鋅冶金學(xué)課件

41111--5-12鋅冶金學(xué)第二章2022/11/1鋅冶金學(xué)第二章41111--5-12鋅冶金學(xué)第二章2022/10/23鋅冶1第2章硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)

2.1概述—焙燒目的和要求2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒2.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒鋅冶金學(xué)第二章第2章硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)鋅冶金學(xué)第二章2從硫化鋅精礦中提取鋅，除高溫加壓直接浸出流程外，無論采用火法和濕法工藝，一般須預(yù)先經(jīng)過焙燒。主流濕法煉鋅的主要原料有氧化礦和硫化礦兩大類。鋅的氧化礦多屬菱鋅礦（ZnCO3）和異極礦（ZnO·SiO2），鋅的硫化礦主要有閃鋅礦和鐵閃鋅礦。

硫化鋅精礦焙燒過程是在高溫下借助于空氣中的氧進行的氧化脫硫的過程：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2焙燒的目的和要求取決于下一步的生產(chǎn)流程。2.1概述—焙燒目的和要求鋅冶金學(xué)第二章從硫化鋅精礦中提取鋅，除高溫加壓直接浸出流程外，無論采用火法32.1概述有三種情況：（1）火法煉鋅(蒸餾法)：是在焙燒時實行死焙燒(氧化焙燒)，盡可能地除去全部硫，以及盡可能完全使鉛、鎘、砷、銻揮發(fā)除去，得到主要由金屬氧化物組成的焙砂，使以后蒸餾時可以得到較高質(zhì)量的鋅錠。產(chǎn)出濃度足夠大的SO2煙氣以供生產(chǎn)硫酸。含鎘與鉛多的煙塵作為煉鎘原料。鋅冶金學(xué)第二章2.1概述有三種情況：鋅冶金學(xué)第二章42.1概述（2）鼓風爐煉鋅：通過燒結(jié)機進行燒結(jié)焙燒，既要脫硫、結(jié)塊，還要控制鉛的揮發(fā)。精礦中含銅較高時，要適當殘留一部分硫，以便在熔煉中制造冰銅。鋅冶金學(xué)第二章2.1概述（2）鼓風爐煉鋅：通過燒結(jié)機進行燒結(jié)焙燒，既52.1概述（3）濕法煉鋅：

1)盡可能完全地氧化金屬硫化物并在焙砂中得到氧化物及少量硫酸鹽(3~4%MeSO4)，實行部分硫酸鹽化焙燒，焙砂中少量硫酸鹽以補償電解與浸出循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失；2)使砷與銻氧化并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去;3)在焙燒時盡可能少地得到鐵酸鋅；4)得到SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸；5)得到細小粒子狀的焙燒礦以利于浸出的進行。因此，主要進行氧化焙燒和部分硫酸化焙燒。鋅冶金學(xué)第二章2.1概述（3）濕法煉鋅：鋅冶金學(xué)第6硫化鋅焙燒的一般規(guī)律:硫化鋅焙燒反應(yīng)可以分為以下幾大類：(1)硫化鋅氧化生成氧化鋅：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2

(2)硫酸鋅和SO3的生成與分解：2ZnS+2SO2+O2=2ZnSO4

2SO2+O2=2SO3

(3)ZnO與Fe2O3形成鐵酸鋅：ZnO+Fe2O3=ZnO·Fe2O32.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為鋅冶金學(xué)第二章硫化鋅焙燒的一般規(guī)律:2.2硫化鋅精礦焙燒時各成72.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.1硫化鋅(P101)

硫化鋅以閃鋅礦或鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)的形式存在于鋅精礦中。焙燒時硫化鋅進行下列反應(yīng)：

ZnS+2O2＝ZnSO4(1)2ZnS+3O2＝2ZnO+2SO2(2)2SO2+O2＝2SO3(3)ZnO+SO3＝ZnSO4(4)鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.1硫化鋅(82.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.2二氧化硅(SiO2)

硫化鋅精礦中往往含有2~8％SiO2，多以石英礦物形態(tài)存在，在焙燒過程中易與金屬氧化物生成可溶性硅酸鹽，在浸出時溶解進入溶液，形成硅酸膠體。鉛的存在能促使硅酸鹽生成，促使精礦熔結(jié)，妨礙焙燒進行。熔融狀態(tài)的硅酸鉛可以溶解其他金屬氧化物或其硅酸鹽，形成復(fù)雜的硅酸鹽。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.2二氧化硅(92.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.3硫化鉛(PbS)

