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锌常规法浸出

2010-12-27 19:24阅读:
常规法
A
常规法浸出工艺流程
由于浸出对湿法炼锌经济技术指标和浸出的后续工序能否正常进行均起着决定性的作用。因此人们对浸出工艺流程十分重视。国内外炼锌厂根据各自的不同条件创造了多种不同的工艺流程,按浸出段数有:
一段浸出法仅有一个中性浸出段;
二段浸出法一个中性浸出段和一个酸性浸出段,或两个均为中性浸出段;
三段浸出法一个中性浸出段和两个酸性浸出段,或两个中性浸出段和一个酸性浸出段;
中性浸出是指浸出过程终了时,浸出液的酸度接近中性、一般pH值为
5.2~5.4 0酸性浸出是指浸出过程终了时,浸出液呈低酸性,通常含硫酸1~ 5g/L左右。由于一段浸出缺点较多,锌的浸出率很低,没有特殊原因一般很少采用。而三段浸出易造成设备过多,溶液量周转过大,因此一般多采取两段浸出。按操作过程有:连续浸出和间断浸出。连续浸出是指物料和溶液按一定比例连续不断地通过浸出设备(通常是几个串联的浸出槽)以完成浸出作业。间断浸出是指焙烧矿在浸出槽中分批周期性地进行浸出。连续浸出的优点是:(1)设备利用率高;(2)节约人力,劳动生产率高;(3)过程易实现自动化;(4)矿浆成分稳定;(5)浸出始酸较低,从而减少了有害杂质进入浸出液;(6)可采用热焙砂冲矿,节约焙砂冷却设备,利用热焙砂的物理热节约能耗。间断浸出的优点是:(1)能严格控制技术条件,准确控制浸出终点,能获得良好的中性上清液;(2)对种类繁多、成分复杂、质量较差的焙烧矿(如高硅),能取得较好的浸出效果。
下图为株洲冶炼厂两段连续浸出及湿法冲矿的工艺流程图。

该流程为两段逆流浸出(仅对分级后的少量大颗粒原料增加一段酸浸),即一段中浸和一段酸浸。中浸上清液送净化,中浸底流进酸浸,酸浸后的上清液再返回中浸。特点是:在焙烧炉的焙烧矿排口下面设置一溜槽,热料直接排入溜槽内,在溜槽内有调配好的含酸30~50g/L的硫酸溶液(工厂称氧化液),连续排入流槽的热矿被水力连续输送到机械搅拌槽浆化,并送浸出工序。其优点主要有:省去了热焙砂的冷却设备;同时可以利用热焙砂的余热加热浸出溶液,减轻浸出槽的负荷。
下图为日本彦岛两段逆流连续浸出,它与株洲冶炼厂流程的区别是未采用冲矿,焙烧矿经冷却、筛分,大颗粒不经酸浸直接返回焙烧。该流程的优点是:浸出料经两次分级能较好地保证焙烧粒度,能取得较好的浸出效果;同时大颗粒中的锌主要以未氧化的硫化锌形式存在,浸出时不易溶解的ZnS返回焙烧,有利于提高浸出率。

