畢業(yè)設計年產(chǎn)12萬噸電鋅的浸出車間的設計說明（有任務書）

1、學院學生姓名專業(yè)班級設計（論文）題目年產(chǎn)12萬噸電鋅的浸出車間的設計主要研究目標1.掌握冶金工藝的全過程；2.熟悉鋅浸出車間的全部設備及工藝流程、操作主要研究內容1.濕法煉鋅工藝流程的選擇與論證；2.主要技術經(jīng)濟指標的選擇與論證；3.技術條件的選擇與論證；4.廠址的選擇與論證；5.經(jīng)濟核算與三廢治理；6.濕法煉鋅的冶金計算，主要設備的選擇與計算研究方法理論計算法經(jīng)驗法說明書（論文）的要求內容：1緒論；2工藝流程的選擇與論證；1）近代煉鋅方法評述；2）濕法煉鋅具體方法的評述；3）工藝流程的選擇與論證；4）設計流程的優(yōu)缺點；3主要技術經(jīng)濟指標的選擇與論證：1）焙燒；2）浸出；3）凈液；4）電解；5

2、）系統(tǒng)指標；6）各項技術經(jīng)濟指標；4技術條件的選擇與論證；5廠址的選擇與論證；6經(jīng)濟篇；7三廢的治理及環(huán)境保護；8濕法煉鋅冶金計算：1）鋅精礦沸騰焙燒冶金計算；2）鋅焙燒礦浸出冶金計算；3）硫酸鋅溶液凈化冶金計算；4）鋅電解沉積冶金計算；5）浸出渣揮發(fā)處理冶金計算；6）揮發(fā)窯氧化鋅處理冶金計算；7）年度物料平衡計算；9主要設備的選擇與計算：1）氧化鋅焙燒部分設備的選擇與計算；2）氧化鋅浸出部分設備的選擇與計算；3）浸出液凈化部分設備的選擇與計算。英譯漢，英文字符數(shù)按畢業(yè)設計規(guī)定執(zhí)行。圖紙的要求車間平面布置圖設備連接圖浸出槽主要參考文獻目前有關設計內容方面的論文有色重金屬設計手冊，冶金工業(yè)出版社

3、最新出版。起止時間自20*8年3 月17 日至6 月20 日指導教師簽字： 年 月 日系主任意見 簽字： 年 月 日院長意見簽字： 年 月 日學生姓名專業(yè)冶金工程班級04鋼3開 題 時 間20*.3.21地點是否合格畢業(yè)設計（論 文） 題 目年產(chǎn)12萬噸電鋅的浸出車間的設計畢業(yè)設計（論文）的主要內容、方案等設計內容：年產(chǎn)12萬噸電鋅浸出車間的設計設計方案：1完成電解浸出車間的設計所需的全部資料、材料、儀器、設備等。 2完成浸出車間設計所需的研究方法、路線、預期結果等。 3擬開展研究的具體步驟，要詳細寫明每一步研究應如何進行，需用材料、儀器、設備等。 4對于有些需要做對比研究的題目，要列出相關多

4、種方法，以便尋找最佳研究方法。對開題情況的評 語評議人簽字（職稱）：（由學生填寫）學院姓 名合作者設計（論文）題目年產(chǎn)12萬噸電鋅的浸出車間的設計時 間工 作 內 容完 成 情 況第4-5周第6周第7周第8周第9周第10周第12周第13周第14周第15周第16周第17周第18周生產(chǎn)數(shù)據(jù)即資料的查找開題報告撰寫工藝流程的選擇與論證主要技術經(jīng)濟指標的選擇與論證技術條件和廠址的選擇與論證和經(jīng)濟篇撰寫、環(huán)境保護和三廢治理的撰寫濕法煉鋅計算中期報告撰寫主要設備選擇與計算繪制圖紙編寫設計說明書撰寫英文摘要英文文獻翻譯畢業(yè)答辯本人完成部分說明書4.0666萬字論文萬字圖紙3張， 折合1號圖共 3 張譯文說明

5、書(論文)漢譯英共 萬字英譯漢共 0.5 萬單詞其他指導教師簽字：學生姓名專業(yè)冶金工程班級中期檢查時間20*.5.11地點是否合格畢業(yè)設計（論 文） 題 目年產(chǎn)12萬噸電鋅的浸出車間的設計已經(jīng)完成畢業(yè)設計（論文）部分內 容技術條件選擇與論證廠址選擇與論證經(jīng)濟篇及三廢的治理和環(huán)境保護濕法冶金計算中期報告待完成內 容主要設備的選擇與計算編寫設計說明書繪制3張圖紙撰寫英文摘要畢業(yè)論文評議組對已完成部分的質量和進度的評價評議人簽字（職稱）： 班級 04鋼3 學生姓名 評價內容具 體 要 求分值評 分ABCDE調查論證能獨立查閱文獻和從事其他調研；能正確翻譯外文資料；能提出并較好地論述課題的實施方案；有

6、收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。10109876實驗方案設計與實驗技能能正確設計實驗方案，獨立進行實驗工作，如裝置安裝、調試、操作。202018161412分析與解決問題的能力能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；能正確處理實驗數(shù)據(jù)；能對課題進行理論分析，得出有價值的結論。202018161412工作量、工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定的任務，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀律；工作作風嚴謹務實。202018161412論文（設計）質量綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學；文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，書寫工整規(guī)范，圖表完備、整潔

7、、正確；論文結果有應用價值。202018161412創(chuàng) 新工作中有創(chuàng)新意識； 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。10109876總 分總分30%指導教師評語：指導教師簽字： 年 月 日注：不同的專業(yè)對畢業(yè)設計（論文）有不同的側重點，本表僅供參考，各系可依據(jù)實際情況自行制定相應的指標體系。班級 04鋼3 學生姓名 評價內容具 體 要 求分值評 分ABCDE翻譯資料綜述材料查閱文獻有一定廣泛性；翻譯外文資料質量較好；有綜合歸納資料的能力和自己見解。1515131197論文（設計）質量綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學；文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一

