湿法炼锌
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一、实验目的1. 了解湿法炼锌的基本原理和工艺流程。
2. 掌握湿法炼锌的主要操作步骤和注意事项。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理湿法炼锌是将锌精矿中的锌通过浸出、净化、电解等工艺步骤提取出来的过程。
实验主要采用硫酸浸出锌精矿,通过控制反应条件,使锌离子溶解于溶液中,然后进行电解得到纯锌。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:锌精矿、硫酸、氢氧化钠、锌粉、氧化锌等。
2. 实验仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒、锥形瓶、滴定管、pH计、电解槽、电极等。
四、实验步骤1. 锌精矿的浸出(1)将锌精矿加入烧杯中,加入适量的硫酸,搅拌溶解。
(2)调节pH值,使锌离子充分溶解。
(3)过滤得到浸出液。
2. 净化(1)将浸出液加入锥形瓶中,加入适量的氢氧化钠,调节pH值,使锌离子沉淀。
(2)过滤得到沉淀物,洗涤。
(3)将沉淀物加入烧杯中,加入适量的硫酸,溶解。
(4)过滤得到净化液。
3. 电解(1)将净化液加入电解槽中,加入适量的锌粉,作为阳极。
(2)将氧化锌作为阴极。
(3)通入直流电,进行电解。
(4)观察电解过程,记录电流、电压、时间等参数。
五、实验结果与分析1. 浸出实验结果(1)锌精矿浸出率:80%(2)浸出液pH值:2.02. 净化实验结果(1)锌离子沉淀率:95%(2)净化液pH值:6.03. 电解实验结果(1)电流:2A(2)电压:4V(3)电解时间:2小时(4)电解得到的锌纯度:99.5%六、实验结论1. 通过本次实验,成功掌握了湿法炼锌的基本原理和工艺流程。
2. 在浸出、净化、电解等工艺步骤中,控制反应条件对锌的提取率和纯度有重要影响。
3. 实验结果表明,本实验所采用的湿法炼锌工艺可行,具有良好的经济效益。
七、实验注意事项1. 在浸出过程中,注意控制pH值,避免锌离子过度溶解。
2. 在净化过程中,注意沉淀物的洗涤,提高锌离子沉淀率。
3. 在电解过程中,注意电流、电压等参数的控制,保证电解效果。
4. 注意实验过程中的安全操作,避免发生意外事故。
湿法炼锌湿法炼锌简介湿法炼锌是一种常用的炼锌方法,采用湿法熔炼的方式将含锌原料转化为锌金属。
湿法炼锌的主要原理是利用氯化锌溶液对含锌原料进行浸泡和反应,将锌转化为可溶性的氯化锌,随后通过电解法将溶液中的锌电积出来。
在湿法炼锌过程中,含锌原料通常包括锌精矿、锌冶炼炉渣、锌含量较高的废弃物等。
这些原料首先经过破碎、磨矿等预处理工序,然后与氯化铵(NH4Cl)或氯化氢(HCl)等反应剂一起加入反应釜中进行浸泡反应。
在反应釜内,原料与反应剂在高温的条件下进行反应,锌被转化为氯化锌溶解在溶液中。
湿法炼锌工艺流程湿法炼锌通常包括以下几个工艺步骤:1.原料准备:将含锌原料进行破碎、磨矿等预处理工序,以满足后续反应的要求。
同时,根据原料的硫化程度进行除硫处理,减少硫对炼锌过程的影响。
2.浸泡反应:将预处理的原料与反应剂(如氯化铵、氯化氢等)一同加入反应釜中,使其充分混合。
调节反应釜内的温度和压力,促使反应剂与原料发生反应,将锌转化为氯化锌。
反应结束后,溶液中的氯化锌被转移到下一个处理步骤。
3.过滤与洗涤:将反应后的溶液通过过滤装置进行过滤,将固体颗粒和杂质分离。
随后,通过洗涤装置对固体颗粒进行洗涤,去除残留的溶液和杂质。
4.浓缩与结晶:将过滤和洗涤后的溶液进行浓缩和结晶处理,以获得高浓度的氯化锌溶液。
浓缩过程通常通过加热和蒸发的方式进行,而结晶过程则利用冷却或添加结晶剂来促使溶液中的氯化锌结晶出来。
5.电解炼锌:将浓缩和结晶后的氯化锌溶液送入电解槽内,进行电解炼锌。
在电解槽中,通过施加电流,在阴极上将溶液中的锌电积出来,生成纯净的锌金属。
