锌冶炼
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锌冶炼工人工作总结1. 引言锌冶炼工人是承担锌冶炼工艺的操作和管理工作的基层岗位。
在过去的一段时间里,我作为一名锌冶炼工人,认真履行职责,勤奋工作,积累了一定的经验和教训。
在此,我将对自己的工作进行总结和反思,希望能够不断提高自己的工作水平和技能。
2. 工作内容在锌冶炼工作中,我的主要工作内容包括以下几个方面:2.1 原料准备锌冶炼的首要任务是准备好合适的原料,保证冶炼过程的顺利进行。
我负责监测和调节原料的配比,确保锌矿、煤炭和焦炭的比例恰当,达到最佳的冶炼效果。
同时,我还要注意原料的储存和保管,确保原料的质量和安全。
2.2 熔炼操作熔炼操作是锌冶炼工作中最重要的环节之一,我需要通过控制炉温、炉压和冷却水等参数,确保熔炼过程的正常运行。
我积极学习熔炼工艺知识,熟悉不同材料的熔点和熔化特性,提高了我的熔炼操作技巧,并且能够根据实际情况进行灵活调整和应对。
2.3 炉前检查和维护在熔炼工作过程中,我时刻关注炉内情况,进行炉前检查和维护。
我熟悉不同设备的结构和性能,能够及时发现和处理炉内的异常情况,确保设备的安全运行。
我还定期进行设备的保养和维修,提高设备的使用寿命和运行效率。
2.4 产品质量控制作为锌冶炼工人,我们的目标是生产出高质量的锌产品。
我时刻关注产品质量控制,积极参与质量检测和质量改进工作。
我学习了各种质量检测方法和标准,提高了锌产品的质量。
同时,我也积极与其他岗位的同事们进行沟通和合作,共同提升产品质量。
3. 工作亮点和经验在锌冶炼工作中,我积累了一些工作亮点和经验,包括以下几个方面:3.1 积极主动我始终保持积极主动的工作态度,主动思考和解决遇到的问题。
在炉前检查和维护中,我时刻保持警惕,及时发现问题并进行处理。
在产品质量控制中,我积极参与质量改进,提出自己的建议和想法。
3.2 团队合作我注重与其他岗位的同事们进行良好的沟通和合作。
在炉前操作中,我与工艺人员有效配合,保证工作顺利进行。
我也与质检人员和仓库人员互相支持,共同达到产品质量和库存管理的目标。
铅锌冶炼工艺流程铅锌冶炼工艺流程铅锌冶炼是一种常见的金属冶炼过程,用于从铅锌矿石中提取铅和锌。
本文将介绍铅锌冶炼的一般工艺流程并解释每个步骤的作用。
1. 矿石选矿:铅锌矿石是矿山中的原料,矿石选矿是将其分离成不同等级的矿石。
常见的矿石包括银铅锌矿、炭酸锌矿和闪锌矿。
该步骤的目的是去除杂质,获得高纯度的铅锌矿石。
2. 矿石破碎和磨矿:经过选矿的矿石被送入破碎机进行初步破碎,以较小的粒度进入磨矿机。
磨矿是将破碎后的矿石继续细碎,以便更好地释放和分离铅锌矿石中的金属。
3. 浮选:浮选是一种常见的矿石分离方法,通过给矿浆引入气泡使金属矿物粒子附着在气泡上并从矿石中脱附出来。
在铅锌冶炼中,常使用黄剂和蓝剂作为浮选剂,与铅锌矿石发生反应,使其附着在气泡上。
浮选产物分为浮选尾矿和浮选精矿两部分。
4. 浮选尾矿处理:浮选尾矿是浮选过程中未脱附金属矿物的废料。
经过浮选后,尾矿中可能含有未脱附的矿石和浮选剂。
为了环保和资源利用的目的,尾矿常利用干法或湿法处理,将其中的金属和浮选剂分离和回收。
5. 浮选精矿处理:浮选精矿是通过浮选过程获得的含有铅和锌的金属矿物。
经过浮选后,精矿常含有一定量的杂质,如硫、砷等。
为了获得高纯度的铅锌金属,需要进行精矿的炼化和精炼。
6. 炼化和精炼:炼化是指将铅锌精矿在高温下进行还原反应,将金属矿物转化为金属。
在炼化过程中,通常使用焦炭作为还原剂,将精矿中的硫和砷还原为气体,并将其排出。
精炼是指将炼化后的金属进一步提纯,去除残留的杂质。
精炼可以通过电积和其他化学方法进行。
7. 精炼产物处理:精炼后的铅锌金属可以进一步加工成各种形式,如铅锌合金、板材等。
