锌精矿焙烧设计任务书

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3.2 硫化锌精矿的焙烧 1.5资料

铅多的烟尘作为炼镉原料。
鼓风炉炼锌：通过烧结机进行烧结焙烧，既要脱硫、结块，还要控
制铅的挥发。精矿中含铜较高时，要适当残留一部分硫，
以便在熔炼中制造冰铜。
湿法炼锌：
1) 尽可能完全地氧化金属硫化物并在焙砂中得到
氧化物及少量硫酸盐(3~4%SSO4)，实行部分硫酸盐化焙烧，焙砂中少量硫酸盐以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失；
当PSO2=0.1 atm ， PO2=10132.5~20265 Pa 时，
Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图（PSO2=0.1 atm）
1203K
当 T > 1203K （930℃）时，ZnO稳定。
当 T < 1203K （930℃）时， ZnO· 2ZnSO4稳定。
火法炼锌的焙烧温度一般控制在1000 ℃以上
(3) 硫化铅(PbS) 铅在硫化锌精矿中存在的矿物形式，称为方铅矿。硫化铅在空气中焙烧时铅可被氧化为PbSO4 和 PbO 。硫化铅和氧化铅在高温时具有大的蒸气压，能够挥
发进入烟尘，因此可采用高温焙烧来气化脱铅。
铅的各种化合物熔点较低，容易使焙砂发生粘结，影响正常的沸腾焙烧作业的进行。
(4)硫化铁
-3.9775
75.8431 -5.2601 21.7743 -6.8524 29.8438
-2.1197
64.3544 -3.3944 19.1885 -6.3161 25.7448
-0.8686
54.9731 -1.8799 17.0711 -5.8755 22.3912
0.1507
1.0080
(7) 砷与锑的化台物在锌精矿中存在的砷、锑化合物有硫砷铁矿 ( 即毒砂 FeAsS) 、硫化砷 (As2S3) 、辉锑矿 (Sb2S3) ，在焙烧过程中生成 As2O3、Sb2O3以及砷酸盐和锑酸盐。 As2S3 、 Sb2S3 、As2O3、Sb2O3容易挥发进入烟尘，砷酸盐和锑酸盐是稳定化合物残留于焙砂中。 (8) Bi、Au、Ag、In、Ge、Ga等的硫化物 Bi、 In、Ge、Ga等的硫化物在焙烧过程中生成氧化物，以氧化物的状态存在于焙烧产物中， Au和Ag主要以金属状态存在于焙烧产物中。

锌冶炼焙烧工艺

原料工序锌精矿来源较广，成分复杂不均，目前进入我分厂原料的精矿有新疆、河北、东矿、万城、天津（澳大利亚、秘鲁），除此之外平均每天约有（）吨锌浮渣进入7#仓。

为了使焙烧能有一个相对稳定的工艺条件，必须对精矿进行合理配料使精矿成分稳定在焙烧操作允许范围之内，并且不发生大的波动，因为这个是关系到整个焙烧制酸系统稳定的先决条件。

除了对精矿进行合理配料之外，还需对精矿进行预处理，控制精矿的粒度及水分，配料釆用仓室配料，根据成分进行配料计算，确定配料比例。

配料设备采用配料圆盘和电子皮带秤（已经取消），控制混合精矿的流量大小，精矿含水量目前分厂要求控制在9%-10%o二、焙烧工序我分厂焙烧工段焙烧炉炉床面积109平米，该炉为鲁奇式，有一锥型扩大段，采用无前室加料系统，设有物料排出口及直通式风帽，炉子抛料口设有紧急闸门，如发生路况异常，关闭闸门，保护抛料机原料送来的精矿先进入炉前仓，由仓下调速胶带给料机，定量给料机，通过留管进入抛料机送入焙烧炉内，产出的配砂经过2台流态化冷却器和高效圆筒冷却•焙砂至150度左右，通过刮板机送入球磨机磨细，然后与烟尘一并送入俩台汽化平喷射泵送至浸出车间。

