙烧的目的是去除硫化矿中全部或部分硫,使硫化物变成氧化物。

氧化焙烧主要分为2种:①把锌精矿中的硫全部烧尽,所得焙烧矿仅由氧化物组成。

铅锌硫化精矿的焙烧与烧结

铅锌硫化精矿的焙烧与烧结

3铅锌硫化精矿的焙烧与烧结现在世界上的铅锌冶炼厂所处理的矿物原料,90%以上是铅锌硫化精矿,其化学成分参见表1.23与1.24,处理这些精矿的目的是提取铅、锌、硫与其它有价元素。

由于这种硫化精矿中的铅与锌主要是以硫化物的形态存在,即为方铅矿(PbS)与闪锌矿(ZnS),因此要把PbS与ZnS还原得到金属,在目前的生产技术条件下很难找到一种能满足技术与经济要求的还原剂;当采用湿法炼锌时,也很难找到一种在常规浸出条件下能很好溶解ZnS并进一步顺利地从溶液中提取金属锌的溶剂。

因此,世界上大多数铅锌冶炼厂所采用的冶炼方法,是将这种硫化精矿首先进行焙烧或烧结焙烧,以转变精矿中PbS与ZnS以便下一步处理,这就是焙烧或烧结焙烧的主要目的。

在金属硫化物的氧化过程中,精矿中的硫会氧化为SO2,随烟气带走并与氧化后的金属氧化物分离。

这种含SO2的烟气可以送去生产硫酸,所以铅锌冶炼厂也是生产硫酸的化工厂。

铅锌硫化精矿在氧化焙烧过程中得到的铅锌氧化物,目前在火法冶金中都是选用炭质还原剂在高温下使PbS与ZnS还原为金属。

实现这一过程可以在各种冶金炉中进行,并且大多数铅锌冶炼厂都是采用鼓风炉进行还原熔炼。

而鼓风炉还原熔炼过程中只能处理块状物料,因此细小的硫化精矿在焙烧时应利用硫化物氧化放出的热量来升高温度,使粉状的氧化物料在高温下熔结成块;这就是在硫化物氧化过程中同时进行的烧结过程,即所谓的烧结焙烧。

因此,烧结是一个冶金过程,达到了硫化物氧化与粉状物料熔结成块两个目的。

铅锌冶炼厂为了实现硫化精矿的焙烧或烧结焙烧的目的,可以在不同的技术条件(如温度、气氛等)下与各种冶金设备(如流态化焙烧炉、烧结机等)中进行;在同等条件下及同样的设备中进行时,还可以采取不同的技术措施(如富氧鼓风、吸风与鼓风烧结等)来强化生产过程,提高产品质量,改善劳动条件与环境保护,从而获得更好的经济效益与社会效益。

3.1铅锌硫化精矿焙烧与烧结理论基础硫化铅精矿中的主要金属硫化物是方铅矿PbS,另外ZnS、FeS2、FeAsS、Sb2S3、CdS、CuFeS2、Bi2S3等。

大题突破练-2024版高考总复习优化设计二轮化学

大题突破练-2024版高考总复习优化设计二轮化学

大题突破练(一) 化学工艺流程题1.(2023·辽宁锦州一模)锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,以某硫化锌精矿(主要成分是ZnS,还含有少量FeS 等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)在该流程中可循环使用的物质是Zn 和H 2SO 4,基态S 原子占据最高能级的原子轨道的形状为 ,S O 42-的空间结构为 。

(2)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行,“焙砂”中铁元素主要以Fe 3O 4形式存在,写出“焙烧”过程中FeS 发生主要反应的化学方程式: ;“含尘烟气”中的SO 2可用氨水吸收,经循环利用后制取硫酸,用氨水吸收SO 2至溶液的pH=5时,所得溶液中的c (SO 32-)c (HSO 3-)= 。

[已知:K a 1(H 2SO 3)=1.4×10-2;K a 2(H 2SO 3)=6.0×10-8](3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉(过量),所得“滤渣”的成分为 (填化学式),分离“滤液”与“滤渣”的操作名称为 。

(4)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。

①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是 (填字母)。

A.将稀硫酸更换为98%的浓硫酸 B.将硫化锌精矿粉碎 C.适当升高温度②硫化锌精矿的主要成分ZnS 遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS):ZnS(s)+Cu 2+(aq)CuS(s)+Zn 2+(aq),该反应的平衡常数K = 。

[已知:K sp (ZnS)=1.6×10-24,K sp (CuS)=6.4×10-36]2.(2023·河北名校联盟联考)某软锰矿含锰50%,是重要的锰矿石。

其主要成分如表:软锰矿主要成分 杂质MnO 2MgO 、FeO 、Fe 2O 3、Al 2O 3、SiO 2等杂质某科研团队设计制备高纯度MnCO 3。

3 沸腾焙烧过程主要化学反应.

