锌冶金
锌冶金学硫酸锌溶液电解沉积.pptx
（2）小部分氧与阳极表面作用，参与形成过氧化铅（PbO2）阳极膜，形 成阳极钝化而起不溶性阳极的作用，并保护阳极不受腐蚀。
（3）一部分氧与溶液中二价锰作用形成高锰酸和二氧化锰，其反应为：
2MnSO4 + 3H2O + 5O2 ＝ 2HMnO4 + 2H2SO4 该反应生成的MnO4-使无色硫酸锌溶液变成紫红色。 高锰酸继续与硫酸锰作用：
✓铜形成圆形透孔，周边不规则； ✓镍呈葫芦瓢形孔洞； ✓钴呈独立小圆孔，甚至烧穿成洞； ✓锗形成黑色圆环，严重时形成大面积针状小孔； ✓锑使阴极表面呈条沟状； ✓砷使阴极表面起皱纹，失去光泽，或呈苞芽状。
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➢5.3.1.2 杂质在电解时的行为
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➢5.3.1.2 杂质在电解时的行为
MnO2在阳极过多地析出，会增加浸出工序的负担，也会引起电积液中Mn2+ 的贫化而直接影响析出锌质量。
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✓5.2.2 阳极反应
当溶液中含有氯离子时，在阳极氧化析出氯气， 污染车间空气，并腐蚀阳极：
2C1－2e ＝ C12↑
E0=1.36V
C1- + 4H2O － 8e ＝ C1O4- + 8H+ E0=1.39V
对于不同的阴极金属，常数b接近于0.12； 常数a值则介于0.1~ 1.5V之间，且受温度的影响大。
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✓5.2.1 阴极反应
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✓5.2.1 阴极反应
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✓5.2.2 阳极反应
采用含银0.5～1%的铅银合金板作不溶阳极， 阳极上发生的主要反应是氧的析出：
锌冶金实习报告
一、前言锌作为一种重要的有色金属，广泛应用于建筑、交通、电子、轻工等领域。
为了深入了解锌冶金的生产工艺、设备操作以及质量控制等方面的知识，我于20xx年xx 月xx日至xx月xx日在某锌冶炼厂进行了为期两周的实习。
以下是我实习过程中的所见、所闻、所感。
二、实习单位简介某锌冶炼厂位于我国某省份，成立于20xx年，占地面积约xx万平方米，是一家集采矿、选矿、冶炼、深加工为一体的大型有色金属企业。
该厂具备年产锌锭xx万吨的生产能力，主要产品有锌锭、锌合金、硫酸锌等。
三、实习内容1. 生产工艺流程在实习期间，我首先了解了锌冶炼的生产工艺流程。
锌冶炼主要包括以下步骤：（1）采矿：从矿山开采出含有锌的矿石。
（2）选矿：将矿石破碎、磨细，通过浮选等方法分离出含锌矿物。
（3）冶炼：将选矿后的含锌矿物送入炼锌炉进行冶炼，得到粗锌。
（4）精炼：将粗锌进行精炼，去除杂质，得到电解锌。
（5）深加工：将电解锌加工成各种锌合金、锌锭等产品。
2. 设备操作在实习过程中，我参观了锌冶炼厂的主要设备，如炼锌炉、电解槽、破碎机、磨机等。
在师傅的指导下，我学习了设备的操作规程，并亲自参与了部分设备的操作。
3. 质量控制锌冶炼过程中，质量控制至关重要。
我了解了锌产品的质量标准，并参观了质量检测实验室，学习了锌产品的主要检测项目和方法。
四、实习收获1. 理论联系实际通过实习，我将所学理论知识与实际生产相结合，加深了对锌冶金工艺流程、设备操作和质量控制等方面的理解。
2. 实践能力提升在实习过程中，我参与了部分设备的操作，提高了自己的动手能力，为今后从事相关工作打下了基础。
3. 团队协作精神实习期间，我与其他实习生共同完成各项任务，培养了团队协作精神。
4. 职业素养在实习过程中，我严格遵守厂规厂纪，认真完成各项工作，提高了自己的职业素养。
五、实习体会1. 实习使我深刻认识到理论知识的重要性。
只有掌握扎实的理论基础，才能在实际工作中游刃有余。
锌在工业上的用途
锌在工业上的用途
锌是一种有光泽的银白色金属，主要用于制造锌合金和锌层
压制品。
锌在工业上有广泛用途，主要用于制作各种电极、电池、油漆、颜料、塑料添加剂等。