沸腾炉产出的烟气经余热锅炉回收烟气余热后，经俩段漩涡收尘器、电收尘收尘后由高温风机送制酸系统。

1.焙烧的目的将精矿中的ZnS尽量氧化成ZnO,同时让铅、镉、神等杂质氧化变成易挥发的氧化物从精矿分离。

使精矿中的S氧化成SO2,产出足够浓度的SO2烟气送制酸。

2.精矿焙烧要求尽可能的完全氧化金属硫化物，使精矿中的杂质氧化后变为挥发物挥发出去。

同时尽可能的少得到铁酸锌，由于该物质不溶于稀硫酸，不利于浸出工艺进行。

3.焙烧原理该流态化焙烧为固体流态化焙烧，气体通过料层速度不同，按焙烧强度可分为、固定料层、膨胀料层、流态化料层。

流态化焙烧利用气体自下而上以一定速度通过料层，使固体颗粒被吹动，颗粒相互分离呈悬浮态，这样可使精矿颗粒与空气充分接触，有利于化学反应。

锌精矿的焙烧

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。

硫化锌精矿的沸腾焙烧工序

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。

年产9.5万吨湿法炼锌厂焙烧车间设计

关键词：工厂设计湿法炼锌焙烧鲁奇型焙烧炉
Abstract
The paper is the design instruction book of roasting plant of manualthe introduced thenature of the zinc, uses, and the current production and consumption。After a brief introduction ofsome background knowledge of the premise, this paper carried out on site selection, In view of zinc metallurgy production process varied，In this paper, a variety of processes are analyzed andcompared，And determine the selection of sulfation roasting - leaching - purification -Electrowinning Process。After the process in determining，This article，according to calculation results to calculate the size of fluidized bedboiler。At last, this article on industrial "three wastes" also of thecorresponding.Most of this article can be divided into five,The first part is to introduce backgroundknowledge.The fourth part is the choice of ancillary equipment in the factory and the "threewastes" to deal with.The second part of the contents chosen the site，technology,and productionparameters.Part III is divided into metallurgical calculation and the furnace design.

锌精矿沸腾焙烧设计

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。

日处理750吨锌精矿流态化焙烧炉的设计

济源职业技术学院毕业设计（论文）(冶金化工系)题目日处理750吨锌精矿流态化焙烧炉的设计专业冶金技术班级冶金0805班姓名焦**学号0813****指导教师王**完成日期2013年8月29日~2013年10月12日济源职业技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1锌的性质及用途 (2)1.2锌的主要矿物资源与炼锌原料 (2)1.3锌冶金工艺技术的发展 (3)1.4流态化焙烧的发展 (5)第二章工艺流程的选择与论证 (6)2.1原料组成及特点 (6)2.2焙烧工艺的选择 (6)2.3硫化锌精矿焙烧工艺的基本原理 (7)2.4硫化锌精矿流态化焙烧的工艺组成 (7)2.4.1 炉料准备及加料系统 (7)2.4.2 流态化焙烧炉本体 (8)2.4.3 烟气冷却及收尘系统 (8)2.4.4 排料系统 (8)第三章技术经济指标选择与论证 (10)3.1主要操作条件的选择 (10)3.1.1 鼓风量与过剩空气系数 (10)3.1.2 空气直线速度 (10)3.1.3 温度 (10)3.1.4 炉底与炉顶压力 (11)3.1.5 流态化床高度与烟气在炉内的停留时间 (11)3.2技术经济指标的选择 (11)3.2.1 焙烧炉床能率 (12)3.2.2 可溶锌率 (12)3.2.3 锌精矿焙烧脱硫率 (12)3.2.4 焙烧产出率及烟尘率 (12)3.2.5 锌回收率 (12)3.2.6 炉子开动周期 (12)- I -济源职业技术学院毕业设计（论文）第四章锌精矿流态化冶金计算 (13)4.1锌精矿物相组成计算 (13)4.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (14)4.3焙砂产出率及其化学和物相组成计算 (17)4.4焙烧需要的空气量及产出烟气量与组成计算 (21)4.4.1 焙烧矿脱硫率计算 (21)4.4.2 出炉烟气计算 (21)4.5流态化焙烧物料平衡 (22)4.6热平衡计算 (23)4.6.1 热收入 (23)4.6.2 热支出 (25)第五章设备的选择及其计算 (28)5.1主体设备的选择与计算 (28)5.1.1 炉型的选择 (28)5.1.2 炉床面积的确定 (28)5.1.3 炉床直径的确定 (29)5.1.4 炉膛面积和炉膛直径的确定 (29)5.1.5 炉腹角 (29)5.1.6 流态化床的高度 (29)5.1.7 炉膛高度 (29)5.2辅助设备的选择与计算 (30)5.2.1气体分布板和风帽 (30)5.2.2 流态化床层排热装置 (31)5.2.3 排料口 (32)5.2.4 烟气出口 (32)第六章结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)- II -济源职业技术学院毕业设计（论文）摘要根据设计任务书的要求，本文对日处理750吨锌精矿的流态化焙烧炉进行了精心的设计，在参阅大量文献的基础上，结合生产实践，对锌精矿流态化焙烧工艺和技术经济指标进行了论证与选择，对烟尘与焙砂成分的产出率、焙烧需要的空气量与烟气量、烟气的成分等进行了物料平衡和热平衡计算，对主要设备和辅助设备进行了精心选择、设计及尺寸计算。