3 沸腾焙烧过程主要化学反应.
6.1.3 沸腾焙烧过程主要化学反应
• 沸腾炉是一种新型的燃烧设备,它基于化工冶金工业的气 固流态化技术。硫化锌精矿的焙烧过程是在高温下借助于 鼓入空气中的氧进行。当温度升高到650℃着火温度时, ZnS开始发生化学反应生成ZnO和SO2烟气,并放出大量 热,足以满足正常的自热焙烧反应温度,通过加入锌精矿 的多少来控制焙烧温度。焙烧过程如下: • MeS+2O2=MeSO4 • MeS+1.5O2=MeO+SO2↑ • 根据后一阶段冶炼方式不同,硫化锌精矿的焙烧又可分为: 硫酸化焙烧(860~900℃)和氧化焙烧(1000~ 1100℃)。湿法炼锌一般采用硫酸化焙烧,要求尽可能完 全地使金属硫化物氧化,得到含少量硫酸盐的Βιβλιοθήκη 化物焙砂, 以减少浸出过程硫酸的消耗。

锌精矿沸腾焙烧工艺

锌精矿沸腾焙烧工艺

二 焙烧的目的和要求
1.锌精矿焙烧的目的
将精矿中的ZnS尽量氧化成ZnO,同时让铅、镉、砷等杂质氧化变成易挥发
的化合物从精矿中分离。 使精矿中硫氧化成SO2,产出足够浓度的SO2烟气供制酸。 2.锌精矿焙烧的要求 尽时能完全地氧化金属硫化物,并在焙烧矿中得到氧化物及少量硫酸盐; 使砷和锑氧化,并以挥发物状态从精矿中除去; 在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌,因为铁酸锌不溶于稀硫酸溶液;
元素 控制范围%
Zn >47
S >27
Pb <2.0
SiO2 <4.2
Fe <13.0
Cu <1.5
四 锌精矿焙烧操作控制及影响因素
2 正常操作条件的控制与调整
1).物料的物理化学性质。 物料颗粒愈小,比表面积愈大,就愈有利于焙烧,但颗粒也不宜太细,如颗 粒过细,在生产中会形成过多的烟尘量,影响焙烧的正常运行工况。 锌精矿成分控制表
床内固体颗粒快速循环以及气流使床层激烈搅动,因而流态化床内各部分的温度
几乎一致,就是在大量放热反应的焙烧过程中,床层内积分的温度仍能保持均匀 一致,这对焙烧过程是非常有利的条件。在生产实践中可以控制床层内温度差在 ±10K波动。
四 锌精矿焙烧操作控制及影响因素
锌精矿的氧化过程是复杂的多相反应过程,与许多因素有关,为保证焙烧炉 的的正常操作炉是指焙烧炉从常温开始升温到达正常条件的全操作过程,开炉所用 时间48~72h,临时停炉后的开炉是指从当前状态开始达到正常工艺操作条件的 全操作过程。 1)临时停炉后的开炉 临时停炉后,焙烧炉保持着较高的炉温。首先以20000 ~ 45000Nm3/h的鼓风 量来回鼓风2 ~ 3次,确认炉况良好后,保持20000 ~ 25000Nm3/h的鼓风量。可 以以较快的速度升温,炉温到850 ℃时开始投料,同时增大鼓风量到35000 ~ 45000Nm3/h,以20 ~27t/h的投料量,当炉温稳定在900 ℃以上后,开炉成功。

影响硫化锌精矿沸腾炉炉期因素及应对措施分析

影响硫化锌精矿沸腾炉炉期因素及应对措施分析

影响硫化锌精矿沸腾炉炉期因素及应对措施分析作者:尹亚平来源:《科技风》2019年第24期摘要:硫化锌精矿沸腾炉炉期,对提高系统产量,降低生产成本影响比较大,延长硫化锌精矿沸腾炉炉期一直是冶炼企业的重要工作。