针对不同的应用需求,可以进行进一步的加工和处理,如熔铸、轧制等。
以上是铅锌冶炼的一般工艺流程。
随着冶炼技术的不断发展,新的工艺和设备也不断涌现,以提高冶炼效率、减少污染和提高产物质量。
锌矿石冶炼工艺流程锌矿石冶炼工艺流程是指将锌矿石辅以不同的冶炼技术和工艺条件,通过一系列的物理和化学处理过程,将锌矿石中的锌金属分离出来的过程。
下面将具体介绍一下锌矿石的冶炼工艺流程。
首先,锌矿石的冶炼工艺流程可以分为矿石破碎、选矿、精矿制备和电解精炼四个主要环节。
矿石破碎是指将原始的锌矿石通过破碎机械等设备进行碎石,将矿石破碎成适合后续处理的小颗粒,通常要求颗粒度在几毫米到几厘米之间。
选矿是指根据矿石的物理和化学性质,对破碎后的矿石进行筛选和分级,以分离出含有更高纯度的锌矿石。
精矿制备是将经过筛选的锌矿石进行磨矿和选择性浮选等处理,使其适合进行后续的电解精炼工艺。
最后,通过电解精炼工艺将精矿中的锌金属分离出来,得到高纯度的锌。
具体的锌矿石冶炼工艺流程一般包括以下几个主要步骤。
首先,将原始的锌矿石经过破碎机械破碎成合适的颗粒大小,然后通过物理方法,如重选、浮选等,对锌矿石进行选别,以排除掉不含锌金属的杂质和尽量提高锌品位。
接下来,将筛选出的锌矿石送入磨机,进行细磨,使其颗粒尺寸更加细小,方便后续的选择性浮选。
然后,将磨矿后的矿石经过浮选机进行浮选处理。
浮选是利用锌矿石和浮选药剂在水中形成气泡和矿物颗粒之间的亲水性和疏水性差异,使锌矿石浮在水面上,将其他杂质沉入底部。
通过浮选,可以得到含有较高品位锌的精矿。
接下来,将精矿送入焙烧炉进行焙烧处理。
焙烧是将精矿进行高温处理,使其中的硫、铁等杂质氧化分解,得到氧化锌矿。
然后,将氧化锌矿送入转炉或电炉进行炼制。
炼制的主要目的是将氧化锌矿还原成金属锌。
在转炉或电炉中,通过加热和还原剂的作用,将氧化锌矿还原成锌蒸汽。
最后,将锌蒸汽通过冷凝设备进行冷凝,得到高纯度的锌金属。
总结起来,锌矿石的冶炼工艺流程主要分为矿石破碎、选矿、精矿制备和电解精炼等环节。
通过这些步骤,可以将原始的锌矿石处理成高纯度的锌金属。
这些工艺流程既包括物理方法,如破碎、筛选、浮选等,又包括化学方法,如焙烧、还原等。
探究锌冶炼过程面临的环保问题及解决措施摘要:锌是一种重要的金属资源,广泛应用于工业生产和日常生活中。
锌冶炼作为锌产业链的关键环节,对于锌的生产和供应具有至关重要的作用。
然而,锌冶炼过程中伴随在着一系列的环保问题,如尾气处理、废水处理和固体废弃物处理等。
这些问题给环境和人类健康造成了严重的影响,亟待解决。
为了减少锌冶炼对环境的负面影响,探究锌冶炼过程中的环保问题及其解决方案具有重要意义。
通过对锌冶炼过程中的环境影响及其原因进行分析,可以找到相应的解决方案,以实现锌冶炼的可持续发展。
关键词:锌冶炼;环保问题;解决方案1锌冶炼过程中的环境问题锌冶炼是一种重要的工业过程,但也会对环境产生一定的负面影响。
本节将详细讨论锌冶炼过程中可能导致的环境问题,包括大气污染、水污染和土壤污染等。
我们将分析这些问题的原因和影响,并提出相应的解决方案,以减少锌冶炼对环境的负面影响。
1.1 大气污染锌冶炼过程中,原料的焙烧和冶炼过程中会产生有毒有害的气体污染物,包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、氟化物(XF)等。
这些污染物不仅对大气质量产生直接影响,还可能通过空气传播进入水体和土壤,对水环境和土壤生态系统造成间接影响,直接影响到职工的身体健康。
大气污染主要的方面是原料在破碎、运输等过程中产生大量的粉尘,冶炼循环过程也会产生大料含沉废气。
在实际生产过程中,因系统运行时间长,也会存在漏风现象,加之工艺相对复杂,设备流程长,物料转运量大,含重金属烟尘量大,产生含尘废气的节点较多,不利于职工的身心健康。