锌在现代工业上应用的品种和数量，是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。
一、化工方面
锌是一种重要的化工原料，是制造锌基合金的主要原料之一，它在有机合成、无机合成及化学工业上也有重要作用。
锌主要用
于生产锌基合金、金属锌等。
生产工艺主要有湿法冶金和火法冶
金两大类。
1.湿法冶金：湿法冶金是指用水作溶剂，将金属锌溶解成溶液，再在溶液中进行还原，将金属锌还原成金属单质的一种冶金
方法。
湿法冶金主要用于生产高纯度的锌基合金（含杂质低于
0.002%）。
在钢铁生产中，把含有较多杂质的钢铁原料通过湿法
工艺转化为高纯度的锌，再利用干法脱除杂质的工艺过程叫湿法
冶金。
湿法炼锌有两种工艺：一是用硫酸（或盐酸）作溶剂，将
锌溶解成溶液，再通过离心分离、过滤等步骤而得纯锌粉；另一
种是用硫酸（或盐酸）和硫磺作溶剂，将锌粉加热溶成溶液。
—— 1 —1 —。
锌冶金学第7章
Zinc Metallurgy
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7.2 密闭鼓风炉炼锌
密闭鼓风炉炼锌法又称为帝国熔炼法或 ISP 法，是目前世界上 最主要的火法炼锌方法，它合并了铅和锌两种火法冶炼流程，是处 理复杂铅锌物料的较理想方法。 鼓风炉炼锌与蒸馏法炼锌的不同之处在于鼓风炉炼锌直接加热 炉料，作为还原剂的焦炭同时又是维持作业温度所需的燃料。 在间接加热的蒸馏罐内，炉料中配有过量的炭，出罐气体中 CO2浓度小于1%，可以防止锌蒸气冷凝时被重新氧化。 直接加热的鼓风炉炼锌由于焦炭燃烧反应产生的 CO、CO2、鼓 入风中的 N2 和还原反应产生的 Zn 蒸气混在一起，炉气被大量 CO、 CO2和N2气所稀释，炉气为低锌高 CO2的高温炉气，含锌5~7%，含 CO2 11~14%，含 CO 18~20%，入冷凝器炉气温度高于1000℃，使 从含CO2高的炉气中冷凝低浓度的锌蒸气存在许多困难。 在鼓风炉炼锌炉气的冷凝过程中，为了防止锌蒸气被氧化为 ZnO，在生产中采用高温密封炉顶和铅雨冷凝器。高温密封炉顶的 另一个作用是防止高浓度的CO逸出炉外。
7.1.3
ZnO还原的动力学
ZnO用炭还原由下列过程组成： （1）吸附在ZnO表面的CO还原ZnO； （2）在炭表面发生的CO2被炭还原的反应； （3）ZnO和炭两固相表面之间气体的扩散。 在固体炭与ZnO表面间的气体扩散是整个过程的控制过程。增 大两固体的表面积和缩短两表面之间的距离，可以提高整个反应的 速度。应用在平罐和竖罐炼锌中，必须将原料与还原剂细磨，并很 好地混合，增加蒸馏罐中气流速度，有利于气体扩散，从而加速过 程的进行，所以保证炉料有良好的透气性特别重要。
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锌冶金学
锌的冶炼工艺流程
锌的冶炼工艺流程锌是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、电子、化学、冶金等领域。
其冶炼工艺流程主要包括矿石选矿、矿石烧结、萃取浸出、电解精炼等步骤。
首先是矿石选矿。
锌矿石一般含有多种金属元素，为了提高锌的纯度和产量，需要将矿石中的杂质去除。
常见的锌矿石包括闪锌矿、硫化锌矿和氧化锌矿。
通过矿石的浮选或重选等物理方法，将矿石中的锌和有价金属分离出来。
接下来是矿石烧结。
将选矿后的锌矿石进行烧结处理，目的是将其转化为氧化锌。
首先将矿石和焦炭混合在一起，然后进行高温烧结，在氧气氛下热解锌矿石，使其转化为氧化锌。
然后是萃取浸出。
将烧结后的氧化锌与硫酸反应，生成硫酸锌溶液。
将溶液通过浸出、浸渍等方法，将其中的锌和杂质分离出来。
常用的浸出剂有硫酸、氯化铵等。
此过程中，根据浸取液的PH值和温度，调整浸取速率和浸取效率，以达到最佳的分离效果。
最后是电解精炼。
将前面提取到的锌溶液经过电解处理，得到纯度较高的金属锌。
首先，将提取出的锌溶液进行钝化处理，除去其中的有毒杂质。
然后，将钝化后的锌溶液导入电解槽，通过电流作用，使锌阳极溶解，析出纯锌。
而阴极上则形成纯锌层。
经过脱水、筛分等工艺，锌的纯度和形状得以进一步提高和改善。
总的来说，锌的冶炼工艺流程包括矿石选矿、矿石烧结、萃取浸出和电解精炼等步骤。