鉛在硫化鋅精礦中存在的礦物形式，稱為方鉛礦。硫化鉛在空氣中焙燒時鉛可被氧化為PbSO4和PbO。

硫化鉛和氧化鉛在高溫時具有大的蒸氣壓，能夠揮發(fā)進入煙塵，因此可采用高溫焙燒來氣化脫鉛。鉛的各種化合物熔點較低，容易使焙砂發(fā)生粘結(jié)，影響正常的沸騰焙燒作業(yè)的進行。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.3硫化鉛(P102.2.4硫化鐵

鋅精礦中主要的硫化鐵礦有黃鐵礦（FeS2）、磁硫鐵礦(FenSn+1)和復(fù)雜硫化鐵礦，如鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)、黃銅礦(FeCuS2)，砷硫鐵礦(FeAsS)等。

焙燒結(jié)果是得到Fe2O3與Fe3O4。由于FeO在焙燒條件下繼續(xù)被氧化以及硫酸鐵很容易分解，故可以認為焙燒產(chǎn)物中沒有或極少有FeO與FeSO4存在。2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為鋅冶金學(xué)第二章2.2.4硫化鐵2.2硫化鋅精礦焙燒時各成112.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.5鐵酸鋅的生成、危害與防治(P102)：

當溫度在600℃以上時，ZnO與Fe2O3按以下反應(yīng)形成鐵酸鋅：ZnO+Fe2O3=ZnO·Fe2O3

對于濕法煉鋅廠來說，由于其不溶解于稀硫酸力求在焙燒中避免鐵酸鋅的生成。其方法：(1)加速焙燒作業(yè)，縮短反應(yīng)時間；(2)增大爐料的粒度，以減小ZnO與Fe2O3顆粒的接觸的表面；(3)升高焙燒溫度并對焙砂進行快速冷卻；(4)將鋅焙砂進行還原沸騰焙燒(采用雙室沸騰爐)，用CO還原鐵酸鋅，破壞鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)而將ZnO析出。其反應(yīng)：3(ZnO·Fe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO2鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.5鐵酸鋅的生122.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.6銅的硫化物

銅在鋅精礦中存在的形式有輝銅礦(CuS)、黃銅礦(CuFeS2)、銅藍(Cu2S)等。在高溫下焙燒時銅主要以自由狀態(tài)的Cu2O存在，部分為結(jié)合狀態(tài)的氧化銅(Cu2O·Fe2O3)及自由狀態(tài)或結(jié)合狀態(tài)的氧化銅。2.2.7硫化鎘

鎘在鋅精礦中常以硫化鎘的形式存在，在焙燒時被氧化生成CdO和CdSO4。CdSO4在高溫下分解生成CdO，與CdS揮發(fā)進入煙塵，成為提鎘原料。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.6銅的硫化物132.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.8砷與銻的化臺物

在鋅精礦中存在的砷、銻化合物有硫砷鐵礦(即毒砂FeAsS)、硫化砷(As2S3)、輝銻礦(Sb2S3)，在焙燒過程中生成As2S3、Sb2O3以及砷酸鹽和銻酸鹽。As2S3、Sb2S3、As2O3、Sb2O3容易揮發(fā)進入煙塵，砷酸鹽和銻酸鹽是穩(wěn)定化合物殘留于焙砂中。2.2.9Bi、Au、Ag、In、Ge、Ga等的硫化物

Bi、In、Ge、Ga等的硫化物在焙燒過程中生成氧化物，以氧化物的狀態(tài)存在于焙燒產(chǎn)物中，Au和Ag主要以金屬狀態(tài)存在于焙燒產(chǎn)物中。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.8砷與銻的化142.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒其狀態(tài)如同水的沸騰，因此稱為沸騰焙燒。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒其狀態(tài)如同水的沸騰，因此稱為沸152.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.1沸騰焙燒的工藝