本文针对影响硫化锌精矿沸腾炉炉期的因素进行分析,探讨延长硫化锌精矿沸腾炉炉期的应对措施。

关键词:锌精矿;焙烧湿法炼锌工艺一般都是先用沸腾焙烧炉脱出硫化锌精矿中的硫,沸腾焙烧过程产出的二氧化硫烟气送制酸系统生产硫酸,焙矿送湿法浸出系统。

沸腾焙烧过程主要化学反应如下:ZnS+3/2O2=ZnO+SO2↑湿法炼锌沸腾炉焙烧温度通常控制920-960℃,要求得到含少量硫酸盐的氧化物焙矿,以减少浸出过程硫酸的补充。

1 影响沸腾焙烧炉炉期的因素沸腾焙烧炉炉期是指新开炉到停炉清理炉床的时间,少则2个月,多则到1年,通常情况焙烧和硫酸生产设备每年需要进行一次停产大修,清理系统及设备维护。

沸腾炉炉期的长短,直接影响到系统作业率及生产任务的完成。

因此,延长沸腾炉炉期意义重大。

影响沸腾炉炉期的因素很多,其主要的影响因素如下:1.1 硫化锌精矿化学成分大部分冶炼厂所用的硫化锌精矿都是由多个矿山供给的,点多面广,成分复杂,入炉前都需要配矿,以确保进入沸腾炉的硫化锌精矿成分稳定。

但是配矿过程很难保证入炉料成分混合均匀,甚至存在进入到沸腾炉的入炉料仍然存在多种化学成分超标的情况。

对沸腾焙烧影响比较大的化学成分和指标主要有Fe、S、SiO2、Pb 和精矿粒度。

1.1.1 高铁硫化锌精矿对沸腾炉炉期的影响高铁硫化锌精矿中的铁通常以黄铁矿FeS2和铁闪锌矿FeS形态存在。

如果硫化锌精矿含铁高,由于高铁矿产出的焙砂含铁酸锌的量增大,焙砂比重增加近20%,沸腾层压强增大,致使风箱压力由正常的13—14kpa增加到15—16kpa,流态化床沸腾状况恶化,沸腾炉炉期缩短。

1.1.2 铅和二氧化硅对沸腾炉炉期的影响进入到沸腾炉的硫化锌精矿Pb和SiO2含量较高时,易形成低熔点物,造成炉床、埋管、烟气系统粘结。

锌精矿焙烧实验报告(3篇)

锌精矿焙烧实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解锌精矿焙烧的基本原理和过程;2. 掌握锌精矿焙烧实验的操作方法;3. 分析锌精矿焙烧实验结果,探讨影响焙烧效果的因素。

二、实验原理锌精矿焙烧是将锌精矿在高温下与空气中的氧气发生氧化还原反应,将锌从硫化矿中氧化为氧化锌,并除去其他杂质的过程。

其主要反应如下:ZnS + O2 → ZnO + SO2三、实验仪器与试剂1. 实验仪器:高温炉、炉温控制器、高温管式炉、电子天平、气体流量计、冷凝器、干燥器、集气瓶、烧杯、玻璃棒等;2. 实验试剂:锌精矿、氧气、氮气、硫酸、氢氧化钠等。

四、实验步骤1. 准备实验材料:称取一定量的锌精矿,研磨至一定细度;2. 配制硫酸溶液:按实验要求配制一定浓度的硫酸溶液;3. 焙烧实验:将锌精矿放入高温管式炉中,通入氧气,控制炉温在800-1000℃范围内,焙烧一定时间;4. 冷却:将焙烧后的样品取出,放入干燥器中冷却至室温;5. 测定:采用化学分析等方法测定焙烧前后的锌精矿成分,计算锌精矿焙烧率。

五、实验结果与分析1. 锌精矿焙烧率根据实验数据,锌精矿焙烧率计算如下:焙烧率 = (焙烧后锌精矿中锌含量 / 焙烧前锌精矿中锌含量) × 100%2. 影响焙烧效果的因素(1)焙烧温度:焙烧温度对锌精矿焙烧效果有显著影响。