8、，編號齊全，書寫工整規(guī)范，圖表完備、整潔、正確；論文結果有應用價值。505045403530工作量、難度工作量飽滿，難度較大。252523211917創(chuàng) 新對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。10109876總 分總分30%評閱人評語：評閱人簽字： 年 月 日注：不同的專業(yè)對畢業(yè)設計（論文）有不同的側重點，本表僅供參考，各系可依據(jù)實際情況自行制定相應的指標體系。班級 04鋼3 學生姓名 評價內容具 體 要 求分值評 分ABCDE報告內容思路清晰；語言表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學，分析歸納合理；結論嚴謹；論文結果有應用價值。505045403530創(chuàng) 新對前人工作有改進或突破，或

9、有獨特見解。10109876答 辯回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準確、有深度。303027242118報告時間符合要求。10109876總 分總分40%答辯小組評語答辯小組組長簽字：年 月 日學院： 班級： 學生姓名設計（論文）總成績設計（論文）題目年產(chǎn)12萬噸電鋅的浸出車間的設計指導教師評定成績評閱人評定成績答辯成績答 辯 委 員 會 評 語答辯委員會主任簽字： 年 月 日注：設計（論文）總成績=指導教師評定成績（30%）評閱人評定成績（30%）答辯成績（40%）目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201678712 摘 要 PAGEREF

10、_Toc201678712 h 1 HYPERLINK l _Toc201678713 ABSTRACT PAGEREF _Toc201678713 h 2 HYPERLINK l _Toc201678714 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc201678714 h 3 HYPERLINK l _Toc201678715 第二章 工藝流程的選擇與論證 PAGEREF _Toc201678715 h 4 HYPERLINK l _Toc201678716 第一節(jié) 近代煉鋅方法的評述 PAGEREF _Toc201678716 h 4 HYPERLINK l _Toc201678717 第二

11、節(jié) 濕法煉鋅具體方法的評述 PAGEREF _Toc201678717 h 4 HYPERLINK l _Toc201678718 第三節(jié) 工藝流程的選擇與論證 PAGEREF _Toc201678718 h 7 HYPERLINK l _Toc201678719 第四節(jié) 設計流程的優(yōu)缺點 PAGEREF _Toc201678719 h 13 HYPERLINK l _Toc201678720 第三章 主要技術經(jīng)濟指標的選擇與論證 PAGEREF _Toc201678720 h 14 HYPERLINK l _Toc201678721 第一節(jié) 焙燒 PAGEREF _Toc201678721

12、h 14 HYPERLINK l _Toc201678722 第二節(jié) 浸出 PAGEREF _Toc201678722 h 15 HYPERLINK l _Toc201678723 第三節(jié) 凈液 PAGEREF _Toc201678723 h 17 HYPERLINK l _Toc201678724 第四節(jié) 電解 PAGEREF _Toc201678724 h 18 HYPERLINK l _Toc201678725 第五節(jié) 系統(tǒng)總指標 PAGEREF _Toc201678725 h 19 HYPERLINK l _Toc201678726 第六節(jié) 各項技術經(jīng)濟指標 PAGEREF _Toc2

13、01678726 h 22 HYPERLINK l _Toc201678727 第四章 技術條件的選擇與論證 PAGEREF _Toc201678727 h 23 HYPERLINK l _Toc201678728 第五章 廠址的選擇與論證 PAGEREF _Toc201678728 h 27 HYPERLINK l _Toc201678729 第六章 經(jīng)濟篇 PAGEREF _Toc201678729 h 29 HYPERLINK l _Toc201678730 第七章 三廢治理及環(huán)境保護 PAGEREF _Toc201678730 h 31 HYPERLINK l _Toc20167873

14、1 第八章 濕法煉鋅冶金計算 PAGEREF _Toc201678731 h 33 HYPERLINK l _Toc201678732 第一節(jié) 鋅精礦沸騰焙燒冶金計算 PAGEREF _Toc201678732 h 33 HYPERLINK l _Toc201678733 第二節(jié) 鋅焙燒礦熱酸浸出黃鉀鐵礬法冶金計算 PAGEREF _Toc201678733 h 40 HYPERLINK l _Toc201678734 第三節(jié) 硫酸鋅溶液凈化冶金計算 PAGEREF _Toc201678734 h 50 HYPERLINK l _Toc201678735 第四節(jié) 鋅電解沉積冶金計算 PAGER

15、EF _Toc201678735 h 51 HYPERLINK l _Toc201678736 第五節(jié) 焙燒礦浸出渣揮發(fā)窯處理冶金計算 PAGEREF _Toc201678736 h 55 HYPERLINK l _Toc201678737 第六節(jié) 揮發(fā)窯氧化鋅處理冶金計算 PAGEREF _Toc201678737 h 64 HYPERLINK l _Toc201678738 第七節(jié) 年度綜合物料平衡計算 PAGEREF _Toc201678738 h 71 HYPERLINK l _Toc201678739 第九章 主要設備的選擇與計算 PAGEREF _Toc201678739 h 72

16、 HYPERLINK l _Toc201678740 第一節(jié) 焙燒礦的浸出部分設備選擇與計算 PAGEREF _Toc201678740 h 72 HYPERLINK l _Toc201678741 第二節(jié) 氧化鋅浸出部分設備選擇計算 PAGEREF _Toc201678741 h 74 HYPERLINK l _Toc201678742 第三節(jié) 浸出液凈化部分設備的選擇與計算 PAGEREF _Toc201678742 h 75 HYPERLINK l _Toc201678743 第四節(jié) 其它設備的選擇與計算 PAGEREF _Toc201678743 h 76 HYPERLINK l _T

17、oc201678744 結 論 PAGEREF _Toc201678744 h 78 HYPERLINK l _Toc201678745 翻 譯 PAGEREF _Toc201678745 h 79 HYPERLINK l _Toc201678746 致 謝 PAGEREF _Toc201678746 h 88 HYPERLINK l _Toc201678747 參考文獻 PAGEREF _Toc201678747 h 89 HYPERLINK l _Toc201678748 附 錄 PAGEREF _Toc201678748 h 90摘 要 在對現(xiàn)有的濕法煉鋅工藝進行了詳細的研究基礎上，參考

