有色金属冶金-锌冶金2 硫化锌精矿的焙烧与烧结
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。
煅烧,焙烧与烧结的区别
焙烧焙烧与煅烧是两种常用的化工单元工艺。
焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷和氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化、复原或其他化学变化的单元过程，常用于无机盐工业的原料处理中，其目的是改变物料的化学组成与物理性质，便于下一步处理或制取原料气。
煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程。
两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进展，不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反响，后者是物料发生分解反响，失去结晶水或挥发组分。
烧结也是一种化工单元工艺。
烧结与焙烧不同，焙烧在低于固相炉料的熔点下进展反响，而烧结需在高于炉内物料的熔点下进展反响。
烧结也与煅烧不同，煅烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加复原剂、助熔剂的化学转化过程。
烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反响过程，但烧结是在物料熔融状态下的化学转化，这是它与焙烧、煅烧的不同之处。
焙烧1. 焙烧的分类与工业应用矿石、精矿在低于熔点的高温下，与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反响，改变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。
在无机盐工业中它是矿石处理或产品加工的一种重要方法。
焙烧过程根据反响性质可分为以下六类，每类都有许多实际工业应用。
(1)氧化焙烧硫化精矿在低于其熔点的温度下氧化，使矿石中局部或全部的金属硫化物变为氧化物，同时除去易于挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。
硫酸生产中硫铁矿的焙烧是最典型的应用实例。
硫化铜、硫化锌矿的火法冶炼也用氧化焙烧。
硫铁矿(FeS2)焙烧的反响式为：4FeS2+11O2＝2Fe2O3+8SO2↑3FeS2+8O2＝Fe3O4+6SO2↑生成的SO2就是硫酸生产的原料，而矿渣中Fe2O3与Fe3O4都存在，到底那一个比例大，要视焙烧时空气过剩量和炉温等因素而定。
一般工厂，空气过剩系数大，含Fe2O3较多；假设温度高，空气过剩系数较小，渣成黑色，且残硫高，渣中Fe3O4多。
锌精矿的焙烧
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。
硫化锌精矿的焙烧课件
未展望
分析硫化锌精矿焙烧设备与技术 的发展趋势，如设备大型化、智 能化、绿色化等，为未来的研究
和应用提供参考。
04
焙烧过程中的环境保护与 可持续发展
焙烧过程的环保问题
大气污染
焙烧过程中产生的废气可 能含有二氧化硫、氮氧化 物等有害气体，对大气环 境造成污染。
水体污染
焙烧废水中可能含有重金 属离子、有机物等污染物， 未经妥善处理直接排放将 影响水环境质量。
设备构造
详细介绍设备的构造，包 括进料系统、燃烧系统、 排气系统等。
设备工作原理
解释设备的工作原理，以 及如何在焙烧过程中实现 硫化锌精矿的转化。
焙烧设备的操作与维护
设备操作
阐述设备的启动、运行、停车 等操作步骤，以及操作过程中
需要注意的事项。
设备维护
介绍设备的日常维护内容，包括设 备清洁、润滑、紧固等，以及定期 维护项目，如更换磨损件、检修燃 烧系统等。
• 停留时间：物料在焙烧炉内的停留时间也是影响焙烧效果的关键因素之一。过短的停留时间可能导致反应不充 分，而过长的停留时间则可能导致氧化锌的进一步分解或过度氧化。因此，需要根据物料性质和反应条件，合 理控制物料在焙烧炉内的停留时间。
03
焙烧设备与技术
焙烧设备介绍
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03
设备类型
常用的硫化锌精矿焙烧设 备包括回转窑、沸腾炉、 固定床炉等。
加强与国际先进企业和研究机构的合作与 交流，引进先进技术和管理经验，促进我 国硫化锌精矿焙烧工艺的持续发展。
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原理
焙烧过程中的氧化反应是一个放热反应，其反应速率受温度、气氛、物料粒度等因素的影响。在适宜 的温度和气氛条件下，硫化锌可以与氧气发生反应，生成氧化锌和二氧化硫。同时，二氧化硫可以通 过进一步的氧化反应，生成三氧化硫，再与水反应生成硫酸，实现硫资源的回收利用。
锌冶金-焙烧.
