冶金原理實驗報告硫化鋅精礦氧化過程動力學(xué).doc

1、 一實驗?zāi)康模?） 采用固定床進(jìn)行硫化鋅精礦氧化焙燒，分析各段時間硫的產(chǎn)出率，來測定氧化速度與時間曲線。（2） 學(xué)會氧化動力學(xué)的研究方法。（3） 了解硫化鋅精礦氧化過程機(jī)理。（4） 學(xué)會硫的分析方法。二實驗原理在冶煉過程中，為了得到所要求的化學(xué)組分，硫化鋅精礦必須進(jìn)行焙燒，硫化鋅的氧化是焙燒過程最主要的反應(yīng)：ZnS+3/2O2=ZnO+SO2反應(yīng)過程的機(jī)理：ZnS+1/2O2（氣）ZnSO吸附ZnO+S吸附ZnO+S吸附+O2ZnO+SO2解吸這個反應(yīng)是有氣相與固相反應(yīng)物和生成的多相反應(yīng)，包括向反應(yīng)界面和從反應(yīng)界面的傳熱與傳質(zhì)過程?？梢哉J(rèn)為反應(yīng)按如下步驟進(jìn)行（1） 氧通過顆粒周圍的氣體膜向其表

2、面擴(kuò)散；（2） 氧通過顆粒表面氧化生成物向反應(yīng)界面擴(kuò)散；（3） 在反應(yīng)界面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；（4） 反應(yīng)生成的氣體SO2向著氧相反的方向擴(kuò)散，即反應(yīng)從顆粒表面向其中心部位逐層進(jìn)行，硫化物顆粒及其附近氣體成分的濃度可用未反應(yīng)核模型表示。提高硫化物氧化速度，可以通過以下方式：提高氧分壓，加速SO2吸收，減小礦石粒度，降低氧化層厚度，提高溫度本實驗采用固定床焙燒，來測定硫化鋅氧化速度。分析氧化過程某一時刻產(chǎn)生的SO2的量，來計算硫化鋅硫的脫出率；即單位時間硫的脫出率。為了便于比較不同硫化物和不同條件下硫化物的氧化速度，引入以下公式：式中RS精礦中硫的氧化分?jǐn)?shù)；Si硫化鋅精礦氧化過程中某一時間內(nèi)失去的硫

3、量；S總精礦中所有的含硫量。利用氧化分?jǐn)?shù)和時間關(guān)系作出，可以得出不同溫度、不同粒度、不同氣相組成對硫化鋅焙燒過程的影響。實驗利用臥式管狀爐，通空氣在溫度低于硫化鋅的熔點(diǎn)下進(jìn)行。通過秒表計時，控制吸收液的吸收時間，利用滴定來分析SO2得到S的脫出率。冶 金 原 理 實 驗 報 告專業(yè)班級： 冶金0905 學(xué)號： 0503090629 姓名：吳海艷實驗日期： 2011 年 11 月 日 室溫： 20 大氣壓：實驗名稱：硫化鋅精礦氧化過程動力學(xué)三主要儀器、試劑及裝置圖儀器等：電子天平、管狀電爐、智能溫度控制器、氣體吸收裝置、無油空氣壓縮機(jī)、錐型瓶、堿式滴定管、秒表、滴定臺。試劑：硫化鋅精礦（其中S

4、30.27%）、雙氧水、指示劑（甲基紅、亞甲基藍(lán)）、氫氧化鈉溶液(0.21mol/L) 四實驗步驟和實驗現(xiàn)象1、開啟溫度控制器，對臥式管狀爐進(jìn)行；2、檢查氣體管路，并熟悉氣體走向和三通閥門的轉(zhuǎn)向；3、按35mlH2O2+0.2%甲基紅15ml+0.2%亞甲基藍(lán)2ml+水定容為500ml，分裝入12支試管，并連接好管道，檢查連接是否正確；4、利用電子天平準(zhǔn)確稱量硫化鋅12g,并裝入舟皿；5、待爐子升到所需溫度，將已裝好硫化鋅的舟皿用鐵絲推入爐管中最亮的地方，并迅速塞好塞子，接通管道，開啟無油空氣壓縮機(jī)，保持氣流穩(wěn)定，吸收液一有氣泡就開始計時；6、每5分鐘旋轉(zhuǎn)一次閥門，進(jìn)入下一組試管進(jìn)行吸收；7、

5、將已吸收過二氧化硫的溶液用NaOH溶液滴定，顏色由紫色變?yōu)榱辆G色為終點(diǎn),記下相應(yīng)的組數(shù)和體積；8、實驗完畢，整理實驗場地；9、根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算脫硫率，作出脫硫率Rs-t時間關(guān)系曲線圖，根據(jù)相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的速度公式判斷為何種控制環(huán)節(jié)。5 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 （張貼原始記錄卡）NaOH的濃度C=0.21mol/l; n理=0.01056mol組數(shù)體積（ml)時間(min)硫的物質(zhì)的量（mol)脫硫率（%）149.650.00520849.318215.3100.006814564.53134.7150.007030866.58040.4200.0073569.60250.05250.00735525

6、69.65160.05300.007360569.702六實驗討論1、在爐子升到所需溫度，將以裝好的硫化鋅的舟皿用鐵絲推入爐管中最亮的地方，并迅速塞號塞子，接通管道，開啟無油空氣壓縮機(jī)，保持氣流穩(wěn)定，當(dāng)吸收液一有氣泡就開始記時間。2、試驗注意事項：本實驗是在高溫條件下操作，所以試驗過程中要注意安全，取放舟皿時佩戴手套，試驗完成后取出舟皿時切勿直接放在試驗臺面上要放在專門的地方，以免損壞試驗臺；氣密性是試驗成功的關(guān)鍵性因素，試驗前務(wù)必檢查裝置的氣密性；旋轉(zhuǎn)活塞時注意觀察好方向確保一次成功；雙氧水現(xiàn)配現(xiàn)用；3、可以通過一下方式提硫化鋅的氧化速度：提高加熱溫度、磨碎礦石盡量減小礦石的粒度、加速二氧化硫的吸收、提高氧分壓、選用大一些的舟皿平鋪氧化鋅精礦來降低氧化層的厚度；4、試驗區(qū)誤差的原因：本實驗通過秒表計時控制吸收縮液的吸收時間，因此時間記錄的準(zhǔn)確性是后期分析處理數(shù)據(jù)的前提；