18、了有關文獻的相關數(shù)據(jù)與珠州冶煉廠的生產(chǎn)實踐方面的數(shù)據(jù)，設計了年產(chǎn)12萬噸電鋅浸出車間。在傳統(tǒng)的冶煉工藝基礎上，改變了以往礦物浸出過程的沖礦，采用熱酸黃鉀鐵礬法浸出，提高鋅電解液的的濃度，生產(chǎn)效率大大的提高了，鋅的總回收率也提高到95%。本文主要從鋅的生產(chǎn)工藝流程的論述、技術經(jīng)濟指標、環(huán)境保護、浸出凈化、氧化鋅的處理、以及相關冶金計算等方面進行了闡述，重點在鋅的浸出方面做了論證。 本設計盡量采用接近或現(xiàn)代的先進的工藝流程，參考了珠冶的一些設計參數(shù)，并做了一定的改進。本設計采用先進的黃鉀鐵礬法浸出工藝，得到較少的渣量。凈化采用二段式凈化，用鋅粉置換除銅鎘；用較便宜的吐酒石取代黃藥除鈷；加入少量高錳

19、酸鉀除鐵，把鋅液從120g/L提高到150g/L，同時提高電流密度，通過這些工藝，減少了設備的購買和維修費用，工藝的改進，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，提高了鋅的回收率，達到良好的經(jīng)濟效果。關鍵詞: 濕法煉鋅，濕法煉鋅工藝流程，環(huán)境保護，焙燒礦熱酸黃鉀鐵礬法浸出，凈化ABSTRACTA workshop producing 120,000 ton of electric zinc per year was designed,which is based on the particular study on the existing smelt the zinc in wet law.We re

20、fered to some related literature and the datas which root in the productive practice of zhuzhou metallurgical plant.We changed the former mineral leaching process,and used the hot acid jarosite to leach.It can enhance the density of the zinc electrolyte so that it can improve the production efficien

21、cy a lot and the total zinc eturns-ratio also enhanced to 95%. This article mainly expound the discussion of the zinc production technical process, technical economic indicator, environmental protection, the leaching purified, zinc oxide processing, as well as the correlative metallurgy computation

22、and gives a lot of proof on the zinc leaching.In this design,we try our best to use the modern advanced technical process,had referred to some design variable of zhuzhou metallurgical plant and had made some improvement.We can get less quantity of slag because of using the advanced acid jarosite lea

23、ching process. The purification uses two sections of types to purify, eliminates the copper cadmium with the zinc powder replacement; Substitutes for Huang Yao eliminates cobalt with the cheaper artar emetic; eliminates the iron by adding in a few potassium permanganate;enhance the content of zinc f

24、rom 120g/L to 150g/L, simultaneously enhances the current density.We reduced the cost of equipment purchase and the maintenance by using these processes.Since the improving of crafts,we enhanced the productivity, reduced the production cost,improved the zinc returns-ratio, achieves the good economic

25、 effect. Keywords: Smelt the zinc in wet law, Environmental protection Roast ores to soak out use hot acid yellow krausite process, Purification,Oxidize the zinc to soak out第一章 緒 論鋅是白略帶藍灰色的金屬，它的熔點和沸點較低，質軟，有延展性，但加工后變硬，熔化后的流動性好。鋅的用途很多，在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位，鋅的消耗量與Cu Pb差不多，主要消耗在金屬鋅方面。作為渡層金屬保護鋼材和鋼鐵制品，鋅能與許多金屬形成性質優(yōu)

26、良的合金，Cu Zn形成黃銅，銅錫鉛鋅形成的抗磨合金等，國防工業(yè)和交通運輸工業(yè)中得到廣泛的應用。離純鋅制造的銀與鋅電池體積小而能量大，多用于飛機和航天儀器上，由于鋅的熔點低和流動性良好，適于壓鑄制造各種精密鑄件，鋅的抗腐性良好，可用于制造火藥箱，家具，儲存器和無線電零件，在化學工業(yè)中，鋅可供制造顏料，ZnO還可用于橡膠制造業(yè)，ZnCl2可作為木材防腐劑、在冶金工業(yè)中，Zn用來從合金溶液中置換,Au，在濕法練鋅中用粉凈液除Cu, Cd等。濕法煉鋅共包括焙燒、浸出、凈液、電解和熔鑄五個階段，最終得到產(chǎn)品鋅。絕大部分鋅冶煉廠采用連續(xù)浸出流程：即第一階段為中性浸出；第二階段為酸性浸出。酸性浸出渣通過揮

27、發(fā)窯還原揮發(fā)處理回收鋅，酸浸初Pb、Ag渣送鉛廠回收Pb、Ag。在60年代以前，濕法煉鋅廠都采用常規(guī)流程，鋅的直收率只有80%左右，要設置渣處理設施，以回收渣中的鋅。60年代末以來，高溫高酸浸出法（黃鉀鐵礬法和針鐵礦法等）投入工業(yè)生產(chǎn)以來，有效的解決了浸出渣的處理，整個流程的鋅回收率可達98%。在焙燒、浸出和電積車間實現(xiàn)了設備的大型化、機械化和自動化，明顯的減輕了勞動強度，提高了生產(chǎn)率。但棄渣的處置是個未解決的課題。濕法煉鋅可回收十多種有價元素。對環(huán)境的影響較小，可產(chǎn)出高質量的鋅。目前世界上80%的鋅都是由濕法煉鋅得到的。本設計盡量采用接近或現(xiàn)代的先進的工藝流程，參考了珠冶的一些設計參數(shù)，并做

28、了一定的改進。本設計采用先進的黃鉀鐵礬法浸出工藝，得到較少的渣量。凈化采用三段式凈化，用鋅粉置換除銅鎘；用較便宜的吐酒石取代黃藥除鈷；加入少量高錳酸鉀除鐵，把鋅液從120g/L提高到150g/L，同時提高電流密度，通過這些工藝，減少了設備的購買和維修費用，工藝的改進，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，鋅的回收率達到了95%，達到良好的經(jīng)濟效果。其工藝流程具有以下特點：1流程暢通，2將氧化鋅粉與礦粉分開浸出，保證上清液質量，有利于綜合回收。3各工藝易控制，實現(xiàn)機械化、電氣化容易。4為環(huán)境保護“三廢”治理創(chuàng)造了條件，廢水易控制。5綜合回收有價金屬分布較集中。6流程大部分濕法操作，由于采用連續(xù)和自動化作