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2.4 硫化锌精矿的焙烧
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。
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2.4 硫化锌精矿的焙烧
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%SSO4)，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；
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5)得到细小粒子状的焙烧矿以利于浸出的进行。
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焙烧车间设备及布置图
焙 烧 车 间
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2.4.1 硫化锌焙烧的热力学
2.4.l.1 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
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2.3 锌精矿的干燥
2.3.1 干燥的目的与方法 1、干燥的目的 硫酸化焙烧的炉料含水在8%左右最为适宜。当进厂锌精矿水分 超过8%以上时就要进行干燥。 2、干燥方法 （1）自然干燥法 （2）铁板干燥法 （3）气流干燥法 （4）回转窑干燥法
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2.4 硫化锌精矿的焙烧
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 氧化的过程。焙烧的目的与要求决定于下一步的生产流程，各 具特点。 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。
有色金属冶金技术作业答题
有色金属冶金技术作业答题汇总第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产【习题及思考题】1、常见的氧化铝及其水合物有哪些？比较它们的化学活性。
铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为：三水铝石型铝土矿；一水软铝石型铝土矿；一水硬铝石型铝土矿；混合型铝土矿。
我国铝土矿资源丰富，储量大；高铝、高硅、低铁；铝硅比较低，中低品位铝土矿居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿。
2、试比较国内外铝土矿的特点。
中国铝土矿的特点我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁，为一水硬铝石型，矿石中铝硅比在4～7之间[m(Al2O3)/ m(SiO2)]。
福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。
3、砂状氧化铝和面状氧化铝各有什么特点？为什么砂状氧化铝的生产已发展成为主流？4、指出衡量铝土矿的质量的指标铝土矿质量评价标准：A、矿石类型B、矿石中可溶性氧化铝含量可溶性氧化铝含量是由氧化铝总量减去由氧化硅生成羟基方钠石化合物所损失的氧化铝量。
铝土矿的可溶性碱液溶出次序：三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型。
5、目前生产氧化铝的最主要的原料有哪些生产氧化铝的原料有铝矿土，明矾石矿和霞石矿。
6、铝酸钠溶液的稳定性对生产过程有什么影响？7、指出拜耳法的原理及实质？拜耳法原理：用苛性钠溶液(其质量浓度为130～350gNa2O/L)在加热的条件下将铝土矿中的各种氧化铝水合物溶解出来，生成铝酸钠溶液，此种溶液经稀释后在冷却的条件下分解出纯的氢氧化铝，同时重新生成苛性钠溶液，供循环使用。