温度过高,会导致氧化锌挥发;温度过低,则反应速率慢,影响焙烧效果。

实验结果表明,在800-1000℃范围内,焙烧效果较好。

(2)焙烧时间:焙烧时间对锌精矿焙烧效果也有一定影响。

焙烧时间过长,会导致氧化锌挥发;时间过短,则反应不完全。

实验结果表明,在焙烧时间为2小时时,锌精矿焙烧效果较好。

(3)氧气流量:氧气流量对锌精矿焙烧效果有重要影响。

氧气流量过小,会导致反应不完全;流量过大,则可能导致氧化锌挥发。

实验结果表明,氧气流量控制在100-200L/h时,锌精矿焙烧效果较好。

(4)锌精矿粒度:锌精矿粒度对焙烧效果也有一定影响。

3.2 硫化锌精矿的焙烧 1.5

3.2 硫化锌精矿的焙烧 1.5

Zn-Fe-S-O系氧势 温度平衡图 系氧势-温度平衡图 系氧势 (PSO2=0.1 atm) )
1143K
当PSO2=0.1 atm , PO2=10132.5~20265 Pa 时, , 当 T < 1180K (907℃)时,ZnO、 ℃ 、 ZnO·Fe2O3 —> ZnO·2ZnSO4、Fe2O3
3、影响锌精矿焙烧反应速度的因素 、 影响焙烧反应速度的因素主要有:温度、氧气浓度、 影响焙烧反应速度的因素主要有:温度、氧气浓度、气流 主要有 速度、精矿粒度、精矿品位等。 速度、精矿粒度、精矿品位等。
锌冶金学
Zinc Metallurgy
对于硫化锌矿氧化焙烧而言, 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。 节是气膜中氧的扩散和界面反应。(P138 表3-2) 在830℃以下时,界面反应的阻力占主要地位; ℃以下时,界面反应的阻力占主要地位; 880℃以上时,气膜传质的阻力占绝对优势。 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, 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。 过程,但不能过小,否则增加烟尘率。
(4)硫化铁 硫化铁 锌精矿中主要的硫化铁矿有黄铁矿( 锌精矿中 主要的硫化铁矿有黄铁矿(FeS2 ) 、 磁硫 主要的硫化铁矿有黄铁矿 铁矿(Fe 和复杂硫化铁矿, 铁矿 nSn+1)和复杂硫化铁矿, 如铁闪锌矿 和复杂硫化铁矿 如铁闪锌矿(nZnS·mFeS)、 、 黄铜矿(FeCuS2),砷硫铁矿 黄铜矿 ,砷硫铁矿(FeAsS)等。 等 焙烧结果是得到Fe 由于FeO在焙烧条 焙烧结果是得到 2O3 与 Fe3O4 。 由于 在焙烧条 件下继续被氧化以及硫酸铁很容易分解, 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 存在。 烧产物中没有或极少有FeO与FeSO4存在。 没有或极少有 与

硫化锌精矿氧化过程动力学

硫化锌精矿氧化过程动力学

硫化锌精矿氧化过程动力学一、实验目的(1)采用固定床进行硫化锌精矿氧化焙烧,分析各段时间硫的产出率,来测定氧化速度与时间曲线。

(2)学会氧化动力学的研究方法。

(3)了解硫化锌精矿氧化过程机理。

(4)学会硫的分析方法。

二、实验原理在冶炼过程中,为了得到所要求的化学组分,硫化锌精矿必须进行焙烧,硫化锌的氧化是焙烧过程最主要的反应:ZnS+3/2O2=ZnO+SO2反应过程的机理:ZnS+1/2O2(气)——ZnS…[O]吸附——ZnO+[S]吸附ZnO+[S]吸附+O2——ZnO+SO2解吸这个反应是有气相与固相反应物和生成的多相反应,包括向反应界面和从反应界面的传热与传质过程。

硫化锌颗粒开始氧化的初期。

化学反应速度本身控制着焙烧反应速度。

但当反应进行到某种程度时,颗粒表面便为氧化生成物所覆盖,参与反应的氧通过这一氧化物层向反应界面的扩散速度,或反应生成物SO2通过扩散从反应界面离去的速度等,便成为总氧化速度的控制步骤。

因此,可以认为反应按如下步骤进行(1)氧通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散;(2)氧通过颗粒表面氧化生成物向反应界面扩散;(3)在反应界面上进行化学反应;(4)反应生成的气体SO2向着氧相反的方向扩散,即反应从颗粒表面向其中心部位逐层进行,硫化物颗粒及其附近气体成分的浓度可用未反应核模型表示。