同时,在阳极上则发生氧气的析出或氯化过程。
6.锌的处理和产品制备:经过电解后,得到的锌在阳极上以固体锌棒的形式存在,需要进行处理来得到可用的锌产品。
这包括锌的脱水、熔炼、浇铸等工序,最终获得纯度较高的锌金属产品。
湿法炼锌的优点和应用湿法炼锌相较于其他炼锌方法,具有以下优点:•原料适应性强:湿法炼锌可以利用多种含锌原料,包括矿石、废弃物等。
1 概述1.1 国内外发展锌冶炼方法分湿法和火法两大类,火法炼锌有横罐炼锌、竖罐炼锌和密闭鼓风炉炼锌。
横罐炼锌由于环境污染严重,劳动条件恶劣,已基本淘汰。
竖罐炼锌也存在环境污染、能耗较高、不利于综合回收的缺点,也逐步被其他方法所取代。
密闭鼓风炉炼锌又称帝国熔炼法(简称LSP),是由英国帝国熔炼公司开发出来的一种铅锌冶炼方法,20世界60年代开始应用于工业化生产,目前在全世界有20座炉,锌产量占世界锌总产量的12%左右。
由于该方法对原料适应性强,可以冶炼铅锌混合精矿,能耗较小,建设肉孜相对较少,并且很好地解决了火法冶炼的环境污染问题,具有较强的生命力和发展前景。
湿法炼锌是当今炼锌的主要方法,其产量占世界锌产量的80%以上,湿法炼锌可分为常规法、黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法,采用较多的是前三种方法。
前面提到的湿法炼锌工艺,都需要采用氧化脱硫,一般是沸腾焙烧,焙烧产出的氧化锌焙砂送湿法炼锌系统生产电锌。
另外还有全湿法炼锌工艺,即硫化锌精矿直接加压氧浸工艺。
加压氧气浸出技术是加拿大谢利特·哥顿公司在20世纪50年代开发的,开始用于金属硫化精矿的处理,回收镍、钴,共建有6座工厂,其中4座回收镍,2座回收钴。
70年代加压氧浸被用于硫化锌精矿处理。
炼锌技术的发展方向主要是减少污染,降低消耗,节约成本和提高有价金属回收率等,由此推动炼锌技术的不断进步,创造出多种多样的炼锌技术和工艺流程,可供我们合理选择。
我国是世界上锌生产和消费大国,从1996年至今其产量稳居世界第一。
2014年我国锌产量582.7万t,占当年全球锌总产量1315万t的43.2%。
这是基于我国的镀锌钢板产量差不多占世界半壁江山、年产成百亿支锌锰电池大规模出口、制造业对黄铜等各类锌基合金需求旺盛、建筑业的高速发展使氧化锌涂料消费量急增等需求因素带动了锌产业的快速发展。
另外我国锌资源较为丰富,其储量及储量基础仅次于澳大利亚,居世界第二位。
湿法炼锌的浸出过程湿法炼锌是一种将锌含量较低的矿石转化为纯锌金属的工艺过程。
该过程从矿石的伴生矿物中分离出锌,然后通过电解或其他方法将锌还原为纯金属。
本文将详细描述湿法炼锌的浸出过程。
第一步是矿石的粉碎。
矿石经过粉碎设备,使其颗粒尺寸适宜进行浸出。
矿石颗粒越细小,浸出效果越好。
粉碎好的矿石被送到浸出器。
浸出器通常是一个大型的搅拌槽,具有搅拌装置以确保矿石和浸出溶液充分接触。
第二步是浸出。
在浸出器中,将矿石与浸出剂进行接触。
典型的浸出剂是硫酸。
硫酸可以使锌矿石中的锌溶解,并形成硫酸锌溶液。
浸出时间和温度是影响浸出效果的重要因素。
通常,在高温和长时间的条件下,锌的浸出率会更高。
此外,浸出过程中还可能添加氯化铵、硫酸亚铁等化学试剂以促进溶解和反应。
第三步是澄清。
通过澄清过程,从浸出溶液中分离出固体杂质和颗粒。
澄清通常通过沉淀、过滤或离心等方法进行。
沉淀是将溶液中的固体杂质沉淀到底部,然后将澄清的溶液转移到下一个步骤。
过滤和离心是通过物理操作分离溶液和杂质颗粒。
第四步是锌溶液的净化。
在这一步骤中,从锌溶液中去除其他金属离子和杂质。
经典的净化方法是利用水合硫化物法去除铜、铅、镍等杂质。
该方法将沉淀试剂加入到溶液中,与杂质离子反应生成易沉淀的硫化物。
硫化物沉淀物可以通过过滤或离心分离,而纯净的锌溶液则继续到下一个步骤。
最后一步是电积。
将纯净的锌溶液通过电解的方式沉积到锌阴极上,再经过处理得到纯锌金属。
电积过程中,将锌溶液作为电解液,在电解槽中加入锌板,通过电流和电场的作用,使锌离子在阴极上还原生成纯锌金属。
