鋅冶金學(xué)精品課程(全)

1、有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程侯侯 彥彥 青青有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy目目 錄錄3 鋅焙砂的浸出鋅焙砂的浸出4 硫酸鋅浸出液的凈化硫酸鋅浸出液的凈化2 硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)硫化鋅精礦的焙燒與燒結(jié)6 濕法煉鋅新方法濕法煉鋅新方法1 緒論緒論5 硫酸鋅溶液的電解沉積硫酸鋅溶液的電解沉積7 火法煉鋅簡(jiǎn)介火法煉鋅簡(jiǎn)介9 伴生元素的綜合利用及二次資源的回收伴生元素的綜合利用及二次資源的回收8 鋅產(chǎn)品的延

2、伸鋅產(chǎn)品的延伸有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1 緒緒 論論v1.1 概述概述v1.2 鋅及其化合物的性質(zhì)鋅及其化合物的性質(zhì)v1.3 鋅的用途、消費(fèi)、產(chǎn)量鋅的用途、消費(fèi)、產(chǎn)量v1.4 鋅的牌號(hào)與化學(xué)成份鋅的牌號(hào)與化學(xué)成份v1.5 煉鋅原料及方法煉鋅原料及方法v1.6 我國(guó)鋅冶煉現(xiàn)狀我國(guó)鋅冶煉現(xiàn)狀有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.1 概述概述 中國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)和使用鋅的國(guó)家， “龍山文化” 時(shí)期就生產(chǎn)出了含鋅23.2的黃銅錐。 早在唐朝以前就煉出了金屬鋅，到明朝

3、時(shí)煉鋅技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高水平。 生產(chǎn)鋅的方法由我國(guó)傳到歐洲，但歐洲的鋅的冶煉長(zhǎng)期處于停滯狀態(tài)，直到19世紀(jì)蒸餾法煉鋅的出現(xiàn)。 濕法煉鋅直到20世紀(jì)20年代才正式應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。目前濕法煉鋅的產(chǎn)量以占世界鋅總產(chǎn)量的80%以上，我國(guó)濕法煉鋅的產(chǎn)量約占70%左右。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.2 鋅及其化合物的性質(zhì)鋅及其化合物的性質(zhì)1.2.1 鋅的物理性質(zhì)鋅的物理性質(zhì) 鋅為B族元素，原子序數(shù)30，原子量65.38。金屬鋅是銀白色略帶藍(lán)灰色的金屬，在常溫下密度7.1g/cm3，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為419.58和906.97，延展性好，莫

4、式硬度為2.5 鋅在常溫下延展性差，加熱至100150時(shí)延展性變好，當(dāng)加熱到250時(shí)則失去延展性而變脆。溫度/450500700907蒸氣壓/Pa52.51898151101325 鋅的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方晶格，、三種結(jié)晶狀態(tài)，轉(zhuǎn)化溫度分別為170和330。 鋅在熔點(diǎn)附近的蒸氣壓很小，液體鋅蒸氣壓隨溫度的升高急劇增大。鋅的蒸氣壓隨溫度變化的公式如下： lgP* = -6620/T - 1.255lgT + 14.465 Pa（熔點(diǎn)沸點(diǎn)）有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.2.1 鋅的物理性質(zhì)鋅的物理性質(zhì)有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金

5、學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.2.2 鋅的化學(xué)性質(zhì)鋅的化學(xué)性質(zhì)q 鋅具有較好的抗腐蝕性能。q 純鋅不溶于任何濃度的硫酸或鹽酸中。商品鋅極易溶于硫酸或鹽酸中并放出氫氣。q 商品鋅也可溶于堿中。q 由于鋅的結(jié)晶不同，鑄鋅較輥軋加工所得鋅難溶解。q 在紅熱的溫度下，鋅易分解水蒸氣生成氧化鋅。q 金屬鋅在空氣中加熱至505，即可燃燒生成非晶形的氧化鋅。q CO2與水蒸氣的混合氣體可使鋅蒸氣迅速氧化，生成氧化鋅及CO。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.2.3 鋅的主要化合物及其性質(zhì)鋅的主要化合物及其

