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锌冶金思考题
2014锌冶金思考题及参考答案-邓志敢
第1章绪论
1、炼锌原料有哪些?
(1)锌矿物:
1)硫化矿(原生矿):
闪锌矿(ZnS);铁闪锌矿(nZnS?
mFeS)
2)氧化矿(次生矿):
菱锌矿(ZnC03);异极矿(ZnSiO4?
H2O)
(2)含锌二次资源:
冶炼厂产出的氧化锌烟尘、浮渣和锌灰等。
2、简述金属锌的用途。
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。
(1)锌的初级用途:
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%;制造各种锌基合金、
干电池(我国约60万吨/年)、氧化锌、建筑五金制品及化学制品等。
(2)锌的终端用途:
主要用于交通运输业(汽车)和建筑业(基础设施、商用建筑和住宅)
3、现代炼锌方法有哪些?
现代炼锌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。
平罐炼锌和竖罐炼锌都是间接加热,存在能耗高、对原料的适应性差等原因,平罐炼锌几乎被淘汰,竖罐炼锌也只有为数很少的3~5家工厂采用。
电热法炼锌虽然直接加热但不产生燃烧气体,也存在生产能力小、能耗高、锌的直收率低的问题,因此发展前途不大,仅适于电力资源丰富的地方使用。
密闭鼓风炉炼锌由于具有能处理铅锌复合精矿及含锌氧化物料,在同一座鼓风炉中可生产出铅、锌两种不同的金属,采用燃料直接加热,能量利用率高
的优点,是目前主要的火法炼锌设备,占锌总产量的10%左右。
(2)湿法炼锌:
包括传统的湿法炼锌和全湿法炼锌两类。
1)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。
常规浸出时焙砂中的铁酸锌不能浸出,留在浸出渣中,用火法挥发焙烧回收,得到氧化锌烟尘再浸出。
热酸浸出采用高温高酸浸出铁酸锌,锌的浸出率可达97%以上,浸出残渣过滤得到铅银渣,浸出液用黄钾铁矾法沉铁得到铁渣堆存。
2)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,于20
世纪90年代开始应用于工业生产。
该工艺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另行处理。
3)氧化锌矿湿法冶炼也属于全湿法炼锌。
湿法炼锌由于资源综合利用好、单位能耗相对较低、对环境友好程度高,是锌冶金技术发展的主流,其产量约占世界锌总产量的80%。
4、了解我国锌冶炼工业的现状。
我国锌冶炼工艺,目前以湿法冶炼为主,火法其次。
开发利用的锌资源,以硫化矿为主,氧化矿数量有限。
氧化锌矿难于选矿富集,低品位氧化矿多通过回转窑挥发焙烧,得到品位较高的氧化锌尘作为火法或湿法炼锌原料。
锌的总产量虽然居世界首位,但我国锌企业的总体情况是企业规模小、数量
多、分布广。
但近年来我国锌企业的规模和生产能力不断提高。
锌矿山主产区在云南、内蒙、甘肃、湖南、广西、陕西、广东、四川、青海、福建。
锌冶炼主产区有湖南、云南、辽宁、广西、四川、甘肃、陕西、广东、贵州
5、分别画出火法炼锌及传统湿法炼锌的原则工艺流程图
硫化锌精矿
火法炼锌原则工艺流程
传统湿法炼锌原则工艺流程
第2章硫化锌精矿的焙烧与烧结
1、根据Zn-S-O系状态图,说明ZnS难以直接氧化得到金属锌的原因。
(1)ZnS直接获得金属锌是比较困难的。
(2)硫酸锌的分解经过一个中间产物—碱式硫酸锌。
当在产物只保持少量硫酸盐时,得到的是碱式硫酸盐而不是正硫酸盐。
生产中不能用降低PSC2及PC2方法来保证获得ZnO焙烧产物。
(3)温度升高时,硫酸锌稳定区缩小,提高沸腾焙烧温度可以保证锌硫酸盐的彻底分解。
硫化锌不能在高温下直接氧化生成金属。
(4)对于含Cu、Fe等的复杂的含锌原料进行硫酸化焙烧时,希望Cu、Zn等有价金属转变为硫酸盐,须控制适当的焙烧温度(953±30K),温度降低50C,铁将被硫酸化随后被大量浸出,温度升高50C,Cu、Zn的硫酸盐发生分解。
2、为什么说硫化锌是较难焙烧的硫化物?