电积后的锌金属经过处理,可得到高纯度的锌。
总结一下,湿法炼锌的浸出过程包括粉碎矿石、浸出、澄清、净化和电积。
通过这些步骤,从矿石中提取和浸出锌,经过净化和电积,最终得到纯锌金属。
这个过程是湿法炼锌的核心环节,对于提高浸出效果和锌的纯度至关重要。
锌的冶炼方法:火法炼锌和湿法炼锌一、火法炼锌:1、本质:将氧化锌在高温下用碳做还原剂,将锌还原出来。
然后利用锌沸点低的特点,使锌以蒸汽的形式挥发,然后通过特殊的冷凝设备将锌在蒸汽冷凝为液体锌。
2、工艺流程图:3、分类:火法炼锌有平罐蒸馏法、竖罐蒸馏法、电热蒸馏法和锌鼓风炉法等四种二、湿法炼锌1、本质:用稀硫酸(即废电解液)浸出焙烧矿中的锌,从而与不溶的脉石成分分离,硫酸锌经净化点击过程,把锌提取出来。
2、主要工艺流程:焙烧、浸出、浸出液净化、点解、(铸锭)其中浸出是这个湿法流程中的最重要环节,湿法炼锌厂的主要经济指标在很大程度上取决于所选择的浸出工艺操作条件。
3、锌焙砂浸出的分类:中性浸出、酸性浸出和高温高酸浸出4、湿法炼锌得到迅速发展的原因:ZnO+CO=Zn+CO2 处于高温条件下,因此比较耗能2ZnS+3O2=ZnO+SO2 所需条件为P O2<10-23atm, P SO2<10-16atm,在现有的设备而条件下很难达到基于以上原因,生产设备或者生产条件难以满足,因此要把硫化矿焙烧生成硫酸锌5、锌精矿焙烧的目的(1)、将精矿中的硫化锌尽量氧化生成氧化锌,出去部分或全部的硫(2)、使精矿中的硫氧化成二氧化硫,产出有足够浓度的二氧化硫烟气,以便制取硫酸(3)、使焙砂具有一定的强度、湿润性、透气性、粒度等物理性能(4)、使精矿中的铅、隔、砷和锑等杂质氧化变成易挥发的化合物或直接挥发而从精矿中分离三、焙烧过程的热力学1、硫化物焙烧的一般规律(1)、反应及产物形态A、硫酸化焙烧MeS+2O2=MeSO4B、氧化焙烧MeS+1.5O2=MeO+SO2C、焙烧生成金属(汞)MeS+O2=Me+SO2D、部分硫酸化MeSO4= MeO+2SO3 SO3=SO2+1/2O22、影响因素A、焙烧产物在很大程度上取决于温度低温生成硫酸盐,是硫酸化焙烧中温生成硫酸盐和氧化物,是部分硫酸化焙烧高温生成氧化物,是氧化焙烧实际焙烧温度为1070~1100℃。
湿法炼锌简介湿法炼锌是一种常见的炼锌工艺,通过在湿法条件下将含锌原料溶解,再通过沉淀、过滤、还原等步骤,从中提取锌金属。
该工艺具有炼出纯度高、产品质量好等优点,因此被广泛应用于锌冶炼行业。
工艺步骤湿法炼锌主要包括以下几个步骤:1.原料准备首先需要将含锌原料进行破碎和磨细,以提高其溶解性能。
常用的含锌原料有氧化锌、锌渣、锌精矿等。
2.溶解将磨细后的含锌原料与稀硫酸或氯化铵等酸性溶剂进行反应,使锌溶解为离子形式。
反应通常在反应釜中进行,并需要调控适当的温度和pH值。
溶解反应的基本方程式为:Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑溶解反应一般在高温下进行,以提高溶解速度。
3.沉淀将溶解液中的杂质通过添加草酸、氨水等沉淀剂进行沉淀,以去除杂质离子。
沉淀后的溶液经过过滤,得到含有锌离子的滤液。
4.还原将含锌滤液中的锌离子还原为金属锌。
通常使用氢气或锌粉作为还原剂,将其通入溶液中,锌离子被还原为金属锌,反应较为剧烈。
还原反应的方程式为:Zn2+ + 2e- → Zn还原反应需要在适当的温度和搅拌条件下进行,以提高反应速度和效率。
5.结晶将还原后的锌溶液通过冷却结晶的方法,使其中的锌离子逐渐结晶沉淀,最终得到纯度较高的锌晶体。
6.精炼将锌晶体经过水洗、干燥等工艺步骤,去除其中的杂质,使得最终产品的纯度更高。
精炼过程通常与原料准备一起进行。
应用领域湿法炼锌广泛应用于锌冶炼行业,主要应用于以下领域:1.电子工业锌是电子工业中常用的金属材料,用于制造电池、电路板等电子元器件。
精炼后的锌具有较高的纯度和良好的导电性能,能够满足电子工业对产品品质的要求。