这些工艺步骤通过化学反应、物理分离等方式，将锌从矿石中提取出来，并进一步纯化，最终得到纯度较高的金属锌，以满足不同行业和领域的需求。
这些工艺步骤需要结合精细操作和严格的控制，以确保冶炼过程的安全性和锌产品的质量。
锌的湿法冶金方法概述
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金是指使用水溶液作为冶炼锌的介质，其主要包括电解法、酸浸法和氨浸法等几种方法。
1.电解法：将锌精矿放入电解槽中，加入电解液（主要成分为硫酸和氯化铵），在外加
电流的作用下，锌离子被还原成金属锌沉积在阴极上。
这种方法具有效率高、能耗低等优点，是目前最主要的生产方式。
2.酸浸法：将锌精矿浸入硫酸水溶液中，利用硫酸的氧化作用将锌离子溶解出来。
这
种方法适用于高品位的锌矿石，但浸出过程中会产生大量的酸性废水，对环境造成污染。
3.氨浸法：将锌精矿浸入氨水溶液中，通过氨水的配位作用将锌离子溶解出来。
这种
方法对锌矿石的品位要求较低，同时产生的废水为碱性废水，对环境污染较小。
但该方法的操作成本较高。
以上三种方法各有优缺点，应根据不同情况选择合适的冶炼方式。
除了上述的电解法、酸浸法和氨浸法外，还有其他一些较为次要的湿法冶金方法。
4.氯化法：将锌精矿与氯气反应，生成氯化锌，再通过还原反应得到金属锌。
这种方
法主要应用于高品位的锌矿石，但因为氯气对环境的危害性较大，所以逐渐被淘汰。
5.氧化焙烧法：将锌精矿加入到反应炉中，通过高温氧化反应，将锌矿石中的锌转化
为氧化锌，再通过还原反应得到金属锌。
这种方法主要适用于低品位的锌矿石，但因为会产生大量的氧化废气，对环境造成了污染。
总的来说，湿法冶金方法相对于干法冶金方法来说，工艺流程更为复杂，但其适用范围更广，能够处理更多种不同品位的锌矿石，且可以生产出较为高纯度的金属锌。
但湿法冶金方法中会产生大量的废水和废气，需要进行处理和净化，以减少对环境的影响。
Zn冶金
锌的冶炼方法：火法炼锌和湿法炼锌一、火法炼锌：1、本质：将氧化锌在高温下用碳做还原剂，将锌还原出来。
然后利用锌沸点低的特点，使锌以蒸汽的形式挥发，然后通过特殊的冷凝设备将锌在蒸汽冷凝为液体锌。
2、工艺流程图：3、分类：火法炼锌有平罐蒸馏法、竖罐蒸馏法、电热蒸馏法和锌鼓风炉法等四种二、湿法炼锌1、本质：用稀硫酸（即废电解液）浸出焙烧矿中的锌，从而与不溶的脉石成分分离，硫酸锌经净化点击过程，把锌提取出来。
2、主要工艺流程：焙烧、浸出、浸出液净化、点解、（铸锭）其中浸出是这个湿法流程中的最重要环节，湿法炼锌厂的主要经济指标在很大程度上取决于所选择的浸出工艺操作条件。
3、锌焙砂浸出的分类：中性浸出、酸性浸出和高温高酸浸出4、湿法炼锌得到迅速发展的原因：ZnO+CO=Zn+CO2 处于高温条件下，因此比较耗能2ZnS+3O2=ZnO+SO2 所需条件为P O2<10-23atm, P SO2<10-16atm,在现有的设备而条件下很难达到基于以上原因，生产设备或者生产条件难以满足，因此要把硫化矿焙烧生成硫酸锌5、锌精矿焙烧的目的（1）、将精矿中的硫化锌尽量氧化生成氧化锌，出去部分或全部的硫（2）、使精矿中的硫氧化成二氧化硫，产出有足够浓度的二氧化硫烟气，以便制取硫酸（3）、使焙砂具有一定的强度、湿润性、透气性、粒度等物理性能（4）、使精矿中的铅、隔、砷和锑等杂质氧化变成易挥发的化合物或直接挥发而从精矿中分离三、焙烧过程的热力学1、硫化物焙烧的一般规律（1）、反应及产物形态A、硫酸化焙烧MeS+2O2=MeSO4B、氧化焙烧MeS+1.5O2=MeO+SO2C、焙烧生成金属（汞）MeS+O2=Me+SO2D、部分硫酸化MeSO4= MeO+2SO3 SO3=SO2+1/2O22、影响因素A、焙烧产物在很大程度上取决于温度低温生成硫酸盐，是硫酸化焙烧中温生成硫酸盐和氧化物，是部分硫酸化焙烧高温生成氧化物，是氧化焙烧实际焙烧温度为1070~1100℃。
锌冶金学
第五章 锌冶金
2、硫化铅(PbS) 硫化铅是比较紧密的硫化物，被氧化的速率很慢。 3、硫化铁(FeS2) 硫化铁通称为黄铁矿，焙烧时在较低的温度下即发
生热分解: FeS2=FeS+1/2S2 也按下列反应生成氧化物: 4FeS2+11O2 =2Fe2O3 +8SO2 3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2
炼锌厂的硫化锌精矿的化学成分见表5-2。