6、性質(zhì)q ZnO: 俗稱鋅白，真密度為5.78g/cm3，熔點(diǎn)為1973。氧化鋅為兩性氧化物，可溶解于酸和氨液中。在高溫下，能被H2、C、CO還原成為金屬鋅。q ZnCO3：煉鋅原料之一，自然界以菱鋅礦狀態(tài)存在，350400開(kāi)始分解，易溶于稀硫酸、堿和氨水中。q ZnSO4：通常含有7個(gè)結(jié)晶水，硫酸鋅在水中的溶解度很大，溶解時(shí)放出熱量。q ZnS：在自然界中以閃鋅礦狀態(tài)存在，是煉鋅的主要原料。不能直接被H2、C、CO還原?？扇苡邴}酸和濃硫酸溶液中，但不溶解于冷的稀硫酸和稀鹽酸中。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.2.3 鋅的主要化

7、合物及其性質(zhì)鋅的主要化合物及其性質(zhì)有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.2.3 鋅的主要化合物及其性質(zhì)鋅的主要化合物及其性質(zhì)有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.3 鋅的用途、消費(fèi)、產(chǎn)量鋅的用途、消費(fèi)、產(chǎn)量1.3.1 鋅的用途鋅的用途 鋅廣泛用于航天、汽車、船舶、鋼鐵、機(jī)械、建筑、電子及日用工業(yè)等行業(yè)。最大用途是鍍鋅，約占總耗鋅量的40%以上；其次是用于制造黃銅，約占總耗鋅量的20%；鑄造合金約占15%左右；其余2025%主要用于制造各種鋅基合金、干電池、氧化鋅、建筑五

8、金制品及化學(xué)制品等。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.3 鋅的用途、產(chǎn)量、消費(fèi)鋅的用途、產(chǎn)量、消費(fèi)1.3.2 鋅的產(chǎn)量鋅的產(chǎn)量 我國(guó)是世界產(chǎn)鋅大國(guó)，濕法煉鋅約占總產(chǎn)量的70。2007年世界金屬鋅產(chǎn)量為1139.4萬(wàn)噸，其中我國(guó)鋅產(chǎn)量產(chǎn)量達(dá)374.86萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量的30%。中國(guó)精煉鋅產(chǎn)量中國(guó)精煉鋅產(chǎn)量項(xiàng)目項(xiàng)目2002200220032003200420042005200520062006200720072008200820092009產(chǎn)量產(chǎn)量/ /萬(wàn)噸萬(wàn)噸215.51215.51231.85231.85251.94251.

9、94275.08275.08316.62316.62374.86374.86391.3391.3441.61441.61有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.3 鋅的用途、產(chǎn)量、消費(fèi)鋅的用途、產(chǎn)量、消費(fèi)1.3.3 1.3.3 鋅的消費(fèi)鋅的消費(fèi) 鋅的消費(fèi)僅次于銅、鋁，在十大有色金屬中居第三大位 世界精煉鋅消費(fèi)大國(guó)主要有美國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)、意大利和韓國(guó)等。2006年全世界金屬鋅消費(fèi)量為1103.51103.5萬(wàn)噸，我國(guó)消費(fèi)量超過(guò)320萬(wàn)噸。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallur

10、gyv1.4 鋅的牌號(hào)與化學(xué)成份鋅的牌號(hào)與化學(xué)成份有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.5 煉鋅原料及方法煉鋅原料及方法1.5.1 煉鋅原料煉鋅原料1、硫化礦：、硫化礦：為原生礦，含鋅約為8.817，主要有閃鋅礦(ZnS)、鐵閃鋅礦(nZnSmFeS)。 鋅的硫化礦多為多金屬礦。低品位多金屬含鋅礦物通過(guò)浮選法進(jìn)行選礦，得到符合冶煉要求含鋅4555%的鋅精礦。2、氧化礦：氧化礦：為次生礦，含鋅約為10%，主要有菱鋅礦(ZnCO3)和異極礦(ZnSiO4H2O)。3、冶煉廠產(chǎn)出的氧化鋅煙塵、浮渣和鋅灰等氧化鋅煙塵、浮渣和鋅灰等 。有色