沸騰焙燒的工藝過程一般包括爐料準備及加料系統(tǒng)、爐本體系統(tǒng)、收塵及氣體處理系統(tǒng)和排料系統(tǒng)四個部分。爐料準備包括配料、干燥、破碎與篩分。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.1沸騰焙燒的工藝162.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.2鋅精礦的配料不同鋅精礦成分不同，在焙燒之前，需要進行嚴格的配料。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.2鋅精礦的配料鋅冶金學(xué)172.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法

通常采用圓盤配料及堆式配料兩種方法。圓盤配料

圓盤配料就是采用圓盤給料機，根據(jù)確定的配料比例調(diào)節(jié)圓盤給料機的出口閘門，實現(xiàn)所要求的配料比例。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法鋅冶金學(xué)第182.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法堆式配料法

根據(jù)配料比例，用行車抓斗將各種礦以抓數(shù)為單位按比例抓入配料倉內(nèi)，將品位高低不同的精礦一層層地撒開在配料倉內(nèi)，一直將料倉堆滿為止。

使用時由一個方向從上到下切割料層到底，并以抓斗進行多次混合，以達到均勻穩(wěn)定。

鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法鋅冶金學(xué)第二章192.3.3鋅精礦的干燥干燥的目的與方法：

1、干燥的目的

硫酸化焙燒的爐料含水在8%左右最為適宜。當進廠鋅精礦水分超過8%以上時就要進行干燥。2、干燥方法（1）自然干燥法（2）鐵板干燥法（3）氣流干燥法（4）回轉(zhuǎn)窯干燥法2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒鋅冶金學(xué)第二章2.3.3鋅精礦的干燥干燥的目的202.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.4沸騰焙燒的設(shè)備

各種爐型(P102)硫化鋅精礦的焙燒可采用反射爐、多膛爐、復(fù)式爐（多膛爐與反射爐的結(jié)合）和沸騰焙燒爐。目前采用的沸騰焙燒爐有帶前室的直形爐、道爾型濕法加料直型爐和魯奇擴大型爐三種類型，多采用擴大型的魯奇爐（Lurgi爐，又稱為VM爐）。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.4沸騰焙燒的設(shè)備212.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章222.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章232.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章242.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章252.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標精礦加入爐內(nèi)后，在沸騰層高溫作用下進行焙燒。焙燒所得燒礦經(jīng)溢流口自動排出爐外。焙燒所得爐氣攜帶礦塵從爐上部的爐氣出口導(dǎo)入冷卻及收塵系統(tǒng)。根據(jù)濕法煉鋅或還原蒸餾法煉鋅對焙砂的要求不同，沸騰焙燒分別采用高溫氧化焙燒和低溫部分硫酸化焙燒兩種不同的操作。鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標精262.3.5.1高溫氧化焙燒

高溫氧化焙燒又稱為“死焙燒”，是為了獲得適于還原蒸餾的焙砂以滿足蒸餾需要。除了脫硫外，還要把精礦中鉛、鎘等主要雜質(zhì)脫除大部分。高溫沸騰焙燒的溫度一般為1070~1100℃。在沸騰層中硫、鉛、鎘的脫除主要決定于焙燒溫度。隨沸騰層溫度的升高，焙燒礦中S、Pb、Cd的含量降低。

過剩空氣量對脫鉛與脫鎘有影響，對脫鉛影響更為顯著。2.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5.1高溫氧化焙燒2.3.5沸騰焙燒的272.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標鋅冶金學(xué)第二章282.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標高溫氧化焙燒的礦塵率較低溫焙燒為少（10~30%）。

在一定溫度與一定的過?？諝饬康臈l件下，增大沸騰層的直線速度可增大生產(chǎn)能力，但礦塵率也會相應(yīng)的增大。過高的提高生產(chǎn)能力必然會產(chǎn)生較大的礦塵率。

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標高溫氧化焙燒的礦塵率292.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標2.3.5.2低溫部分硫酸化焙燒

這種焙燒主要是為了得到適合傳統(tǒng)濕法煉鋅浸出用的焙砂。這種焙砂要求含一定數(shù)量的硫酸鹽形態(tài)的硫(2~4％)(又稱可溶性硫)，為了保證在脫除大部分硫的同時又能獲得一定數(shù)量的硫酸鹽形態(tài)的硫，沸騰層焙燒溫度不能像高溫焙饒那樣高，沸騰層焙燒溫度一般采用1123~1173K。溫度對焙砂質(zhì)量的影響如表5~6所示。

