锌精矿焙烧课计
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锌精矿焙烧课计
锌精矿焙烧是冶金学中的一项重要过程,它主要用于将硫化锌矿中的硫化物还原成氧化物,并将其转化为可溶性的氧化锌,以便于后续的提取和加工。
锌精矿焙烧的课程主要包括矿石的加热、气氛的控制、反应的转化和产物的分离等多个方面。
其中,矿石加热是整个焙烧过程中最关键的环节之一。
通常情况下,焙烧温度在
800℃~1000℃之间。
在这个温度范围内,硫化物会被氧化,
然后还原成氧化物,以便于后续的提取和加工。
另一个非常重要的方面是气氛的控制。
由于硫化锌矿中含有较高的二氧化硫,所以焙烧过程中的氧气流量和氧化还原反应的平衡状态是非常重要的。
如果氧气流量过大,将会导致焙烧过程中产生大量的二氧化硫,影响产品的质量和产品的生产效率。
因此,在课程中需要引导学生学习如何控制气氛,以确保焙烧过程中氧化还原反应的均衡。
在反应转化方面,学生需要了解不同的氧化还原反应过程,并掌握锌精矿在可控的环境中的氧化还原反应情况。
同时,学生还需要了解不同的矿石组分、矿物和混杂物物理化学性质,并根据这些性质制定出适应性的生产方案。
最后,产物的分离和提取也是锌精矿焙烧的一个重要部分。
在这个步骤中,学生需要学习如何从氧化锌中提取出纯净的金属锌,以及如何研究和分析产物的品质和性质。
总之,锌精矿焙烧是一门非常精密和复杂的学科,需要学生具备深厚的专业知识和技能。
通过深入学习,学生将能够掌握锌精矿焙烧的艺术和技巧,并在后续的工作中取得更好的成果。
锌精矿沸腾焙烧技术介绍
1.1工艺概述
1.1.1内蒙古巴彦淖尔紫金有色金属有限公司109㎡焙烧炉为酸化沸腾焙烧炉,处理的原料为浮选锌精矿。
其原理为:硫化锌精矿在氧化气氛中进行自热反应,使其发生物理、化学变化,改变其成分以适应下一步冶金过程的要求。
1.1.2酸化焙烧的主要任务
1.1.
2.1通过酸化焙烧,使锌精矿中的ZnS绝大部分转变为可溶于稀硫酸的ZnO,又为补偿冶金过程中硫酸的机械、化学损失,要求焙烧矿中有适量的可溶于水的硫酸锌。
1.1.
2.2最大限度地脱除铅、镉、汞等杂质,并使之进入烟气系统中,与烟气有效地分离,回收有价金属。
1.1.
2.3为制酸系统提供一定浓度的二氧化硫烟气。
1.1.
2.4充分有效地回收焙烧过程中的余热并加以利用。
1.1.3焙烧目的
在焙烧时,尽可能将锌精矿中的硫化物氧化成氧化物并产生少量硫酸盐,同时尽可能减少铁酸锌、硅酸锌的生成,以满足浸出对焙烧矿成分和粒度的要求及补偿系统中一部分硫酸根离子的损失。
同时得到较高浓度的二氧化硫烟气以便于生产硫酸。
1.1.4基本原理
锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自下而上通过炉内矿层,使固体颗粒被吹动,相互分离而成悬浮状态,达到固体颗粒(锌精矿)与气体氧化剂(空气)的充分接触,以利于化学反应进行。
6.1硫化锌精矿的沸腾焙烧工序(甲24m2沸腾炉操作规程)6.1.1备料部分:(1)备料的基本任务:①保证入沸腾炉的精矿主成份和杂质含量均匀、稳定,对不同的精矿进行合理搭配。
②确保入沸腾炉的精矿含水量为6-8%。
③保证入沸腾炉的精矿粒度小于10毫米,并不含机械夹杂,干燥后精矿要进行破碎和筛分。
(2)备料工艺流程:①工艺流程简述:入精矿库后的精矿利用桥式抓斗起重机抓入湿式圆盘给料机,通过皮带运输机运至回转干燥窑干燥,干燥后精矿通过锤式破碎机破碎,再利用斗式提升机提至振动筛过筛,筛上物返回破碎机破碎,筛下物入沸腾炉焙烧。
②工艺流程图(见图6.1-1)(3)设备名称、规格、性能(见表6.1-1)(4)主要技术操作条件及技术指标:①锌精矿质量标准:(应符合YS/T320-2007三级以上标准)②入沸腾炉锌精矿质量标准:③干燥窑进料量:<10吨/小时。