同时,废气中的二氧化硫、氮氧化物和氟化物等物质都会对大气环境造成严重的污染,故对生产过程中废气的处理至关重要。
为了解决大气污染问题,需要采取一系列措施,包括优化锌冶炼工艺、提高燃烧效率、减少废气排放等。
可以采用干法除尘技术和脱硫技术来降低废气中二氧化硫和氮氧化物的排放。
此外,还可以通过燃烧废气的余热回收,提高能源利用效率。
锌冶炼渣成分
锌冶炼渣是指锌冶炼过程中产生的废渣,即锌矿经过熔炼或碳化还原后得到的固体物质。
锌冶炼渣的主要成分有五种:氧化锌、氧化铁、氧化硅、氧化钙和氧化镁。
这些成分
的比例、含量和性质对锌冶炼渣的物理和化学性质有着重要的影响。
氧化锌是锌冶炼渣的主要成分,占据了大部分的重量和体积。
氧化锌的含量和比例受
到许多因素的影响,如原料的性质、熔炼工艺、炉渣中其他成分的含量等。
氧化锌的颗粒
大小、形状、结晶度和纯度等也对锌冶炼渣的物理和化学性质具有一定的影响。
一般来说,氧化锌颗粒越细,纯度越高,熔点越高,溶解性越弱,熔化时间越长,熔体的粘度越大。
氧化铁是另一个重要成分,它的含量和比例较低,但对锌冶炼渣的性质有着重要的影响。
氧化铁的主要来源是矿石中的铁化合物和炉料中的含铁物质。
氧化铁的含量和形态会
影响锌冶炼渣的颜色、熔点、溶解性和流动性。
一般来说,氧化铁含量低的锌冶炼渣颜色
较浅,容易溶解,流动性好,而氧化铁含量高的锌冶炼渣颜色较深,熔点高,溶解性差,
流动性较差。
氧化钙和氧化镁是锌冶炼渣中的两个次要成分,它们的含量和比例一般较低,但对锌
冶炼渣的物理和化学性质也有一定的影响。
氧化钙的主要作用是加速锌冶炼渣的硬化和加
强锌冶炼渣的耐火性,而氧化镁则能够增加锌冶炼渣的硬度和耐火性,同时减少锌冶炼渣
的溶解性和流动性。
锌的冶炼方法“哎呀,这锅怎么这么容易生锈啊!”妈妈一边清洗着锅,一边抱怨着。
我走过去看了看,说:“妈妈,这可能是因为这锅不是不锈钢的吧。
”妈妈皱着眉头说:“那有没有什么办法能让锅不容易生锈呢?”我想了想,说:“听说锌可以起到防锈的作用呢,要是能把锌用在锅上就好了。
”嘿,这就引出了今天的主题——锌的冶炼方法。
锌这种金属啊,在我们生活中可有着不小的作用呢。
它不仅能防锈,还在很多其他方面发挥着重要作用。
那锌是怎么冶炼出来的呢?这可真是个神奇的过程。
首先啊,得找到含锌的矿石。
就好像我们找宝藏一样,只不过这个宝藏是藏在矿石里的锌。
然后呢,把这些矿石进行破碎、研磨,让它们变成细细的粉末。
这就好比把一个大蛋糕切成小块,方便我们后续的“加工”。
接下来,就是关键的一步啦,要用一些化学方法把锌从矿石中分离出来。
这可不容易啊,就像是解开一个复杂的谜题。
工人们要非常小心、非常仔细地操作,稍有不慎可能就会前功尽弃。
在这个过程中,大家齐心协力,每个人都发挥着自己的作用。
就像一场接力赛,有人负责这一棒,有人负责那一棒,只有大家配合好了,才能顺利地把锌冶炼出来。
“哎呀,这锌的冶炼可真不简单啊!”我忍不住感叹道。
“可不是嘛,”爸爸在旁边接话道,“这都是工人们辛勤劳动的成果啊。
”想想看,我们生活中的那些含锌的物品,每一个背后都有着这样复杂的过程,都有着工人们的汗水和努力。
这难道不神奇吗?这难道不值得我们珍惜吗?我觉得啊,锌的冶炼就像是一场华丽的魔术表演,把那些普通的矿石变成了有着重要作用的锌。
而那些工人们就是神奇的魔术师,用他们的智慧和双手创造着奇迹。
锌的冶炼方法,看似遥远,实则与我们的生活息息相关。
我们应该感谢那些默默付出的工人们,是他们让我们的生活变得更加美好。
所以啊,下次当你看到含锌的物品时,可别忘了想想它背后的故事哦!。
锌冶炼烟气温度全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:锌是一种重要的金属元素,广泛应用于电子、冶金、化工等领域。