29、業(yè)，勞動條件好。7設備造型在可靠基礎上，.考慮了大型化和先進化。節(jié)省勞動力，提高勞動率，提高經(jīng)濟效益，最經(jīng)濟最有效地利用礦產(chǎn)資源，不斷改善工作條件。第二章 工藝流程的選擇與論證第一節(jié) 近代煉鋅方法的評述近代煉鋅有火法煉鋅和濕法煉鋅，火法煉鋅的設備有鼓風爐、豎罐、平罐、電爐等方法，當前，濕法煉鋅在工業(yè)上占有領先的地位，濕法煉鋅生產(chǎn)的鋅占鋅總產(chǎn)量的80%左右。火法煉鋅的各種方法中，其基本原理是相同的，加熱方式有所不同而已，都是在高溫下用碳質還原劑還原，并利用鋅沸點較低的特點，使鋅成蒸汽揮發(fā)，而后冷凝成液體鋅。平罐煉鋅是采用最早的，由于其缺點多，現(xiàn)基本被淘汰了，豎罐煉鋅雖有其優(yōu)點，但其運行中要消耗大

30、量的的冶金焦，產(chǎn)生大量的污染無難以克服，導致生產(chǎn)成本過高。鼓風爐煉鋅自50年代在工業(yè)中得到了一定的發(fā)展，他具有處理 鉛鋅混合礦和含鋅氧化物料直接生產(chǎn)的特點，但競爭力不如濕法煉鋅，電爐煉鋅多在電力充足的地區(qū)運用。火法煉鋅首先得到的是粗鋅，冷凝下來的鋅中含有鉛、鎘等雜質，得進一步提純火法煉鋅的原則流程圖如下所示。 硫化鋅精礦99.99%Zn 蒸餾摻渣煙化處理 氧化鋅粉 另行處理 氧化焙燒或燒結煙 氣收 塵煙 氣爐 氣制 酸硫 酸 焙燒產(chǎn)品 還原蒸餾 鋅蒸氣冷凝器 液體鋅精餾精煉純鋅藍 粉提取鎘另行處理圖21火法煉鋅的原則流程圖第二節(jié) 濕法煉鋅具體方法的評述濕法煉鋅是在一次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，它

31、的本質是用稀硫酸溶解出焙燒礦中的鋅，使其和不容的脈石等分開，溶液經(jīng)過凈化以后，用電解沉積的方法把它提取出來的過程。一般的工藝流程如下圖：氧化焙燒硫化鋅精礦煙 氣收 塵煙 塵制酸鋅 錠 焙燒礦 浸 出 硫酸鋅溶液 凈化除雜質凈化硫酸鋅溶液 電 積陰極鋅 熔鑄 廢電解液煙 氣 浸出渣 煙 化 煙化渣堆 存 氧化鋅粉 或單獨浸出硫 酸圖22濕法煉鋅的原則流程圖在濕法煉鋅的過程中，得到的浸出渣，含有鋅、銅、鉛、銀等有價金屬。需要進行處理以回收利用。渣的處理又可分為濕法處理和火法處理。 濕法處理可分為:黃鉀鈉鐵釩法、針鐵礦法、和赤鐵礦法1 經(jīng)過中和浸出和酸性浸出后的浸出渣含鋅仍在l7%-20%左右，分析

32、表明鋅的主要形態(tài)為鐵酸鋅和硫化鋅，若加強焙燒以減少焙燒礦中的硫化鋅，加強酸洗減少浸出渣中的氧化鋅和硫酸鋅，那么渣中的鐵酸鋅可提高到90%。 熱酸浸出的結果使得95%96%的鋅被溶解出，同時也有90%的鐵被溶解出，若溶液中硫酸鐵和堿金屬存在時，pH=1.5左右，在90度以上的高溫下中和時，能形成一種過濾性能很好的結晶一種復式鹽沉淀，反應如下：3Fe2(SO4)3+12H2O+Na2SO4 = Na2Fe6(SO4)4(OH)12+6H2SO4 或3Fe2(SO4)2+10H2O+2NH4OH=(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12+5H2SO4熱酸浸出條件：硫酸40-60g/L 沉淀條件：9

33、095oC,酸度56g/L ,Na:Fe6 NH4:Fe2:6。 采用黃鈉鐵釩沉鐵時，要先對溶液進行中和，使得pH=1.5左右，常用氧化鋅作中和劑，并加入MnO2使Fe2+ Fe3+轉換。2熱酸浸出針鐵礦法沉鐵新工藝當溫度在90以上，在一定pH下，F(xiàn)e3+會生成Fe00H晶體，即針鐵礦。相當于反應：Fe(HO)3 FeOOH+H2O若溫度達150，。則發(fā)生反應： 2FeOOH+Fe2O3+H2O FeOOH和Fe2O3易形成大顆粒的結晶，易于固液分離 當控制條件:Fe3+濃度小于2g/L, Ph= 3-4，且溫度大于90oC，可生成a-Fe00H沉淀。而實際熱酸浸出液含F(xiàn)e3+的濃度在20g/

34、L以上，有的高達30-40g/L，不可直接沉淀FeOOHa 在生產(chǎn)上采用如下兩種方法： a.首先用硫化鋅還原Fe3+ Fe2(SO4)3+ZnS= 2FeSO4+2ZnSO4+S 結果使得Fe3+的濃度小于2g/L,然后在高溫下鼓入空氣，使Fe2+Fe3+。同時中和時 pH=34，可生成FeOOH。 4Fe2(SO4)3+4ZnO+O2+2H2O =4FeSO4+4FeOOH另外一種方法是在熱酸浸出時通入SO2進行直接還原得到Fe2+的溶液，而使Fe3+濃度小于2g/L。這樣在沉鐵時不用再還原Fe3+了。 3赤鐵礦新工藝當溫度在150以上時，F(xiàn)e3+很大范圍內按下式形式 2Fe3+3 H2O=