提高硫化物氧化速度,可以通过以下方式:提高氧分压,加速SO2吸收,减小矿石粒度,降低氧化层厚度,提高温度本实验采用固定床焙烧,来测定硫化锌氧化速度。

分析氧化过程某一时刻产生的SO2的量,来计算硫化锌硫的脱出率;即单位时间硫的脱出率。

为了便于比较不同硫化物和不同条件下硫化物的氧化速度,引入以下公式:式中:R S——精矿中硫的氧化分数;S i——硫化锌精矿氧化过程中某一时间内失去的硫量;S总——精矿中所有的含硫量。

利用氧化分数和时间关系作出,可以得出不同温度、不同粒度、不同气相组成对硫化锌焙烧过程的影响。

锌精矿焙烧——精选推荐

锌精矿焙烧——精选推荐

锌精矿焙烧设计任务书电锌⼚焙烧车间⼯艺设计及计算⼀.原始数据⼆.技术条件选择1.沸腾层⾼度2.空⽓过剩系数3.沸腾层温度4.炉顶温度5.炉顶负压6.直线速度7.出炉烟⽓量三.技术经济指标1.焙烧矿产出率(包括烟尘和焙砂)2.烟尘含锌量3.焙砂含锌量4.焙烧料含锌量5.脱硫率6.焙烧锌直收率7.出炉烟⽓含尘量8.出炉烟⽓SO2量9.烟尘含S S量10.焙砂含S S量11.烟尘含S so42-量12.焙砂含S so42-量四.冶⾦计算(1)选取计算的有关主要指标(各种成分进⼊烟⽓的⽐例)(2)锌精矿的物相组成计算(3)烟⽓产出率及其化学成分和五项组成计算(4)焙砂产出率及其化学成分和五项组成计算(5)焙烧需要的空⽓量及产出烟尘量与组成计算(6)沸腾炉焙烧物料平衡计算(7)热平衡计算五.参考书⽬1.铜铅锌设计参考资料铜铅锌冶炼设计参考资料编写组19782.有⾊冶⾦⼯⼚设计基础陈枫19893.重⾦属冶⾦学赵天从编1987 第⼆版4.锌冶⾦学冶⾦⼯业出版社5.冶⾦原理冶⾦⼯业出版社6.锌冶⾦彭荣秋中南⼤学出版社7.湿法炼锌学梅光贵等中南⼤学出版社绪论锌精矿来源较⼴,成分复杂,为了使焙烧有⼀个相对稳定的⼯艺条件,必须对锌精矿进⾏配料以使精矿成分控制在焙烧操作允许的范围内,这关系到整个锌冶⾦过程中的稳定性。