2.钢铁冶金锌在钢铁冶金中常用作合金材料的添加剂,可以提高钢材的强度、耐蚀性和耐磨性。
湿法炼锌可以制备高纯度的锌粉或锌合金,用于钢铁冶金中的合金添加。
3.化工行业锌盐是化工行业中常用的无机化合物,广泛应用于金属表面处理、催化剂制备、颜料制造等领域。
湿法炼锌可以生产高纯度的锌盐产品,满足化工行业对产品质量的要求。
湿法炼锌的要求范文湿法炼锌是一种常见的冶金工艺方法,用于从含锌原料(如锌矿石、锌渣和废旧电池等)中提取纯净的锌金属。
湿法炼锌主要包括硫酸法和氯化法两种方法。
以下是湿法炼锌的要求,包括矿石分析、反应条件、原料质量要求、环保要求和能源消耗等方面。
一、矿石分析要求:1.矿石中的锌含量应高于一定的标准。
不同炼锌工艺有不同的要求,通常要求锌矿石中的锌含量在30%以上。
2.矿石中含有较少的难溶性杂质。
难溶性杂质如硫化物、氧化物、碳酸盐等会降低炼锌效率,增加锌损失。
二、反应条件要求:1.温度控制要准确。
湿法炼锌的反应温度通常在200℃到500℃之间,不同反应器内的温度分布要均匀。
2.压力要稳定。
通常硫酸法炼锌的反应压力为1.5至3.0MPa,氯化法炼锌的反应压力为0.1至0.5MPa。
3.反应时间要合适。
不同的炼锌方法对反应时间有不同的要求,通常要求反应时间在数分钟到数小时之间。
三、原料质量要求:1.原料含水率要控制在一定范围内,以便反应过程中水分对反应均衡和产物分离造成的影响最小化。
2.原料中的杂质含量要控制在规定的范围内,特别是有毒金属和重金属的含量应该尽可能地低。
四、环保要求:1.废水处理。
湿法炼锌过程中会产生大量的废水,其中含有大量的重金属和有害物质,必须进行有效的废水处理,以避免对环境造成污染。
2.排放气体处理。
湿法炼锌过程中还会产生大量的废气,其中含有二氧化硫等有害气体,必须通过达标的尾气处理设备处理后再排放。
3.废渣处置。
湿法炼锌过程中产生的废渣应进行安全有效的处置,以避免对土壤和水源造成污染。
五、能源消耗:1.电力消耗。
湿法炼锌中需要大量的电力来驱动反应器和设备,因此需要有稳定可靠的电力供应。
2.蒸汽消耗。
一些湿法炼锌过程需要蒸汽加热,因此需要有稳定的蒸汽供应。
总之,湿法炼锌是一种复杂的工艺方法,要求矿石含锌量高、原料质量良好,及时控制反应条件,处理废水和废气,并且能源消耗要合理。
这些要求能够保证湿法炼锌的高效、环保、经济和可持续发展。
湿法炼锌的浸出过程湿法炼锌是一种将锌矿石中的锌以浸出的方式提取出来的炼锌方法。
它是一种重要的工业生产技术,用于生产高纯度的锌。
下面将从湿法炼锌的浸出过程进行详细介绍。
首先,在湿法炼锌的浸出过程中,最关键的步骤是锌矿石料浸酸。
浸酸的作用是将锌矿石中的锌转化为可溶于酸的锌盐,从而使锌得以浸出。
浸酸过程采用的主要酸是硫酸。
硫酸具有较高的溶解能力,能够有效溶解锌矿石中的锌。
在浸酸过程中,首先将锌矿石破碎,以增加其表面积,便于酸的侵蚀。
然后将破碎后的锌矿石料与稀硫酸进行混合浸泡,使锌与酸接触并发生化学反应。
浸酸过程通常在反应釜中进行,反应釜内的搅拌装置可保证物料的均匀混合,促进反应的进行。
在浸酸的反应中,硫酸与锌矿石中的锌产生反应,生成硫酸锌溶液。
反应的化学方程式如下:ZnS+H2SO4→ZnSO4+H2S↑在这个反应过程中,硫酸锌溶液中的锌已经溶解出来,而硫酸铁等其他杂质则仍然留在固体废渣中。
这种溶液的形成是湿法炼锌的核心。
接下来,需要对硫酸锌溶液进行进一步的处理,以分离出所需的锌。
处理的过程通常包括净化和电解两个主要步骤。
净化过程是通过向硫酸锌溶液中加入氢氧化钠,使溶液发生中和反应。
这个过程的主要目的是去除溶液中的铁、铜、镍等杂质。
在中和反应中生成的沉淀物是金属氢氧化物,它们与锌的溶液进行气液分离,以便于后续处理。
沉淀物中的主要杂质可通过过滤和洗涤进行分离。
之后,所得的锌硫酸盐溶液进一步进行电解,以将其中的锌分离出来。
这个步骤通常采用铁板作为阳极和铅板作为阴极,通过电流作用使溶液中的锌在阴极上析出。
电解过程中,锌盐溶液中的锌离子被还原为纯净的金属锌,析出在电极上。
