湿法炼锌浸出过程（短学时）.ppt

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1、锌冶金学主讲教师：魏昶教授李存兄讲师邓志敢助教《重有色金属冶金学》精品课程目录3湿法炼锌浸出过程4硫酸锌浸出液的净化2硫化锌精矿的焙烧与烧结6湿法炼锌新方法1绪论5硫酸锌溶液的电解沉积7火法炼锌简介9伴生元素的综合利用及二次资源的回收8锌产品的延伸1、根据Zn-S-O系状态图，说明ZnS难以直接氧化得到金属锌的原因。2、为什么说硫化锌是较难焙烧的硫化物？3、简述硫化锌精矿焙烧的目的。4、在硫化锌精矿焙烧的过程中，硅酸盐和铁酸锌的生成对后续过程有什么影响？在焙烧过程中如何避免硅酸盐和铁酸锌的生成？5、简述硫化锌精矿伴生矿物在焙烧的过程中的行为。6、

2、硫化锌精矿的焙烧的设备有哪些？7、硫化锌精矿焙烧为什么大多采用沸腾炉？沸腾焙烧炉有哪几种类型？8、沸腾焙烧的强化措施有哪些？硫化锌精矿的焙烧与烧结思考题3湿法炼锌浸出过程3.1浸出实质与方法3.2锌焙烧矿的浸出3.3硫化锌精矿的直接浸出3.4氧化锌矿的浸出3.5浸出、浓缩、过滤设备湿法炼锌锌的生产方法分为火法和湿法两大类。湿法炼锌占世界锌总产量的80%，我国占70%以上。湿法炼锌是在低温（25~250℃）及水溶液中进行的一系列冶金作业过程：浸出、净化、电解。湿法炼锌包括传统的湿法炼锌和全湿法炼锌两类。传统的湿法炼锌实际上是火法与湿法的联合流程，是

3、20世纪初出现的炼锌方法，包括焙烧、浸出、净化、电积和熔铸五个主要过程。全湿法炼锌：无焙烧工序硫化锌精矿直接常压或加压浸出氧化矿湿法冶炼3.1浸出实质与方法浸出的实质湿法炼锌的浸出是以稀硫酸溶液（废电解液）作溶剂，控制适当的酸度、温度和压力等条件，将含锌物料（如锌焙砂、锌烟尘、锌氧化矿、锌浸出渣及硫化锌精矿等）中的锌化合物溶解呈硫酸锌进入溶液、不溶固体形成残渣的过程。浸出所得的混合矿浆再经浓缩、过滤将溶液与残渣分离。浸出的目的使物料中的Zn尽可能地全部溶解到浸出液中，得到高浸出率。使有害杂质尽可能地进入渣中，达到与锌分离的目的。获得一个过滤性良好

4、的矿浆。为了达到浸出的目的，浸出过程可采用不同的浸出方法。3.1浸出实质与方法3.2锌焙烧矿的浸出硫化锌精矿经沸腾焙烧，所产锌焙砂和锌烟尘混合后称为锌焙烧矿。锌焙烧矿中的锌主要呈ZnO、ZnSO4、ZnO·Fe2O3、ZnS及2ZnO·SiO2等形态存在，其它伴生金属铁、铅、铜、镉、砷、锑、镍、钴等也呈类似的形态。脉石成分则呈氧化物，如CaO、MgO、Al2O3及SiO2形态存在。3.2.1浸出反应的热力学锌焙烧矿用稀硫酸溶剂进行浸出时，发生以下几类反应：(1)ZnSO4的溶解：它们直接溶解于水形成硫酸锌水溶液。硫酸锌很易溶于水，溶解时放出溶解热

5、，溶解度随温度升高而增加。3.2.1浸出反应的热力学(2)氧化锌及其它金属氧化物：锌焙烧矿的主要成份是自由状态的ZnO，浸出时与硫酸作用进入溶液：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2OZnO及其它金属氧化物在稀硫酸的作用下，溶解反应的通式可用下式表示：MenO+mH2SO4=Men(SO4)m+mH2O用离子反应式表示：MeOn+nH+=Men++0.5nH2OK=aMen+/anH+当反应达到平衡时，有：lgaMen+=lgK+npH根据上式，可作出离子活度-pH图。根据该图，可以直接获得氧化物的浸出条件。3.2.1浸出反应的热力学3.2.1浸

6、出反应的热力学浸出过程的有关化学反应可用下列通式表示：aA+nH++ze＝bB+cH2O根据上式，可绘制出锌焙烧矿浸出时Zn-H2O系的φ-pH图。3.2.1浸出反应的热力学锌焙烧矿中的ZnO用稀硫酸浸出的反应为:ZnO+2H+==Zn2++H2O当反应达到平衡时，反应的平衡常数为：可见，在达到平衡状态后，H+和Zn2+两种离子浓度相差很远，在H+离子浓度很小的情况下，可以得到很高的锌离子浓度，即在中性浸出终了，及时将溶液酸度降到很低，为除去铁、砷等杂质创造了条件。由上式可知，锌离子的水解pH值大致为：当25℃锌离子活度按1mo1/L计时，则pH

7、=5.8。根据已知的离子的电位和前述的原理，可绘制出有关金属的Zn-Me-H2O系φ-pH图。3.2.1浸出反应的热力学在锌中性浸出终了时，控制浸出终点pH=5.2，一些金属（如Fe3+和Al3+）可以呈氢氧化物沉淀被除去。3.2.2金属氧化物、铁酸盐、砷酸盐、硅酸盐在酸浸过程中的稳定性锌焙矿中存在的金属氧化物、铁酸盐、砷酸盐和硅酸等锌的多种化合物，它们在酸浸出过程中溶解的难易程度，或在酸性溶液中的稳定性，可用pH来衡量。(1)金属氧化物在酸性溶液中的稳定性的次序是：SnO2>Cu2O>Fe2O3>Ga2O3>Fe3O4>In2O3>CuO>Z

8、nO>NiO>CaO>CdO>MnO铁的氧化物较难溶解，故在常压、温度为25℃～100℃、pH为1~1.5的浸出条件下可以实现Mn、Cd