硫化鋅精礦中各個組分在焙燒時的行為

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1、硫化鋅精礦中各個組分在焙燒時的行為教學(xué)資料(鋅冶煉)??2009-09-2323:19??閱讀11???評論0?字號:大大?中中?小小2.3.5硫化鋅精礦中各個組分在焙燒時的行為在鋅精礦中,除主成分硫化鋅外,伴生礦物種類很多,如硫化鉛、硫化銅、硫化鎘、硫化銀、二氧化硅等。它們在焙燒過程中不僅像硫化鋅一樣能單獨發(fā)生不同程度的氧化反應(yīng),而且它們的衍生物還能進一步形成各種鹽類,如鐵酸鋅、硅酸鋅、硅酸鉛等。鐵酸鋅由于難溶于稀酸而造成鋅的直收率降低,硅酸鋅在浸出過程中產(chǎn)生膠體從而增加液固分離困難,低熔點硅酸鉛對焙燒過

2、程也產(chǎn)生不良影響。下面介紹各種硫化物在焙燒過程中的變化。表2—4國內(nèi)沸騰焙燒技術(shù)經(jīng)濟指標?技術(shù)經(jīng)濟指標?株洲冶煉廠道爾式沸騰爐西北冶煉廠魯奇爐?葫蘆島鋅廠?沸騰床面積/m2沸騰層處直徑/m沸騰爐空間直徑/m爐膛總高度/m鼓風(fēng)量/(m3·h-1·m-2)氣體分布板阻力/Pa沸騰層高度/m氣體分布板孔眼率/%爐頂溫度庀直線速度/(m·s-1)床能率/(t·m一2·d-1)煙氣量(料)/(m3·t-1)脫硫率/%煙氣中S02濃度/%?427.17.399.913l808900~l200l1.1900~9500.4

3、5~0.55~5.120709l~937~8?1_0911.812.8018l7753500~400Cl~1.2?950~l0000.5~0.75~8I825??18.664.754.98???l?????948~8.5?26.55.658.3912.28l6002000~30013?ll000~l50C0.6~0.656.5~7l75095~9810~10.5?2.3.5.1硫化鋅鋅在鋅精礦中以閃鋅礦(ZnS)或鐵閃鋅礦(nZnS·mFeS)形態(tài)存在,其焙燒反應(yīng)是比較復(fù)雜的過程,可能的反應(yīng)類型也比較多。在

4、濕法煉鋅工業(yè)焙燒的條件下其主要反應(yīng)有:ZnS+2O2=ZnSO4(1)3ZnSO4+ZnS=4ZnO+4SO2(2)2SO2+O2=2SO3(3)ZnO+SO3=ZnSO4(4)焙燒開始時按上述反應(yīng)式(1)、(2)進行,反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫在有氧氣存在的條件下,繼續(xù)氧化成三氧化硫,即按(3)式進行。式(3)反應(yīng)為可逆反應(yīng),在溫度低于500℃時反應(yīng)向右進行,溫度高于600℃時反應(yīng)向左進行,故在沸騰焙燒過程中焙燒溫度均在850℃以上,實際上氣相中的三氧化硫是很少的。反應(yīng)式(4)表明,當氣相中有SO3存在時,氧化鋅

5、才生成為硫酸鋅,而硫酸鋅在高溫時又分解為氧化鋅和三氧化硫,溫度在800℃以上時分解十分劇烈。硫酸鋅生成的條件及數(shù)量,取決于焙燒溫度及氣相成分,即溫度低、SO3濃度高時,形成的硫酸鋅就多,當溫度高、SO3濃度低時,硫酸鋅發(fā)生分解,趨向于形成氧化鋅。由上述硫酸鋅與氧化鋅生成的條件可知,氧化焙燒與硫酸化焙燒在操作上的基本區(qū)別是:(1)硫酸化焙燒的溫度(850℃~900℃)比氧化焙燒的溫度(1050℃~l100℃)要低;(2)硫酸化焙燒所產(chǎn)生的爐氣中,SO3的濃度要比氧化焙燒時高,所以硫酸化焙燒時要求供給較大的過剩

6、空氣量,以強化焙燒過程;(3)硫酸化焙燒要求爐氣與爐料接觸良好,并要求爐料在爐內(nèi)停留時間較長。總之,硫化鋅在850℃~900℃的溫度下進行焙燒,大部分生成氧化鋅(ZnO)和少量的硫酸鋅(ZnSO4)、硅酸鋅(ZnO·SiO2)、鐵酸鋅(ZnO·Fe2O3),還有少量的硫化鋅未被氧化。2.3.5.2硫化鉛鉛在鋅精礦中主要以硫化鉛(PbS)形態(tài)存在,硫化鉛又叫方鉛礦,它在焙燒時按下列反應(yīng)式進行反應(yīng)。PbS+2O2==PbSO43PbSO4+PbS==4PbO+4SO2PbO+SO3==PbSO4硫化鉛在焙燒過程

7、的行為與硫化鋅相似,所形成的硫酸鉛在800℃以上時大量分解為氧化鉛。硫化鉛的熔點約為l120℃,熔化后具有很好的流動性,進入爐子的磚縫中。硫化鉛在600℃時開始揮發(fā),800℃時大量揮發(fā),當PbS揮發(fā)到爐子上部及爐氣管道中時又被氧化成氧化鉛。而氧化鉛要在900℃時才大量揮發(fā),所以硫酸化焙燒脫鉛率低。氧化鉛是一種很好的助熔劑,它能與許多金屬氧化物形成低熔點共晶化合物,如硅酸鉛(PbO·SiO2)、鐵酸鉛(PbO·Fe2O3)、鉛酸鈣(CaO·PbO6)、鉛酸鎂(MgPbO6),這些低熔點共晶化合物是極為有害的,

8、它在800℃時就開始熔化,嚴重時引起爐料在沸騰爐中結(jié)塊和在煙道中結(jié)塊的現(xiàn)象,從而使操作惡化,焙燒脫硫不完全,因此要求配料時混合鋅精礦含鉛不超過2%。總之,硫化鉛在焙燒過程中多數(shù)生成氧化鉛(PbO),只有極少量生成硫酸鉛及低熔點共晶化合物。2.3.5.3硫化銅銅在鋅精礦中主要以輝銅礦(Cu2S)、黃銅礦(CuFeS2)、銅藍(CuS)等形態(tài)存在。硫化銅熔點很高(約1805℃~1900℃),在低溫下(550℃)按下式

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