第五章 锌冶金
第五章 锌冶金
氧化锌矿的选矿比较困难，目前的应用多以 富矿为对象，一般将氧化锌矿经过简单选矿 进行少许富集，或用回转窑或烟化炉挥发处 理，以得到富集的氧化锌物料。含锌品位较 高的氧化矿(30%～40%Zn)可以直接冶炼。
此外，炼锌原料还包括含锌烟尘、浮渣和锌 灰等。氧化锌烟尘主要有烟化炉烟尘和回转 窑还原挥发的烟尘。 我国工业用锌的牌号与化学成分列于表5-3。
第五章 锌冶金
烧结焙烧一鼓风炉还原熔炼法特点：硫利用率低， 消耗大量的冶金焦，污染环境、能耗成本较高。 但此法投资较低，原料适应性广，在今后的一段 时间内，仍将占据锌冶炼的主导地位。
火法炼锌新工艺：强化熔炼法，克服了烧结焙烧 －鼓风炉还原熔炼法的弱点，包括基夫塞特熔炼 法、QSL熔炼法和艾萨熔炼法以及我国的水口山 (SKS)法。
度的升高，焙烧矿中硫、铅、镉的含量降低，如表5-4所示。
第五章 锌冶金
实践证明，在固定温度1363K的条件下，减少过剩空气量，也可以提 高铅、镉的脱除率，而且对硫的脱除率没有很大的影响，如表5-5所示。 这是由于在沸腾层内激烈搅拌造成良好的传质条件，使硫得以很好地 烧去，同时硫化铅和硫化镉较其氧化物容易挥发的缘故。
第五章 锌冶金
5、铁酸锌的生成 当按温以度下在反应87形3K成以铁上酸时锌，: 焙烧硫化锌精矿生成的ZnO与Fe2O3
锌冶金中铁酸锌研究概述
锌冶金中铁酸锌研究概述研究锌冶金中的铁酸锌是一个非常重要的课题，因为铁酸锌在锌冶金中起到了至关重要的作用。
它是一种重要的锌矿石，在锌冶炼过程中起到了助熔剂和渣制剂的作用。
在本文中，我们将概述一些关于铁酸锌的研究成果，包括其在锌冶炼过程中的应用、合成、性能等方面的研究。
首先，我们需要了解铁酸锌在锌冶炼过程中的应用。
铁酸锌在锌矿石中的含量较低，但它的存在对于锌矿石的冶炼具有重要意义。
铁酸锌可以作为助熔剂，可以降低锌的熔点，促进锌的熔化和分离。
此外，它还可以作为渣制剂，可以与一些杂质形成高熔点的渣浮于锌液表面，便于分离和处理。
在铁酸锌的合成方面，研究人员一直在寻找高效、低成本的合成方法。
传统的合成方法包括矿石浸出和氧化还原法。
矿石浸出法是将锌矿石与一些化学试剂反应，使铁酸锌溶于溶液中，然后通过沉淀或其他方法分离出来。
氧化还原法则是利用高温高压条件下，通过氧化反应和还原反应，使锌和铁形成化合物。
这些传统的合成方法存在一些问题，如成本高、操作复杂等。
因此，研究人员开始寻找新的绿色合成方法，如微生物法、溶胶-凝胶法等。
此外，研究人员还对铁酸锌的性能进行了深入研究。
铁酸锌的结构和形态对其性能有重要影响。
X射线衍射和扫描电子显微镜等技术被广泛应用于研究铁酸锌的结构和形态。
此外，研究人员还通过热重分析、傅里叶变换红外光谱等技术研究了铁酸锌的热稳定性、热分解行为等。
最后，铁酸锌的应用前景也是锌冶炼研究的一个重要方向。
研究人员正在开发新的应用领域，如锌电池、催化剂、光催化剂等。
在锌电池领域，铁酸锌可以作为锌负极材料，具有高容量、长循环寿命等优点。
在催化剂领域，铁酸锌可以作为催化剂的载体，具有高比表面积和优良的催化性能。
综上所述，铁酸锌在锌冶炼中扮演着重要的角色，研究人员对其进行了广泛的研究。
研究内容包括铁酸锌的合成、性能和应用等方面，研究成果对于优化锌冶炼工艺、提高锌矿石利用率、开发新的应用领域等具有重要的意义。
然而，目前还有许多问题需要进一步研究解决，如提高铁酸锌合成的效率、解析其结构和性能之间的关系、开发新的应用等。
锌冶金资料
1.锌的物理性质：锌是白略带蓝灰色的金属，熔沸点较低，质软、有展性，加工后变硬。
熔化后流动性好。
有三种结晶状态：α、β、γ。
熔点为419.5℃，沸点907℃-火法炼锌的基础。
2.锌的化学性质：1）室温下干燥空气对锌无影响，但在潮湿的空气中，锌极易与CO 2反应生成ZnCO3.3Zn(OH)2,可以保护锌不再被氧化2）锌为负电性金属,φθZn 2+/Zn=-0.763V 3）锌的电位序位置高4）易溶于硫酸,同时溶于碱. 3.锌的化合物:硫化锌（炼锌主要原料，天然硫化锌称闪锌矿）、氧化锌（可被C 、H 2、CO 还原，其中被CO 还原是火法炼锌的重要反应，800℃以上反应十分激烈）、硫酸锌、氯化锌4.锌的主要用途:主要用在镀锌方面,还有用做置换剂和牺牲阳极、铸造业、合金工业、精密仪器。