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標2.3.5.2低溫302.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標可見，低溫焙燒對于保存一些硫酸鹽形態(tài)的硫是有利的，但這時焙砂含硫化物形態(tài)的硫(又稱不溶硫)也增加了。硫酸鹽形態(tài)的硫硫化物形態(tài)的硫鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標可見，低溫312.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標鋅冶金學(xué)第二章322.3.6硫化鋅精礦沸騰焙燒的余熱利用硫化鋅精礦含硫30%左右，鋅精礦焙燒的主要放熱反應(yīng)為：2ZnS+3O2=2ZnO+SO2△H=-464kJ/mol其次是黃鐵礦的氧化。焙燒lkg硫化鋅精礦約可放出4200kJ的熱能，lkg硫鐵礦氧化可放熱6700～7100kJ。利用煙氣余熱可生產(chǎn)高壓蒸汽。焙燒1噸硫化鋅精礦一般可產(chǎn)生3030~6060kPa的蒸汽1噸左右，即生產(chǎn)1噸鋅約可產(chǎn)生2噸蒸汽。濕法煉鋅廠生產(chǎn)1噸鋅約消耗1噸蒸汽，多余的1噸蒸汽可用于發(fā)電。火法煉鋅廠則可完全用于發(fā)電。鋅冶金學(xué)第二章2.3.6硫化鋅精礦沸騰焙燒的余熱利用硫化鋅精礦含硫332.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展P1041、高溫沸騰焙燒

鋅精礦沸騰焙燒的溫度，已從1123k提高到1223k左右，大多數(shù)工廠為1183～1253k。溫度提高后，可提高爐子生產(chǎn)率與脫硫程度。鋅冶金學(xué)第二章2.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展P1041、高溫沸騰342.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展鋅冶金學(xué)第二章2.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展鋅冶金學(xué)第二章352.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展2、鋅精礦富氧空氣沸騰焙燒

富氧鼓風沸騰焙燒是強化措施之一。前蘇聯(lián)一工廠首先在沸騰爐采用27～29%O2的富氧鼓風，使生產(chǎn)率提高了60～70%，達到8.4～8.8噸/(米2·日)，煙氣量減少，SO2濃度提高到13～15%，還降低了煙塵率與提高了產(chǎn)品質(zhì)量。鋅冶金學(xué)第二章2.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展2、鋅精礦富氧空氣沸362.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展其它強化沸騰焙燒的措施還有制粒、利用二次空氣或貧SO2燒結(jié)煙氣焙燒、多層沸騰爐焙燒等。鋅冶金學(xué)第二章2.3.7硫化鋅精礦沸騰焙燒的發(fā)展其它強化沸372.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒

硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒在直線型燒結(jié)機上進行死焙燒，以獲得適合蒸餾法煉鋅或鼓風爐煉鋅的燒結(jié)塊，其目的是利用空氣通過燒結(jié)機上的料層在較高溫度下(1200~1300℃)盡可能除盡硫，同時也除去對蒸餾有害的雜質(zhì)砷、鉛、鎘。在燒結(jié)焙燒過程中，鉛約除去75%，鎘除去約95％。爐料中加入少量的食鹽或氯化鈣，以使鉛與鎘變?yōu)檩^揮發(fā)的氯化物而除去。對鼓風爐煉鋅，爐料中要加入熔劑，使燒結(jié)礦燒結(jié)成較大的塊料并具有較高的強度。燒結(jié)焙燒一般有吸風燒結(jié)和鼓風燒結(jié)兩種方法。鋅冶金學(xué)第二章2.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒在直382.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒鋅冶金學(xué)第二章2.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒鋅冶金學(xué)第二章39演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain2022/11/1鋅冶金學(xué)第二章演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain20224041111--5-12鋅冶金學(xué)第二章2022/11/1鋅冶金學(xué)第二章41111--5-12鋅冶金學(xué)第二章2022/10/23鋅冶41第2章硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)

2.1概述—焙燒目的和要求2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒2.4硫化鋅精礦的燒結(jié)焙燒鋅冶金學(xué)第二章第2章硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)鋅冶金學(xué)第二章42從硫化鋅精礦中提取鋅，除高溫加壓直接浸出流程外，無論采用火法和濕法工藝，一般須預(yù)先經(jīng)過焙燒。主流濕法煉鋅的主要原料有氧化礦和硫化礦兩大類。鋅的氧化礦多屬菱鋅礦（ZnCO3）和異極礦（ZnO·SiO2），鋅的硫化礦主要有閃鋅礦和鐵閃鋅礦。

