有色冶金概论1 技能点1：硫化锌精矿的焙烧与烧结 2-5 硫化锌精矿的沸腾焙烧.ppt

1、高温氧化焙烧 矿尘率的大小还与精矿的粒度有关，精矿粒度愈细，则相应地矿尘率就愈大。 电收尘焙尘中含铅镉很高，可从中提取镉等有价金属。 高温沸腾焙烧的温度一般为1070~1100℃。 2、低温部分硫酸化焙烧 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。 低温硫酸盐化焙烧的脱硫效率主要取决于温度。为得到含有少量可溶性硫的焙砂，沸腾层温度一般采用850~900℃。 低温焙烧的过剩空气量一般为20~30％。 2、低温部分硫酸化焙烧 沸腾焙烧时，精矿中的砷、锑硫化物迅速氧化形成As2O5与Sb2O5而很难挥发除去，使砷、锑的脱除不理想。 低温沸腾焙烧的焙尘率较高（40~50% ）。焙尘率与精矿粒度和直线速度有关。 沸腾焙烧的时间即炉料在炉内停留的时间对脱硫反应有影响。炉料在炉内只需停留12~18秒便可以得到满意的焙烧结果。 2、低温部分硫酸化焙烧 2、低温部分硫酸化焙烧 2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的热平衡与余热利用 硫化锌精矿含硫30%左右，锌精矿焙烧的主要放热反应为： 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + SO2 △H = -464kJ/mol 其次是黄铁矿的氧化。焙烧l kg硫化锌精矿约可放出4200kJ的热能，l kg硫铁矿氧化可放热6700～7100kJ。 利用烟气余热可生产高压蒸汽。焙烧1吨硫化锌精矿一般可产生3030~6060kPa的蒸汽1吨左右，即生产1吨锌约可产生2吨蒸汽。湿法炼锌厂生产1吨锌约消耗1吨蒸汽，多余的1吨蒸汽可用于发电。火法炼锌厂则可完全用于发电。 2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的热平衡与余热利用 2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的热平衡与余热利用 2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的热平衡与余热利用 2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧的热平衡与余热利用 排除沸腾层余热的方法有： ①直接喷水入炉 ②在沸腾层的炉墙处安装水套 ③向沸腾层内插入强制循环水管 以第③种方式较优越。为了提高热能的利用率，都将沸腾层的冷却水管与锅炉连接，生产蒸汽。 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 1、高温沸腾焙烧 锌精矿沸腾焙烧的温度，已从1123k提高到1223k左右，大多数工厂为1183～1253k。温度提高后，可提高炉子生产率与脱硫程度。 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 2、锌精矿富氧空气沸腾焙烧 富氧鼓风沸腾焙烧是强化措施之一。前苏联一工厂首先在沸腾炉采用27～29%O2的富氧鼓风，使生产率提高了60～70%，达到8.4～8.8吨/(米2·日)，烟气量减少，SO2浓度提高到13～15%，还降低了烟尘率与提高了产品质量。 其它强化沸腾焙烧的措施还有制粒、利用二次空气或贫SO2烧结烟气焙烧、多层沸腾炉焙烧等。 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 2.5 硫化锌精矿的沸腾焙烧 沸腾焙烧是强化焙烧过程的新方法，是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料层，固体炉料粒子被风吹动互相分离，并作不停的复杂运动，运动的粒子处于悬浮状态，其状态如同水的沸腾，因此称为沸腾焙烧。 沸腾焙烧炉内料层温度高达850~1150℃，炉内热容量大且均匀。由于固体粒子可以较长时间处于悬浮状态，于是就构成氧化各个矿粒最有利的条件，反应速度快，强度高，传热传质效率高，温差小，料粒和空气接触时间长，使焙烧过程大大强化。 沸腾焙烧炉于1952年开始应用于炼锌工业。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 1、固体流态化的特征 沸腾焙烧的基础是固体流态化。当气体通过固体炉料层时，由于气体的速度不同可分为三个阶段：即固定床、膨胀床及流态化床，如图a所示，图b为直线速度与床层压力降的关系图。 图a 吹风速度对炉料层状态的影响 图b 直线速度与床层压力降的关系图 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 图a 吹风速度对炉料层状态的影响 图b 直线速度与床层压力降的关系图 图b曲线中 AB段为固定床，BCD段为膨胀床，DE为流态化床。达B点以后，床层开始膨胀，粒子点接触进行调整，故膨胀床实际