本次设计的主要内容是锌精矿的沸腾焙烧,沸腾焙烧是现代焙烧昨业的新技术,也是强化焙烧的⼀种新⽅法。

其实质是:使空⽓⾃下⽽上地吹过固体料层,吹风速度达到使固体粒⼦相互分离,并做不停地复杂运动,运动的粒⼦处于悬浮状态,其外状如同⽔的沸腾翻动不已。

由于粒⼦可以较长时间处于悬浮状态,就构成了氧化各个矿粒最有利的条件,故使焙烧⼤⼤强化。

沸腾焙烧的基本原理是利⽤流态化技术,使参与反应或热、质传递的⽓体和固体充分接触,实现它们之间最快的传质,传热和动量传递速度,获得最⼤设备的⽣产能⼒。

在此次设计中,我们充分运⽤了现有的专业知识,加上⾃⼰⼤量查阅资料。

有色金属冶金-锌冶金2 硫化锌精矿的焙烧与烧结

有色金属冶金-锌冶金2  硫化锌精矿的焙烧与烧结
FeAsS)、硫化砷(As2S3)、辉锑矿(Sb2S3),在氧化性气氛 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。因此在焙烧时应尽量避 免形成砷酸盐和锑酸盐。
(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
2.4.1 硫化锌焙烧
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
调节焙烧温度和气相成分,就可以在焙砂中获得所需要 的氧化物或硫酸盐。
硫化锌是较难焙烧的一种硫化物。
(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,游离的石英是不溶解在稀硫酸中的,但在 焙烧过程中易与金属氧化物生成硅酸盐,形成可溶性 的硅,在浸出时溶解进入溶液,形成硅酸胶体,对沉 清和过滤不利。随温度的升高,接触良好,以及接触 时间的延长,硅酸盐的生成会增加
程自发地扩展到全部物料并使反应加速进行,此温度即 为着火温度。
各种硫化物具有自己的着火温度,着火温度决定于硫 化物的物理与化学性质以及外界因素。
(1)该个反应是多相反应焙烧。 (2)反应速度的快慢与硫化物的着火温度有关;在着 火温度以下或低温阶段,反应受化学反应环节控制。 当在着火温度以上时或高温阶段,过程的控制环节由 动力学范围转移到扩散控制。 (3)向反应界面的气流扩散对焙烧过程的影响较大。 (4)焙烧反应是一个强的放热过程,在粒子内部的反 应界面与粒子的表面有一定温度梯度,并有热传递发 生。 (5)在低温焙烧时,可能生成硫酸锌和碱式硫酸锌。

锌精矿主要杂质成分焙烧过程中的反应行为

锌精矿主要杂质成分焙烧过程中的反应行为

锌精矿主要杂质成分焙烧过程中的反应行为
晏心
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2013(036)002
【摘要】对锌精矿沸腾焙烧过程相关反应进行了热力学分析;并系统分析了锌精矿原料主要元素对某厂沸腾焙烧系统的产品质量、操作条件、运行周期等的影响.最后结合某厂生产实际情况,提出解决问题的具体措施.
【总页数】3页(P25-27)
【作者】晏心
【作者单位】长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南长沙410011
【正文语种】中文
【中图分类】TF813
【相关文献】
1.高硅硫化锌精矿氧化焙烧中硅酸锌生成反应的动力学 [J], 刘风林;金作美;王励生
2.锌精矿沸腾焙烧过程中砷锑杂质的脱除 [J], 吴仲
3.镓在锌精矿焙烧过程中的行为[J], Г.,АА;刘国鼎
4.加碳条件下钼精矿真空冶炼过程中主要杂质元素的行为分析 [J], 王磊; 郭培民; 孔令兵; 赵沛; 田志凌
5.锌精矿沸腾焙烧过程中SiO_2的行为 [J], 王利君
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

锌湿法冶金流程实训指导书编者:胡小龙目录1.锌精矿的焙烧 (1)1.1湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求 (1)1.2硫化锌精矿焙烧的主要反应 (1)1.3锌精矿焙烧 (8)2 浸出 (9)2.1浸出的目的 (9)2.2中性浸出 (9)2.3酸性浸出 (11)2.4沉矾 (12)3 净化 (14)3.1净化目的 (14)3.2一段净化 (14)3.3二段净化 (15)3.4三段净化 (15)3.5工序产品的质量要求 (16)4 综合回收 (17)4.1工艺原理 (17)4.2原料、产品要求 (17)4.3铜镉渣浸出 (18)4.4铜渣酸洗及上清压滤 (18)4.5铜镉渣浆化及过滤 (18)4.6钴渣酸洗及压滤 (19)4.7贫镉液沉钴 (19)4.8Β-奈酚除钴 (19)1.锌精矿的焙烧1.1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:(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)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。

(3)使炉气中的SO2浓度尽可能地高,以利制造硫酸。

(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。

(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。

随着原矿品位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。

1.2硫化锌精矿焙烧的主要反应因为焙烧是在原料和产物熔点温度以下进行的一种化学反应,故工业上焙烧硫化锌精矿,是将锌精矿在高温下与空气中的氧相互作用,属于氧化反应过程。

我们知道,锌精矿中几乎所有硫化物的氧化反应的标准吉布斯自由能变化都是负值,而且硫化物焙烧是个放热过程,故工业上硫化锌精矿焙烧均能自热进行。

焙烧过程是复杂的,生成的产物不尽一致,可能有多种化合物同时并存。

一般来说,硫化锌精矿的氧化反应主要有以下四种:(1)硫化物氧化生成硫酸盐MeS+2O2=MeSO4(2)硫化物氧化生成氧化物MeS+1.5O2=MeO十SO2(3)金属硫化物直接氧化生成金属MeS+O2=Me+SO2(4)硫酸盐离解MeSO4=MeO+SO3SO3=SO2 +0.5O2此外.在硫化锌精矿中,通常还有多种化合价的金属硫化物,其高价硫化物的离解压一般都较高,如FeS2离解压在700℃时为505 kPa,故极不稳定,焙烧时高价态硫化物离解成低价态的硫化物,然后再继续进行其焙烧氧化反应过程。

