有色金属冶金-锌冶金2 硫化锌精矿的焙烧与烧结

（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。