41111锌冶金学绪论

目录1绪论2硫化锌精矿的焙烧与烧结3锌焙砂的浸出4硫酸锌浸出液的净化5硫酸锌溶液的电解沉积6湿法炼锌新方法7火法炼锌简介8国内铅锌冶金企业概括第1章绪论1.1锌发展史略1.2锌及其化合物的性质1.3锌的用途、消费、产量和储量1.4锌的牌号与化学成份1.5炼锌原料及方法1.6我国锌冶炼现状中国是世界上最早发现和使用锌的国家，“龙山文化”时期就生产出了含锌23.2％的黄铜锥。(在山东胶县三里河龙山文化遗址中，出土了两件铸制的黄铜锥。)早在唐朝以前就炼出了金属锌，到明朝时炼锌技术已经达到很高水平。生产锌的方法由我国传到欧洲，但欧洲的锌的冶炼长期处于停滞状态，直到19世纪蒸馏法炼锌的出现。湿法炼锌直到20世纪20年代才正式应用于工业生产。目前湿法炼锌的产量以占世界锌总产量的80%以上，我国湿法炼锌的产量约占70%左右。（本章重点）1.1锌发展史略1.2.1锌的物理性质锌为ⅡB族元素，原子序数30，原子量65.38。金属锌是银白色略带蓝灰色的金属，在常温下密度7.1g/cm3，熔点和沸点分别为419.58℃和906.97℃｡锌在常温下延展性差，加热至100~150℃时延展性变好，当加热到250℃时则失去延展性而变脆。锌的晶体结构为密排六方晶格，、、三种结晶状态，转化温度分别为170℃和330℃。1.2锌及其化合物的性质(P99)锌在熔点附近的蒸气压很小，液体锌蒸气压随温度的升高急剧增大。lgP*=-6620/T-1.255lgT+14.465Pa（熔点~沸点）1.2锌及其化合物的性质绪论1.2.2锌的化学性质锌具有较好的抗腐蚀性能。纯锌不溶于任何浓度的硫酸或盐酸中。商品锌极易溶于硫酸或盐酸中并放出氢气。商品锌也可溶于碱中。由于锌的结晶不同，铸锌较辊轧加工所得锌难溶解。在红热的温度下，锌易分解水蒸气生成氧化锌。金属锌在空气中加热至505℃，即可燃烧生成非晶形的氧化锌。CO2与水蒸气的混合气体可使锌蒸气迅速氧化，生成氧化锌及CO。1.2.3锌的主要化合物及其性质ZnO:真实密度为5.78g/cm3，熔点为1973℃。可溶解于酸和氨液中。在高温下，能被H2、C、CO还原成为金属锌。ZnCO3：自然界以菱锌矿状态存在，350~400℃开始分解，易溶于稀硫酸、碱和氨水中。ZnSO4：硫酸锌在水中的溶解度很大，溶解时放出热量。ZnS：在自然界中以闪锌矿状态存在。不能直接被H2、C、CO还原。可溶于盐酸和浓硫酸溶液中，但不溶解于冷的稀硫酸和稀盐酸中。锌主要化合物的热力学数据1.2.3锌的主要化合物及其性质1.2.3锌的主要化合物及其性质锌主要化合物的熔点和沸点1.3锌的用途、消费、产量和储量1.3.1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。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%；铸造合金约占15%左右；其余20~25%主要用于制造各种锌基合金、干电池、氧化锌、建筑五金制品及化学制品等。Allthewaterpipesneedgalvanizing.所有这些水管都需要镀锌。1.3.1锌的用途1.3.2锌的产量我国是世界产锌大国，湿法炼锌约占总产量的70％。2007年，世界金属锌产量为1139.4万吨，其中我国锌产量达374.86万吨，2008年我国锌产量为391.29万吨，占全球总产量的1/3。1.3.3锌的储量锌在地壳中的平均含量为0.005%。据美国地调局2006年统计，世界已查明的锌资源量约为19亿t。按2000年世界锌矿山产量868.86万t计，现有锌储量和储量基础静态保证年限分别为20多年和40多年。1.3.3锌的储量我国锌资源十分丰富，锌矿储量居世界第一位，已探明保有储量9278万t。