35、Fe2O3+6H+溫度越高，越有利于生成Fe2O3,若溶液中呈Fe2+,應使 Fe2+Fe3+。采用赤鐵礦沉鐵具體操作條件：溫度：200oC，壓力:1823-2026.5kpa，停留3小時?；鸱ㄌ幚斫鲈煞譃闊熁?，熔煉法和回轉窯法。 我國通常采用回轉窯法，其過程為：被處理的物料要與還原劑混合，有時還要加入少量的石灰石促進硫化鋅的分解和調節(jié)渣成分，窯內溫度達11001250 ，被還原的金屬進入氣相，在氣相條件下被氧化成氧化物，主要反應： ZnO+C=Zn(氣)+CO53840卡 ZnO+CO= Zn(氣)+CO2 CO2+C=2CO 2CO+O2=2CO2 Zn(氣)十O2= 2ZnO Zn

36、(氣)+CO+O2= ZnO+ CO2+151040卡 當鋅呈硫酸鋅狀態(tài)時，主要反應: 2ZnSO4=2ZnO+2SO2+ O2 ZnO+CO= Zn(氣)十CO2 Zn(氣)十SO2+2 CO=ZnS +CO2 當鋅呈硫化鋅狀態(tài)時主要反應: ZnS十Fe= Zn(氣)+FeS ZnS+CaO+C=Zn(氣)+CaS+CO 浸出渣中的Pb以類似的反應進入氣相，浸出渣中的鎘、銦、鍺易揮發(fā)入氧化鋅塵中，從而使稀散金屬得到富集。 浸出渣中的銅和貴金屬不揮發(fā)，基本上全留于渣中，需進一步處理。 火法處理浸出渣可分為煙化法，熔煉法和回轉窯法我國通常采用回轉窯法，其過程為:被處理的物料要與還原劑混合，有時還

37、要加如少量的石灰石促進硫化鋅的分解和調節(jié)渣成分，窯內溫度達11001250，被還原的金屬進入氣相，在氣相條件下被氧化成氧化物，主要反應: ZnO+C=Zn(氣)+CO -53840卡 ZnO+CO= Zn(氣)+CO2 CO2+C=2COAa 2 CO+O2=2CO2 Zn(氣)十O2= 2ZnO Zn(氣)+CO+O2= ZnO+ CO2+151040卡 當鋅呈硫酸鋅狀態(tài)時，主要反應: 2ZnSO4=2ZnO+2SO2+ O2 ZnO+CO= Zn(氣)十CO2 Zn(氣)十SO2+2 CO=ZnS +CO2 當鋅呈硫化鋅狀態(tài)時主要反應: ZnS十Fe= Zn(氣)+FeS ZnS+CaO+

38、C=Zn(氣)+CaS+CO 浸出渣中的Pb以類似的反應進入氣相，浸出渣中的偏、錮、鍺易揮發(fā)入氧化鋅塵中，從而使稀散金屬得到富集。 浸出渣中的銅和貴金屬不揮發(fā)，基本上全留于渣中，需進一步處理。第三節(jié) 工藝流程的選擇與論證 濕法煉鋅廠的焙燒也是氧化焙燒，培砂中除得到氧化鋅外，還要保留少量的硫酸鹽，以補償電解和浸出循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失，另外焙燒時，還應盡可能減少鐵酸鋅的生成，還要脫硫，除砷、銻，并且得到高濃度的SO2煙氣。 近代煉鋅廠鋅精礦粉狀焙燒多用的方法有多層焙燒，懸浮焙燒和沸騰焙燒沸騰焙燒是強化焙燒過程的一種新方法。目前己被廣泛采用。 多層焙燒爐外套是一種直圓筒鋼殼，內襯耐火粘土磚，全爐以爐

39、床分為若干層，該爐適于處理含鐵和鉛少的精礦，如鉛，鐵含量過多，會使爐床的使用期限縮短，耙齒損壞快，床能力低，且空氣只與爐料表面接觸，須進行再焙燒，為此，這種方法未被廣泛采用懸浮焙燒是強化焙燒的一種方法，該焙燒具有以下優(yōu)點:生產(chǎn)率高不僅不需要燃料，而且焙燒爐氣的部分熱還可以利用產(chǎn)生蒸汽.c、焙燒礦質量高，硫化物中的硫不多于0.5%，鐵酸鋅較少。d、焙燒爐氣SO2高。e、需工人數(shù)量少. 但這種焙燒也有很大的缺點： a焙燒前精礦的準備工作甚貴(要完全千燥，磨細) b.煙塵帶出量較大，收塵費用較高。 c.由于精礦粒子較細，以致浸出車間的濃縮過濾進行緩慢，因而其發(fā)展受到限制。沸騰焙燒是一種強化焙燒的過程

40、，其實質是使空氣流自下而上地吹過固體爐料層，鼓風速度要到達到使固體顆?；ハ喾蛛x，不停的上下運動處于沸騰狀態(tài)。正是由于沸騰焙燒不緊提高了產(chǎn)量而且改進了產(chǎn)品質量，同時還具備設備簡單，控制容易等系列的優(yōu)點，目前沸騰焙燒已得到廣泛應用。沸騰焙燒燒的爐型:：目前新建的電解鋅廠都采用魯奇爐，它的上部使擴大型的爐子，擴大部分與爐床面積之比為1.33-1.5。爐溫控制：因物料含鐵、磷高，沸騰層溫度應控制在860-880oC收塵系統(tǒng):采用三段收塵法。 (1)冷凝收塵器：有重力收塵作用收下的礦塵量為總量的40%60%。(2)旋渦收塵：對焙燒鋅精礦來說，進入設備的爐氣極為重要，一般要控制在300450。溫度過高過底

41、都不好易造成結塊，堵塞收塵器。(3)電收塵：在收塵之前，一般有高溫排風機。這樣可降低制酸凈化系統(tǒng)的負壓，以便沸騰焙燒的壓力調整。經(jīng)過上述三段收塵，就達到了排放標準。沸騰焙燒的礦塵輸送方式： 采用螺旋給料機或刮板運輸機，不僅改善了勞動條件。而且也減輕了勞動強度，但勞動條件還不夠好，株冶采用真空吸送工藝取得了良好的效果，其主要特點： (1)設備構造簡單，投資少；(2)輸送效率高；(3)可輸送多晶貯放的煙塵；(4)輸送管道占地面積小，可因地制宜；(因在負壓下操作，勞動條件好，煙塵無飛揚損失；(5)操作簡單設備維修容易，但動力消耗大，對整個系統(tǒng)要求密封性好，本設計采用這樣方法。沸騰焙燒的加料裝置： (