5.锌的原料：闪锌矿ZnS ，磁闪锌矿nZnS-mFeS 、菱锌矿ZnCO 3、硅锌矿ZnSiO 4和异极矿Zn 2SiO 4.H 2O.常将锌矿石分为硫化矿和氧化矿6.锌的提取方法：1）火法2）湿法（火法炼锌有鼓风炉、竖罐、电炉、平罐等法）7.火法炼锌原理：将氧化锌在高温下用碳质还原剂还原，并利用锌沸点低的特点，使锌以蒸汽挥发，然后冷凝为液体锌。
8.火法炼锌焙烧目的：1）将硫化锌氧化为氧化锌2）尽可能去除焙烧矿中的全部硫3）去除易挥发的物质如Sb.As.Hg 4）使焙烧产品具有一定的物理性能5）获得浓度足够大的SO 2烟气。
湿法焙烧目的：1）将硫化锌氧化为氧化锌2）保留少量硫酸盐以补偿电解和浸出循环系统中硫酸的损失3）减少铁酸锌的生成4）脱硫、除砷锑得到高浓度SO 2烟气与火法一样 9.我国火法炼锌厂实际氧化焙烧温度控制在1070-1100℃。
要想使硫化锌完全转化为氧化锌，氧化焙烧的温度应控制在1000℃以上，为了满足湿法炼锌浸出的需要，部分硫酸化焙烧所控制的温度常为870-900℃以上。
10.硫化锌精矿焙烧步骤（动力学限制性环节）：1）氧通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散（外扩散）2）氧通过颗粒表面的氧化产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SO 2向着与氧相反方向的扩散。
锌冶金的方法
二氧化碳与水蒸气混合的气体可使锌迅速氧化成氧 化锌，这是火法炼锌的极重要反应。
锌的电化极电位较负，这一特点被应用于从含金溶
液中加锌粉提金和湿法炼锌中加锌置换净液上。
3.1.2 锌的主要化合物的性质
湿法炼锌：低温硫酸化焙烧 （850-900）。 火法焙烧：高温氧化焙烧 （900-1000）。
1. ZnS ZnS是炼锌的主要原料，在自然界中以闪锌矿的形态存 在。熔点:1650℃，1200℃下升华，在空气480℃下缓慢氧 化，在600℃已上时剧烈氧化。 ZnS + 3/2O2 = ZnO + SO2 在1373K下，与CaO反应生成CaS和ZnO ZnS + CaO = CaS + ZnO 硫化锌在酸中可氧化分解，目前利用这一点已研究开发 了高压氧酸浸法处理硫化锌精矿的新工艺。
3.1.1 锌的主要性质
蒸馏气体进入泠凝器中， 温度降低，锌蒸汽被CO2 氧化，形成蓝粉，控制气 相中CO2含量，降低锌的 氧化损失。
火法炼锌：将含氧化锌的死焙烧矿 用碳质还原剂还原的过程。氧化锌 难还原，需在强还原性气氛和高于 锌的沸点温度以上进行，还原出来 时锌蒸汽，冷凝得到液态锌。 锌蒸汽易被CO2氧化，所以需才几 乎不含CO2其中冷凝。
4. ZnCl2：熔点:318℃ ，沸点:730℃ ， 金属锌、氧化锌或硫化锌在低温下可与氯气作用生成 ZnCl2 。 ZnCl2 在500℃ 下显著升华，氯化锌的这一特 点是挥发锌并得以富集的依据。氯化锌易溶于水。 3.1.3 锌的主要用途 1. 钢材的镀锌方面，起防腐作用。 2. 优良的合金，如做装饰品的铜锌合金(黄铜)，Cu-SnZn形成的青铜，作为耐磨合金的Cu-Sn-Pb-Zn合金。 3. 锌可以制造用于航天仪表上的Ag-Zn电池。 4. 利用Zn熔点低的特点，还可浇铸精密铸件。 5. 锌在冶金工业中作为还原剂，化学工业中作为制造颜 料用的原材料。
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金锌是一种重要的金属元素，广泛应用于钢铁、电子、化工、冶金等领域。
其中，湿法冶金是一种常用的锌生产方法。
本文将通过介绍湿法冶金的原理、工艺流程、设备以及优缺点等方面，来全面探究锌的湿法冶金。
一、原理湿法冶金是指通过化学反应将金属元素从矿石中提取出来的方法。
在锌的湿法冶金中，常用的方法是浸出法和电解法。
浸出法是将矿石浸泡在酸性或碱性溶液中，使其中的锌溶解出来，再通过化学反应将锌沉淀出来。
电解法则是将锌离子在电解槽中还原成金属锌，然后将其析出。
二、工艺流程1.浸出法浸出法的工艺流程如下：（1）选矿：选取含锌量较高的矿石进行选矿处理。
（2）破碎：将矿石破碎成适当的颗粒大小。
（3）浸出：将破碎后的矿石放入浸出槽中，加入酸性或碱性溶液，使其中的锌溶解出来。
（4）沉淀：将溶液中的锌离子通过化学反应还原成金属锌，然后将其沉淀出来。
（5）脱水：将沉淀的锌浆进行脱水处理，使其成为干燥的锌粉。
