重金属冶金学--锌冶金--课件.ppt

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1、3锌冶金3.1概述截至2002年，全世界查明锌储量为20000万吨，储量基础为45000万吨，现有储量和储量基础的静态保证年限为23年和51年。锌储量和储量基础占锌资源量的10.52％和3.68％。中国锌的储量和储量基础均居世界首位，已成为世界最大的铅锌资源国家。根据统计资料，在我国铅锌储量中铅锌平均品位只有4.66%，而根据目前铅锌价格水平和成本水平，只有铅锌(1:2.5)合计地质品位在7％~8％以上的地质储量才是能经济利用的储量，目前我国能经济利用的铅锌合计储量只有4513.86万吨，仅占总储量的42.6%。我国铅锌储量较多的省(区)主要

2、是云南、广东、甘肃、四川、广西、内蒙古、湖南和青海等八省(区)，其铅锌储量占全国总储量的80.7%。大中型锌矿187处，探明资源总量7961万吨，储量1950万吨，其中大型锌矿区44处，探明资源总量5352万吨，储量1553万吨，分别占全国的58.1%和76.6%。2004年我国锌产量排名前5家企业:(1)株洲冶炼集团公司，产量30.18万吨；(2)葫芦岛有色集团公司，产量24.31万吨；(3)中金岭南有色金属股份公司，产量17.06万吨；(4)白银有色金属公司，产量14.26万吨；(5)云南冶金集团总公司，产量7.87万吨。锌是白而略带

3、蓝灰色的金属，原子量为65.37，Tm为419.05℃，Tb为906.97℃，常温下比重为7.133，800℃下的比重为6.22，锌有3种结晶状态：α-Zn、β-Zn和γ-Zn，其同质异性变化温度为443K和603K，液态锌的蒸气压随温度升高而迅速增大，到1179.97K时达到10132.5Pa，火法炼锌就是利用了锌的这一特点。锌在干燥空气或氧气中很稳定，但在潮湿空气中形成碱式碳酸锌(ZnCO3·3Zn(OH)2)，这样可以保护锌进一步地被腐蚀。熔融的锌能与铁形成化合物，可使钢铁免受腐蚀，镀锌工业利用了锌的这一特点。3.1.1锌的主要性质1.

4、ZnSZnS是炼锌的主要原料，在自然界中以闪锌矿的形态存在。Tm:1923K，1473K下升华，在空气中753K下缓慢氧化，在873K已上时剧烈氧化。ZnS+3/2O2=ZnO+SO2在1373K下，与CaO反应生成CaS和ZnOZnS+CaO=CaS+ZnO硫化锌在酸中可氧化分解，目前利用这一点已研究开发了高压氧酸浸法处理硫化锌精矿的新工艺。3.1.2锌的主要化合物的性质2.ZnO无天然矿物。Tm:2273K，1473K下有微量升华，1673K时显著升华。ZnO可被C、CO和H2还原，其中被CO还原的反应在1073K下十分激烈：ZnO+CO

5、=Zn(g)+CO2在823K以上，与Fe2O3形成铁酸锌。3.ZnSO4无天然矿物。易溶于水，比重为3.474，受热分解，在1123K左右温度下分解压达到10132.5Pa，ZnSO4=ZnO+SO2+1/2O2在973K以上温度时，易与Fe2O3生成铁酸锌，所以加速上述分解反应的进行。4.ZnCl2Tm:591K，Tb:1003K，773K下显著升华，氯化锌的这一特点是挥发锌并得以富集的依据。氯化锌易溶于水。1.钢材的镀锌方面，起防腐作用。2.优良的合金，如做装饰品的铜锌合金(黄铜)，Cu-Sn-Zn形成的青铜，作为耐磨合金的Cu-Sn-

6、Pb-Zn合金。3.锌可以制造用于航天仪表上的Ag-Zn电池。4.利用Zn熔点低的特点，还可浇铸精密铸件。5.锌在冶金工业中作为还原剂，化学工业中作为制造颜料用的原材料。3.1.3锌的主要用途锌矿物的种类：较常见的有：闪锌矿(ZnS)；磁闪锌矿(nZnSmFeS)；菱锌矿(ZnCO3)；硅锌矿(Zn2SiO4)；异极矿(ZnSiO4·H2O)等。自然界中较多的为硫化矿。锌的单金属硫化物非常少见，多与铜铅共生。其中最常见的有铅锌矿，其次为锌铜矿和铜铅锌矿。3.1.4炼锌原料选矿后的硫化锌精矿含锌为38~62%，Zn、Fe、S总和为90~95%。

7、锌精矿中还含有SiO2、Al2O3、CaCO3和MgCO3以及Co、In、Ga、Ge、Tl等稀有金属。因此处理锌精矿提炼锌时，必须充分回收其中的有价金属。除了矿物之外，冶金工业中产生的含锌烟灰、熔铸锌时产出的浮渣和一些氧化锌，也可作为炼锌原料。我国锌冶炼工艺以湿法冶炼为主，火法其次。据2002年统计的全国锌产量中，湿法炼锌占70%，火法炼锌占30%。火法中竖罐法占18%，ISP法约占9.5%，其余(包括电热法、平罐、马槽炉、马鞍炉和四方炉)约占2.5%。3.1.5锌的提取方法1.火法炼锌方法由硫化锌矿直接炼锌虽有可能，如：ZnS+Fe=Zn+

8、FeS但在工业上还没有应用，因为还原硫化锌实际上在1200~1300℃才开始，而此时精矿已熔化。氧化锌则较易还原，为此硫化矿精矿首先焙烧成氧化锌。焙烧矿与碳质还原剂