硫化锌精矿中各个组分在焙烧时的行为

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1、硫化锌精矿中各个组分在焙烧时的行为教学资料（锌冶炼）  2009-09-2323:19  阅读11   评论0 字号：大大 中中 小小2.3.5硫化锌精矿中各个组分在焙烧时的行为在锌精矿中，除主成分硫化锌外，伴生矿物种类很多，如硫化铅、硫化铜、硫化镉、硫化银、二氧化硅等。它们在焙烧过程中不仅像硫化锌一样能单独发生不同程度的氧化反应，而且它们的衍生物还能进一步形成各种盐类，如铁酸锌、硅酸锌、硅酸铅等。铁酸锌由于难溶于稀酸而造成锌的直收率降低，硅酸锌在浸出过程中产生胶体从而增加液固分离困难，低熔点硅酸铅对焙烧过

2、程也产生不良影响。下面介绍各种硫化物在焙烧过程中的变化。表2—4国内沸腾焙烧技术经济指标 技术经济指标 株洲冶炼厂道尔式沸腾炉西北冶炼厂鲁奇炉 葫芦岛锌厂 沸腾床面积／m2沸腾层处直径／m沸腾炉空间直径／m炉膛总高度／m鼓风量／（m3·h-1·m-2）气体分布板阻力／Pa沸腾层高度／m气体分布板孔眼率／％炉顶温度庀直线速度／（m·s-1）床能率／（t·m一2·d-1）烟气量（料）／（m3·t-1）脱硫率／％烟气中S02浓度／％ 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硫化锌锌在锌精矿中以闪锌矿（ZnS）或铁闪锌矿（nZnS·mFeS）形态存在，其焙烧反应是比较复杂的过程，可能的反应类型也比较多。在

4、湿法炼锌工业焙烧的条件下其主要反应有：ZnS+2O2=ZnSO4（1）3ZnSO4+ZnS=4ZnO+4SO2（2）2SO2+O2=2SO3（3）ZnO+SO3=ZnSO4（4）焙烧开始时按上述反应式（1）、（2）进行，反应产生的二氧化硫在有氧气存在的条件下，继续氧化成三氧化硫，即按（3）式进行。式（3）反应为可逆反应，在温度低于500℃时反应向右进行，温度高于600℃时反应向左进行，故在沸腾焙烧过程中焙烧温度均在850℃以上，实际上气相中的三氧化硫是很少的。反应式（4）表明，当气相中有SO3存在时，氧化锌

5、才生成为硫酸锌，而硫酸锌在高温时又分解为氧化锌和三氧化硫，温度在800℃以上时分解十分剧烈。硫酸锌生成的条件及数量，取决于焙烧温度及气相成分，即温度低、SO3浓度高时，形成的硫酸锌就多，当温度高、SO3浓度低时，硫酸锌发生分解，趋向于形成氧化锌。由上述硫酸锌与氧化锌生成的条件可知，氧化焙烧与硫酸化焙烧在操作上的基本区别是：（1）硫酸化焙烧的温度（850℃～900℃）比氧化焙烧的温度（1050℃～l100℃）要低；（2）硫酸化焙烧所产生的炉气中，SO3的浓度要比氧化焙烧时高，所以硫酸化焙烧时要求供给较大的过剩

6、空气量，以强化焙烧过程；（3）硫酸化焙烧要求炉气与炉料接触良好，并要求炉料在炉内停留时间较长。总之，硫化锌在850℃~900℃的温度下进行焙烧，大部分生成氧化锌（ZnO）和少量的硫酸锌（ZnSO4）、硅酸锌（ZnO·SiO2）、铁酸锌（ZnO·Fe2O3），还有少量的硫化锌未被氧化。2.3.5.2硫化铅铅在锌精矿中主要以硫化铅（PbS）形态存在，硫化铅又叫方铅矿，它在焙烧时按下列反应式进行反应。PbS+2O2==PbSO43PbSO4+PbS==4PbO+4SO2PbO+SO3==PbSO4硫化铅在焙烧过程

7、的行为与硫化锌相似，所形成的硫酸铅在800℃以上时大量分解为氧化铅。硫化铅的熔点约为l120℃，熔化后具有很好的流动性，进入炉子的砖缝中。硫化铅在600℃时开始挥发，800℃时大量挥发，当PbS挥发到炉子上部及炉气管道中时又被氧化成氧化铅。而氧化铅要在900℃时才大量挥发，所以硫酸化焙烧脱铅率低。氧化铅是一种很好的助熔剂，它能与许多金属氧化物形成低熔点共晶化合物，如硅酸铅（PbO·SiO2）、铁酸铅（PbO·Fe2O3）、铅酸钙（CaO·PbO6）、铅酸镁（MgPbO6），这些低熔点共晶化合物是极为有害的，

8、它在800℃时就开始熔化，严重时引起炉料在沸腾炉中结块和在烟道中结块的现象，从而使操作恶化，焙烧脱硫不完全，因此要求配料时混合锌精矿含铅不超过2％。总之，硫化铅在焙烧过程中多数生成氧化铅（PbO），只有极少量生成硫酸铅及低熔点共晶化合物。2.3.5.3硫化铜铜在锌精矿中主要以辉铜矿（Cu2S）、黄铜矿（CuFeS2）、铜蓝（CuS）等形态存在。硫化铜熔点很高（约1805℃～1900℃），在低温下（550℃）按下式