有色冶金概论-锌冶金.ppt

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1、——锌冶金昆明理工大学冶金与能源工程学院有色冶金概论1.4炼锌原料及方法1.4.1炼锌原料1、硫化矿：含锌约为8.8~17％，主要有闪锌矿(ZnS)、铁闪锌矿(nZnS•mFeS)。锌的硫化矿多为多金属矿，常含有铜、铅、银、金、砷、锑、镉、铟、锗等有价金属。低品位多金属含锌矿物通过浮选法进行选矿，得到符合冶炼要求含锌45%~55%的锌精矿。2、氧化矿：含锌约为10%，主要有菱锌矿(ZnCO3)和异极矿(ZnSiO4•H2O)。3、冶炼厂产出的氧化锌烟尘、浮渣和锌灰等。1.4.1炼锌原料1.4.2锌的储量世界已查明的锌资源量19亿t，储量2.2亿t，储量基础4.8亿

2、t。以2008年矿山产量计算，世界锌储量的静态保证年限为15年，以储量基础计算的锌的静态保证年限为40年。1.4.3锌的生产方法及其简介锌的生产方法分为火法和湿法两大类，以湿法冶炼为主。火法炼锌有鼓风炉炼锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法炼锌等。湿法炼锌包括传统的湿法炼锌和全湿法炼锌两类。湿法炼锌产量约占世界锌总产量的80%。传统的湿法炼锌实际上是火法与湿法的联合流程，包括焙烧、浸出、净化、电积和制酸五个主要过程。根据浸出温度和酸度的不同，传统湿法炼锌分为常规浸出和热酸浸出两种工艺。全湿法炼锌是在硫化锌精矿直接浸出的技术基础上形成的。该工艺省去了传统湿法炼锌工艺中的焙

3、烧和制酸工序，锌精矿中的硫以元素硫的形式富集在浸出渣中另行处理。1.4.3锌的生产方法及其简介2硫化锌精矿的焙烧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：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2从硫化锌精矿中提取锌，除直接浸出流程外，一般须预先经过焙烧，使焙烧产物适合下一步冶炼要求，因此，焙烧是生产锌的第一个冶金过程。2.1硫化锌精矿的焙烧的目的鼓风炉炼锌：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。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

4、铅、镉、砷、锑，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。湿法炼锌：实行部分硫酸盐化焙烧，在焙砂中保留少量以硫酸盐(3~4%SSO4)，尽可能少地得到铁酸锌以及细小粒子状的焙烧矿。2.2硫化锌精矿的沸腾焙烧1、高温氧化焙烧又称为“死焙烧”，是为了获得适于还原蒸馏的焙砂以满足蒸馏需要，焙烧的温度一般为1070~1100℃。2、低温部分硫酸化焙烧主要是为了得到适合湿法炼锌用的焙砂。要求在焙烧矿中留有少量可溶性硫（2~4%SSO4)，同时还应避免与减少铁酸锌和硅酸盐的形成，并除去一部分砷和锑。沸腾层温度一般采用850~900℃。3锌焙砂的浸出湿

5、法冶金是在低温（25~250℃）及水溶液中进行的一系列冶金作业过程。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。锌焙砂的浸出分中性浸出和酸性浸出两个阶段。湿法炼锌厂多数是采用连续复浸出流程，即第一段为中性浸出，第二段为酸性或热酸浸出；浸出渣是用热酸浸出-黄钾铁矾法或火法还原挥发处理。最通用的两种工艺流程常规浸出流程和热酸浸出流程。3锌焙砂的浸出3锌焙砂的浸出

6、3.1热酸浸出及铁的沉淀在湿法炼锌生产中，所得到的中性浸出渣含锌>20%，其中以铁酸锌存在的锌占总锌量的60%以上。浸出渣还含有铅、铜及贵金属金、银等有价金属。为此，必须从锌浸出渣中回收锌及有价金属。热酸浸出的实质是锌焙烧矿的中性浸出渣经高温（90~95℃）、高酸（始酸>150g/L，终酸40~60g/l）浸出，在低酸中难以溶解的铁酸锌以及少量其它尚未溶解的锌化合物得到溶解，进一步提高锌的浸出率。3.1热酸浸出及铁的沉淀热酸浸出的结果使铁酸锌的溶出率达到90%以上，锌的浸出率显著提高(达到97~98%)，铅、银富集在渣中，但大量铁也转入溶液中，溶液中铁含量可达20

7、~40g/l。若采用常规的中和水解除铁，因形成体积庞大的Fe(OH)3溶胶，无法浓缩与过滤。根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法有黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。3.2硫化锌精矿的氧压浸出硫化锌精矿的加压氧化浸出是将硫化锌精矿不经焙烧，在高压釜内充氧高温(140~160℃)高压(350~700kPa)下加入废电解液，使硫化物直接转化为硫酸盐和元素硫的工艺过程。主要反应如下：ZnS+H2SO4+0.5O2=ZnSO4+S0+H2O此工艺克服了“焙烧-浸出-电积”流程的工艺复杂、流程长、SO2烟气污染等缺点，具有对环境污染小、硫以元素硫回收、锌回收

8、率高、工艺