硫化鋅精礦焙燒過程是在高溫下借助于空氣中的氧進行的氧化脫硫的過程：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2焙燒的目的和要求取決于下一步的生產(chǎn)流程。2.1概述—焙燒目的和要求鋅冶金學(xué)第二章從硫化鋅精礦中提取鋅，除高溫加壓直接浸出流程外，無論采用火法432.1概述有三種情況：（1）火法煉鋅(蒸餾法)：是在焙燒時實行死焙燒(氧化焙燒)，盡可能地除去全部硫，以及盡可能完全使鉛、鎘、砷、銻揮發(fā)除去，得到主要由金屬氧化物組成的焙砂，使以后蒸餾時可以得到較高質(zhì)量的鋅錠。產(chǎn)出濃度足夠大的SO2煙氣以供生產(chǎn)硫酸。含鎘與鉛多的煙塵作為煉鎘原料。鋅冶金學(xué)第二章2.1概述有三種情況：鋅冶金學(xué)第二章442.1概述（2）鼓風爐煉鋅：通過燒結(jié)機進行燒結(jié)焙燒，既要脫硫、結(jié)塊，還要控制鉛的揮發(fā)。精礦中含銅較高時，要適當殘留一部分硫，以便在熔煉中制造冰銅。鋅冶金學(xué)第二章2.1概述（2）鼓風爐煉鋅：通過燒結(jié)機進行燒結(jié)焙燒，既452.1概述（3）濕法煉鋅：

1)盡可能完全地氧化金屬硫化物并在焙砂中得到氧化物及少量硫酸鹽(3~4%MeSO4)，實行部分硫酸鹽化焙燒，焙砂中少量硫酸鹽以補償電解與浸出循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失；2)使砷與銻氧化并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去;3)在焙燒時盡可能少地得到鐵酸鋅；4)得到SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸；5)得到細小粒子狀的焙燒礦以利于浸出的進行。因此，主要進行氧化焙燒和部分硫酸化焙燒。鋅冶金學(xué)第二章2.1概述（3）濕法煉鋅：鋅冶金學(xué)第46硫化鋅焙燒的一般規(guī)律:硫化鋅焙燒反應(yīng)可以分為以下幾大類：(1)硫化鋅氧化生成氧化鋅：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2

(2)硫酸鋅和SO3的生成與分解：2ZnS+2SO2+O2=2ZnSO4

2SO2+O2=2SO3

(3)ZnO與Fe2O3形成鐵酸鋅：ZnO+Fe2O3=ZnO·Fe2O32.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為鋅冶金學(xué)第二章硫化鋅焙燒的一般規(guī)律:2.2硫化鋅精礦焙燒時各成472.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.1硫化鋅(P101)

硫化鋅以閃鋅礦或鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)的形式存在于鋅精礦中。焙燒時硫化鋅進行下列反應(yīng)：

ZnS+2O2＝ZnSO4(1)2ZnS+3O2＝2ZnO+2SO2(2)2SO2+O2＝2SO3(3)ZnO+SO3＝ZnSO4(4)鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.1硫化鋅(482.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.2二氧化硅(SiO2)

硫化鋅精礦中往往含有2~8％SiO2，多以石英礦物形態(tài)存在，在焙燒過程中易與金屬氧化物生成可溶性硅酸鹽，在浸出時溶解進入溶液，形成硅酸膠體。鉛的存在能促使硅酸鹽生成，促使精礦熔結(jié)，妨礙焙燒進行。熔融狀態(tài)的硅酸鉛可以溶解其他金屬氧化物或其硅酸鹽，形成復(fù)雜的硅酸鹽。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.2二氧化硅(492.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.3硫化鉛(PbS)

鉛在硫化鋅精礦中存在的礦物形式，稱為方鉛礦。硫化鉛在空氣中焙燒時鉛可被氧化為PbSO4和PbO。

硫化鉛和氧化鉛在高溫時具有大的蒸氣壓，能夠揮發(fā)進入煙塵，因此可采用高溫焙燒來氣化脫鉛。鉛的各種化合物熔點較低，容易使焙砂發(fā)生粘結(jié)，影響正常的沸騰焙燒作業(yè)的進行。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.3硫化鉛(P502.2.4硫化鐵