电解法的工艺流程如下：（1）选矿：与浸出法相同。
（2）破碎：与浸出法相同。
（3）浸出：将破碎后的矿石放入浸出槽中，加入酸性溶液，使其中的锌溶解出来。
（4）净化：将浸出液进行净化处理，去除其中的杂质。
（5）电解：将净化后的浸出液放入电解槽中，通过电解将其中的锌离子还原成金属锌。
（6）析出：将电解槽中析出的金属锌收集起来。
三、设备1.浸出法浸出法需要的设备主要有破碎机、浸出槽、沉淀槽、脱水设备等。
2.电解法电解法需要的设备主要有破碎机、浸出槽、净化设备、电解槽、收集设备等。
四、优缺点1.浸出法优点：浸出法适用于多种矿石，操作简单，成本较低。
缺点：浸出法需要大量的酸性或碱性溶液，容易造成环境污染。
优点：电解法可以生产高纯度的锌，且能够回收废水，减少环境污染。
缺点：电解法需要大量的电能，成本较高。
五、总结通过对锌的湿法冶金原理、工艺流程、设备以及优缺点的介绍，可以看出湿法冶金是锌生产中比较重要的一种方法。
不同的方法各有优缺点，需要根据实际情况进行选择。
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
THANKS
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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。
04
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
05
金属锌的主要用途
金属锌的主要用途金属锌是一种重要的金属材料，广泛应用于各个领域。
它具有良好的导电性、导热性和化学稳定性，因此被广泛用于电子、建筑、冶金等行业。
下面将详细介绍金属锌的主要用途。
1. 电子行业：金属锌在电子行业中扮演着重要的角色。
它常用于制造电池的正极，因为锌可以与酸反应产生电能，这使得锌电池成为了便携式电子产品的重要能源。
此外，金属锌还用于制造半导体器件的电极，如电容器和稳压二极管。
锌的导电性和耐腐蚀性使其成为电子器件中不可或缺的材料。
2. 建筑行业：金属锌在建筑行业中的应用非常广泛。
它被用于制作屋顶、墙壁和排水系统等建筑元素。
锌具有良好的耐腐蚀性和可塑性，可以根据建筑物的设计需求进行成型。
锌制品还可以通过氧化反应形成一层保护膜，延长其使用寿命。
此外，锌还可以与其他金属或合金进行镀层，以增加建筑材料的耐候性和美观性。
3. 冶金行业：金属锌在冶金行业中扮演着重要的角色。
它被用于提取其他金属，如铜、铅和镍等。
锌可以与这些金属形成合金，提高其强度和耐腐蚀性。
此外，锌还可以用于熔炼和铸造过程中的熔剂，帮助金属熔化和流动。
4. 化工行业：金属锌在化工行业中也有广泛的应用。
锌粉被用作催化剂，促进化学反应的进行。
锌粉还可以用于制造颜料、涂料和塑料等产品。
此外，锌还可以用于防腐剂的制造，以保护木材和金属制品不受腐蚀和氧化的侵害。
总的来说，金属锌在电子、建筑、冶金和化工等行业中都有重要的应用。
它的优良性能和多功能性使其成为了现代工业中不可或缺的材料。
随着科技的不断进步和工业的发展，金属锌的用途将会进一步扩大，为人类创造更多的价值和便利。
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3.1 概述
截至2002年，全世界查明锌储量为20000万吨，储量基础为 45000万吨，现有储量和储量基础的静态保证年限为 23年和51 年。锌储量和储量基础占锌资源量的10.52％和3.68％。中国锌 的储量和储量基础均居世界首位，已成为世界最大的铅锌资源 国家。 根据统计资料，在我国铅锌储量中铅锌平均品位只有 4.66% ，而根据目前铅锌价格水平和成本水平 ，只有铅锌 (1:2.5)合计地质品位在 7％ ~8 ％以上的地质储量才是能经济利 用的储量，目前我国能经济利用的铅锌合计储量只有 4513.86 万吨，仅占总储量的 42.6%。
图3-4 Zn-Fe-S-O系lgpO2-1/T平衡状态图
焙烧过程中只要减少 Fe2O3 的 生 成 ， 就 可 以 较少铁酸锌的生成。从 图中可以看到，当焙烧 温度为 1000K ， lgpO2<6.0 时 ， Fe2O3 分 解 为 Fe3O4， 这 样 可 以 减 少 产物中铁酸锌的生成。 提高焙烧温度可使 Fe3O4 的 稳 定 区 域 扩 大 ， 也减少铁酸锌的生成。 因此，焙烧过程中一定 要维持低氧分压和适当 提高焙烧温度。