硫化锌以闪锌矿或铁闪锌矿(nZnSmFeS)的形式存在于锌精矿中。
焙烧时硫化锌进行下列反应:
ZnS+202=ZnSO4⑴
2ZnS+302=2Zn0+2SO2
(2)
2SO2+02=2SO3(3)
ZnO+SO3=ZnS04⑷
焙烧开始时,进行反应
(1)与反应
(2),反应产生SO2之后,在有氧的条件下它又氧化成S03。
在有S03存在时氧化锌可以形成硫酸锌。
调节焙烧温度和气相成分,就可以在焙砂中获得所需要的氧化物或硫酸盐。
铅的存在能促使硅酸盐生成,因为硅酸铅的易熔性,促使精矿熔结,妨碍焙烧进行。
熔融状态的硅酸铅可以溶解其他金属氧化物或其硅酸盐,形成复杂的硅酸盐。
铁酸锌的生成是无法避免的。
硫化锌是较难焙烧的一种硫化物。
3、简述硫化锌精矿焙烧的目的。
从硫化锌精矿中提取锌,除高温加压直接浸出流程外,无论采用火法和湿法工艺,一般须预先经过焙烧,使焙烧产物适合下一步冶炼要求,因此,焙烧是生产锌的第一个冶金过程。
2ZnS+302=2Zn0+2S02
硫化锌精矿焙烧过程是在高温下借助于空气中的氧进行的氧化的过程。
焙烧的目的与要求决定于下一步的生产流程,冶炼方法不同其焙烧目的略有差别:
火法炼锌(蒸馏法):
在焙烧时实行死焙烧(氧化焙烧)。
1)尽可能地除去全部硫,以及尽可能完全使铅、镉、砷、锑挥发除去,得到主要由金属氧化物组成的焙砂,使以后蒸馏时可以得到较高质量的锌锭。
2)产出浓度足够大的SO2烟气以供生产硫酸。
3)含镉与铅多的烟尘作为炼镉原料。
鼓风炉炼锌:
通过烧结机进行烧结焙烧。
1)既要脱硫、结块,还要控制铅的挥发。
2)精矿中含铜较高时,要适当残留一部分硫,以便在熔炼中制造冰铜。
湿法炼锌:
实行部分硫酸盐化焙烧。
1)尽可能完全地氧化金属硫化物并在焙砂中得到氧化物及少量硫酸盐(3~4%Ss°4),焙砂中少量硫酸盐以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失;2)使砷与锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去;3)在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌;4)得到SO2浓度大的焙烧炉气以制造硫酸;5)得到细小粒子状的焙烧矿以利于浸出的进行。
4、在硫化锌精矿焙烧的过程中,硅酸盐和铁酸锌的生成对后续过程有什么影响?
在焙烧过程中如何避免硅酸盐和铁酸锌的生成?
在湿法浸出时,由于铁酸锌不溶于稀硫酸,留在残渣中而造成锌的损失。
因此,对于湿法炼锌厂来说,为了尽量提高焙烧产物中的可溶锌率,力求在焙烧中避免铁酸锌的生成,可采用下列方法:
(1)加速焙烧作业,缩短反应时间,以减少在焙烧温度下ZnO与Fe2O3颗粒的接触时间;
⑵增大炉料的粒度,以减小ZnO与Fe2O3颗粒的接触的表面;
(3)升高焙烧温度并对焙砂进行快速冷却;
(4)将锌焙砂进行还原沸腾焙烧(采用双室沸腾炉),用CO还原铁酸锌,使其中的
F62O3被还原,破坏了铁酸锌的结构而将ZnO析出。
3(ZnOFe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO2
在湿法浸出过程中,硅酸锌和其他硅酸盐易溶解,但生成的SiO2在湿法浸出时成胶体状态,对澄清和过滤不利。
为了避免硅酸盐的形成,对入炉精矿中的铅、硅含量要严格控制。
硅酸盐的形成对火法炼锌过程影响不大。
5、简述硫化锌精矿伴生矿物在焙烧的过程中的行为。
(1)硫化锌
硫化锌以闪锌矿或铁闪锌矿(nZnS•mFeS)的形式存在于锌精矿中。
焙烧时
硫化锌进行下列反应:
硫化锌以闪锌矿或铁闪锌矿(nZnSmFeS)的形式存在于锌精矿中。
焙烧时硫化锌进行下列反应:
ZnS+202=ZnS04⑴
2ZnS+302=2Zn0+2SQ
(2)
2SO2+02=2SO3(3)
ZnO+S03=ZnS04⑷
焙烧开始时,进行反应
(1)与反应
(2),反应产生S02之后,在有氧的条件下它又氧化成S03。
在有S03存在时氧化锌可以形成硫酸锌。
(2)二氧化硅
锌精矿中含有Si02(2%~8%),Si02易与Zn0生成硅酸锌(2Zn0.Si02),Si02还易与Pb0生成低熔点的硅酸铅(2Pb0.Si02),熔融状态的硅酸铅能与其他金属氧化物或硅酸盐形成复杂的硅酸盐。
(3)硫化铅铅在硫化锌精矿中存在的矿物形式,称为方铅矿。
硫化铅在空气中焙烧时铅可被氧化为PbS04和Pb0:
PbS+202==PbS04
3PbS04+PbS==4Pb0+4S02
2S02+02==2S03
Pb0+S03==PbS04
硫化铅和氧化铅在高温时具有较大的蒸气压,能够挥发进入烟尘,因此可采用高温焙烧来气化脱铅。
(4)硫化铁
锌精矿中主要的硫化铁矿有黄铁矿(Fe9))磁硫铁矿(FenSn+i)和复杂硫化铁矿,如铁闪锌矿(nZnS・mFeS)黄铜矿(FeCuS2),砷硫铁矿(FeAsS)等。
焙烧时在较低的温度下即发生热分解:
2FeS2=2FeS+S2
也按下列反应生成氧化物:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2
焙烧结果是得到Fe2O3与F&04。
当温度在600C以上时,焙烧硫化锌精矿生成的ZnO与Fe2O3按以下反应形成铁酸锌:
ZnO+Fe2O3=ZnO•Fe2O3
(5)铜的硫化物
铜在锌精矿中存在的形式有辉铜矿(CuS)、黄铜矿(CuFeQ)、铜蓝(CU2S)等,在实际焙烧温度下均发生分解,在高温下焙烧时铜主要以自由状态的CU2O存在,部分为结合状态的氧化铜(Cu2O•Fe2O3)及自由状态或结合状态的氧化铜。
(6)硫化镉
镉在锌精矿中常以硫化镉的形式存在,在焙烧时被氧化生成CdO和CdSO4。
CdSO4在高温下分解生成CdO,与CdS挥发进入烟尘,成为提镉原料。
高温焙烧可以很好地使镉除去或富集在烟尘中。
(7)砷与锑的化台物
在锌精矿中存在的砷、锑化合物有硫砷铁矿(即毒砂FeAsS卜硫化砷(AS2S3)、辉锑矿(SSS3),在焙烧过程中生成AS2O3、Sb2O3以及砷酸盐和锑酸盐。
AS2S3、Sb2S3、AS2O3、Sb2O3容易挥发进入烟尘,砷酸盐和锑酸盐是稳定化合物残留于焙砂中。
因此在焙烧时应尽量避免形成砷酸盐和锑酸盐。
(8)Bi、Au、Ag、In、Ge、Ga等的硫化物
Bi、In、Ge、Ga等的硫化物在焙烧过程中生成氧化物,以氧化物的状态存在于焙烧产物中,Au和Ag主要以金属状态存在于焙烧产物中。
6、硫化锌精矿的焙烧的设备有哪些?
硫化锌精矿的焙烧可采用:
反射炉,多膛炉。
复试炉(多膛炉与反射炉的结合),飘悬焙烧炉和沸腾焙烧炉。
7、硫化锌精矿焙烧为什么大多采用沸腾炉?
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。
沸腾焙烧炉内沸腾层高度在I〜1.5米,料层温度高达1123〜1423K(850~1150C),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。
沸腾焙烧炉有哪几种类型?
目前采用的沸腾焙烧炉有带前室的直形炉、道尔型湿法加料直型炉和鲁奇扩大型炉三种类型,70年代以来多采用扩大型的鲁奇炉(Lurgi炉,又称为VM炉)
8、沸腾焙烧的强化措施有哪些?