而锌冶炼是提取和精炼锌的过程,其中烟气温度是冶炼过程中的重要参数之一。
烟气温度的高低会直接影响到冶炼过程的效率和产出质量,因此控制烟气温度是锌冶炼过程中必不可少的一环。
让我们来了解一下锌冶炼过程中产生烟气的原因。
在锌冶炼的过程中,主要有两种方式产生烟气。
一种是矿石还原的过程中产生的烟气,另一种是在熔炼和炼钢等步骤中产生的烟气。
这些烟气中含有大量的灰尘、氯化物、氧化物等有害物质,对环境和工人的健康造成危害。
烟气温度的控制对于锌冶炼有着重要的意义。
一方面,适当的烟气温度有助于提高冶炼效率。
在高温下,反应速度加快,有利于提高产品的产量和质量。
控制烟气温度还可以降低能耗和环境污染。
过高的烟气温度会加大设备损耗,同时也会增加对环境的污染。
在锌冶炼过程中,通常通过多种方法来控制烟气温度。
一种常用的方法是通过空气预热来降低烟气温度。
将新鲜空气通过预热设备预热至一定温度后送入炉内,这样可以有效降低烟气温度,减少能源消耗。
还可以通过湿法脱硫等方式来降低烟气温度,减少烟尘排放。
在锌冶炼过程中还可以通过优化操作和设备来控制烟气温度。
合理调节燃烧风量和料层厚度,控制炉内气体流动速度,提高燃烧效率等方式都可以降低烟气温度。
选择高效的热交换设备和热喷涂材料也可以有效降低烟气温度,提高能源利用率。
锌冶炼烟气温度的控制对于冶炼过程的效率和环保都至关重要。
通过合理的操作和设备选择,可以有效降低烟气温度,提高产出质量,降低能耗和环境污染。
在锌冶炼过程中,要重视烟气温度的控制,不断探索和优化技术,实现绿色、高效的冶炼生产。
【本文共783字】接下来,我们将重点从锌冶炼烟气温度的影响、控制方法以及未来发展三个方面展开论述。
锌冶炼烟气温度对冶炼过程有着直接影响。
烟气温度合理的控制能够提高生产效率,降低能源消耗,降低环境污染,保障生产安全等方面发挥作用。
第1篇一、总则1. 为确保冶炼出锌过程中的安全生产,保障人员生命财产安全,防止事故发生,特制定本规程。
2. 本规程适用于冶炼出锌的整个生产过程,包括原料准备、熔炼、精炼、浇铸等环节。
3. 所有从事冶炼出锌工作人员必须认真学习并严格执行本规程。
二、人员要求1. 从事冶炼出锌工作人员必须具备以下条件:(1)年满18周岁,身体健康,无职业禁忌症;(2)经过专门培训,掌握冶炼出锌的基本知识和操作技能;(3)具备一定的安全生产意识和应急处理能力。
2. 从事冶炼出锌工作人员必须穿戴以下防护用品:(1)工作服:耐高温、防腐蚀、透气性好;(2)工作鞋:防滑、防水、耐高温;(3)手套:耐高温、防腐蚀;(4)防护眼镜;(5)防护面罩;(6)耳塞。
三、设备设施要求1. 熔锌炉、精炼炉、浇铸设备等必须符合国家标准,并经过检验合格。
2. 设备设施应定期检查、维护,确保其正常运行。
3. 设备设施周围应设置明显的警示标志,防止误操作。
四、原料准备1. 原料应按规格、型号分类存放,标识清晰。
2. 原料进厂前应进行检验,确保质量符合要求。
3. 原料存放区域应保持通风、干燥,防止受潮、发霉。
五、熔炼操作1. 熔锌炉启动前,应检查设备、管道、阀门等,确保正常运行。
2. 熔锌炉启动时,应缓慢升温,避免过快导致设备损坏。
3. 熔炼过程中,操作人员应密切观察炉内温度、锌水情况,及时调整。
4. 熔炼过程中,严禁向炉内添加非冶炼原料,防止发生意外。
5. 熔锌炉停炉时,应先降低温度,再进行清理、维护。
六、精炼操作1. 精炼炉启动前,应检查设备、管道、阀门等,确保正常运行。
2. 精炼过程中,操作人员应密切观察炉内温度、锌水情况,及时调整。
3. 精炼过程中,严禁向炉内添加非冶炼原料,防止发生意外。
4. 精炼炉停炉时,应先降低温度,再进行清理、维护。
七、浇铸操作1. 浇铸设备启动前,应检查设备、管道、阀门等,确保正常运行。
2. 浇铸过程中,操作人员应密切观察炉内锌水情况,确保锌水质量。