锌铜矿
3.1.5 锌的提取方法 我国锌冶炼工艺以湿法冶炼为主，火法其次。据 2002年统计的全国锌产量中，湿法炼锌占80%，火法 炼锌占 20%。火法中竖罐法占 4%， ISP 法约占 14%， 其余(包括电热法、平罐、马槽炉、马鞍炉和四方炉 ) 约占2%。
1. 火法炼锌方法 由硫化锌矿直接炼锌虽有可能，如： ZnS + Fe = Zn + FeS 但在工业上还没有应用，因为还原硫化锌实际上在 1200~1300℃才开始，而此时精矿已熔化。氧化锌则较易 还原，为此硫化矿精矿首先焙烧成氧化锌。焙烧矿与碳质 还原剂混合装入密闭器皿加热到1100℃左右时，锌被还原 出来，然后引入到冷凝器内冷凝为液体锌。 火法炼锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼三个主要过程。 主要工艺有平罐炼锌、竖罐炼锌、密闭鼓风炉炼锌及电热 法炼锌。其中50年代投入使用的鼓风炉法(ISP法)，由于 适合处理铅锌混合精矿，有了一定的发展，竖罐和平罐炼 锌由于能耗高和污染环境等问题，几乎被淘汰。
Cu
0.64 0.12 0.20 0.04
Cd
0.20 0.02 0.14 0.12
As
＜0.20 0.04 ＜ 0.20 0.01
Sb
0.001 0.02 0.01 0.011
SiO2
1.32 0.50 3.88 3.05
Ag(g/t)
80 85 180 33
闪锌矿
菱锌矿
硅锌矿
异极矿
铜铅锌矿
铅锌矿
由图3-6 Zn-S-O还可以看出： ZnS的焙烧首先生成ZnO，然后再与气相中存在的SO2和 O2作用逐渐生成ZnO.ZnSO4和ZnSO4； 当 PSO2=10132.5pa和PO2=1atm时： （1）温度高于1203K（930℃）时，ZnO是稳定产物； （2）温度低于1203K时，ZnO.ZnSO4是稳定产物， （3）温度再低于1143K（870℃）时，ZnSO4是稳定产物， 实际生产中PO2比一个大气压低得多，因此产物向硫酸盐转化 的温度比上面的数值低很多
图3-1 火法炼锌原则工艺流程图
2. 湿法炼锌方法 湿法炼锌是第一次世界大战期间开始应用的。湿法炼 锌是用稀硫酸(即废电解液)浸出焙烧矿中的锌，然后再用 电积法把锌从浸出液中提取出来。湿法炼锌可直接得到很 纯的锌，不象火法蒸馏炼锌还需精炼。除此之外，操作所 需劳动力较少，劳动条件也较好，只是电能消耗大。 总之，火法炼锌的前景远不如湿法炼锌好，湿法炼锌 是当前的主导炼锌方法。 湿法炼锌工艺包括焙烧、浸出、净化、电积和熔铸 五个主要工序。 图3-2为湿法炼锌原则工艺流程图。
易 难 易 ZnS+3/2O2=ZnO+SO2 Zn(气,液) + SO2 = ZnS + O2 2Zn(气,液) + O2 = 2ZnO (5) (6) (7)
21.7743 19.1885 17.0711 15.3054 13.8248 -6.8524 -6.3161 -5.8755 -5.5891 -5.6713
选矿后的硫化锌精矿含锌为 38~62% ， Zn、Fe、S 总 和为 90~95% 。锌精矿中还含有 SiO2、Al2O3、CaCO3 和 MgCO3以及Co、In、Ga、Ge、Tl等稀有金属。因此处理 锌精矿提炼锌时，必须充分回收其中的有价金属。 金属锌的生产，无论是火法还是湿法，90%以上都是 以硫化锌精矿为原料。 除了矿物之外，冶金工业中产生的含锌烟灰、熔铸锌 时产出的浮渣和一些氧化锌，也可作为炼锌原料。
2. ZnO 无天然矿物。Tm:1100 ℃ ，1200 ℃下有微量升华， 1400 ℃时显著升华。ZnO可被C、CO和H2还原，其中被 CO还原的反应在800 ℃下十分激烈： ZnO + CO = Zn(g) + CO2 在600 ℃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850 ℃左右温度下分解压达到10132.5Pa， ZnSO4 = ZnO + SO2 + 1/2O2 在700 ℃以上温度时，易与 Fe2O3生成铁酸锌，所以加速 上述分解反应的进行。
