3.2 硫化锌精矿的焙烧 1.5VIP免费

焙烧目的硫化锌精矿焙烧过程是在高温下借助于空气中的氧进行的氧化的过程。焙烧的目的与要求决定于下一步的生产流程，各具特点。火法炼锌(蒸馏法)：是在焙烧时实行死焙烧(氧化焙烧)，尽可能地除去全部硫，以及尽可能完全使铅、镉、砷、锑挥发除去，得到主要由金属氧化物组成的焙砂，使以后蒸馏时可以得到较高质量的锌锭。产出浓度足够大的SO2烟气以供生产硫酸。含镉与铅多的烟尘作为炼镉原料。3.2硫化锌精矿的焙烧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。2)使砷与锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去；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；3)在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌；4)得到SO2浓度大的焙烧炉气以制造硫酸；5)得到细小粒子状的焙烧矿以利于浸出的进行。（Zn-S-O系基本反应）反应lgK900K1000K1100K1200K1300KZnS+2O2=ZnSO4(α,β)26.606922.158018.613915.673013.20633ZnSO4(α,β)＝ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2-3.9775-2.1197-0.86860.15071.00803ZnS+11/2O2=ZnO·2ZnSO4+SO275.843164.354454.973147.169740.62711/2(ZnO·2ZnSO4)=3/2ZnO+SO2+1/2O2-5.2601-3.3944-1.8799-0.62670.4237ZnS+3/2O2=ZnO+SO221.774319.188517.071115.305413.8248Zn(气,液)+SO2=ZnS+O2-6.8524-6.3161-5.8755-5.5891-5.67132Zn(气,液)+O2=2ZnO29.843825.744822.391219.432616.30703.2.1硫化锌精矿焙烧的热力学基础Zn-S-O系等温平衡状态图当焙烧温度一定时，焙烧过程中锌的存在形态取决于pSO2和pO2。不同气氛生产不同的产物。Zn-S-O系等温平衡状态图1300K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。提高温度有利于ZnO的生成！Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图（PSO2=0.1atm）当温度一定时，ZnS氧化顺序是：ZnO->ZnO·2ZnSO4->ZnSO4火法炼锌空气过剩系数为1.05~1.10。湿法炼锌空气过剩系数为1.20~1.30。Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图（PSO2=0.1atm）当PSO2=0.1atm，PO2=10132.5~20265Pa时，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Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图（PSO2=0.1atm）当PSO2=0.1atm，PO2=10132.5~20265Pa时，1143K当T>1203K（930℃）时，ZnO稳定。当T<1203K（930℃）时，ZnO·2ZnSO4稳定。当T<1143K（870℃）时，ZnSO4稳定。Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图（PSO2=0.1atm）当PSO2=0.1atm，PO2=10132.5~20265Pa时，1180K当T<1180K（907℃）时，ZnO、ZnO·Fe2O3—>ZnO·2ZnSO4、Fe2O3Zn-Fe-S-O系氧势-温度平衡图（PSO2=0.1atm）当PSO2=0.1atm，PO2=10132.5~20265Pa时，1143K当T<1180K（907℃）时，ZnO、ZnO·Fe2O3—>ZnO·2ZnSO4、Fe2O3当T<1143K（870℃）时，ZnO·2ZnSO4、Fe2O3—>ZnSO4、Fe2O3湿法炼锌的焙烧温度一般控制在870~900℃当进行硫酸化焙烧时，进行下列反应：ZnSO4=ZnO+SO3ZnO·2ZnSO4=3ZnO+2SO3SO2+1/2O2=SO3体系的总压pT为31SOpK223SOpK)/(2/13223OSOSOpppK3/23)2/(333223KppppppSOSOOSOSOT图3-6硫酸盐分解压与温度关系湿法焙烧温度：高于A、A`低于B、B`ZnO·ZnSO4稳定火法焙烧温度：高于B、B`ZnO稳定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；除有一般的化学环节，还包括吸附、解吸、内扩散、外扩散等物理环节和晶核的生成、新相的成长等化学晶形转变等现象。另外，焙烧时还会出现稳定的中间化合物和多种硅酸盐、铁酸盐、硫酸盐等。3.2.2硫化锌精矿焙烧动力学1、硫化锌精矿的着火温度着火温度决定于硫化物的物理与化学性质以及外界因素。着火温度可粗略作为划分焙烧反应的速度和控制环节的标志。(1)氧通过颗粒周围的气膜向其表面扩散(外扩散)；(2)氧通过颗粒表面的氧化物层向反应界面扩散(内扩散)；(3)在反应界面上进行化学反应；(4)反应的产物SO2向着与氧相反方向的扩散。2、焙烧反应的机理与速度...