3.2 硫化锌精矿的焙烧 1.5.ppt

* 焙烧目的 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。 3.2 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。 2) 使砷与锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去； 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； 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。 （Zn-S-O系基本反应） 16.3070 19.4326 22.3912 25.7448 29.8438 2Zn(气,液) + O2 = 2ZnO -5.6713 -5.5891 -5.8755 -6.3161 -6.8524 Zn(气,液) + SO2 = ZnS + O2 13.8248 15.3054 17.0711 19.1885 21.7743 ZnS+3/2O2=ZnO+SO2 0.4237 -0.6267 -1.8799 -3.3944 -5.2601 1/2(ZnO·2ZnSO4)=3/2ZnO+SO2+1/2O2 40.6271 47.1697 54.9731 64.3544 75.8431 3ZnS+11/2O2= ZnO·2ZnSO4+SO2 1.0080 0.1507 -0.8686 -2.1197 -3.9775 3 ZnSO4(α,β)＝ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2 13.2063 15.6730 18.6139 22.1580 26.6069 ZnS+2O2=ZnSO4(α,β) 1300K 1200K 1100K 1000K 900K lgK 反应 3.2.1 硫化锌精矿焙烧的热力学基础 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。 不同气氛生产不同的产物。 Zn-S-O系等温平衡状态图 1300K 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-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm） 当温度一定时，ZnS氧化顺序是： ZnO-ZnO·2ZnSO4 -ZnSO4 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。 Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm） 当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时， 1203K 当 T 1203K（930℃）时，ZnO稳定。 当 T 1203K（930℃）时， ZnO·2ZnSO4稳定。 火法炼锌的焙烧温度一般控制在1000 ℃以上 Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm） 当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时， 1143K 当 T 1203K（930℃）时，ZnO稳定。 当 T 1203K（930℃）时， ZnO·2ZnSO4稳定。 当 T 1143K（870℃）时，ZnSO4稳定。 Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm） 当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时， 1180K 当 T 1180K（907℃）时，ZnO、ZnO·Fe2O3 — ZnO·2ZnSO4、Fe2O3 Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图 （PSO2=0.1 atm） 当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时， 1143K 当 T 1180K（907℃）时，ZnO、ZnO·Fe2O3— ZnO