锌冶炼历史锌是一种重要的金属元素,它在现代产业中扮演着重要的角色。
锌的应用范围广泛,包括电池、涂层、合金、建筑材料、化妆品等等。
然而,锌的历史相对比较短,它的生产和利用只有近两百年的历程。
锌的发现和命名锌是在18世纪末由瑞典化学家安德斯•加布里埃尔•赫克兰德发现的。
他在研究一种矿石时,发现其中有一种新的金属元素,这种元素具有独特的物理和化学性质,因此他给它起了一个新的名字——锌(Zinc)。
赫克兰德的发现引起了许多化学家的兴趣,他们开始研究锌的性质和应用。
然而,锌的应用范围限制了它的生产和利用,因为当时对锌的需求很小,只有极少数行业使用它。
因此,锌的生产在很长一段时间内一直很少。
锌的生产19世纪初,随着人们对锌需求的增加,锌的生产也逐渐得到了发展。
最早的生产方法是采用物理分离的方法,将矿石中的锌分离出来,但这种方法效率低下,成本高昂。
后来,人们发现可以使用煤作为还原剂,通过热还原法将锌从矿石中提取出来。
这种方法可以大大提高锌的产量和质量,因此得到了广泛应用。
20世纪初,人们开始采用电解法生产锌。
这种方法利用电解的原理将金属离子转化为金属,可以高效地提取锌。
电解法大大提高了锌的生产效率,使得锌的生产成为一种大规模工业化生产过程,并逐渐成为现代工业的重要组成部分。
锌的应用随着锌的生产和利用的不断发展,人们开始逐渐发现锌的广泛应用价值。
在建筑行业中,锌被广泛应用于制造屋顶、雨水槽、管道、外墙等建筑材料,因为它不易腐蚀,寿命长。
在化妆品和医疗行业中,锌也被广泛用于制造抗菌剂、防晒霜、皮肤保养品等化妆品和药品。
在电子行业中,锌则被用于制造电池、电线、半导体器件等电子产品。
锌合金还被广泛用于汽车、航空、船舶等工业领域中。
结语随着人们对锌的了解和应用的不断深入,锌的生产也在不断发展和创新。
现代化的锌冶炼技术不仅可以高效地提取锌,还可以减少污染和浪费,保护环境。
未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,锌的应用前景将更加广阔。
锌冶炼渣成分
锌冶炼渣是指在锌冶炼过程中产生的一种含锌残渣,其成分主要包括氧化物、硫化物、氯化物、硫酸盐等。
其中,氧化物是锌冶炼渣中含量最高的成分,主要是氧化锌,其含量可能高达70%以上。
硫化物是锌冶炼渣中的另一主要成分,主要是硫化锌和硫化铁,其含量约占整个渣块的10%左右。
氯化物和硫酸盐的含量相对较低,其中氯化钠和硫酸钠是最常见的两种化合物,其含量均在5%以下。
此外,锌冶炼渣中还含有少量的重金属元素,如铅、铜、镉等。
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铅锌冶炼工艺流程
《铅锌冶炼工艺流程》
铅锌是常见的有色金属,在工业生产中有着广泛的应用。
其冶炼工艺流程相对复杂,需要经过多道工序才能获得纯净的铅和锌。
首先,原料矿石要经过矿石的选矿、破碎和研磨,将矿石中的杂质去除,得到含有铅锌的粗矿。
接下来,粗矿通过选矿机械进行浮选分离,将含有铅和锌的矿石与其它杂质物质进行分离。
在浮选过程中,要根据矿石的性质和成分,选用不同的药剂和浮选机具。
浮选后的铅锌浓缩品要经过热浸锻除精炼工艺,这是为了去除浮选产物中的硫等杂质元素以及保证铅和锌的纯度。
通常采用热浸锻除,将精炼后的浓缩品进一步提炼,得到含有较高纯度的铅锌浓缩物。
最后,将得到的铅锌浓缩物送入电解冶炼或者炼铅炉进行冶炼精炼,通过电解或者高温炼炉,最终分离出纯净的铅和锌。
在电解冶炼中,使用电解槽将铅锌浓缩物电解分解成铅和锌。
整个铅锌冶炼工艺流程,需要经过选矿、浮选、精炼等多道工序,才能最终得到纯净的铅和锌,这需要在生产过程中严格控制工艺参数和化学品的使用,保证产品质量,减少对环境的污染。