42、1)螺旋給料機：因精礦中含有水分，且吸濕性又很強，因而在螺旋槳的經(jīng)常擠壓下不可避免的產(chǎn)生結塊，嚴重使設備不能正常啟動，固不采用此設備 (2)圓盤給料機：效果較好，可使沸騰層溫度在10 C范圍內波動。本設計采用圓盤給料機。爐氣冷卻方式： 1）直接向爐氣噴水冷卻，因為水的汽化熱很高，它的冷卻效果很好。但因此增加了爐氣的含水量；2）氣冷；3）利用廢熱鍋爐冷卻。焙燒礦的冷卻 濕法煉鋅的浸出過程，是以稀硫酸或鋅電解液作為溶劑，把鋅原料中的有價金屬溶解進入溶液的過程。溶液中溶解進入的除了鋅以外，還有鐵、銅、鎘、鈷、鎳、砷、銻及稀有金屬元素。這些雜質元素會對電解過程造成不良的影響，因此在電解之前要求把雜質盡

43、量除去。而且在除雜過程中盡量通過水解凈化將部分雜質除去，可減輕溶液凈化系統(tǒng)的負擔。浸出過程是將原料中的鋅盡可能的溶解進入溶液中，并在浸出完成時采取一定的措施，除去部分鐵、硅、鍺等有害雜質，得到沉降速度快、過濾性能良好、易于實現(xiàn)固液分離的浸出礦漿。浸出使用的鋅原料主要有鋅硫化鋅精礦或硫化鋅精礦經(jīng)過焙燒產(chǎn)出的焙燒礦、氧化鋅粉與含鋅煙塵以及氧化鋅精礦等。其中焙燒礦是目前煉鋅過程的主要原料。焙燒礦的化學成分、物相組成等對浸出過程產(chǎn)生溶液的質量以及金屬回收率。均有很大關系。焙燒礦的全鋅量、可溶鋅率、水溶鋅量、可溶硅量。不溶硫量及砷、銻、氟、鉆、鍺等雜質含量是表征焙燒礦質量好壞的標志。焙燒礦含鋅多少與浸出

44、渣的數(shù)量及金屬投入量有直接關系.含鋅量越高則浸出渣量越少，金屬直收率越高，同時排渣工序排渣負荷也輕。為了求得好的經(jīng)濟效益，一般要求焙燒礦含鋅量應在55%以上。焙燒礦中呈易溶的氧化鋅和硫酸鋅對全鋅的比例越高，浸出速率越大，浸出率也越高:反之，呈難溶的鐵酸鋅、鋅酸鹽的鋅量越高，則浸出速率越小，浸出率越低。如果可溶鋅率降低1%，則浸出率就降低1%,冶煉總回收率降低。0.1%一0.2%。在常規(guī)浸出中一般要求可溶鋅率92% 。熱酸浸出可以溶解鐵酸鋅，對加速浸出過程也是有利的。焙燒礦中的鐵量在常規(guī)浸出法中對浸出率和渣量均有重要的影響。含鐵量少，焙燒礦可溶鋅率高，浸出渣率越少，鋅的浸出率和冶煉回收率也增大。

45、如果焙燒礦中的鐵增加1%，那么不溶鋅升高0.6%，在熱酸浸出法中含鐵量除影響作業(yè)過程外，也影響鐵渣量的產(chǎn)出率，一般要求含鐵不大于12% 。焙燒礦中的硅酸鹽能溶解于稀硫酸溶液中，但由于形成的硅膠在浸出礦漿中呈膠體狀態(tài)，要中影響礦漿的密度、澄清和過濾。為使浸出過程順利進行，一般要求可溶硅量一般不超過2.5%.氟、氯會影響電解過程的正常進行，而除氟、氯的方法也比較麻煩，依次，一般要求焙燒礦含氟、氯不超過0.02%.焙燒礦中的砷、銻、鉆等的含量根據(jù)溶液凈化工藝不同而要求也不一樣，當然是越少越好不溶鋅量對過程的影響需根據(jù)工藝流程與管理水平而定，可通過調整流態(tài)化操作制度而進行調整。焙燒礦粒度對鋅的浸出率有

46、很大影響，流態(tài)化焙燒產(chǎn)出的焙燒礦粒度越細，則殘硫越少。此外，焙燒礦粒度越細，則浸出速度越快。焙燒礦粒度與浸出速度關系如下:表2-1焙燒礦粒度與浸出速度關系焙燒礦粒度mm0.3-0.880.88-0.320.32-0.210.21-0.150.15浸出時間min55403521氧化鋅與含鋅煙塵成分復雜，雖然含鋅較高，一般55%-65%，但含雜質較多，尤其含氟、氯高。浸出前要先將其進行脫氟、氯處理。一般將其單獨浸出后，得到的硫酸鋅溶液再與焙砂浸出液合并，送下一工序凈化除雜質。氧化鋅礦的特點是硅高，難于選礦富集。濕法冶金處理氧化鋅的最大難點是浸出是生成難以過濾的膠體經(jīng)過研究者的長期不懈努力，已有一些

47、處理硅酸鹽氧化礦酸浸技術。浸出過程可分為連續(xù)浸出和間斷浸出。連續(xù)浸出的特點是:(1)備生產(chǎn)能力大；(2)焙燒礦在沖礦過程中利用顯熱加熱礦漿；(3)采用濕法輸送焙燒礦，可減少礦塵的飛揚損失，改善條件，且節(jié)省冷卻熱焙砂的設備；(4)過程易于實現(xiàn)自動化。通常情況下，連續(xù)浸出適于礦源固定，精礦品位高，雜質少的大中型冶煉廠。而間斷浸出適用于供礦點較多，成分較復雜，品位較低的工廠。根據(jù)浸出方法可分為一段浸出和多段浸出。由于一段浸出的浸出率低，故很少采用。我國過一般采用兩段浸出，而國外有的工廠采用三段浸出。間斷浸出的優(yōu)點主要是可以處理不同礦山的鋅精礦及質量較低的精礦，其次是可確切的計算焙燒裝入量，缺點有(1