下图为美国熔炼公司电锌厂一段中性连续浸出工艺流程。其特点是中性浸出浓缩底流经逆流洗涤后进行过滤,滤渣经干燥送炼铅厂。该流程的优点是流程简单,设备少,操作简单。在原料适宜,如铁酸锌少、锌可溶率高的情况下也是一种可选择的工艺流程。
焙烧工艺有哪些?固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程,可以有氧化热解还原卤化等,通常用于无机化工和冶金工业。焙烧过程有加添加剂和不加添加剂两种类型。 f6R中南选矿网
  不加添加剂的焙烧  也称煅烧,按用途可分为:分解矿石,如石灰石化学加工制成氧化钙,同时制得二氧化碳气体;活化矿石,目的在于改变矿石结构,使其易于分解,例如:将高岭土焙烧脱水,使其结构疏松多孔,易于进一步加工生产氧化铝脱除杂质,如脱硫、脱除有机物和吸附水等;晶型转化,如焙烧二氧化钛使其改变晶型,改善其使用性质。 f6R中南选矿网
  加添加剂的焙烧  添加剂可以是气体或固体,固体添加剂兼有助熔剂的作用,使物料熔点降低,以加快反应速度。按添加剂的不同有多种类型:f6R中南选矿网
  氧化焙烧  粉碎后的固体原料在氧气中焙烧,使其中的有用成分转变成氧化物,同时除去易挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。在硫酸工业中,硫铁矿焙烧制备二氧化硫是典型的氧化焙烧。冶金工业中氧化焙烧应用广泛,例如:硫化铜矿、硫化锌矿经氧化焙烧得氧化铜、氧化锌,同时得到二氧化硫。 f6R中南选矿网
  还原焙烧  在矿石或盐类中添加还原剂进行高温处理,常用的还原剂是碳。在制取高纯度产品时,可用氢气、一氧化碳或甲烷作为焙烧还原剂。例如:贫氧化镍矿在加热下用水煤气还原,可使其中的三氧化二铁大部分还原为四氧化三铁,少量还原为氧化亚铁和金属铁;镍、钴的氧化物则还原为金属镍和钴。因为该过程中的三氧化二铁具有弱磁性,四氧化三铁具有强磁性,利用这种差别可以进行磁选,故此过程又称磁化焙烧。 f6R中南选矿网
  氯化焙烧 借助氯化剂(Cl2HClNaClCaCl2)的作用,使物料中的某些组分转变为气态或凝聚态的氯化物,从而同其他组分分离(见氯化冶金)。f6R中南选矿网
  氯化离析焙烧 可视为氯化焙烧的一种特例。加氯化剂的同时加入炭粒,使矿石中难选的有价金属矿物经氯化挥发后,在炭粒上转变为金属,并附着在炭粒上,随后用选矿方法富集,制成精矿。其品位和回收率都可以提高。f6R中南选矿网
  硫酸化焙烧  以二氧化硫为反应剂的焙烧过程,通常用于硫化物矿的焙烧,使金属硫化物氧化为易溶于水的硫酸盐。若以Me表示金属,硫酸化焙烧主要包括下列过程: f6R中南选矿网
2MeS+3O2─→2MeO+2SO2
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     例如:闪锌矿经硫酸化焙烧制得硫酸锌、硫化铜经硫酸化焙烧制得硫酸铜等。 f6R中南选矿网
  碱性焙烧  以纯碱、烧碱或石灰石等碱性物质为反应剂,对固体原料进行高温处理的一种碱解过程。例如:软锰矿与苛性钾焙烧制取锰酸钾;铬铁矿与苛性钾焙烧制取铬酸钾。 f6R中南选矿网
  钠化焙烧  在固体物料中加入适量的氯化钠、硫酸钠等钠化剂,焙烧后产物为易溶于水的钠盐。例如:湿法提钒过程中,细磨钒渣,经磁选除铁后,加钠化剂在回转窑中焙烧,渣中的三价钒氧化成五价钒。 f6R中南选矿网
  影响固体物料焙烧的转化率与反应速度的主要因素是焙烧温度、 固体物料的粒度、 固体颗粒外表面性质、物料配比以及气相中各反应组分的分压等。 f6R中南选矿网
  焙烧过程所用设备,按固体物料运动特性,可分为固定床、移动床和流动床几类;按其所用加热炉的形式可分为反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、施风炉等。 f6R中南选矿网


 氧化钠化焙烧 向矿石或精矿配入适量的钠化剂如Na2CO3NaClNa2SO4等,焙烧后产生易溶于水的钠盐。例如,湿法提钒流程中,细磨钒渣,经磁选除去铁珠后,加钠化剂并在回转窑内焙烧,渣中的三价钒氧化成五价的偏钒酸钠:f6R中南选矿网
Na2CO3+V2O3+O2─→2NaVO3+CO2f6R中南选矿网
Na2SO4+V2O3+O2─→2NaVO3+SO3f6R中南选矿网
2NaCl+V2O3+O2─→2NaVO3+Cl2f6R中南选矿网
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  挥发焙烧 将硫化物在空气中加热,使提取对象变为挥发性氧化物,呈气态分离出来。例如,火法炼锑中将锑矿石(Sb2S3)在空气中加热,氧化为易挥发的Sb2O3f6R中南选矿网
Image:17-10.gif
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此反应从290开始,至400可除去全部硫。f6R中南选矿网
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  煅烧 将碳酸盐或氢氧化物的矿物原料在空气中加热分解,除去二氧化碳或水分,变成氧化物,也称为焙解。如菱铁矿、菱镁矿、石灰石、氢氧化铝等的处理。   影响焙烧反应速度的主要因素是:温度;物料颗粒外表面形成的固体反应物膜层的厚度及致密程度;物料的粒度及物理化学性质;气流中各种气体的分压等。   上述各种焙烧,根据所用设备的不同,又可分为流态化焙烧,固定床焙烧(反射炉),移动床焙烧(多膛炉,回转窑)和旋风焙烧(旋风炉)等。 f6R中南选矿网

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