锌精矿焙烧收尘的设计

1参考文献 2
112 张驾 1 重有色金属冶炼设计手册铅锌铋卷1M21 北京: 冶金工业出版社, 2231
6 月、7 月全国部分地区硫酸1w ( H 2SO4) 100% 2产量统计 kt
全国北京天津河北山西内蒙古辽宁吉林黑龙江上海江苏浙江安徽福建江西山东
6月 2 311. 733 5. 999 9. 699 90. 706 42. 375 13. 319 90. 339 4. 298 7. 330 29. 006 221. 513 55. 809 136. 295 30. 014 74. 235 249. 453 7月 2 188. 586 6. 626 5. 142 100. 812 53. 666 14. 799 96. 184 5. 098 2. 538 29. 394 208. 388 50. 934 137. 609 29. 135 72. 340 228. 539
# 28 #
硫酸工业
2001 年第 5 期
锌精矿焙烧收尘的设计
易东明
( 南化集团研究院, 江苏南京 210048)
1摘要2 介绍了锌精矿酸化焙烧和高温氧化焙烧沸腾炉的设计特点, 炉气冷却降温、焙尘收集及焙砂冷却设备的选用及设计实例。锌精矿酸化焙烧的焙烧强度一般选取 515~ 61 5 t/ ( m2# d) , 高温氧化焙烧取 71 0~ 715 t/ ( m2#d) , 两种焙烧形式的沸腾炉风帽密度、风帽小孔气速基本一致, 分别为 65~ 75 个/ m2、40~ 50 m/ s。 1关键词2 锌精矿; 焙烧; 设计 1中图分类号2 T Q 0541 1, T Q1111 162 1文献标识码2 B 1文章编号2 1002- 1507( 2001) 05- 0028- 03

4万吨锌精矿初步方案

初步设计方案的主要工艺设备规格
(二)焙烧工段主要设备规格表
(三)净化工段主要设备规格表
(四) 转化工段主要设备规格表
(五) 干吸成品工段主要设备规格表
(六)尾气处理主要设备规格表
(
污水处理设备规格表
装置建设投资估算
含工程设计、设备制造、采购、运输、安装、调试。

“不含装置土建、征地、上网、装置界区外的水、电（变电）等公用工程费用”。

一制酸装置部分价格(万元)
1 原料工段设备32.00
2 焙烧、排渣工段设备394.00
3 净化工段设备234.70
4 干吸、成品工段设备(含成品) 338.00
5 转化工段设备（触媒业主自备）326.30
6 制酸装置循环水站41.00
7 余热回收系统340.00
8 给排水30.00
9 装置范围内油漆、保温90.00
10 工艺管道、阀门、操作钢平台、支架等220.00
11 常规低压电器190.00
12 仪表自控（常规仪表）90.00
13 小计2326.00
二环境保护部分
1 尾气处理系统52.00
2 污水处理系统200.00
3 小计252.00
三其它
1 设计费
2 运输费
3 小计
4 以上合计∑2698.00
以上制酸装置建设总投资_2698__万元，其中制酸装置部分设计、制造、
安装运输部分、开车部分总投资__2446_万元，环境环保部分投资＿252＿万元。