11、重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5.1 煉鋅原料煉鋅原料有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5.1 煉鋅原料煉鋅原料有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5. 2 鋅的儲(chǔ)量鋅的儲(chǔ)量 據(jù)美國(guó)地調(diào)局2006年統(tǒng)計(jì)，世界已查明的鋅資源量約為19億t。按2000年世界鋅礦山產(chǎn)量868.86萬(wàn)t計(jì)，現(xiàn)有鋅儲(chǔ)量和儲(chǔ)量基礎(chǔ)靜態(tài)保證年限分別為20多年和40多年。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金

12、學(xué) Zinc Metallurgy1.5. 2 鋅的儲(chǔ)量鋅的儲(chǔ)量 我國(guó)鋅資源十分豐富，鋅礦儲(chǔ)量居世界第一位，已探明保有儲(chǔ)量9278萬(wàn)t。鋅保有儲(chǔ)量主要集中在云南(2500萬(wàn)t )、內(nèi)蒙古(1272.50萬(wàn)t)、甘肅(783.94萬(wàn)t)、廣西(680.78萬(wàn)t)、湖南(650.69萬(wàn)t)、廣東(634.37萬(wàn)t)和四川(502.05萬(wàn)t)等七省區(qū)，占全國(guó)總保有儲(chǔ)量的71。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5. 3 鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介鋅的生產(chǎn)方法分為火法和濕法火法和濕法兩大類，以濕法冶煉為主?；鸱掍\有鼓風(fēng)爐煉

13、鋅、豎罐煉鋅、平罐煉鋅、電熱法煉鋅等。電爐煉鋅的生產(chǎn)規(guī)模小，單臺(tái)電爐產(chǎn)鋅量在10002500t/a，噸鋅電耗在40005000kWh。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5. 3 鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介濕法煉鋅包括傳統(tǒng)的濕法煉鋅和全濕法煉鋅兩類。濕法煉鋅由于資源綜合利用好、單位能耗相對(duì)較低、對(duì)環(huán)境友好程度高，是鋅冶金技術(shù)發(fā)展的主流，其產(chǎn)量約占世界鋅總產(chǎn)量的80%。 傳統(tǒng)的濕法煉鋅實(shí)際上是火法與濕法的聯(lián)合流程，是20世紀(jì)初出現(xiàn)的煉鋅方法，包括焙燒、浸出、凈化、電積和制酸五個(gè)主要過(guò)程。 根據(jù)浸出溫度和酸度的不同，濕法

14、煉鋅分為常規(guī)浸出和熱酸浸出兩種工藝。全濕法煉鋅是在硫化鋅精礦直接加壓浸出的技術(shù)基礎(chǔ)上形成的，省去了傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝中的焙燒和制酸工序，鋅精礦中的硫以元素硫的形式富集在浸出渣中。 氧化礦濕法冶煉不需要焙燒。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5. 3 鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.5. 3 鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介鋅的生產(chǎn)方法及其簡(jiǎn)介有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy

15、v1.6 我國(guó)鋅冶煉現(xiàn)狀我國(guó)鋅冶煉現(xiàn)狀 我國(guó)在唐朝以前就開(kāi)始煉鋅。我國(guó)鋅冶煉工藝，目前以濕法冶煉為主，火法其次。濕法煉鋅占67%，火法煉鋅占33%?；鸱ㄖ胸Q罐法占20%，ISP法約占10%，其余約占3%(包括電熱法、平罐、馬槽爐、馬鞍爐和四方爐)。 我國(guó)開(kāi)發(fā)利用的鋅資源，以硫化礦為主，氧化礦數(shù)量有限。氧化鋅礦難于選礦富集，低品位氧化礦多通過(guò)回轉(zhuǎn)窯煙化揮發(fā)，得到品位較高的氧化鋅塵作為火法或濕法煉鋅原料。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgyv1.6 我國(guó)鋅冶煉現(xiàn)狀我國(guó)鋅冶煉現(xiàn)狀 我國(guó)鋅企業(yè)的總體情況是企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多、分布廣。2005年