流程见下页拜耳法流程包括三个主要步骤：铝土矿溶出；铝酸钠溶液分解；氢氧化铝煅烧溶出：指把铝土矿中的氧化铝水合物（Al2O3·xH2O)溶解在苛性钠（NaOH)中，生成铝酸钠溶液。
8、指出碱石灰烧结法的实质和原理。
烧结法：是在铝土矿中配入石灰石（或灰石）、纯碱（含大量Na2CO3的碳分母液），在高温下烧结而得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱溶液溶出熟料，得铝酸钠溶液。
重金属冶金学-锌冶金-课件ppt.ppt
图3-8 锌焙砂浸出一般流程图
硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧，有的还采用 多膛炉焙烧或悬浮焙烧。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。沸腾焙烧的 应用是在1944年开始，首先用于硫铁矿的焙烧，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，且在后来新建的炼锌厂都采用了沸腾 焙烧。
1673K时显著升华。ZnO可被C、CO和H2还原，其中被 CO还原的反应在1073K下十分激烈：
ZnO + CO = Zn(g) + CO2 在823K以上，与Fe2O3形成铁酸锌。 3. ZnSO4
无天然矿物。易溶于水，比重为3.474，受热分解， 在1123K左右温度下分解压达到10132.5Pa，
3.1.4 炼锌原料
锌矿物的种类： 较常见的有：闪锌矿(ZnS)；磁闪锌矿(nZnSmFeS)； 菱锌矿(ZnCO3)；硅锌矿(Zn2SiO4)；异极矿(ZnSiO4·H2O) 等。 自然界中较多的为硫化矿。锌的单金属硫化物非常少 见，多与铜铅共生。其中最常见的有铅锌矿，其次为锌铜 矿和铜铅锌矿。
图3-6 锌精矿流态化酸化焙烧流程图
图3-7 高温氧化流态化焙烧工艺流程图
3.3 湿法炼锌
湿法炼锌包括焙烧、浸出、净液、电解和熔铸5个工序。
硫化锌精矿的焙烧_图文
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
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 ZnO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。
(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。
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
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。
有色冶金概论复习
复习重点（绪论和有色金属冶金部分）考试题型：名词解释、填空、选择、问答、综合分析。
约占总分值的50%。
1.什么是冶金，其目的是什么?冶金是研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物，并采用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。
冶金的目的就是把所要提取的金属从成分复杂的矿物集合体中分离出来并加以提纯。
2.简述冶金（学科）的分类。
冶金学分类: 提取冶金学和物理冶金学提取冶金学：研究提取金属，存在化学反应。
从矿石或精矿中提取金属（包括金属化合物）的生产过程（又称化学冶金、过程冶金学）。
物理冶金学：研究金属材料成型过程。
通过成型加工制备具有一定性能的金属或合金材料，包括金属学、粉末冶金、金属铸造、金属压力加工等（又称金属学）3. 金属冶炼方法大致有哪几类？各有什么特点？根据各种冶金方法的特点，大体上可将其归纳为三类：火法冶金、湿法冶金和电冶金。
火法冶金：是在高温条件下进行的冶金过程。
矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其他杂质分离的目的。
湿法冶金：是在溶液中进行的冶金过程。