④干燥窑温度窑头600-650℃,窑尾150-200℃。
干燥精矿煤气消耗105Nm3/吨精矿锌精矿排空废气(送沸腾炉)图6.1-1 24m2沸腾炉备料工艺流程图表6.1-1 备料部分设备名称规格(5)主要岗位操作法:①抓斗桥式起重机岗位:A 严格按抓斗桥式起重机使用、维护规程和安全规程操作。
B抓斗桥式起重机运行时,大车、小车、抓斗不能同时运行,最多只能两者同时运行。
C 交接班和班中应经常检查钢丝绳和制动器、滑轮、行程开关、各润滑点,发现异常情况及时处理。
D 及时将入库的精矿抓到指定的地点堆存备用。
E 按规定要求配料,以保证入炉精矿成份稳定均匀。
F 圆盘料仓最多只能贮放两抓斗精矿。
②圆盘给料岗位:A 根据干燥岗位要求调整圆盘转速和圆盘出料口闸门,保证给料稳定、正常。
B 保证圆盘出料口不堵塞不断料。
③1#皮带岗位:A 严格按皮带运输机的使用、维护规程和安全规程操作。
B 保证1#皮带下料口畅通,发现堵塞及时清理。
C 皮带运输过程中,经常巡回检查,发现皮带跑偏、撕裂、托轮不转、电磁铁不起作用等异常现象及时处理。
锌湿法冶金流程实训指导书编者:胡小龙目录1.锌精矿的焙烧 (1)1.1湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求 (1)1.2硫化锌精矿焙烧的主要反应 (1)1.3锌精矿焙烧 (8)2 浸出 (9)2.1浸出的目的 (9)2.2中性浸出 (9)2.3酸性浸出 (11)2.4沉矾 (12)3 净化 (14)3.1净化目的 (14)3.2一段净化 (14)3.3二段净化 (15)3.4三段净化 (15)3.5工序产品的质量要求 (16)4 综合回收 (17)4.1工艺原理 (17)4.2原料、产品要求 (17)4.3铜镉渣浸出 (18)4.4铜渣酸洗及上清压滤 (18)4.5铜镉渣浆化及过滤 (18)4.6钴渣酸洗及压滤 (19)4.7贫镉液沉钴 (19)4.8Β-奈酚除钴 (19)1.锌精矿的焙烧1.1湿法炼锌对锌精矿焙烧的目的与要求根据湿法炼锌的工艺原理,湿法炼锌焙烧硫化锌精矿的目的主要是使锌精矿中的ZnS绝大部分转变为ZnO,少量则为ZnSO4,同时尽可能完全地除去砷、锑等杂质。
具体说来其要求有五点:(1)在湿法炼锌中,出于硫化锌在一般条件下不能直接用稀硫酸进行浸出,所以焙烧时,要尽可能完全地使ZnS转型,使其绝大部分氧化成为可溶于稀硫酸的ZnO。
不过为了补偿冶金过程中H2SO4的机械损失和化学损失,仍要求焙烧矿中有适量的可溶于水的ZnSO4。
生产实践证明,一般浸出流程,只要使焙烧矿中含有2.5~4%的ZnSO4形态的硫就可以补偿冶金过程中H2SO4的损失,并不希望过多,否则会导致冶金过程中硫酸根的过剩,影响正常生产的进行和增加原材料的消耗。
(2)使砷,锑氧化成挥发性的氧化物除去,同时除去部分铅,以减轻浸出、净化工序工作量。
(3)使炉气中的SO2浓度尽可能地高,以利制造硫酸。
(4)焙烧得到细小粒子状的焙烧矿,以利下一步浸出,即不希望有烧结现象发生。
(5)在焙烧时应尽可能地少产生铁酸锌和硅酸锌。
因为铁酸锌不溶于稀硫酸,而导致锌的浸出率降低;硅酸锌虽然能溶于稀硫酸,但溶解后会产生胶体状的二氧化硅,影响浸出矿浆的澄清与过滤。
6.1硫化锌精矿的沸腾焙烧工序(甲24m2沸腾炉操作规程)6.1.1备料部分:(1)备料的基本任务:①保证入沸腾炉的精矿主成份和杂质含量均匀、稳定,对不同的精矿进行合理搭配。
②确保入沸腾炉的精矿含水量为6-8%。
③保证入沸腾炉的精矿粒度小于10毫米,并不含机械夹杂,干燥后精矿要进行破碎和筛分。
