2014锌冶金思考题

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1、2014锌冶金思考题及参考答案-邓志敢第1章绪论1、炼锌原料有哪些？（1）锌矿物:1）硫化矿(原生矿)：闪锌矿(ZnS)；铁闪锌矿(nZnS•mFeS)2）氧化矿（次生矿）：菱锌矿(ZnCO3)；异极矿(ZnSiO4•H2O)（2）含锌二次资源：冶炼厂产出的氧化锌烟尘、浮渣和锌灰等。2、简述金属锌的用途。锌广泛用于航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子及日用工业等行业。(1)锌的初级用途：最大用途是镀锌，约占总耗锌量的40%以上；其次是用于制造黄铜，约占总耗锌量的20%；制造各种锌基合金、干电池(我国约60万吨/年)、氧化锌、建筑五金制品及化学制品等。（2）锌的终端用途：主要用于交通运输业（

2、汽车)和建筑业（基础设施、商用建筑和住宅）3、现代炼锌方法有哪些？现代炼锌方法分为火法和湿法两大类，以湿法冶炼为主。（1）火法炼锌:有鼓风炉炼锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法炼锌等Ø火法炼锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼三个主要过程。平罐炼锌和竖罐炼锌都是间接加热，存在能耗高、对原料的适应性差等原因，平罐炼锌几乎被淘汰，竖罐炼锌也只有为数很少的3~5家工厂采用。Ø电热法炼锌虽然直接加热但不产生燃烧气体，也存在生产能力小、能耗高、锌的直收率低的问题，因此发展前途不大，仅适于电力资源丰富的地方使用。Ø密闭鼓风炉炼锌由于具有能处理铅锌复合精矿及含锌氧化物料，在同一座鼓风炉中可生产出铅、锌两种不同的金属，采用

3、燃料直接加热，能量利用率高的优点，是目前主要的火法炼锌设备，占锌总产量的10%左右。（2）湿法炼锌:包括传统的湿法炼锌和全湿法炼锌两类。1）传统的湿法炼锌实际上是火法与湿法的联合流程，是20世纪初出现的炼锌方法，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，湿法炼锌分为常规浸出和热酸浸出两种工艺。ü常规浸出时焙砂中的铁酸锌不能浸出，留在浸出渣中，用火法挥发焙烧回收，得到氧化锌烟尘再浸出。ü热酸浸出采用高温高酸浸出铁酸锌，锌的浸出率可达97%以上，浸出残渣过滤得到铅银渣，浸出液用黄钾铁矾法沉铁得到铁渣堆存。2）全湿法炼锌是在硫化锌精矿直接加压浸出的技术基础上形成的，于2

4、0世纪90年代开始应用于工业生产。该工艺省去了传统湿法炼锌工艺中的焙烧和制酸工序，锌精矿中的硫以元素硫的形式富集在浸出渣中另行处理。3）氧化锌矿湿法冶炼也属于全湿法炼锌。湿法炼锌由于资源综合利用好、单位能耗相对较低、对环境友好程度高，是锌冶金技术发展的主流，其产量约占世界锌总产量的80%。4、了解我国锌冶炼工业的现状。我国锌冶炼工艺，目前以湿法冶炼为主，火法其次。开发利用的锌资源，以硫化矿为主，氧化矿数量有限。氧化锌矿难于选矿富集，低品位氧化矿多通过回转窑挥发焙烧，得到品位较高的氧化锌尘作为火法或湿法炼锌原料。锌的总产量虽然居世界首位，但我国锌企业的总体情况是企业规模小、数量多、分布广。但近年

5、来我国锌企业的规模和生产能力不断提高。锌矿山主产区在云南、内蒙、甘肃、湖南、广西、陕西、广东、四川、青海、福建。锌冶炼主产区有湖南、云南、辽宁、广西、四川、甘肃、陕西、广东、贵州。5、分别画出火法炼锌及传统湿法炼锌的原则工艺流程图。火法炼锌原则工艺流程传统湿法炼锌原则工艺流程第2章硫化锌精矿的焙烧与烧结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。（1）ZnS直接获得金属锌是比较困难的。（2）硫酸锌的分解经过一个中间产物—碱式硫酸锌。当在产物只保持少量硫酸盐时，得到的是碱式硫酸盐而不是正硫酸盐。生产中不能用降低Pso2及Po2方法来保证获得ZnO焙烧产物。（3）温度升高

6、时，硫酸锌稳定区缩小，提高沸腾焙烧温度可以保证锌硫酸盐的彻底分解。硫化锌不能在高温下直接氧化生成金属。（4）对于含Cu、Fe等的复杂的含锌原料进行硫酸化焙烧时，希望Cu、Zn等有价金属转变为硫酸盐，须控制适当的焙烧温度(953±30K)，温度降低50℃，铁将被硫酸化随后被大量浸出，温度升高50℃，Cu、Zn的硫酸盐发生分解。2、为什么说硫化锌是较难焙烧的硫化物？硫化锌以闪锌矿或铁闪锌矿(nZnS·mFeS)的形式存在于锌精矿中。焙烧时硫化锌进行下列反应：ZnS+2O2＝ZnSO4(1)2ZnS+3O2＝2ZnO+2SO2(2)2SO2+O2＝2SO3(3)ZnO+SO3＝ZnSO4(4)焙烧开

7、始时，进行反应(1)与反应(2)，反应产生SO2之后，在有氧的条件下它又氧化成SO3。在有SO3存在时氧化锌可以形成硫酸锌。调节焙烧温度和气相成分，就可以在焙砂中获得所需要的氧化物或硫酸盐。铅的存在能促使硅酸盐生成，因为硅酸铅的易熔性，促使精矿熔结，妨碍焙烧进行。熔融状态的硅酸铅可以溶解其他金属氧化物或其硅酸盐，形成复杂的硅酸盐。铁酸锌的生成是无法避免的。硫化锌是较难焙烧的一种硫化物。3、简述硫化