湿法冶金温度不高，一般低于100℃。
现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不过473K左右，极个别情况温度可达573K。
电冶金：是利用电能提取金属的方法。
根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。
4. 火法冶金、湿法冶金和电冶金的特点比较。
（1）火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点；但往往难以达到良好的环境保护。
（2）湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿。
（3）电冶金则适用于铝、镁、钠等活性较大的金属的生产。
5. 有色金属分为哪几类？(1)重金属：密度在5t/m3以上的金属，包括铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉、铋。
(2)轻金属：密度在5t/m3以下的金属，包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。
煅烧,焙烧和烧结的区别
焙烧焙烧与煅烧就是两种常用得化工单元工艺.焙烧就是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷与氧化碳等气流中不加或配加一定得物料,加热至低于炉料得熔点，发生氧化、还原或其她化学变化得单元过程,常用于无机盐工业得原料处理中,其目得就是改变物料得化学组成与物理性质,便于下一步处理或制取原料气。
煅烧就是在低于熔点得适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质得过程。
两者得共同点就是都在低于炉料熔点得高温下进行，不同点前者就是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，后者就是物料发生分解反应,失去结晶水或挥发组分。
烧结也就是一种化工单元工艺。
烧结与焙烧不同,焙烧在低于固相炉料得熔点下进行反应，而烧结需在高于炉内物料得熔点下进行反应。
烧结也与煅烧不同,煅烧就是固相物料在高温下得分解过程，而烧结就是物料配加还原剂、助熔剂得化学转化过程.烧结、焙烧、煅烧虽然都就是高温反应过程，但烧结就是在物料熔融状态下得化学转化，这就是它与焙烧、煅烧得不同之处。
焙烧1、焙烧得分类与工业应用矿石、精矿在低于熔点得高温下,与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反应，改变其化学组成与物理性质得过程称为焙烧。
在无机盐工业中它就是矿石处理或产品加工得一种重要方法。
焙烧过程根据反应性质可分为以下六类，每类都有许多实际工业应用。
（１) 氧化焙烧硫化精矿在低于其熔点得温度下氧化,使矿石中部分或全部得金属硫化物变为氧化物，同时除去易于挥发得砷、锑、硒、碲等杂质.硫酸生产中硫铁矿得焙烧就是最典型得应用实例.硫化铜、硫化锌矿得火法冶炼也用氧化焙烧。
硫铁矿(FeS2)焙烧得反应式为：4FeS２＋1１Ｏ2＝２Ｆe２O3+8SO２↑３ＦeS２+8O2＝Fｅ3O４+６ＳO2↑生成得ＳO2就就是硫酸生产得原料,而矿渣中Ｆe2Ｏ3与Ｆｅ3O４都存在,到底那一个比例大，要视焙烧时空气过剩量与炉温等因素而定。
一般工厂，空气过剩系数大，含Fe2O3较多;若温度高，空气过剩系数较小,渣成黑色,且残硫高,渣中Ｆe3O4多.焙烧过程中,矿中所含铝、镁、钙、钡得硫酸盐不分解,而砷、硒等杂质转入气相。
2硫化铅精矿的烧结焙烧
2硫化铅精矿的烧结焙烧硫化铅精矿的粒度小，大都小于200目(0.074mm)，其中除PbS外，还含有其他的金属硫化物和脉石。
在鼓风炉还原熔炼条件下，精矿中的PbS是不能被还原产出金属铅的，所以应预先进行氧化焙烧，使PbS变为PbO。
此外，精矿原料这种细粒物料进鼓风炉处理时，容易被鼓风吹出炉外，或者将炉料中的空隙堵死，使炉料透气性变坏，风难鼓入，熔炼过程难以进行。
所以硫化铅精矿的烧结焙烧是在有大量空气参与下的强氧化过程，其目的是：①氧化脱硫，使金属硫化物变成氧化物，以便被碳还原，而硫以SO2逸出，以便制酸；②在高温下将粉料烧结成块，以适应鼓风熔炼作业的要求。