4. ZnCl2 Tm:318 ℃ ， Tb:730 ℃ ，500 ℃下显著升华，氯化锌 的这一特点是挥发锌并得以富集的依据。氯化锌易溶于水。 3.1.3 锌的主要用途 1. 钢材的镀锌方面，起防腐作用。 2. 优良的合金，如做装饰品的铜锌合金 ( 黄铜 ) ， Cu-SnZn形成的青铜，作为耐磨合金的Cu-Sn-Pb-Zn合金。 3. 锌可以制造用于航天仪表上的Ag-Zn电池。 4. 利用Zn熔点低的特点，还可浇铸精密铸件。 5. 锌在冶金工业中作为还原剂，化学工业中作为制造颜 料用的原材料。
ZnO 在 823K(650℃) 以上，与 Fe2O3 形成铁 酸锌。 锌精矿中含有 FeS或 (Zn,Fe)S，焙烧过程中 会生成Fe2O3，进而生成铁酸锌。
当焙烧温度一定时， lgpO2<-6.0 时， Fe2O3 分解为 Fe3O4，这样可以减 少产物中铁酸锌的生成。 因此，焙烧过程中要维持低氧 分压（空气过剩系数）
3.1.4 炼锌原料
锌矿物的种类： 较常见的有：闪锌矿(ZnS)；铁闪锌矿(nZnS﹒mFeS)； 菱锌矿(ZnCO3)；硅锌矿(Zn2SiO4)；异极矿(Zn2SiO4· 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。
我国铅锌储量较多的省 (区 )主要是云南、广东、甘肃、四川、 广西、内蒙古、湖南和青海等八省 (区 )，其铅锌储量占全国总储 量的 80.7% 。大中型锌矿 187 处，探明资源总量 7961 万吨，储量 1950万吨，其中大型锌矿区44处，探明资源总量5352万吨，储量 1553万吨，分别占全国的 58.1%和76.6%。 2004年我国锌产量排名前5家企业:
焙烧过程中硫化锌精矿中的Zn-S-O系基本反应列于表3-1中。 表3-1 Zn-S-O系基本反应 有氧在，氧化容易硫化难； 氧化产物看条件；温度 反应 900K 易 可以 易 ZnS+2O2=ZnSO4(α,β) (1) 1000K lgK 1100K 1200K 1300K
26.6069 22.1580 18.6139 15.6730 13.2063 -3.9775 -2.1197 -0.8686 0.1507 1.0080
(1)株洲冶炼集团公司，产量30.18万吨；
(2)葫芦岛有色集团公司，产量24.31万吨； (3)中金岭南有色金属股份公司，产量17.06万吨；
(4)白银有色金属公司，产量14.26万吨；
(5)云南冶金集团总公司，产量7.87万吨。
3.1.1 锌的主要性质
锌是白而略带蓝灰色的金属，原子量为 65.37，Tm为 419.58℃，Tb为906.97℃，常温下比重为 7.133， 800℃下 的比重为 6.22，锌有 3种结晶状态： α-Zn、β-Zn 和 γ-Zn， 其同质异性变化温度为170 ℃和330 ℃ ，液态锌的蒸气压 随温度升高而迅速增大，到906.97 ℃时达到10132.5Pa， 火法炼锌就是利用了锌的这一特点。 锌在干燥空气或氧气中很稳定，但在潮湿空气中形成 碱式碳酸锌 (ZnCO3· 3Zn(OH)2)，这样可以保护锌进一步 地被腐蚀。熔融的锌能与铁形成化合物，可使钢铁免受腐 蚀，镀锌工业利用了锌的这一特点。
图3-2 湿法炼锌原则工艺流程图
3.2 硫化锌精矿的焙烧
火法炼锌和湿法炼锌的第一步冶金过程就是焙烧。其 中火法炼锌厂的焙烧是纯粹的氧化焙烧，湿法炼锌厂进行 的也是氧化焙烧，但焙烧时要保留少量的硫酸盐，以补偿 浸出和电解过程中损失的硫酸。同时希望尽可能少生成铁 酸锌。焙烧过程中还产出含SO2浓度比较高的烟气，可以 送往硫酸厂生产硫酸。 3.2.1 硫化锌精矿焙烧的热力学基础 1. Zn-S-O平衡状态图 焙烧过程中硫化锌精矿中的 Zn-S-O 系基本反应列于 表3-1中。利用表中数据可绘制出如图3-3所示的焙烧过程 中的lgpSO2-lgpO2等温状态图。
29.8438 25.7448 22.3912 19.4326 16.3070
图3-3 Zn-S-O系等温平衡状态图
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。如图中 A 点和 B 点。 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。如图中 红线所示，当温度升 高时，ZnO区域扩大， ZnSO4稳定区缩小。
我国某些大型铅锌矿产出的锌精矿成分实例如表
锌精矿成分实例（%）
精矿来源
湖南某矿山 黑龙江某矿山 广东某矿山 甘肃某矿山