而其他杂质则仍然溶于溶液中,形成电解液。
纯净的锌以颗粒形式析出后,可以通过过滤和洗涤获得。
最后,所得的纯锌颗粒进行干燥处理,以去除残余的水分。
干燥后的锌可用于制备锌合金、电池、防腐涂层等产品。
总结起来,湿法炼锌的浸出过程包括锌矿石料浸酸、硫酸锌溶液净化和电解三个主要步骤。
湿法炼锌的浸出过程湿法炼锌是一种利用浸出过程从含锌原料中提取锌的方法。
它适用于氧化锌矿、硫化锌矿、锌渣、锌矾石等含锌原料的处理。
下面将详细介绍湿法炼锌的浸出过程。
1.浸出:首先将含锌原料破碎成适当的颗粒大小,然后与硫酸等浸出剂混合。
浸出剂中的硫酸可迅速与锌矿石中的氧化锌反应生成锌硫酸,并溶解出锌。
此反应的化学方程式如下:ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O浸出过程一般在高温和高压条件下进行,以提高锌的浸出速率和产率。
常用的浸出设备有浸出槽、自搅浸出槽和浸出塔等。
2.澄清:浸出液中含有大量的固体杂质和不溶性物质,需要通过澄清过程除去。
澄清通常通过沉淀、过滤和离心等方法进行。
将浸出液与澄清剂混合后,通过沉淀或过滤将杂质和不溶性物质分离出来。
3.净化:经过澄清后的浸出液仍然含有一些杂质,如铁、铜等。
这些杂质会对后续的电积过程产生负面影响,因此需要进行净化处理。
净化的方法主要有溶解氧净化、萃取、电解净化等。
其中,溶解氧净化是利用氧气氧化溶解在浸出液中形成的亚硫酸离子,从而使其转变为硫酸离子,进一步沉淀出铜等杂质。
电解净化则是通过电解的方法将杂质沉积在阳极上。
4.电积:经过净化后的浸出液进入电积槽,进行电积过程。
电积槽中安置有阴极和阳极。
锌离子在阴极上还原为金属锌,而硫酸根离子则在阳极上发生氧化,供给电流和维持硫酸根离子的稳定浓度。
金属锌在阴极上沉积并逐渐增厚,形成锌板。
电积的条件包括电流密度、电解液温度、搅拌速度等。
以上就是湿法炼锌浸出过程的主要步骤。
湿法炼锌的优点是工艺较为成熟,设备相对简单且易于操作,能够从多种含锌原料中提取锌。
但同时也有一些缺点,如浸出剂损耗较大、产生废水废液等。
因此,湿法炼锌的开发以及对废水废液的处理和回收将是今后的发展方向。
湿法炼锌简介湿法炼锌是一种常见的金属冶炼方法,被广泛应用于炼铜、炼锌和锌冶炼等领域。
湿法炼锌的基本原理是利用水或酸溶解锌矿石中的锌,在特定的条件下,通过一系列的化学反应将锌转化为可溶性的锌盐,最终通过电解或其他方法得到高纯度的金属锌。
湿法炼锌的工艺流程湿法炼锌的工艺流程通常包括以下几个步骤:1.矿石破碎与磨矿:将锌矿石进行破碎和磨矿,使其颗粒细化,增加接触面积,便于溶解。
2.矿石浸取:将细化后的锌矿石与水或酸进行浸取,使锌与溶液接触并溶解。
3.过滤与固液分离:将浸取后的混合物进行过滤,将固体与溶液分离。
4.锌盐制备:将含锌的溶液进行进一步处理,使锌转化为稳定的锌盐。
通常采用沉淀、结晶等方法对锌进行分离纯化。
5.锌盐还原:对制备得到的锌盐进行还原,将锌还原为金属锌。
6.金属锌精炼:通过电解或其他方法对还原得到的金属锌进行精炼,提高其纯度。
湿法炼锌的优势湿法炼锌相对于其他炼锌方法,具有一些明显的优势:1.适用范围广:湿法炼锌可以处理多种类型的锌矿石,包括氧化矿石、硫化矿石和复杂矿石等,适用范围广。
2.环保高效:湿法炼锌能够有效回收和利用矿石中的锌资源,减少对自然环境的影响。
,湿法炼锌过程中产生的废水和废气可以进行处理和尾气治理,减少环境污染。
3.纯度高:湿法炼锌可以通过调控工艺条件和采用适当的纯化方法,获得高纯度的金属锌。
4.自动化程度高:湿法炼锌的多个工艺步骤可以进行自动化操作,提高生产效率和工作安全性。
湿法炼锌的应用领域湿法炼锌广泛应用于炼铜、炼锌和锌冶炼等领域。
在炼铜过程中,湿法炼锌可以用于回收和利用炉渣中的锌资源,减少资源浪费。
在炼锌领域,湿法炼锌是一种常见的炼锌方法,可用于处理各类锌矿石,获得高纯度的金属锌。
,湿法炼锌也可以用于锌冶炼过程中的锌产出,提高锌冶炼的效率和产品质量。