2.1硫化铅精矿的烧结焙烧2.1.1烧结焙烧的脱硫率确定烧结块中残硫多少的原则是按精矿中铜、锌含量来加以控制。
如果铅精矿含Zn高，则焙烧时应尽量把硫除净，使Zn全部变为ZnO，这样可减少ZnS对还原熔炼时的危害。
如果精矿含铜较多(如Cu>l%)，便希望焙烧时残余一部分硫在烧结块中，使铜在熔炼时以Cu2S形态进入铅，从而提高铜的回收率。
如果烧结块中残硫不够，则在还原熔炼时大部分铜会被还原为金属铜而入粗铅，少量以硅酸铜和亚铁酸铜形态进入炉渣，前者会导致鼓风炉操作上的困难，后者增加了铜的渣损失。
实践证明，当铅锍中含Cu10%～15%时，铜在铅锍中的回收率可达80%~90%。
如果精矿中含Cu、Zn都高，残硫问题只能根据各厂的具体情况而定。
有的工厂首先进行“死焙烧”，使铜和锌的硫化物都变成氧化物，而在鼓风炉熔炼时加入黄铁矿作硫化剂，将铜的氧化物再硫化成为Cu2S，使之进入铅锍，而锌以ZnO形态进入炉渣。
国内铅厂对含Cu、Zn都较高的精矿一般不造铅锍，而是采用“死焙烧”。
这样既免除ZnS的危害，又减少造锍的麻烦和锍处理的费用，同时铅的直收率也得到提高。
我国炼铅厂实践证明，粗铅含Cu2.5%左右时，操作中没有多大困难。
如某厂处理含锌和铜都比较高的精矿时，鼓风炉产出粗铅含Cu达3.5%～4.5%，只要采用高焦高钙炉渣进行熔炼，并维持较高的炉缸温度，操作无多大困难，但铜在粗铅中的回收率为70%～75%。
有色冶金概论锌冶金课件
07
锌冶金技术的发展趋势与展望
国内外锌冶金技术的发展动态
国内发展
国外动态
新技术新工艺在锌冶金领域的应用前景
强化焙烧技术
浸出过程自动化
新型萃取剂
锌冶金行业的未来发展趋势与展望
资源综合利用
高技术含量产品
绿色生产
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电解沉积的基本原理
电解液的成分与性质
硫
电解沉积设备及工作原理
06
锌冶炼过程中的节能与环保
锌冶炼过程的节能措施与方法
01
02
03
富氧喷枪技术
高效节能炉衬材料
余热回收技术
冶炼废渣的综合利用与环保处理
废渣再生技术 废渣填埋技术 废渣建材利用
锌冶炼过程中的余热利用技术
余热发电技术
余热供热技术
余热制冷技术
焙烧原理
锌精矿焙烧是将锌精矿在高温下进行氧化焙烧，使其中的金属氧化物还原成金属单质的过程。焙烧过程中，锌精 矿中的硫化物氧化成硫酸盐，并随焙烧烟气排出。
焙烧工艺流程
焙烧工艺流程包括干燥、焙烧、冷却和排料四个环节。干燥是将锌精矿水分去除的过程，焙烧是将锌精矿加热至 高温进行氧化反应的过程，冷却是将焙烧后的产物冷却得到锌锭的过程，排料是将冷却后的锌锭排出。
烧结机的结构与工作原理
烧结机结构
烧结机工作原理
烧结烟气净化与余热利用
烧结烟气净化
余热利用
烧结烟气中含有大量的余热，可以通 过余热锅炉进行回收利用，生产蒸汽 或热水。余热利用不仅可以减少能源 浪费，还可以降低生产成本。
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锌焙烧矿的浸出与净化
锌焙烧矿的浸出与净化 浸出剂的选择与作用机理
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锌(一)
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湿法冶金包含下列几个连续过程： 湿法冶金包含下列几个连续过程： 包含下列几个连续过程 1、原料准备：包括磨细和焙烧，其目的是为 、原料准备：包括磨细和焙烧， 了使有价矿物(硫化物 硅酸盐)转变为可溶 硫化物、 了使有价矿物 硫化物、硅酸盐 转变为可溶 性化合物。焙烧有氧化焙烧、硫酸化焙烧、 性化合物。焙烧有氧化焙烧、硫酸化焙烧、 氯化焙烧、 氯化焙烧、还原焙烧 2、浸出：浸出过程是选择适当的溶剂，使原 、浸出：浸出过程是选择适当的溶剂， 料中的有价成分或有害杂质选择性溶解， 料中的有价成分或有害杂质选择性溶解，并 使其进入溶液， 使其进入溶液，从而达到有价成分与有害杂 质或脉石分离的目的。 质或脉石分离的目的。浸出方式取决于原料 的物理状态。粗颗粒可用渗滤浸出和堆浸； 的物理状态。粗颗粒可用渗滤浸出和堆浸； 粉状颗粒则用搅拌浸出。搅拌包括机械搅拌 粉状颗粒则用搅拌浸出。 和空气搅拌