(2)备料工艺流程:①工艺流程简述:入精矿库后的精矿利用桥式抓斗起重机抓入湿式圆盘给料机,通过皮带运输机运至回转干燥窑干燥,干燥后精矿通过锤式破碎机破碎,再利用斗式提升机提至振动筛过筛,筛上物返回破碎机破碎,筛下物入沸腾炉焙烧。
②工艺流程图(见图6.1-1)(3)设备名称、规格、性能(见表6.1-1)(4)主要技术操作条件及技术指标:④干燥窑温度窑头600-650℃,窑尾150-200℃。
干燥精矿煤气消耗105Nm3/吨精矿图6.1-1 24m2沸腾炉备料工艺流程图表6.1-1 备料部分设备名称规格①抓斗桥式起重机岗位:A 严格按抓斗桥式起重机使用、维护规程和安全规程操作。
B抓斗桥式起重机运行时,大车、小车、抓斗不能同时运行,最多只能两者同时运行。
C 交接班和班中应经常检查钢丝绳和制动器、滑轮、行程开关、各润滑点,发现异常情况及时处理。
D 及时将入库的精矿抓到指定的地点堆存备用。
E 按规定要求配料,以保证入炉精矿成份稳定均匀。
F 圆盘料仓最多只能贮放两抓斗精矿。
②圆盘给料岗位:A 根据干燥岗位要求调整圆盘转速和圆盘出料口闸门,保证给料稳定、正常。
B 保证圆盘出料口不堵塞不断料。
③1#皮带岗位:A 严格按皮带运输机的使用、维护规程和安全规程操作。
B 保证1#皮带下料口畅通,发现堵塞及时清理。
C 皮带运输过程中,经常巡回检查,发现皮带跑偏、撕裂、托轮不转、电磁铁不起作用等异常现象及时处理。
D 经常检查皮带的料量,发现大块物料或机械夹杂及时清除,以免损坏干燥窑进口螺旋。
E 每次打料完毕,都应对电磁铁、下料溜管等进行清理。
实验二硫化锌精矿氧化焙烧一、目的(1)用固定床进行硫化锌精矿氧化焙烧,分析各段时间硫的产出率,来测定氧化速度与反应时间的关系曲线。
(2)学会氧化动力学的研究方法。
(3)了解硫化锌精矿氧化过程机理。
(4)学会硫的分析方法。
二、原理在冶炼过程中,为了得到所要求的化学组分,硫化锌精矿必须进行焙烧,硫化锌的氧化是焙烧过程最主要的反应:ZnS+3/2O2=ZnO+SO2反应过程的机理:ZnS+1/2O2(气)——ZnS+[O]吸附——ZnO+[S]吸附ZnO+[S]吸附+O2——ZnO+SO2解吸这个反应是气相与固相的化学反应,包括反应界面的传热与传质过程。
硫化锌颗粒开始氧化的初期。
化学反应速度本身控制着焙烧反应速度。
但当反应进行到某种程度时,颗粒表面便为氧化生成物所覆盖,参与反应的氧通过这一氧化物层向反应界面的扩散速度,或反应生成物SO2通过扩散从反应界面离去的速度等,便成为总氧化速度的控制步骤。
因此,可以认为反应按如下步骤进行:(1)通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散;(2)氧通过颗粒表面氧化生成物向反应界面扩散;(3)在反应界面上进行化学反应;(4)反应生成的气体SO2向着氧相反的方向扩散,即反应从颗粒表面向其中心部位逐层进行,硫化物颗粒及其附近气体成分的浓度可用未反应核模型表示。
提高硫化物氧化速度,可以通过以下方式:提高氧分压,加速SO2吸收,减小矿石粒度,降低氧化层厚度,提高温度等措施。
本实验采用固定床焙烧,来测定硫化锌氧化速度。
分析氧化过程某一时刻产生的SO2的量,来计算硫化锌硫的脱出率;即单位时间硫的脱出率。
为了便于比较不同硫化物和不同条件下硫化物的氧化速度,引入以下公式:总S S S iR ∑= 式中R S ——精矿中硫的氧化分数;S i ——硫化锌精矿氧化过程中某一时间内失去的硫量; S 总——精矿中所有的含硫量。
利用氧化分数和时间关系作出,可以得出不同温度、不同粒度、不同气相组成对硫化锌焙烧过程的影响。
锌精矿沸腾焙烧设计锌精矿沸腾焙烧设计是一种用于处理锌精矿的工艺方法。
这种方法采用了高温下氧化锌精矿,在一定的气氛中沸腾焙烧,从而将锌精矿中的锌元素转化为氧化锌。
这个方法在锌冶炼中具有很重要的作用,因为它能够提高锌精矿的有效利用率,促进锌矿的资源循环利用。