当然,精矿中某种金属硫化物氧化过程的反应方式和产物并不是一成不变的,它决定于金属元素的性质和焙烧过程中的具体条件。

因此,锌精矿中各种金属硫化物焙烧的主要产物是MeO,MeSO4以及SO2,SO3,O2等;此外还可能有MeO·Fe2O3,MeO·SiO2等。

究竟焙烧过程按哪种反应进行,各反应的反应速率如何,焙烧的最终产物是什么,这些问题在焙烧条件一定时,可由热力学分析和动力学研究解决。

硫化锌锌在锌精矿中以闪锌矿(ZnS)或铁闪锌矿(nZnS·mFeS)形态存在,其焙烧反应是比较复杂的过程,可能的反应类型也比较多。

在湿法炼锌工业焙烧的条件下其主要反应有:ZnS+2O2=ZnSO43 ZnSO4+ZnS=4ZnO+4SO22SO2+O2=2SO3ZnO+SO3=ZnSO4焙烧开始时按上述反应式(1)、(2)进行,反应产生的二氧化硫在有氧气存在的条件下,继续氧化成三氧化硫,即按(3)式进行。

式(3)反应为可逆反应,在温度低于500℃时反应向右进行,温度高于600℃时反应向左进行,故在沸腾焙烧过程中焙烧温度均在850℃以上,实际上气相中的三氧化硫是很少的。

反应式(4)表明,当气相中有SO3存在时,氧化锌才生成为硫酸锌,而硫酸锌在高温时又分解为氧化锌和三氧化硫,温度在800℃以上时分解十分剧烈。

硫酸锌生成的条件及数量,取决于焙烧温度及气相成分,即温度低、SO3浓度高时,形成的硫酸锌就多,当温度高、SO3浓度低时,硫酸锌发生分解,趋向于形成氧化锌。

由上述硫酸锌与氧化锌生成的条件可知,氧化焙烧与硫酸化焙烧在操作上的基本区别是:(1)硫酸化焙烧的温度(850℃~900℃)比氧化焙烧的温度(1050℃~l100℃)要低;(2)硫酸化焙烧所产生的炉气中,SO3的浓度要比氧化焙烧时高,所以硫酸化焙烧时要求供给较大的过剩空气量,以强化焙烧过程;(3)硫酸化焙烧要求炉气与炉料接触良好,并要求炉料在炉内停留时间较长。

总之,硫化锌在850℃~900℃的温度下进行焙烧,大部分生成氧化锌(ZnO)和少量的硫酸锌(ZnSO4)、硅酸锌(ZnO·SiO2)、铁酸锌(ZnO·Fe2O3),还有少量的硫化锌未被氧化。

硫化铅铅在锌精矿中主要以硫化铅(PbS)形态存在,硫化铅又叫方铅矿,它在焙烧时按下列反应式进行反应。

PbS+2O2 ==PbSO43PbSO4+PbS ==4PbO+4SO2PbO+SO3==PbSO4硫化铅在焙烧过程的行为与硫化锌相似,所形成的硫酸铅在800℃以上时大量分解为氧化铅。

硫化铅的熔点约为l 120℃,熔化后具有很好的流动性,进入炉子的砖缝中。

硫化铅在600℃时开始挥发,800℃时大量挥发,当PbS挥发到炉子上部及炉气管道中时又被氧化成氧化铅。

而氧化铅要在900℃时才大量挥发,所以硫酸化焙烧脱铅率低。

氧化铅是一种很好的助熔剂,它能与许多金属氧化物形成低熔点共晶化合物,如硅酸铅(PbO·SiO2)、铁酸铅(PbO·Fe2O3)、铅酸钙(CaO·PbO6)、铅酸镁(MgPbO6),这些低熔点共晶化合物是极为有害的,它在800℃时就开始熔化,严重时引起炉料在沸腾炉中结块和在烟道中结块的现象,从而使操作恶化,焙烧脱硫不完全,因此要求配料时混合锌精矿含铅不超过2%。

总之,硫化铅在焙烧过程中多数生成氧化铅(PbO),只有极少量生成硫酸铅及低熔点共晶化合物。

硫化铜铜在锌精矿中主要以辉铜矿(Cu2S)、黄铜矿(CuFeS2)、铜蓝(CuS)等形态存在。

硫化铜熔点很高(约1805℃~1900℃),在低温下(550℃)按下式进行反应。

2Cu2S+5O2=2CuO+2CuSO44CuFeS2=2Cu2S+4FeS+S2CuS+2O2=CuSO4所形成的硫酸铜,当温度高于700℃时按下式发生分解。