锌冶炼的主要方法一、常规浸出法焙烧矿常规浸出的主要目的是:尽可能使锌溶解进入溶液,并以水解法除去铁、砷、锑、硅、锗等大量有害杂质,经固液分离,分出的溶液经净化后,获得合格的中性硫酸锌溶液,然后送去电解得到高纯度的电锌。
常规浸出法产出的锌浸出渣含锌在18~20%左右,一般采用回转窑烟化法回收其中的锌。
本工艺特点对原料适应性较广,较适合吃百家饭的企业,浸出操作简单;但该工艺最大的弱点浸出渣量大,渣处理能耗高,尤其渣的烟化法有待提高。
随着节能减排,低碳经济要求越来越高,逐渐失去以往的优势。
二、热酸浸出黄钾铁矾法热酸浸出黄钾铁矾法的浸出流程包括五个过程,即中性浸出、热酸浸出、预中和、沉矾和矾渣的酸洗,比常规浸出法增加了热酸浸出、沉矾和矾渣的酸洗等过程,可使锌的浸出率达97%,一般不再建浸出渣的处理设施。
该法沉铁的特点,既能利用高温高酸浸出溶解中性浸出渣中的铁酸锌,又能使溶出的铁以铁矾晶体晶体形态从溶液中沉淀分离出来。
但渣量大渣含铁仅30%左右,难以利用,堆存是其中可溶重金属会污染环境。
为了改进常规铁矾法,赤峰冶炼厂在国内首先研制开发具有自主知识产权的“低污染铁矾法”而得出“纯”铁矾渣可提高金属回收率并减少环境污染。
三、热酸浸出针铁矿法热酸浸出的工艺流程包括中性浸出、热酸浸出、超热酸浸出、还原预中和沉铁六个过程。
可使锌浸出率提高到97%以上。
针铁矿法沉铁过程采用空气或氧气做氧化剂,将二价铁逐步氧化为三价铁,然后以FeooH形态沉淀下来。
溶液中的砷、锑、氟可大量随铁渣沉淀而开路,因而中浸上清夜稳定良好。
针铁矿沉铁比黄钾铁矾法的渣率小,渣含铁较高,便于利用。
但流程较为复杂,能耗较高基建及经营费用也较高,因此阻碍了该法的应用,至今有6~9家采用该法。
不过近期强调渣的无害化处理时,该工艺又显出独特的优越性。
概括起来有以下优点:综合回收好,溶液中的铁沉淀完全,针铁矿渣为晶体结构,过滤性能好,沉淀过程能有效的除去砷、锑及溶液中的大部分氟、氯,在硫化锌精矿富氧直接浸出技术在国内尚未完全消化吸收的前提下,该工艺将成为竞争力的冶炼工艺,加工成本较低,综合能耗低,经济效益好。
锌冶炼 元素符号Zn,灰色金属,断面呈金属光泽,在元素周期表中属ⅡB族,原子序数30,原子量65.38,密排六方晶体,常见化合价为+2。 人类很早就使用含锌的铜合金,中国古代称这种铜合金为石,但分离出单质锌却较晚。中国是最早掌握炼锌技术的国家,明代著作《天工开物》称锌为倭铅,记述了炼制技术。欧洲人在公元前 5世纪曾偶尔得到过小块的锌,但未能识别。约在16~18世纪,中国的金属锌开始传入欧洲,被称为tutenague,纯度达98%以上。英国布里斯托尔(Bristol)于1738年开始生产锌。1746年德国化学家马格拉夫 (S.A.Marggraf)将异极矿(H2Zn2SiO5)与木炭共置于密封器皿中煅烧,提炼出金属锌。19世纪平罐炼锌技术在法国、比利时得到较大发展。 资源 锌在自然界多以硫化物状态存在,主要矿物是闪锌矿(ZnS),也有少量氧化矿,如菱锌矿(ZnCO3)和异极矿(H2ZnSiO5)。硫化矿床的地表部位常有一部分被氧化成氧化矿。1979年世界(中国除外)矿山产锌量和储量见下表。
性质和用途 锌在室温下性脆,加热到100~150℃ 变软,能压片抽丝。但到200℃以上又变脆,易碎为粉末。锌是活性金属,常温下在空气中表面生成致密的碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜,阻止继续氧化。锌加热至225℃后氧化激烈,燃烧时呈蓝绿色火焰。加温时锌同氟、氯、 溴、硫作用生成化合物。锌属负电势金属(E°=-0.763伏),易溶于酸,也易从溶液中置换某些金属,如金、 银、铜、镉等。重要化合物有氧化锌(ZnO)、硫酸锌(ZnSO4)、氯化锌(ZnCl2)。 锌能和多种有色金属制成锌合金或含锌合金,其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等,用于机械制造业;锌与铝、镁、铜等组成的压铸合金,用于制造各种精密铸件。钢铁表面镀锌能防止腐蚀,所以大量的锌用于镀锌工业。氧化锌用于医药、橡胶、颜料和油漆工业。70年代末世界上锌的年消费量约 600万吨。美国1979年用锌量的比例是:镀层40%,锌基合金29%,铜合金14%,氧化锌12%,其他5%。1979、1980、 1981年伦敦市场锌的平均价格分别为33.6、34.5、38.5美分/磅(1磅=0.4536公斤)。