48、)設備利用率低;(2)有時需要消耗蒸汽加熱溶液及合金鋼或鉛制蛇型的熱管。(3)運輸焙燒礦的勞動條件不良;(4)焙燒礦與含50-100g/LH2S04的溶液直接接觸，增多雜質的溶解量。本設計采用連續(xù)浸出.1礦粉系統(tǒng):(1)燒礦濕法上礦(調成礦漿)，該法具有以下優(yōu)點:不需要冷卻熱焙燒礦的設備。消除煙塵飛揚，可利用焙燒礦的物理加熱浸出有的溶液，這樣在焙燒爐下面就開始了浸出過程礦漿在管道內輸送每人眼與焙燒礦充分接觸，發(fā)揮了管道反應的優(yōu)越性。(2)分級設備:濕法煉鋅廠對焙燒礦采用兩種分級方法，即濕法分級和干法分級。濕法分級又分為水力旋流器和圓錐分級機。本設計采用圓錐分級機。它是基于礦漿中粗細顆粒陳降速度

49、不同而進行分級的設備。其特點是不需要外加給礦，溢流粒度稍細。排礦常有堵塞，排礦器磨損較快。(3)冷卻收塵，旋渦收塵，電收塵特點:細粒加在低酸槽浸出，粗粒加在高酸槽浸出。(4)除砷、銻不外加鐵:用中和沉鐵法時，溶液中的砷、銻可與鐵發(fā)生共沉淀，必須保證有足夠的鐵離子，通常鐵的含量為砷、銻總量的十倍以上。一般濕法煉鋅廠往往需要在浸出礦中飯奴部分硫酸亞鐵，以滿足除砷、銻的需要。本設計借鑒株冶的先進技術，把磨礦底流直接打到酸浸的中酸槽。這樣使除砷、銻不外加硫酸亞鐵。這樣即保證了中浸的浸出率，又增加了鐵礦漿。(5)礦粉中性濃縮底流不打入高酸槽。為了進一步浸出鋅，達到最后限度的溶解鋅，得到高的浸出率，同時避

50、免大量雜質的溶解，使之具有良好的過濾性能，以便進一步分離固體與液體，所以礦粉中性濃縮底流打入中酸，低酸槽。2氧化鋅系統(tǒng):1）氧化鋅粉不設分級設備，串聯(lián)兩臺球磨機。因為氧化鋅粉本身黏度小，為了減少工序。同時不降低混合磨細的效果。目的使為了把氧化鋅粉料磨的更細，更均勻。2)中性上輕液不直接凈化而返回沖礦。因為氧化鋅浸出上清液含雜質較高，直接送凈化，將增加凈化負荷，這樣做對提高溶液的質量，提高電流效率起到了很好的效率。3）二段浸出：目的是使焙燒礦中的鋅最大限度進入溶液，借鑒株冶經(jīng)驗采用一次中性浸出，二次酸性浸出，一次浸出在空氣攪拌槽內進行，浸出過程溶出很多雜質，所以采用上清液送去沖礦，其底流送去酸浸

51、，因為氧化鋅塵中銦鍺含量較高，而且需要富集，固采用這種方法。4）加熱方式的選擇：浸出過程用蒸汽加熱礦漿至7080度，因為蒸汽來源于沸騰焙燒的余熱，故比較經(jīng)濟合理。5）浸出槽的選擇：浸出槽有兩類，空氣攪拌槽和機械攪拌槽，一般作業(yè)中有氧化作用的用空氣攪拌槽。有還原作用的用機械攪拌槽。加鋅粉除鈷、銅時為還原過程，采用機械攪拌槽；焙燒礦浸出時，采用空氣攪拌槽。3 .浸出渣處理：各種經(jīng)濟技術指標如下：表22浸出渣處理的各種經(jīng)濟技術指標投資(萬元)浸出渣處理黃鉀鐵磯法針鐵礦法株冶回轉窯法鋅總回收率%1080011000110509000錫總回收率%)88969695.4Cu在渣中總回收率(%)608585

52、8590Pb在演中總回收率(%)40909041025硫總回收率(%)/60658575直流電單耗Kwh/tZn97979793硫酸消耗量342019001900/成本(元/tZn)/1323焙燒礦產(chǎn)出量2100001900019000/4.硫酸鋅溶液的掙化，上清液質量要求: 表23硫酸鋅溶液的凈化上清液質量要求元素ZnCuCdAsGe上清液g/L130-1700.4-0.80.68-0.800.00036-0.0000180.005-0.002凈后液g/L130-1700.00050.00050.00050.00005NiCoFeClFMn0.00-0.0020.01-0.050.0015-

53、0.0010.10.04-0.13.190.0020.0010.0010.10.053-6經(jīng)中性浸出和中性濃縮后得到的上清液，其中含有大量的雜質離子，在電解之前必須進行凈化。掙化的目的是將溶液中對電解有害的雜質除至允許含量，并且將這些雜質元素變?yōu)樵线M行綜合回收。我國的濕法煉鋅廠均采用兩段凈化法，多數(shù)廠一段為鋅粉置換除銅鎘，二段為黃藥除鈷。鋅粉置換除銅鎘:銅和鍋以硫酸鹽的狀態(tài)存在，過程的目的是將其中的銅鎘置換出來，從而得以除去，生成如海綿狀銅沉淀物經(jīng)過進一步處理以回收其中的銅和隔.黃藥除鈷:鉆在溶液中呈二價存在，溶液中加入黃藥，并加入硫酸銅做氧化劑。使二價鈷氧化成三價鈷.在工業(yè)中除鈷的方法有很

54、多:1)砷鹽凈化法:在中性或弱酸性溶液中加入鋅粉的同時加入銅鹽和砷鹽，溫度控制在75-80oC，該法主要利用微電池原理使砷、鉆、銅等離子在微電池上還原生成合金而除去。2)銻鹽凈液法:原理同上。銻鹽法不加銅鹽，除鈷效果好，添加劑耗量少等優(yōu)點但同時因耗鋅量大，流程長等缺點，在我過尚未推廣。3)黃藥除鉆:原理同上，主要反應: CoSO4+CuSO4+4C2H5OCS5=Cu(C2H6OCS5)+Co(C2H6OCS5)3+3K2S04優(yōu)點:效果好，可以產(chǎn)出一級鋅，除鈷渣易處理，操作簡單，工藝成熟；缺點：消耗昂貴試劑。除鈷液殘鈷高。4) 奈酚除鈷法:因試劑易與銅鎘鐵形成不溶物，故除鈷應在除銅鎘之后進行