本文将介绍锌精矿沸腾焙烧设计的原理、优点和应用。
一、锌精矿沸腾焙烧设计原理锌精矿沸腾焙烧设计主要是利用锌矿石中的锌与氧化剂发生化学反应,将锌矿石中的锌元素氧化为氧化锌,从而达到提炼锌的目的。
整个过程分为两个阶段:第一阶段:预热阶段。
通过锌精矿沸腾焙烧设备将锌矿石烘烤,使其中的水分和有机物挥发,使锌矿石的体积缩小。
这个阶段的最大温度不超过500℃,其作用是为了提高第二阶段焙烧的效果。
第二阶段:氧化焙烧阶段。
在预热阶段过后,锌精矿经过氧化剂处理后,在锌精矿沸腾焙烧设备内产生剧烈氧化反应,产生大量的气体,使锌矿石成为氧化锌。
整个过程需要保证氧化剂的充分供应并保持合适的温度、气氛和氧化剂加入速度。
二、锌精矿沸腾焙烧设计的优点1、高效:锌精矿沸腾焙烧设计可以快速将锌矿石中的锌元素转化为氧化锌,提高锌资源的利用效率。
2、环保:锌精矿沸腾焙烧设计可以有效地控制污染物排放,减少环境污染。
3、节能:锌精矿沸腾焙烧设计可以大量节约能源,提高工作效率,减少使用成本。
4、灵活性强:锌精矿沸腾焙烧设计可以根据锌矿石的类型、特性和工艺要求进行调节,使其更加适应不同的锌精矿处理工艺。
5、成本低:锌精矿沸腾焙烧设计的设备和工艺比较简单,成本相对较低,可以减少项目的投资。
三、锌精矿沸腾焙烧设计的应用锌精矿沸腾焙烧设计已经成为锌冶炼行业中最常用的处理方法之一。
它广泛用于下列领域:1、锌冶炼:锌精矿沸腾焙烧设计是锌冶炼最重要的处理方法之一,可以提高锌资源利用率,降低生产成本。
2、反渗透:锌精矿沸腾焙烧设计还可以应用于反渗透过程中,用于除去锌元素污染物,提高水质。
3、环保:锌精矿沸腾焙烧设计可以用于处理废水、废气等工业污染物,控制工业污染,保护环境。
1、设计任务设计一个年产10000吨电锌厂焙烧车间(初步设计)1.1、原始数据电锌年产量:10000吨锌精矿的化学成分(%)1.2、技术条件选择沸腾层高度:1.5m左右空气过剩系数:1.25沸腾层温度:850~900C炉顶温度:820~870炉顶负压:-10~30Pa直线速度:0.5~0.6m/s出炉烟气量、温度:9001.3、技术经济指标年处理锌精矿:1.3万吨/年年工作日:300天沸腾炉炉床面积:28m2沸腾炉炉床能力:5.2t/(m2d)焙烧矿产出率(包括烟尘和焙砂):88%(占锌精矿的)烟尘含锌量:54.89%焙砂含锌量:56.91%焙烧料含锌量:48%脱硫率:93.6%焙烧锌直收率:52%冶炼总回收率:95%出炉烟尘含量:35%(占焙烧矿的)量:9365%(体积百分数)出炉烟气SO2烟尘含Ss量:1.73%焙砂含Ss量:0.4%2-量:2.14%烟尘含Sso42-量:1.10%焙砂含Sso42、原始资料2.1、锌矿的分布及品位截至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%。
锌在自然界多以硫化物的状态存在,主要矿物是闪锌矿(ZnS),但这种硫化矿的形成过程中有FeS固溶体,成为铁闪锌矿(nZnSmFeS).含铁高的闪锌矿会使提取冶炼过程复杂化。
流化床的地表部位还常有一部打分被氧化的氧化矿,如菱锌矿(ZnCO3)、硅锌矿(Zn2SiO4)、导极矿(H2Zn2SiO5)等。
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%。
目前已探明的储量主要集中在云南、广东、内蒙古、江西、湖南和甘肃等六省。
各大区储量见下表:中国铅锌资源各大区分布比例(%)表2.2、精矿的组成成分铅锌矿的开采分露天开采和地下开采两种。
由于金属品位不高,铅锌共生,并含有大量的脉石和其他杂质金属,矿石需先经过选矿。
通过采用浮选法优先选出锌精矿,副产铅精矿和硫精矿。
我国某些大型企业铅锌矿产出的锌精矿成分实例如下表。