硫化铅锌矿浮选产出的锌精矿,成分一般为:锌50%左右,硫30%左右,铁5~14%,还含有少量铅、镉、铜和贵金属,以及微量的铟、锗、镓、铊等稀散金属。用硫化锌精矿炼锌的方法有湿法和火法。70年代各种炼锌方法产锌量的大致比例是:湿法炼锌74%,火法炼锌26%(其中竖罐法5.6%、横罐法2.2%、鼓风炉法11.4%、电热法6.8%)。 由于环境保护要求日趋严格、能源价格上涨等原因,横罐法已接近淘汰,竖罐法产锌量逐渐下降,70年代以来,鼓风炉炼锌(ISP)处于停滞状态,有的已停产或转而炼铅。湿法炼锌则不断发展,近十年来新建的炼锌厂,均采用湿法。 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、铅和部分稀散金属(图1)。
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。 焙烧用流态化焙烧炉,焙烧温度850~900℃,过剩空气系数1.1~1.2。焙烧矿中可溶锌应占全锌量的90%以上,尽量减少不溶于稀酸的铁酸锌(ZnO·Fe2O3)和难溶的硫化锌。 浸出 使焙烧矿中的锌最大限度地溶解。按作业终点控制的酸度可分为中性浸出和酸性浸出。 ① 中性浸出 用电积锌的废液和各种过滤返回液配制的溶液浸出焙烧矿,得到含锌120~170克/升的浸出液,净化后送往电积。浸出作业中通常用鼓入空气、加二氧化锰(MnO2)或电解返回的阳极泥的方法,将Fe2+氧化成Fe3+,控制浸出终点的 pH为5.2~5.4,使铁、砷、锑、锗水解沉淀。浸出条件:温度55~60℃,时间60分钟左右,液固比(9~13):1。 ② 酸性浸出 为溶解中性浸出矿浆中残余的氧化锌,常采用1~2段酸性浸出。浸出条件为:终点残酸3~5克/升,温度60~75℃,时间120~150分钟,液固比(7~9):1。 浸出液净化 中性浸出液常含有砷、锑、铜、镉、钴、镍等杂质,电解前必须净化除去。这些杂质的标准电极电势均比锌高,可用锌粉置换净化。一般先除铜、镉,后除钴、镍,其余杂质一般能同时除去。为防止氧化,净化槽一般采用机械搅拌,而不用空气搅拌。中国于1965年试验成功的流态化置换槽(沸腾槽),效果很好。作业温度一般在50℃上下,时间不宜太长。除钴、镍时要求温度为70~80℃,并添加CuSO4、As2O3、锑粉或锑盐作活化剂。用As2O3时放出剧毒的AsH3气体,必须采取安全措施。As2O3现已逐渐为Sb2O3和锑粉所代替。少数工厂用黄药或α亚硝基β萘酚除钴。 锌的电积 以含有硫酸的硫酸锌水溶液为电解液,含银0.5~1%的铅板为阳极,压延铝板为阴极,进行电积。阴极析出锌,阳极放出氧。为了提高电流效率,除降低电解液中的杂质含量外,还应控制电解液温度。通常采用空气冷却塔或真空蒸发器冷却电解液。锌电解的技术条件是:电流密度400~600安/米2,温度35~40℃,槽电压3.3~3.6伏,电流效率85~92%。每吨阴极锌消耗直流电3000~3300千瓦·时。阴极锌电积周期一般为24或48小时,锌片可用人工或机械剥离。阴极锌片经洗涤干燥后用感应电炉熔铸成锭。电积锌的品位通常为99.94~99.99%。 锌浸出渣的处理 过去常用的方法有回转窑法、半鼓风炉法、硫酸化焙烧-浸出等方法,但均不理想。