湿法炼锌是一种重要且广泛应用的金属冶炼方法,具有适用范围广、环保高效、纯度高和自动化程度高的优势。
湿法炼锌的工艺流程包括矿石破碎与磨矿、矿石浸取、过滤与固液分离、锌盐制备、锌盐还原和金属锌精炼等步骤。
湿法冶锌工艺流程概述:湿法炼锌是当今世界最主要的炼锌方法,其产量占世界总锌产量的85%以上。
近期世界新建和扩建的生产能力均采用湿法炼锌工艺。
湿法炼锌技术发展很快,主要表现在:硫化锌精矿的直接氧压浸出;硫化锌精矿的常压富氧直接浸出;设备大型化,高效化;浸出渣综合回收及无害化处理;工艺过程自动控制系统等几个方面。
湿法炼锌是用稀硫酸(即废电解液)浸出锌焙烧矿得硫酸锌溶液,经净化后用电积的方法将锌从溶液中提取出来。
当前,湿法炼锌具有生产规模大、能耗较低、劳动条件较好、易于实现机械化和自动化等优点在工业上占主导地位,锌总产量的80~85%来自湿法炼锌。
锌焙砂的浸出湿法冶锌的浸出是以稀硫酸溶液作为溶剂,控制适当的酸度、温度和压力条件,将含锌物料(如锌焙砂、锌烟尘、锌氧化矿、锌浸出渣、硫化锌精矿等)中的新华无溶解撑硫酸锌进入溶液,不容固体形成残渣的过程。
浸出所得的混合矿浆在经浓缩、过滤将溶液与残渣分离。
锌焙砂浸出的原则工艺流程:锌焙砂浸出是用稀硫酸溶液去溶解砂浸中的氧化锌。
作为溶剂的硫酸溶液实际上是来自锌电解车间的废电解液。
锌焙砂浸出分为中心浸出和酸性浸出的两个阶段,常规浸出流程采用一段中性浸出和一段酸性浸出或两端中性浸出的复浸出流程。
锌焙砂首先用来自酸性浸出阶段的溶液进行中性浸出。
中性浸出实际是用锌焙砂来中和酸性浸出溶液中的游离酸,控制一定的酸度(Ph=5.2~5.4),用水解法除去溶解的杂质(主要是Fe、Al、Si、As、Sb),得到的中心溶液经净化后送去电积回收锌。
中性浸出仅有少部分ZnO溶解,锌的浸出率为75%~80%,因此浸出残渣中还含有大量的锌,必须用含酸度较大的废电解液(含100g/L左右的游离酸)进行二次酸性浸出。
酸性浸出的目的是使浸出渣中的锌尽可能完全溶解,进一步提高锌的浸出率;同时还要得到过滤性良好的矿浆,以利于下一步进行固液分离。
为避免大量杂质同时溶解,终点酸度一般控制在H2SO4浓度为1~5g/L。
湿法炼锌-中性浸出液的净化置换沉淀法除铜镉钴镍A 置换净化的热力学在水溶液中用一种金属取代另一种金属的过程为置换。
从热力学讲,只能用较负电性金属去置换溶液中的较正电性金属。
例如,用金属锌能将溶液中的铜置换出来:Zn+Cu2+ ==== Zn2++Cu↓因此,置换的次序决定于水溶液中金属的电位次序,而且置换趋势的大小决定于它们的电位差。
这一点可以通过热力学计算来说明。
从热力学分析可知,采用锌粉置换Cu,Cd,Co,Ni均可净化得很彻底,可使Cu,Cd,Co,Ni的离子活度分别为Zn离子活度的10-38,10-11.63,10-16.81,与10-17.69倍。
B 置换净化的动力学采用锌粉置换净化Cu,Cd比较容易,而净化除Co,Ni并不是很容易。
用理论量锌粉很容易沉淀除Cu,用几倍于理论量的锌粉也可以使Cd除去,但是用甚至几百倍理论量的锌粉也难以将Co除去至符合锌电积的要求。
Co难以除去的原因,国内外较多的文献都解释为Co2+还原析出时具有高的超电压的缘故,同时还有一个反应速率的问题。
置换反应的速率,可以理解为负电性金属在含有正电性金属离子的溶液中溶解速率,并可用下式表示:dc A- —— = k — cdt V式中 k——速率常数;A——与溶液的接触面积;V——溶液的体积;c——正电性金属离子的浓度;t——反应时间。
积分上式得到:V 1 c2k = - —·— ln —A t c1——为正电性金属离子反应前的浓度;式中 c1c——为正电性金属离子反应t时间后的浓度。
2置换过程速率可能是扩散控制,或者是化学反应控制。
研究证实,反应Zn+Cd2+ ==== Cd+Zn2+在50℃,当转速在250r/min以下时,置换反应速率常数k与转速n呈正比。
当转速在250r/min以上时,置换反应速率保持不变。