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离子交换与吸附有某些相似之处， 离子交换与吸附有某些相似之处，区别 在于：离子交换是按化学计量的置换， 在于：离子交换是按化学计量的置换， 即离子交换剂对每个等量的被吸附离子 要还给溶液一个等量的同符号的离子， 要还给溶液一个等量的同符号的离子， 而吸附只是吸收溶质。 而吸附只是吸收溶质。
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锌的生产方法
现代冶金锌的生产方法分为火法和湿法两大类 火法： 火法：火法炼锌是先将锌精矿进行氧化焙烧 或烧结焙烧，使精矿中的ZnS变为 变为ZnO，然 或烧结焙烧，使精矿中的 变为 ， 后用碳质还原剂还原得到锌蒸气， 后用碳质还原剂还原得到锌蒸气，再进一步 蒸馏提纯得精炼锌。按冶炼设备不同可分鼓 蒸馏提纯得精炼锌。按冶炼设备不同可分鼓 风炉、竖罐、电炉、平罐等炼锌方法 等炼锌方法。 风炉、竖罐、电炉、平罐等炼锌方法。平罐 炼锌在20 世纪前是唯一的炼锌方法， 炼锌在 世纪前是唯一的炼锌方法，是一种 简单而又落后的炼锌方法，由于能耗高， 简单而又落后的炼锌方法，由于能耗高，生 产率低，目前已基本淘汰。 产率低，目前已基本淘汰。
浅谈火法练锌工艺中常见的几种方法
浅谈火法练锌工艺中常见的几种方法摘要：由于锌在工业中的广泛使用和消费, 促进锌冶金的迅速发展,火法炼锌工艺是锌冶金工艺中一种常见的施工工艺，国际上约有20%左右的原生锌锭是通过此工艺生产出来的，因此，值得我们进一步的研究，本文主要是对火法炼锌工艺中常见的几种方法进行了分析，以供同仁参考！关键词：火法炼锌，平罐炼锌、竖罐炼锌、电热法、密闭鼓风炉法锌冶金主要原料是闪锌矿和高铁闪锌矿选矿得到的硫化锌精矿, 少量的是红锌矿、菱锌矿和异极矿等。
由这些锌矿物冶金生产出锌锭的工艺分为两大类: 火法炼锌工艺和湿法炼锌工艺。
火法炼锌工艺有平罐、竖罐、电热法和密闭鼓风炉法等。
其共同的特点是利用锌的沸点较低, 在冶炼过程中用还原剂将其从氧化物中还原成金属锌, 并挥发进入冷凝系统中冷凝成为金属锌, 从而与脉石和其它杂质分开。
硫化锌精矿通常通过焙烧和烧结氧化为氧化物,然后进行还原、冷凝得到粗锌, 粗锌经精馏得精锌。
锌火法冶金工艺中由于使用还原剂, 产生大量的温室气体, 在不同程度上对大气环境都有污染。
火法炼锌因还原设备的不同分为如下几种方法。
1、平罐炼锌工艺第一台平罐炼锌于1807年投入工业化生产,开创现代锌冶金的先河。
平罐炼锌具有设备简单、不用焦炭、耗电少、便于建设等优点。
但劳动条件差, 劳动生产率低和耗煤量大, 已逐步被淘汰。
平罐炼锌是将含硫< 1% 焙砂配入适量的还原剂后装入平罐蒸馏炉中的小罐内, 然后加热升温到1000℃以上, 炉料中锌被还原成锌蒸气从罐内挥发到罐外的小冷凝器中冷凝成液体锌, 残余的锌蒸气与CO一道进延伸器中冷凝成蓝粉, 剩余的CO在延伸口自燃。
平罐炼锌的罐渣含锌5%～10% , 需要进一步处理, 加上其它挥发损失, 锌的回收率仅为80%～90%；罐子的体积小, 难以实现完善的机械化,劳动强度比较大; 环境污染严重, 燃料及耐火材料的消耗均比较大。
因此, 平罐炼锌技术落后, 基本上已被淘汰。
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（1）ZnS直接获得金属锌是比较困难的。
（2）硫酸锌的分解经过一个中间产物—碱式硫酸锌。当 在产物只保持少量硫酸盐时，得到的是碱式硫酸盐而不是 正硫酸盐。
（3）硫化锌不能在高温下直接氧化生成金属。
（4）对于含Cu、Fe等的复杂的含锌原料进行硫酸化焙烧时， 希望Cu、Zn等有价金属转变为硫酸盐，须控制适当的焙烧温 度(953± 30K)，温度降低50℃，铁将被硫酸化随后被大量浸 出，温度升高50℃，Cu、Zn的硫酸盐发生分解。
2.3 锌精矿的干燥
2含水在8%左右最为适宜。当进厂锌精 矿水分超过8%以上时就要进行干燥。