鋅精礦中主要的硫化鐵礦有黃鐵礦（FeS2）、磁硫鐵礦(FenSn+1)和復(fù)雜硫化鐵礦，如鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)、黃銅礦(FeCuS2)，砷硫鐵礦(FeAsS)等。

焙燒結(jié)果是得到Fe2O3與Fe3O4。由于FeO在焙燒條件下繼續(xù)被氧化以及硫酸鐵很容易分解，故可以認為焙燒產(chǎn)物中沒有或極少有FeO與FeSO4存在。2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為鋅冶金學(xué)第二章2.2.4硫化鐵2.2硫化鋅精礦焙燒時各成512.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.5鐵酸鋅的生成、危害與防治(P102)：

當溫度在600℃以上時，ZnO與Fe2O3按以下反應(yīng)形成鐵酸鋅：ZnO+Fe2O3=ZnO·Fe2O3

對于濕法煉鋅廠來說，由于其不溶解于稀硫酸力求在焙燒中避免鐵酸鋅的生成。其方法：(1)加速焙燒作業(yè)，縮短反應(yīng)時間；(2)增大爐料的粒度，以減小ZnO與Fe2O3顆粒的接觸的表面；(3)升高焙燒溫度并對焙砂進行快速冷卻；(4)將鋅焙砂進行還原沸騰焙燒(采用雙室沸騰爐)，用CO還原鐵酸鋅，破壞鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)而將ZnO析出。其反應(yīng)：3(ZnO·Fe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO2鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.5鐵酸鋅的生522.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.6銅的硫化物

銅在鋅精礦中存在的形式有輝銅礦(CuS)、黃銅礦(CuFeS2)、銅藍(Cu2S)等。在高溫下焙燒時銅主要以自由狀態(tài)的Cu2O存在，部分為結(jié)合狀態(tài)的氧化銅(Cu2O·Fe2O3)及自由狀態(tài)或結(jié)合狀態(tài)的氧化銅。2.2.7硫化鎘

鎘在鋅精礦中常以硫化鎘的形式存在，在焙燒時被氧化生成CdO和CdSO4。CdSO4在高溫下分解生成CdO，與CdS揮發(fā)進入煙塵，成為提鎘原料。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.6銅的硫化物532.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.8砷與銻的化臺物

在鋅精礦中存在的砷、銻化合物有硫砷鐵礦(即毒砂FeAsS)、硫化砷(As2S3)、輝銻礦(Sb2S3)，在焙燒過程中生成As2S3、Sb2O3以及砷酸鹽和銻酸鹽。As2S3、Sb2S3、As2O3、Sb2O3容易揮發(fā)進入煙塵，砷酸鹽和銻酸鹽是穩(wěn)定化合物殘留于焙砂中。2.2.9Bi、Au、Ag、In、Ge、Ga等的硫化物

Bi、In、Ge、Ga等的硫化物在焙燒過程中生成氧化物，以氧化物的狀態(tài)存在于焙燒產(chǎn)物中，Au和Ag主要以金屬狀態(tài)存在于焙燒產(chǎn)物中。鋅冶金學(xué)第二章2.2硫化鋅精礦焙燒時各成分的行為2.2.8砷與銻的化542.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒其狀態(tài)如同水的沸騰，因此稱為沸騰焙燒。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦的沸騰焙燒其狀態(tài)如同水的沸騰，因此稱為沸552.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.1沸騰焙燒的工藝

沸騰焙燒的工藝過程一般包括爐料準備及加料系統(tǒng)、爐本體系統(tǒng)、收塵及氣體處理系統(tǒng)和排料系統(tǒng)四個部分。爐料準備包括配料、干燥、破碎與篩分。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.1沸騰焙燒的工藝562.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.2鋅精礦的配料不同鋅精礦成分不同，在焙燒之前，需要進行嚴格的配料。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.2鋅精礦的配料鋅冶金學(xué)572.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法