表明当低转速时,置换反应在扩散区进行,高转速时反应在动力学区进行。
置换反应速率与温度的关系式:(是在25~85℃范围内)1350lgk = 13.54 - ———T活化能 = 4.95 x 5650J/mol = 23.14kJ/mol,即反应没有纯扩散的特征。
湿法炼锌湿法炼锌是一种常用的冶金工艺,用于从含锌矿石中提取纯净的锌金属。
这种方法利用了锌的易溶性和矿石中其他金属的不溶性,通过溶解、沉淀、还原等步骤,将锌从矿石中分离出来。
湿法炼锌是一种高产、高效的工艺,在金属冶炼行业中得到了广泛应用。
湿法炼锌的过程可以分为溶解、净化、沉淀、还原和电解等几个主要步骤。
首先,将含锌矿石经过粉碎、浸泡等预处理工序后,与硫酸等酸性溶剂一起进入溶解槽,进行溶解。
在溶解过程中,锌矿石中的锌与溶剂中的硫酸反应生成溶液,而其他金属则以氧化物的形式残留在固体渣中。
接下来,需要对溶液进行净化,以去除其中的杂质。
一般采用氧化物沉淀法进行净化。
通过向溶液中加入氧化剂,如过氧化氢或氯化铵,使金属离子被氧化成氧化物。
这些氧化物会形成沉淀,沉淀与溶液分离,从而实现净化的目的。
净化后的溶液中已经富集了锌离子,需要进一步沉淀和还原以得到纯净的锌金属。
这个过程通常是通过加入氢氧化钠等碱性物质来调节溶液的pH值,使锌离子和其他杂质形成沉淀。
沉淀后,将其与溶液分离,通过加热还原或电解的方法将锌沉淀转化为纯净的锌金属。
最后一个步骤是电解,用于进一步提纯锌金属。
将沉淀的锌与氯化铵等电解质一起放入电解槽中,通过施加电流使金属离子在阳极上电解析出锌金属。
在此过程中,锌离子会逐渐堆积到阴极上,形成纯净的锌薄板。
经过脱水、干燥等后处理工序,最终得到高纯度的锌金属产物。
湿法炼锌的优点在于操作简单、适应性强、生产效率高。
与其他冶炼方法相比,湿法炼锌能够处理多种类型的含锌矿石,并可以从低品位矿石中提取锌金属。
此外,湿法炼锌还可以与其他冶炼工艺相结合,如电炉炼铁、炼铅等,形成整体的冶炼流程,提高资源利用率。
然而,湿法炼锌也面临一些挑战和问题。
首先,处理含锌矿石会产生大量的废渣和废水,这给环境造成一定的压力。
其次,湿法炼锌对能源和原料的需求较高,而且生产过程中存在一定的能耗。
在实际应用中,需要考虑到这些因素,并采取合适的环保措施和节能技术。
湿法炼锌趋势
湿法炼锌是一种较为常见的锌冶炼方式,其趋势具有以下几个方面。
首先,湿法炼锌的趋势之一是技术的不断改进。
随着科技的进步和工艺的不断完善,湿法炼锌的技术水平也在不断提高。
例如,先进的设备和更高效的溶剂提取技术使得锌的回收率更高,产量更大,同时还减少了对环境的污染。
其次,湿法炼锌趋势的另一个方面是对环境保护的重视。
随着环保意识的提高,矿山和冶炼行业被要求降低对环境的影响。
相比于传统的干法炼锌,湿法炼锌减少了废气和废水的排放,大大减少了对大气、水源和土壤的污染。
因此,湿法炼锌在锌冶炼行业中的应用前景广阔,受到了政府和企业的重视。
再次,湿法炼锌的趋势还包括资源的综合利用。
湿法炼锌可以实现多金属资源的综合利用,提高了锌冶炼的经济效益。
例如,湿法炼锌过程中的废渣中含有一定量的铅、银、铜等有价值的金属。
通过进一步的提纯和处理,不仅可以回收这些有价值的金属资源,还能减少对自然资源的开采,实现资源的循环利用。
此外,湿法炼锌的趋势还包括与其他行业的协同发展。
湿法炼锌产生的副产物酸洗液,在钢铁、电子、化工等行业有广泛的应用。
酸洗液可以作为酸洗设备中的酸液使用,用来去除金属表面的氧化物和腐蚀产物。
这种协同发展的方式不仅提高了湿法炼锌的资源利用效率,还实现了不同行业之间的互利共赢。
综上所述,湿法炼锌的趋势包括技术的不断改进、对环境保护的重视、资源的综合利用以及与其他行业的协同发展。
这些趋势展现了湿法炼锌在锌冶炼行业中的重要地位和广阔前景,同时也符合了可持续发展的要求。
相信在未来的发展中,湿法炼锌将继续发挥其优势,为社会和环境做出更大的贡献。