（1） 锌精矿水分含量过高，易使精矿成球而失去疏散性， 焙烧不完全，易于堵死前室。 （2） 在冬季含水较高的精矿，在运输过程中会发生冻结，因此 必须经过干燥。
2.2 锌精矿的配料
l 、配料的目的 锌精矿在焙烧之前，需要进行严格的配料。配料是使
炉料的主要成分杂质的含量均匀、稳定，有利于沸腾焙烧 及下一步湿法处理的进行，提高中间产品的质量。
2、配料方法 通常采用圆盘配料及堆式配料两种方法。 圆盘配料采用圆盘给料机。
❖2.2 锌精矿的配料
❖2.2 锌精矿的配料
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。
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%SSO4)，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。
影响焙烧反应速度的因素主要有：温度、氧气浓度、气 流速度、精矿粒度、精矿品位等。
提高温度，增大气流速度与氧的浓度，提高精矿的磨细 程度，都有利于硫化锌氧化反应的加速，可以提高设备的生 产率。
2.4.3 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
✓2.3.1 干燥的目的与方 法
2.3.2 锌精矿的破碎与筛分
干燥后锌精矿的破碎通常在鼠笼破碎机中进行， 破碎后干锌精矿的筛分可在往复式、弹簧悬挂式或共 振动筛中进行。采用最多的筛分设备是往复式振动筛 和悬挂式振动筛。
2.4 硫化锌精矿的焙烧
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，使焙烧 产物适合下一步冶炼要求，因此，焙烧是生产锌的第一个 冶金过程。
2.4.2 硫化锌焙烧的动力学
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。
1、硫化锌精矿的着火温度 在某一温度下，硫化物氧化所放出的热足以使氧化过
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 硫化锌精矿焙烧过程是在高温下借助于空气中的氧进 行的氧化的过程。焙烧的目的与要求决定于下一步的生产 流程，各具特点。
2.4 硫化锌精矿的焙烧
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是的锌锭。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。
2.4.1 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
（3） 锌精矿含水太高，对于皮带运输、破碎、筛分以及对沸 腾炉均匀进料造成困难。
（4） 锌精矿太湿，焙烧所产出的炉气中含水蒸汽高，当炉气 温度降低时，易与SO2及SO3气体结合生成酸雾，腐蚀管道及 设备。
2、干燥方法 （1）自然干燥法，只适用于生产量小的土法过程； （2）铁板干燥法，只适用于土法炼锌或生产量小的过程； （3）气流干燥法，广泛地应用于黄铁矿铜精矿和锌精矿的干 燥过程中，但需要较大的收尘设备； （4）回转窑干燥法，适用于干燥大量的锌精矿，所用的回转 窑又叫圆筒式干燥窑，
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
锌冶金学
2 硫化锌精矿的焙烧与烧结
2.1 概述
硫化锌精矿的焙烧是在高温下借助空气中的氧使精矿发 生化学变化，改变其成分以适应下一步冶金处理的要求。
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 硫化矿的焙烧是从锌精矿中提炼金属锌的第一个冶金过 程。 在硫化锌精矿的焙烧过程中，焙烧产物的组成主要取决 于温度和炉气组分，通过控制温度和炉气组分可以控制焙烧 产物的组成。参与焙烧反应的主要元素是锌、硫和氧，当处 理含铁较高的精矿时，铁也是参与反应的主要元素。
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。