55、，以減少藥劑用量.主要反應: 13C10H6ONO-+4Co2+5H+=C9OH6NH2OH+4Co(C10H40N0)3+H20 操作過程:往掙化槽中加入-奈酚，然后加入NaOH 和HN03或者加入預備的納鹽溶液，攪拌10min鐘，再用廢電解液酸化至0.5g/L,H2S04;再攪拌1h。過剩試劑用活性炭吸附除去。 5.管式壓濾器的選擇: 板框壓濾機是較老的過濾設備，由于它具有結構簡單制造方便，適應性大，濾液清澈等優(yōu)點，目前在冶金行業(yè)仍得到廣泛應用。但它具有間斷作業(yè)，裝布，卸渣等輔助操作時間長，勞動強度大，濾布消耗較高等缺點。 本設計采用尼龍管式壓濾機. 這種過濾設備具有機構合理，工藝先進，延

56、長了濾布壽命，較好的解決了鍋鎂結晶堵塞濾布的問題，并且該系統(tǒng)具有占地面積小，過濾速度快，勞動條件好等系列優(yōu)點。 6.深度凈化工藝: 深度凈化工藝具有下列優(yōu)點:(1)提高了鋅的質量;(2)改善了電解的技術經(jīng)濟指標:(3)能除去用黃藥所不能除去的雜質鎳鍺等;(4)砒霜相比，該法的特點是不產(chǎn)生有毒氣體，操作條件好，但也有不足之處:鋅粉量大、渣量大、壓濾困難、鎘復溶。 7.(1)電解沉積:工業(yè)上從硫酸鋅水溶液電解沉積鋅有三種方法:低酸低電流密度，中酸中電流密度，高酸高電流密度。如表24目前，國內工廠采用中酸中電流密度的下限，低酸低電流密度的上限進行電解的方法。鋅電解沉積，電解液冷卻，極板制造和電解槽清

57、理等設施是鋅電解車間的一般配置。表24電解沉積三種方法的比較:方 法電解液含H2S04陰極電流密度優(yōu)缺點低酸低電流密度110-130g/L300-450耗電少、生產(chǎn)能力小、基建投資大中酸中電流密度130-160g/L500-700操作比較簡單、生產(chǎn)能力在兩者之間高酸高電流密度220-300g/L1000以上生產(chǎn)能力大、耗電多、電解槽復雜 (2)冷卻: 鋅電解沉積過程中，由于電熱效應，而使電解液溫度不斷升高。為了維持電解槽的熱平衡，保證穩(wěn)定的電解溫度。必須設置電解液冷卻設施。 電解液冷卻方式有以下幾種:槽內冷卻，真空蒸發(fā)冷卻，冷卻塔冷卻。其優(yōu)缺點和適用條件如表25。本設計采用冷卻塔的方式。8熔鑄

58、陰極鋅熔鑄通常采用的爐子是低頻感應電爐，由于低頻感應電爐具有一系列的優(yōu)點，現(xiàn)己逐步取代反應爐。本設計采用低頻感應電爐。反射爐（優(yōu)點）：投資費用少，設備制造簡單，維修檢修方便。缺點：單位面積生產(chǎn)能力小，燒損大，金屬回收率低，煙氣量大，而有收塵設施，熱利用率低。低頻感應爐:優(yōu)點：單位生產(chǎn)能力大，金屬直收率高。易于調節(jié)，溫度穩(wěn)定，可以連續(xù)作業(yè)，缺點:投資費用大，熱利用率高，占地面積小。設各制造復雜，維修較困難表2一5鋅電解液各種冷卻方式的適用條件及其優(yōu)缺點 方式槽內冷卻真空蒸發(fā)冷卻冷卻塔冷卻適用條件生產(chǎn)規(guī)摸小，電流強度小一般為小循環(huán)，供水充足，水溫低。生產(chǎn)規(guī)模大. 電流強度大，大循環(huán)，建廠地區(qū)氣溫高

59、，濕度大。生產(chǎn)規(guī)模大. 電流強度大大循環(huán)，建廠地區(qū)氣溫高，溫度小。投資優(yōu)點設備制造簡單，不需單獨管理，無動力消耗。不受地區(qū)氣候條件限制，能夠保證電解液達到低溫變電解槽利用系數(shù)大，由于蒸發(fā)時帶走水分，可增加洗渣水量，降低渣中水溶鋅，從而提高鋅的直收率，降低硫酸的消耗，便于實現(xiàn)自動化設備制造較復雜，蒸汽和水消耗投資多，經(jīng)營費用高，需常處理結垢物。設備制造比較簡單，小，不消耗水和蒸汽，經(jīng)營費用低，可蒸發(fā)部分水分。缺點間接熱交換，水消耗量大，受地區(qū)氣候條件限制，電解槽利用系數(shù)小，耗用較多有色金屬。受地區(qū)氣候的濕度限制較嚴，當電解液溫度超過空氣濕度溫度時不能采用第四節(jié) 設計流程的優(yōu)缺點設計的優(yōu)點:a焙燒

60、采用固體流態(tài)化技術，提高了床能力，改善了焙燒礦質量。b.沸騰爐SO2回收率高。c.用沸熱鍋爐冷卻氣體，提高了能量的利用率。d.采用了真空吸逸煙塵，提高了輸送效率，減少了損失，改善了勞動條件。e熱焙砂直接濕法上礦，改善了勞動條件，提高了金屬回收率。f.浸出連續(xù)操作，易于實現(xiàn)自動控制g.采用了沸騰凈液，除銅鍋，提高了凈液速度和質量h.采用了管式壓濾器，提高了壓濾的速度和質量，減輕了勞動強度。i.采用空氣冷卻塔冷卻凈液，減少了能耗。j. Cu、Cd、Co、Pb、Zn、Ge、Ag等有價金屬可以綜合回收k浸出采用不外加硫酸亞鐵的工藝，既達到了除雜的目的，又降低了成本，提高了勞動生產(chǎn)率。l.設有完善的收塵