备注：此方案为初步设计方案，报价仅供参考。

建业庆松集团有限公司 2011年3月17日。

锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体设计—廖小兵

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：学生姓名：学号：所在院(系)：专业：班级：指导教师：职称：年月日攀枝花学院教务处制锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体设计摘要：通过计算和作图，简要设计出了锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体。

关键词：锌精矿、焙烧炉、设计锌精矿的焙烧是一个复杂过程，存在着气-固反应，固-固反应以及固-液反应；硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧，目前采用的沸腾焙烧炉有带前室的直形炉、道尔型湿法加料直型炉和鲁奇扩大型炉三种类型，多采用扩大型的鲁奇炉（Lurgi 炉，又称为VM 炉）。

本文着重对鲁奇炉的设计作详细介绍。

1 操作气流速度与床能率1.1 操作气流速度的确定（1）颗粒平均直径本文根据理论经验，取3=0.159210d -⨯均(m)。

（2）临界流态化速度由于低温部分硫酸化焙烧温度在（850～900℃）范围内，取=t 层850℃，由查表可得：=kg/m 3γ气0.324，130.3103υ⨯-=。

先计算Ar=3'2.gd γλγ均气=3369.8(0.159210)41000.3240.324130.310--⨯⨯-⨯⨯=29.50.940.R e =0.001070.0010729.5Ar=⨯临界=0.0258<5由此可得：=R e d νω临界临界均=63130.3100.02580.159210--⨯⨯⨯=0.0211（m/s ）(3) 颗粒带出速度按烟气成分及900t C = 膛查表计算出：362=0.32kg 10(/)m s γν-⨯气（/m ）,=140.1由公式33629.8(0.159210)41000.320.32(140.110)A r --⨯⨯-=⨯⨯=25.911R e 25.9 1.4390.31818A r ==⨯=>带出应予纠正。

查得：630.88140.110=R e 1.4390.88 1.11(/)d 0.15210f v f m s ω--=⨯=⨯⨯=⨯带出带出带出带出均（4）操作气流速度根据锌精矿焙烧的工艺条件，精矿粒径，参考同类型工厂的生产时间，取23k =渣化。