1.3.3锌的储量锌保有储量主要集中在云南(2500万t)、内蒙古(1272.50万t)、甘肃(783.94万t)、广西(680.78万t)、湖南(650.69万t)、广东(634.37万t)和四川(502.05万t)等七省区，占全国总保有储量的71％。1.3.4锌的消费锌的消费仅次于铜、铝，在十大有色金属中居第三大位｡世界精炼锌消费大国主要有美国、中国、日本、德国、意大利和韩国等。2006年全世界金属锌消费量为1103.5万吨。2007年我国锌消费量为353.1万吨，2008年锌消费量为390.1万吨。1.4锌的牌号与化学成份（P100）1.5炼锌原料及方法(P99)1.5.1炼锌原料其中：1、氧化矿：主要有菱锌矿(ZnCO3)和异极矿(ZnSiO4•H2O)。氧化矿和硫化矿1.5炼锌原料及方法2、硫化矿：主要有闪锌矿(ZnS)、铁闪锌矿(nZnS•mFeS)。锌的硫化矿多为多金属矿。低品位多金属含锌矿物通过浮选法进行选矿，得到符合冶炼要求含锌45~55%的锌精矿。1.5.1炼锌原料1.5.1炼锌原料1.5.2锌的生产方法及其简介（P99）锌的生产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。火法炼锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼三个主要过程。密闭鼓风炉炼锌是目前主要的火法炼锌设备，占锌总产量的10%左右。火法炼锌原则工艺流程1.5.2锌的生产方法及其简介1.5.2锌的生产方法及其简介湿法炼锌产量约占世界锌总产量的80%。1.5.2锌的生产方法及其简介湿法炼锌包括传统的湿法炼锌和全湿法炼锌两类。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。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，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。1.5.2锌的生产方法及其简介传统湿法炼锌原则工艺流程传统湿法炼锌原则工艺流程传统湿法炼锌原则工艺流程传统湿法炼锌原则工艺流程1.6我国锌冶炼现状1.6.1我国锌冶炼现状我国在唐朝以前就开始炼锌。我国锌冶炼工艺，目前以湿法冶炼为主，火法其次。湿法炼锌占67%，火法炼锌占33%。火法中竖罐法占20%，ISP法约占10%，其余约占3%(包括电热法、平罐、马槽炉、马鞍炉和四方炉)。我国锌企业的总体情况是企业规模小、数量多、分布广。1.6我国锌冶炼现状1.6.2湿法炼锌株洲冶炼厂是我国采用常规流程中最大的湿法炼锌厂，浸出渣用回转窑烟化挥发回收渣中的铅锌等有价金属。驰宏锌锗股份有限公司、水口山锌厂、葫芦岛有色金属集团湿法炼锌分厂、开封冶炼厂等均采用常规浸出工艺炼锌。浸出渣处理，除葫芦岛锌厂采用该厂自行开发的漩涡炉烟化挥发外，其余都是采用回转窑处理。白银西北冶炼厂锌系统，设计年产电锌10万t，采用了热酸连续浸出和黄钾铁矾除铁新工艺，是我国采用新的黄钾铁矾法炼锌最大的冶炼厂。1.6我国锌冶炼现状驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产基地1.6.2湿法炼锌1.6我国锌冶炼现状1.6.3火法炼锌葫芦岛有色金属集团采用竖罐炼锌，先后建成了20万t/a竖罐炼锌产能、13万t/a常规湿法炼锌产能和9万吨铅锌密闭鼓风炉（其中锌6万吨）产能，锌的总生产规模达39万t/a，锌的总回收率可达95~96%，硫利用率大于94%。鼓风炉炼锌最适宜于处理铅锌共生精矿。我国韶关冶炼厂建有3套装置，设计生产能力为20万t/a，锌的总回收率达93.8%。电炉炼锌的生产规模都很小，单台电炉产锌量在1000~2500t/a，吨锌电耗在4000~5000kW·h。1.6我国锌冶炼现状1.6.3火法炼锌1、炼锌原料有哪些？2、简述金属锌的用途。3、炼锌方法有哪些？分别画出其工艺流程图。本章思考题