5CuSO4+3CuS=4Cu2O+8SO24CuSO4 = 2CuO·CuSO4+2SO2+O22CuO·CuSO4=4CuO+2SO2十O2硫化铜在焙烧温度下按下式进行氧化反应。

2Cu2S+3O2=Cu2O+SO2Cu2S+2O2=2CuO+SO24CuS+5O2=Cu2O+2SO212CuFeS2+35O2=3Cu2O+2Fe3O4+12SO2由此可见,铜的化合物在焙烧过程中的产物,主要是氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O),还有少量的硫酸铜(CuSO4)、铁酸铜(CuO·Fe2O3)及硅酸铜(CuO·SiO3)。

硫化镉镉在锌精矿中以硫化镉(CdS)形态存在,并往往与铅、镁共生。

在焙烧时硫化镉按下式进行氧化。

2CdS+3O2=2CdO+SO2或CdS+2O2=CdSO4硫化镉的挥发温度为980℃,高温焙烧时在炉子上部挥发,并在烟道中氧化成氧化镉(CdO),所以在1050℃~l100℃的温度下进行高温氧化焙烧时,95%以上的镉挥发并氧化成氧化镉进人烟气系统,通过收尘净化,镉富集在烟尘中,这种烟尘可作为提镉的原料。

当温度较低时,即在850℃~900℃下进行硫酸化焙烧时,硫化镉氧化生成氧化镉(CdO)和硫酸镉(CdSO4),CdSO4是十分稳定的化合物,只有在高于1000℃时才分解为CdO和SO3,而CdO要在高于1 000℃以上时才能挥发。

所以在硫酸化焙烧过程中,CdO及CdSO4几乎得不到挥发而留在焙砂中,它们在浸出时与ZnO一起进入硫酸溶液,通过溶液净化得到富集的铜镉渣,作为提镉的原料。

砷、锑硫化物砷在锌精矿中以毒砂(FeAsS)或硫化砷(As2S3)形态存在,锑以辉锑矿(Sb2S3)形态存在,砷、锑化合物在600℃时显著离解,在氧化气氛中极易氧化,其反应式为:2As2S3+9O2=2As2O3+6SO22Sb2S3+9O2=2Sb2O3+6SO22FeAsS+5O2=Fe2O3+As2O3+2SO2砷、锑的三氧化物是极易挥发的化合物,但在温度高、过剩空气量充足的情况下氧化成五氧化物,其反应式为:As2O3+O2一As2O5As2O3+2SO3=2As2O5+2SO22As2O3+2Fe2O3=2As2O5+2FeOSb2O3+O2 =Sb2O52Sb2O3+2SO2=2Sb2O5+2SO22Sb2O3+Fe2O3=2Sb2O5+4FeO砷、锑的五氧化物是很难挥发的物质,在有氧化铅、氧化铁存在的情况下易生成砷、锑酸盐。

3PbO+As2O5 = Pb3(AsO4)23FeO+ As2O5=Fe3(AsO4)23PbO+Sb2O5 = Pb3(SbO4)23FeO+ Sb2O5=Fe3(SbO4)2形成砷、锑酸盐后,砷、锑在焙烧过程中就很难除去。

湿法炼锌过程中当原料含As,Sb过高时,As,Sb进入电积液中使电积过程产生“烧板”。

故在焙烧时要求控制较低的温度和较少的过剩空气量,尽可能使As、Sb以挥发性氧化物进入烟气。

在烟气收尘中,这些砷、锑氧化物大部分被收集在烟尘中。

硫化银银在锌精矿中以辉银矿(Ag2S)形态存在。

它在605℃时着火,按下列反应氧化。

Ag2S+2O2=Ag2SO42Ag2S+3O2 =2Ag2O十2SO2在锌焙烧温度下,硫化银被氧化时与别的金属硫化物不一样,生成的氧化银(Ag2O)是一种极不稳定的化合物,易发生分解。

2Ag2O=4Ag+O2硫化银在焙烧时,当有大量SO3存在的条件下生成硫酸银(Ag2SO4),其反应式如下。

相关文档
最新文档