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硫化锌在焙烧过程中受热时不分解，仍保持紧密zhuangtai，使气体透过困难。同时，焙烧所得氧化锌，其密度较硫化锌小，所占体积较大，完全地包裹硫化锌核心，使氧扩散到硫化锌表面也很困难。因此，硫化锌是较难焙烧的一种硫化物。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)
2.铺炉及冷却
（1）铺炉全部用优质干焙砂，用量50~60吨，如果有条件，可以用其他沸腾炉生产的热焙砂铺炉，可以缩短升温时间，节约升温用柴油。
（2）铺完炉后一定要进行冷却沸腾实验，先开启高温风机，再开启鼓风机，开鼓风28000~30000m3/h,时间为15分钟，高温风机转速根据炉内负压调整，保持炉内为微负压，冷却实验完后停鼓风机对炉床进行认真检查，确认床平坦后方可点火升温。
（1）锌精矿刚加入时，炉温会有小幅度下降，约5~10分钟后会上升，随着温度的上升，逐步增加风量和料量到正常。
（2）关闭助燃风机和油泵，转入正常操作。
4.2正常操作条件控制与调整
1.物料的物理化学性质
物料颗粒愈小，表面积愈大，就越有利于焙烧，但颗粒也不宜太细，如颗粒过细，在生产中会形成过多的烟尘量，影响焙烧的正常运行工况。
四．锌精矿焙烧操作及影响因素
锌精矿的氧化过程是复杂的多相反应过程，与许多因素有关，为保证炉的正常操作，应加强对主要影响因素的控制。
4.1开炉
1.开炉前的准备
（1）检查鼓风机、高温风机、上料系统、排料系统、烟气系统等运行正常。
（2）锅炉系统充分打压，确保各阀门、法兰不漏水，上水正常。
（3）检查升温油路、风系统正常完好。
沸腾焙烧的基本原理是利用流态化技术，使参与反应或热、质传递的气体和固体充分接触，实现它们之间最快的传质，传热和动量传递速度，获得最大设备的生产能力。
在此次设计中，我们充分运用了现有的专业知识，加上自己大量查阅资料。让我们更深入的熟悉和了解锌沸腾焙烧的工艺流程，设备的计算方法，学会分析各类经济指标及各种技术参数，使我们在各方面的能力都有了提高。
2ZnS+3O2==2ZnO+2SO2………………………………………..(1)
Zns+2O2==ZnSO4……………………………………………………(2)
ZnO+SO2+1/2O2==ZnSO4……………………………………….(3)
3ZnSO4+ZnS==4ZnO+4SO2…………………………………….(4)
此次设计包括锌沸腾焙烧工艺过程的论述，焙砂、烟尘、烟气成分，物料平衡与热平衡计算。在设计过程中我们在查阅大量资料的前提下，经过专业课老师的细心指导，对工艺过程进行了详细、科学、有针对性的计算，这在我们完成了学习任务的同时也对相关方面的知识有了更深入的认知。
2011年5月30日
一．锌精矿焙烧工艺
1.1火法炼锌工艺流程图
5.冶金原理冶金工业出版社
6.锌冶金彭荣秋中南大学出版社
7.湿法炼锌学梅光贵等中南大学出版社
绪论
锌精矿来源较广，成分复杂，为了使焙烧有一个相对稳定的工艺条件，必须对锌精矿进行配料以使精矿成分控制在焙烧操作允许的范围内，这关系到整个锌冶金过程中的稳定性。
本次设计的主要内容是锌精矿的沸腾焙烧，沸腾焙烧是现代焙烧昨业的新技术，也是强化焙烧的一种新方法。其实质是：使空气自下而上地吹过固体料层，吹风速度达到使固体粒子相互分离，并做不停地复杂运动，运动的粒子处于悬浮状态，其外状如同水的沸腾翻动不已。由于粒子可以较长时间处于悬浮状态，就构成了氧化各个矿粒最有利的条件，故使焙烧大大强化。
设计任务书
电锌厂焙烧车间工艺设计及计算
一．原始数据
1.锌精矿的化学成分（%）
成分
Zn
Cd
Pb
Cu
Fe
S
CaO
MgO
SiO2
B2
51
0.28
1.8
0.3
8.2
31
1.4
0.5
3.6
2.锌精矿的粒级及物理性质
粒度
1mm
-0.35~
+0.24
-0.24~
+0.17
-0.17~
+0.14
-0.14~
+0.12
火法炼锌厂焙烧硫化锌精矿的目的是将其中所含的硫完全除去，得到主要由金属氧化物组成的焙烧矿，这样可使蒸馏得到的锌比较纯，也可以避免蒸馏过程中锌成为硫化锌而带来锌的损失。其实质是将精矿中的硫化锌尽量氧化成氧化锌，同时让铅、镉、砷等杂质氧化变成易挥发的化合物从精矿中分离。使精矿中硫氧化成二氧化硫，产出足够浓度的二氧化硫烟气供制酸。
（4）焙砂产出率及其化学成分和五项组成计算
（5）焙烧需要的空气量及产出烟尘量与组成计算
（6）沸腾炉焙烧物料平衡计算
（7）热平衡计算
五．参考书目
1.铜铅锌设计参考资料铜铅锌冶炼设计参考资料编写组1978