60年代发展的热酸浸出-黄钾铁矾或针铁矿等方法,使湿法炼锌工艺进一步完善。新方法的特点是先以高温高酸溶解渣中的铁酸锌,再以人造矿物的方法除去溶解的铁,所得含锌溶液返回焙烧浸出系统,回收其中的锌。此法锌回收率高,并有利于锌精矿的综合利用。热酸浸出的作业条件是:温度90℃以上,终点残酸40~60克/升,时间3~4小时。为强化作业,有的厂采用终点残酸大于100克/升的超高酸浸出。高酸浸出的金属浸出率(%)为:锌97~99,铜、镉、铟、镓大于90,铁70~85。 除铁方法有三种:①黄钾铁矾 [KFe3(SO4)2(OH)6]法:此法系使溶液中的 Fe3+在较高的温度和有碱金属或铵离子存在的条件下,从弱酸性硫酸盐溶液中缓慢形成碱式硫酸铁复盐[2AFe3(SO4)2(OH)6]沉淀。式中 A是K+、Na+或NH+4等。这种铁矾复盐呈黄色或淡黄色斜方结晶,稳定而且溶解度低,易于沉淀、过滤和洗涤,所以除铁的效果好。作业条件是:温度95℃,控制pH1.5左右,时间4~5小时。使热酸浸出和铁矾沉淀在同一设备内进行,可简化流程,但不能分出浸出后的铅银渣,不宜处理含银量高的锌矿。②针铁矿法:先用硫化锌精矿将溶液中的Fe3+还原成Fe2+,条件是:温度90~95℃,含H2SO450~60克/升,时间5~7小时。还原后先中和沉淀出稀散金属铟和镓,然后鼓入空气将铁氧化,加晶种使铁成三价铁水合物沉淀,其分子式主要为α-FeOOH,呈棕色针状结晶,相当于针铁矿。作业条件是:温度85~95℃,pH为3~3.5,时间3~4小时。此法可较好地提取稀散金属,并进一步除掉砷、氟、硅等杂质。③赤铁矿法:热酸浸出在高压釜内进行,同时通入SO2使铁还原,然后通入硫化氢除铜,再用石灰石中和沉淀镓、铟、铅等。最后在温度为200℃、压力为18~20公斤/厘米2下向高压釜内通氧,将亚铁离子氧化,以赤铁矿(Fe2O3)形态沉淀脱除。此法铁渣量少,锌回收率高,能综合回收多种有价金属,但需要昂贵的高压设备,操作条件较难控制。 硫化锌精矿加压浸出 在高压釜内加压通氧的条件下,用锌废电解液浸出硫化锌精矿,使ZnS转变成ZnSO4和单质硫。浸出矿浆先经浮选分出粗单质硫,再经浓密,分出铁铅渣,所得ZnSO4溶液经净化、电积得电锌;粗单质硫经热过滤得纯单质硫;铁铅渣送铅冶炼回收铅、锌。80年代初只有加拿大两家锌厂在原有传统湿法炼锌的扩建部分采用此方法。扩建部分省去焙烧、制酸等工序。 火法炼锌 硫化锌精矿经焙烧使硫化锌转变为氧化锌,然后在高温、强还原气氛中,用碳质还原剂还原产出锌蒸气,经冷凝得到金属锌。 目前,火法炼锌主要为竖罐蒸馏法和鼓风炉法。 竖罐炼锌 主要有锌精矿焙烧、压团、焦结、蒸馏等工序。焙烧采用氧化焙烧,使精矿中的硫尽可能全部氧化,同时使大部分铅、镉等杂质挥发。焙烧条件为:温度1080~1120℃,空气过剩系数1.05~1.1。焙烧设备用流态化焙烧炉(见挥发与蒸馏)。 在锌焙烧矿中配入50%优质焦煤和适量的粘合剂经混合、辗压制成团块,送焦结炉加热至800℃,形成具有500~600公斤力/厘米2抗压强度的焦结团矿,间竭地加入密闭蒸馏竖罐。罐体用导热性良好的碳化硅砖砌成,高8米以上,横断面为矩形。气体或液体燃料在罐外燃烧室中燃烧,热量传至罐内,温度维持在1100℃左右。炉料从罐的上部加入,连续向下运动。还原出来的锌蒸气随炉气上升,经上延部进入冷凝器,冷凝成锌液。蒸馏后的残渣落入水封罐底排出,一般含锌3~5%(中国葫芦岛锌厂为1~3%),含碳30%左右。中国竖罐炼锌厂用旋涡炉处理残渣,从中回收锌、铜、贵金属和稀散金属。竖罐排出的炉气含锌35%左右,冷凝产出粗锌,冷凝效率为94~97%,炉气中所余的锌蒸气经湿法收尘得到部分被氧化的锌粉(俗称蓝粉)。废气含一氧化碳75%,净化后返回蒸馏炉作燃料。竖罐的生产率按单位受热面积计,一般为每日160公斤/米2。中国工厂中,受热面积为100米2的大