硫化锌精矿是生产锌的主要原料,成分一般为:锌45%~46%,铁5%~15%,硫的含量变化不大,为30%~33%。
可见,锌精矿的主要组分为Zn,Fe和S,三者占总重的90%左右。
硫化锌精矿是生产锌的主要原料,成分一般为:Zn45~60%,Fe5~15%,S30~33%,浮选精矿粒度较细,90%为0.07mm,堆密度1.7~2.0g/cm3。
锌精矿化学成分锌精矿成分实例(%)表硫化锌精矿的粒度细小,95%以上小于40um,堆密度为1.7~2g/cm3.在选用精矿氧化焙烧脱硫设备时,应当充分利用精矿粒度小、表面积大、活性高、硫化物本身也是一种“燃料”的特点,使硫化锌能迅速氧化成氧化锌,又能充分利用精矿的自身的能量。
2.3、锌精矿的物理及化学性质锌精矿一般是由铅锌矿或含锌矿石经破碎、球磨、泡沫浮选等工艺而生产出的达到国家标准的含锌量较高的矿石。
精矿在空气的氧化开始是在颗粒的表面进行的。
当精矿粒度较小时,会有更多的气固接触,单位面积内反应的硫化锌就会增加。
但随着反应的进行,粒子表面形成一层坚硬的氧化锌壳,于是气流中的氧化分子穿过氧化锌层才能到达反应界面,增加了氧气的扩散阻力,从而减慢了硫化锌例子中心部分的氧化程度,所以粒度较小的精矿有利于扩散过程,保证硫化锌氧化得更完全。
矿物物相组成:其物相包括:ZnS、CdS、PbS、CCuFeS2、FeS2、Fe7S8、CaCO3、MgCO3、SiO2其他等。
2.4、锌的用途(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-Sn-Zn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。
2.5、结构设计的注意点(1)、为便于操作,炉篦深度不宜超过2mm;沿炉篦宽度1-1.5m设一个炉门。
(2)、炉膛高度以易于操作为原则。
(3)、炉膛长宽比宜选用3:1。
(4)、炉膛应成断面放大式,与垂直面成22°。
(5)、炉膛内最边壁的风帽与炉内壁距离为20-30mm。
(6)、筑砌内、外层耐火砖、红砖时砖缝要错开,且之间要有搭接砖。
(7)、外层砖筑砌完后,外圈要用钢架拉起来,以增加其钢性、整体牢固性。
(8)、当用煤量大于180kg/h时,加煤应采用机械加煤、出渣。
(9)、合理、合适的挡火墙高度有利于控制进入烘干机的热气体温度,避免烧坏烘干机筒体前端。
(10)、穿过沸腾炉的喂料管,要外敷耐热混凝土或选用耐高温的耐热不锈钢,并做好之间的密封。
(11)、沸腾炉出气口附近要装设测温热电偶,以利于控制出气烟气温度。
3.、锌沸腾炉焙烧工艺流程3.1、火法炼锌工艺流程火法炼锌工艺流程图火法炼锌的基本原理就是将氧化锌在高温下用碳质还原,并利用锌沸点低的特点,使锌以蒸气挥发,然后冷凝为液体锌。
以竖缺罐炼锌为例,其原则工艺流程如上图。
3.2、湿法炼锌工艺流程湿法炼锌主要有焙烧、浸出(见浸取)、浸出液净化和电积等工序。
锌精矿焙烧后用电解废液进行中性浸出,使大部分氧化锌溶解,得到的矿浆分离出上清液和底流矿浆。
上清液净化后电积产出金属锌,熔铸成锭。
底流矿浆进行酸性浸出以溶解残余的氧化锌,酸性浸出液返回到中性浸出;含锌约20%的酸性浸出渣,须进一步处理,传统方法采用回转窑挥发,回收其中的锌、铅和湿法炼锌工艺流程部分稀散金属焙烧使精矿中的硫化锌转变为可溶于稀硫酸的氧化锌,即酸溶锌。
湿法炼锌是第一次世界大战期间开始应用的。
其本质是用稀硫酸(即废电解液)浸出焙烧矿中的锌,锌进入溶液后再以电解法从溶液中沉积出来。
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。
3.3、沸腾炉焙烧工艺流程高温氧化流态化焙烧工艺流程图备料工序送来的混合锌精矿送入炉前仓,再由仓下调速胶带给料机、定量给料机,计量后由分配圆盘分别加到两台抛料机上,将混合精矿抛入焙烧炉内。