湿法炼锌的浸出过程一、锌焙烧矿的浸出目的与浸出工艺流程(一)锌焙烧矿浸出的目的湿法炼锌浸出过程,是以稀硫酸溶液(主要是锌电解过程产生的废电解液)作溶剂,将含锌原料中的有价金属溶解进入溶液的过程。
其原料中除锌外,一般还含有铁、铜、镉、钴、镍、砷、锑及稀有金属等元素。
在浸出过程中,除锌进入溶液外,金属杂质也不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。
这些杂质会对锌电积过程产生不良影响,因此在送电积以前必须把有害杂质尽可能除去。
在浸出过程中应尽量利用水解沉淀方法将部分杂质(如铁、砷、锑等)除去,以减轻溶液净化的负担。
浸出过程的目的是将原料中的锌尽可能完全溶解进入溶液中,并在浸出终了阶段采取措施,除去部分铁、硅、砷、锑、锗等有害杂质,同时得到沉降速度快、过滤性能好、易于液固分离的浸出矿浆。
浸出使用的锌原料主要有硫化锌精矿(如在氧压浸出时)或硫化锌精矿经过焙烧产出的焙烧矿、氧化锌粉与含锌烟尘以及氧化锌矿等。
其中焙烧矿是湿法炼锌浸出过程的主要原料,它是由ZnO和其他金属氧化物、脉石等组成的细颗粒物料。
焙烧矿的化学成分和物相组成对浸出过程所产生溶液的质量及金属回收率均有很大影响。
(二)焙烧矿浸出的工艺流程浸出过程在整个湿法炼锌的生产过程中起着重要的作用。
生产实践表明,湿法炼锌的各项技术经济指标,在很大程度上决定于浸出所选择的工艺流程和操作过程中所控制的技术条件。
因此,对浸出工艺流程的选择非常重要。
为了达到上述目的,大多数湿法炼锌厂都采用连续多段浸出流程,即第一段为中性浸出,第二段为酸性或热酸浸出。
通常将锌焙烧矿采用第一段中性浸出、第二段酸性浸出、酸浸渣用火法处理的工艺流程称为常规浸出流程,其典型工艺原则流程见图1。
图1湿法炼锌常规浸出流程是将锌焙烧矿与废电解液混合经湿法球磨之后,加入中性浸出槽中,控制浸出过程终点溶液的PH值为5.0~5.2。
在此阶段,焙烧矿中的ZnO只有一部分溶解,甚至有的工厂中性浸出阶段锌的浸出率只有20%左右。
湿法炼锌是一个流程较长的冶金过程而且工艺比较成熟,包括锌精矿的焙烧、浸出、净化、电解、阴极锌的熔铸等过程.论文首先叙述了锌精矿种类,沸腾炉的焙烧过程,常规浸出各种影响因素及电解沉积锌的经济技术指标,为后续章节信息系统的开发奠定了基础.该文主要研究锌精矿的焙烧、浸出、电解三个过程,首先建立了锌精矿的配矿信息系统.该系统能提供精确的配矿和符合生产条件下配矿成本最低化,系统中优化了十种矿样的45种组合,而且全部数据输入和输出都使用数据库操作.然后根据锌精矿沸腾炉硫态化焙烧原理建立了热力学模型的信息系统,根据物料平衡和热平衡建立方程组来确定焙烧矿以及烟气的成分.由于焙烧过程的时间变化性,该热力学模型无法全部描述的内在机制等,使得结果存在着一定的偏差,但此模型能够较好地拟合焙烧过程的主要趋势.最后,在锌常规浸出和过电解沉积锌过程中设计了BP神经网络来预测浸出过程中的浸出率、浸出渣率、浸出液上清率、新液合格率、渣含水以及电解过程中的电流效率等因素.网络采用了近30组的训练样本,样本数据范围大,网络的训练误差精度可以达到10<-5>.新的嫁接BP神经网络预测适应性较广、精度较高.可以实现离线预测,并且为在线操作提供了参数指标.湿法炼锌信息系统的程序采用了Visual Basic6.0和Matlab两种语言混合编写,系统的数据库采用Microsoft Access创建和维
护.Visual Basic6.0编程语言简单实用,可视化功能强大,具有严密的封装性,而且还提供许多ActiveX控件;Matlab编程语言不仅有较强的矩阵运算功能和绘图能力,而且带有12个功能强大的工具箱;Microsoft Access编写的数据库具有随时对数据进行修改和补充.程序运用Matlab解方程组的功能和神经网络工具箱,建立沸腾炉焙烧物粒平衡信息系统和锌常规浸出和锌电积神经网络预测信息系统两大系统,再把解方程过程中BP神经网络可视化接到VB的封装体系中.所涉及到的BP神经网络函数都以脚本文件的形式存在,这样既减少程序的复杂性又提高了程序的运行效率……。