2.有色冶金工厂设计基础陈枫1989
3.重金属冶金学赵天从编1987第二版
4.锌冶金学冶金工业出版社
(4)准备投料前先通知硫酸厂做好接收烟气准备，得到确认后方可投料。
（5）在油枪升温过程中当遇到沸腾炉底部温度较难升至800~820oC时，但又需要加快升温速度的情况下，可以在底部温度上升至700~750oC时，加适量600~800公斤煤粉进行加速升温。
（6）在升温过程中，如果油枪熄灭，一定要等炉内的油烟抽完后方可重新点火。
3.烟气温度
烟气温度只作为操作参考而不作为控制对象。烟气温度测点设于炉顶或烟气出口，一般情况下，烟气温度和沸腾层温度有一个相对固定的温差。当精矿含水少或粒度过细时，会进入上不空间燃烧，使烟气温度上升，此时，烟尘量增大，烟气系统的热负荷也上升，烟尘品质下降。
4.鼓风量与过剩系数
一定的鼓风量既要维持焙烧炉的沸腾状态，又要为焙烧提供一定的过剩系数。鼓风量决定于加料量，应通过冶金计算来确定。实际鼓风量应高于理论鼓风量，两者之比称为空气系数。空气系数一般为1.05~1.20，空气系数太大会使烟气量增大使二氧化硫浓度降低，设备负荷增大。反之会使焙砂质量下降，甚至造成工艺事故，因此鼓风量的调整与加料量同步进行。根据经验计算1吨精矿鼓风需求量为1500~1800Nm3/t.
硫化锌精矿
含SO2烟气焙砂
含锌渣
烟尘含SO2烟气
液体锌
氧化锌粉
硫酸
纯锌
（火法炼锌）
除了对成分进行控制外，还需对锌精矿进行预处理，以控制粒度和含水量。配料采用仓式配料，将来源不同或成分不同的精矿分仓堆放，根据成分进行配料计算，得到配料比例。
配料设备有配料圆盘和电子皮带称，控制各种精矿的流量比例，就能使配料精矿的成分保持相对稳定，由于精矿在运输、贮存过程中会因为干燥冰冻等因素结块，必须进行破碎，破碎设备有鼠笼破碎机。精矿采用自然干燥和配料调整的方法来保证含水量在8~10%。
4.投料
（1）当底部温度稳定在800~820oC，鼓风量在13000~17000m3/h时，准备投料。
（2）投料时要求投料、通烟气与撤油枪同时进行，由一人统一指挥，安排好人员，同时操作，保证投料后生成二氧化硫烟气及时进入硫酸系统。
（3）开始投料时料量控制在8~10t/h
5.根据炉床压力及炉床风量逐步增风增料至正常
3.焙砂含锌量
4.焙烧料含锌量
5.脱硫率
6.焙烧锌直收率
7.出炉烟气含尘量
8.出炉烟气SO2量
9.烟尘含SS量
10.焙砂含SS量
11.烟尘含Sso42-量
12.焙砂含Sso42-量
四．冶金计算
（1）选取计算的有关主要指标（各种成分进入烟气的比例）
（2）锌精矿的物相组成计算
（3）烟气产出率及其化学成分和五项组成计算
2.2锌精矿焙烧的要求
⑴尽可能完全地氧化金属硫化物，并在焙烧矿中得到氧化物及少量硫酸盐；
⑵使砷和锑氧化，并以挥发物的状态从精矿中除去；
⑶在焙烧时，尽可能少地得到铁酸锌，因为铁酸锌不溶于稀硫酸溶液；
⑷得到细小粒子状地焙烧矿以利于后续操作浸出的进行。
三．沸腾焙烧原理
3.1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，可得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，达到固体颗粒与气体氧化剂的充分接触，以利于化学反应的进行。焙烧时硫化锌精矿发生的主要化学反应为：
-0.12~
+0.1
-0.1~
+0.08
-0.08
含量/%
0.5
1.5
5.0
2.0
6.0
2.0
83.0
注：堆积密度1.7t/m3水分8%
二．技术条件选择
1.沸腾层高度
2.空气过剩系数
3.沸腾层温度
4.炉顶温度
5.炉顶负压
6.直线速度
7.出炉烟气量
三．技术经济指标
1.焙烧矿产出率（包括烟尘和焙砂）
2.烟尘含锌量
风箱压力还与沸腾层高度有关，在鼓风量一定的情况下，排料口高度越高，则风箱压力高。需要注意的是，调节排料口高度虽然能使风箱压力发生改变，但并不能改善炉况，因此不宜用这种方法，大颗粒焙砂的沉积是引起风箱压力上升的重要原因，可以采用定期排放沉积大颗粒来延缓风箱压力上升的程度。
6.加料量
加料量是一个重要的控制参数，它决定了沸腾层温度和鼓风量，以及烟气温度，加料量的任何变化都会引起主要操作参数的控制指标的变化。对一定金属锌产量，加料量的大小决定于精矿中锌品位，锌品位低时，加料量相对较大，高时则较小，所对加料量的调整除根据炉况外，还应根据精矿中锌的品位进行。应将焙砂和烟尘残硫作为加料量调整的重要参考。在鼓风量与加料量匹配且温度正常时，如果残硫高于控制上限，则应考虑减少加料量以使精矿在炉内有足够的停留时间充分氧化。