焙烧炉产出的焙砂经两台流态化冷却器和高效圆筒冷却机进一步冷却至150℃左右。
冷却后的焙砂经埋刮板运输机送到球磨机室进行球磨,磨细后的焙烧矿与烟尘混合用汽化喷射泵送制液车间浸出制液。
沸腾焙烧炉产出的烟气经余热锅炉回收烟气余热后,经两段旋涡收尘器、电收尘器收尘后由排烟机送制酸系统。
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。
在实际的锌精矿焙烧过程中,就是通过控制焙烧温度和气相组成来控制焙烧产物中锌的存在形态。
生产中通过控制供风量(空气过剩系数)来调节气相组成。
火法炼锌的焙烧温度一般控制在1273K 以上,有的达到1340~1370K 。
空气过剩系数为1.05~1.10。
湿法炼锌的焙烧温度一般控制在1143~1193K ,有的达到1293K 。
空气过剩系数为1.20~1.30。
3.4、沸腾炉焙烧原理3.4.1、锌精矿焙烧反应一般规律流态化焙烧的理论基础是固体流态化,当气体通过固体料层的速度不同时,可将料层变化分为三种状态:即固定床、膨胀床及流态化床。
锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自上而下通过炉内矿层,使固体颗粒被吹动,相互分离而呈悬浮状态,达到固体颗粒(锌精矿)与气体氧化剂(空气)的充分接触,以利化学反应的进行。
主要化学反应为:1300当焙烧温度一定时,焙烧过程中锌的存在形态取决于p SO2和p O2。
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2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 (1)ZnS+2O2=ZnSO4 (2)ZnO+SO2+1/2O2=ZnSO4 (3)3ZnSO4+ZnS=4ZnO+4SO2 (4)最新的理论认为硫酸锌的生成实际上要经历一个生成碱式硫酸锌的过程:3ZnS+11/2O2=ZnO·2ZnSO4+SO2 (5)ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2=2ZnSO4 (6)3.4.2、锌精矿焙烧动力学过程及机理金属硫化物的氧化反应是一个气、固相的多相反应过程,过程很复杂。
反应分成以下几步骤:(1)氧分子经扩散到达硫化物表面;(2)氧分子在硫化物表面被吸收,并分解成为活性氧原子;(3)氧原子向硫化物晶格中扩散,与金属离子和硫阴离子结合生成金属氧化物和吸附态的SO2;(4)SO2分子从固体表面解吸扩散到气相中。
3.4.3、传热原理流态化床的热传递可分为三种形式,即固体与气体间、流态化床内各部分之间、流态化床与管壁之间的热传递。
传热方式主要是对流。
由于流态化床内固体与气体之间接触多,有效传热面积大,故总的传热效率比固定床大。
由于流态化床内固体颗粒快速循环以及气流使床层激烈搅动,因而流态化床内各部分的温度几乎一致,就是在大量放热反应的焙烧过程中,床层内积分的温度仍能保持均匀一致,这对焙烧过程是非常有利的条件。
在生产实践中可以控制床层内温度差在±10K波动。
3.5、硫酸化焙烧当进行硫酸化焙烧时,进行下列反应:ZnSO4 = ZnO + SO3ZnO·2ZnSO4 = 3ZnO + 2SO3SO2 + 1/2O2 = SO3在实际焙烧过程中, pT在1013.25~2026.50Pa范围内,此时与温度关系如图所示。
总压曲线pT与ZnSO4和ZnO·ZnSO4的分解曲线相交于A、B和A`、B`。
当温度低于A、A`点所对应的温度时,ZnSO4稳定存在,当温度高于B、B`点所对应的温度时,ZnO稳定存在,当温度介于两者之间时,ZnO·ZnSO4稳定存在。