通常采用圓盤配料及堆式配料兩種方法。圓盤配料

圓盤配料就是采用圓盤給料機，根據(jù)確定的配料比例調(diào)節(jié)圓盤給料機的出口閘門，實現(xiàn)所要求的配料比例。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法鋅冶金學(xué)第582.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法堆式配料法

根據(jù)配料比例，用行車抓斗將各種礦以抓數(shù)為單位按比例抓入配料倉內(nèi)，將品位高低不同的精礦一層層地撒開在配料倉內(nèi)，一直將料倉堆滿為止。

使用時由一個方向從上到下切割料層到底，并以抓斗進行多次混合，以達到均勻穩(wěn)定。

鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒配料方法鋅冶金學(xué)第二章592.3.3鋅精礦的干燥干燥的目的與方法：

1、干燥的目的

硫酸化焙燒的爐料含水在8%左右最為適宜。當進廠鋅精礦水分超過8%以上時就要進行干燥。2、干燥方法（1）自然干燥法（2）鐵板干燥法（3）氣流干燥法（4）回轉(zhuǎn)窯干燥法2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒鋅冶金學(xué)第二章2.3.3鋅精礦的干燥干燥的目的602.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.4沸騰焙燒的設(shè)備

各種爐型(P102)硫化鋅精礦的焙燒可采用反射爐、多膛爐、復(fù)式爐（多膛爐與反射爐的結(jié)合）和沸騰焙燒爐。目前采用的沸騰焙燒爐有帶前室的直形爐、道爾型濕法加料直型爐和魯奇擴大型爐三種類型，多采用擴大型的魯奇爐（Lurgi爐，又稱為VM爐）。鋅冶金學(xué)第二章2.3硫化鋅精礦沸騰焙燒2.3.4沸騰焙燒的設(shè)備612.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章622.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章632.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章642.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章2.3.4硫化鋅精礦沸騰焙燒的工藝和設(shè)備鋅冶金學(xué)第二章652.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標精礦加入爐內(nèi)后，在沸騰層高溫作用下進行焙燒。焙燒所得燒礦經(jīng)溢流口自動排出爐外。焙燒所得爐氣攜帶礦塵從爐上部的爐氣出口導(dǎo)入冷卻及收塵系統(tǒng)。根據(jù)濕法煉鋅或還原蒸餾法煉鋅對焙砂的要求不同，沸騰焙燒分別采用高溫氧化焙燒和低溫部分硫酸化焙燒兩種不同的操作。鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標精662.3.5.1高溫氧化焙燒

高溫氧化焙燒又稱為“死焙燒”，是為了獲得適于還原蒸餾的焙砂以滿足蒸餾需要。除了脫硫外，還要把精礦中鉛、鎘等主要雜質(zhì)脫除大部分。高溫沸騰焙燒的溫度一般為1070~1100℃。在沸騰層中硫、鉛、鎘的脫除主要決定于焙燒溫度。隨沸騰層溫度的升高，焙燒礦中S、Pb、Cd的含量降低。

過剩空氣量對脫鉛與脫鎘有影響，對脫鉛影響更為顯著。2.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5.1高溫氧化焙燒2.3.5沸騰焙燒的672.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒的工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標鋅冶金學(xué)第二章682.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標高溫氧化焙燒的礦塵率較低溫焙燒為少（10~30%）。

在一定溫度與一定的過剩空氣量的條件下，增大沸騰層的直線速度可增大生產(chǎn)能力，但礦塵率也會相應(yīng)的增大。過高的提高生產(chǎn)能力必然會產(chǎn)生較大的礦塵率。

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標高溫氧化焙燒的礦塵率692.3.5沸騰焙燒工藝及技術(shù)經(jīng)濟指標2.3.5.2低溫部分硫酸化焙燒

這種焙燒主要是為了得到適合傳統(tǒng)濕法煉鋅浸出用的焙砂。這種焙砂要求含一定數(shù)量的硫酸鹽形態(tài)的硫(2~4％)(又稱可溶性硫)，為了保證在脫除大部分硫的同時又能獲得一定數(shù)量的硫酸鹽形態(tài)的硫，沸騰層焙燒溫度不能像高溫焙饒那樣高，沸騰層焙燒溫度一般采用1123~1173K。溫度對焙砂質(zhì)量的影響如表5~6所示。

鋅冶金學(xué)第二章2.3.5沸