16、我國(guó)鋅精礦產(chǎn)量254.78萬(wàn)噸，金屬鋅產(chǎn)量271.08萬(wàn)噸，分別較2000年增長(zhǎng)了43.11%和41.85%。 我國(guó)上規(guī)模礦山企業(yè)有433個(gè)，年產(chǎn)鋅精礦1萬(wàn)噸以上的有37家，占全國(guó)產(chǎn)量45%。 我國(guó)上規(guī)模冶煉企業(yè)466個(gè)，其中年產(chǎn)鋅10萬(wàn)噸以上6家，占全國(guó)產(chǎn)量40%。 我國(guó)鋅產(chǎn)量的60%以上集中在幾家大中型冶煉企業(yè)，原料95%以上是硫化礦。有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.6. 2 濕法煉鋅濕法煉鋅 株洲冶煉廠是我國(guó)采用常規(guī)流程中最大的濕法煉鋅廠，浸出渣用回轉(zhuǎn)窯煙化揮發(fā)回收渣中的鉛鋅等有價(jià)金屬。 馳宏鋅鍺股份有限公司、水口山鋅廠

17、、葫蘆島有色金屬集團(tuán)濕法煉鋅分廠、開(kāi)封冶煉廠等均采用常規(guī)浸出工藝煉鋅。浸出渣處理，除葫蘆島鋅廠采用該廠自行開(kāi)發(fā)的漩渦爐煙化揮發(fā)外，其余都是采用回轉(zhuǎn)窯處理。 白銀西北冶煉廠鋅系統(tǒng)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)電鋅10萬(wàn)t，采用了熱酸連續(xù)浸出和黃鉀鐵礬除鐵新工藝，是我國(guó)采用新的黃鉀鐵礬法煉鋅最大的冶煉廠。 柳州鋅品廠、赤峰冶煉廠、溫州冶煉廠、池洲冶煉廠等也采用熱酸浸出黃鉀鐵礬法除鐵工藝生產(chǎn)鋅。水口山鋅冶煉分廠原設(shè)計(jì)采用熱酸浸出、赤鐵礦法沉鐵，后改為常規(guī)浸出工藝。 有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.6. 2 濕法煉鋅濕法煉鋅 馳宏鋅鍺股份有限公司曲靖生產(chǎn)

18、基馳宏鋅鍺股份有限公司曲靖生產(chǎn)基地地有色重金屬冶金學(xué)有色重金屬冶金學(xué)精品課程精品課程鋅冶金學(xué)鋅冶金學(xué) Zinc Metallurgy1.6. 3 火法煉鋅火法煉鋅 火法煉鋅產(chǎn)量在我國(guó)占33%?；鸱掍\有豎罐煉鋅、鼓風(fēng)爐煉鋅、電爐煉鋅及其他土法煉鋅。 葫蘆島有色金屬集團(tuán)采用豎罐煉鋅，先后建成了20萬(wàn)t/a豎罐煉鋅產(chǎn)能，13萬(wàn)t/a常規(guī)濕法煉鋅產(chǎn)能，總規(guī)模達(dá)33萬(wàn)t/a，成為我國(guó)最大的鋅冶煉廠?？芍苯由a(chǎn)99.99%以上高純鋅，鋅的總回收率可達(dá)9596%，硫利用率大于94%。 鼓風(fēng)爐煉鋅（又稱ISP法或帝國(guó)熔煉法)，最適宜于處理鉛鋅共生精礦。我國(guó)韶關(guān)冶煉廠建有3套裝置，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為20萬(wàn)t/a， 1999