沸腾焙烧的强化措施主要有:
高温沸腾焙烧和富氧鼓风沸腾焙烧,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
第3章湿法炼锌浸出过程
1、简述湿法炼锌浸出的实质与目的。
(1)浸出的实质湿法炼锌的浸出是以稀硫酸溶液(废电解液)作溶剂,控制适当的酸度、温度和压力等条件,将含锌物料(如锌焙砂、锌烟尘、锌氧化矿、锌浸出渣及硫化锌精矿等)中的锌化合物溶解呈硫酸锌进入溶液、不溶固体形成残渣的过程。
浸出所得的混合矿浆再经浓缩、过滤将溶液与残渣分离。
(2)浸出的目的
1)使物料中的Zn尽可能地全部溶解到浸出液中,得到高浸出率。
2)使有害杂质尽可能地进入渣中,达到与锌分离的目的。
3)获得一个过滤性良好的矿浆。
2、在湿法炼锌过程中,锌焙砂中性浸出的pH值为什么要控制在5.2左右?
根据已知的离子的电位原理绘制出的Zn-Me-H20系©-pH图。
为了得到很高的锌离子浓度并使铁、砷等杂质以氢氧化物沉淀除去,在锌中性浸出终了时,控制浸出终点pH=5.2。
3、影响锌焙砂浸出的因素主要有哪些,如何提高锌的浸出速率?
在锌焙砂浸出过程中,铁酸锌是影响锌浸出率的主要因素,如何提高锌的直
接浸出率?
热酸浸出,ZnO・Fe2O3在中性浸出时(温度60~70°C,终点酸度1~5g/L
H2SO4),浸出率只有1~3%,几乎不溶解而进入浸出残渣中造成锌的损失。
采用高温高酸浸出焙砂,铁酸锌可按以下反应溶解:
ZnO・Fe2O3+4H2SO4=ZnS04+Fe2(SO4)3+H20与此同时,大量的铁进入溶液。
因此,采用此法时必须首先解决溶液的除铁问题。
4、简述锌焙烧矿浸出时中和水解除杂的原理。
中性浸出过程包括焙烧矿中ZnO的溶解和浸出液中Fe3+的水解两个过程。
对ZnO是溶解属浸出过程。
对Fe3+是中和水解除铁,属净化过程。
原理:
中和水解除杂质就是在浸出终了调节溶液pH值至5.2~5.4,使锌离子不致水解,而杂质金属离子全部或部分以氢氧化物Me(OH)n形式析出。
降低溶液的酸度是加入某些中和剂,如锌焙砂、锌烟尘、石灰乳等。
中和水解的主要反应为:
水解反应:
Fe2(SO4)3+6H2O==2Fe(OH)3J+3H2SO4
中和反应:
H2SO4+ZnO==ZnSO4+H2O
总反应:
Fe2(SO4)3+3ZnO+3H2O=3ZnSO4+2Fe(OH)3J
5、简述锌焙烧矿中各成份在浸出的过程中的行为。
(1)锌的化合物:
锌在焙烧矿中呈ZnO、ZnSO4、ZnS、2ZnO・SiO2、ZnO・Fe2O3、ZnO・A12O3等状态存在。
焙烧矿的主要成份是自由状态的氧化锌(ZnO)。
1)氧化锌氧化锌浸出时与硫酸作用进入溶液:
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O
2)硫化锌
ZnS在常规的浸出条件下不溶而入渣,但溶于热浓的硫酸中,其反应为:
ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S在硫酸铁的作用硫化锌可按下反应部分地溶解:
Fe2(SO4)3+ZnS=ZnSO4+2FeSO4+S实际浸出溶液中高铁盐含量很少,且废电解液中硫酸浓度不大,故硫化锌在实际浸出过程中基本不溶解而进入浸出渣中。
3)硅酸锌(2ZnO・SiO2)
2ZnO・SiO2能溶解在稀硫酸中。
当60C浸出时,溶液pH<3.8,2ZnO£iO2即可溶解但在硅进入溶液后易形成胶体硅酸,使以后的澄清和过滤发生困难。
当pH值升高到5.2~5.4时,硅酸发生凝聚,并与Fe(OH)3一同沉淀入渣。
2ZnO-SiO2+2H2SO4=2ZnSO4+SQ22H2O
4)铁酸锌(ZnO-Fe2O3)
ZnO・Fe2O3在中性浸出时(温度60~70C,终点酸度1~5g/LH2SO4),浸出率只有1~3%,几乎不溶解而进入浸出残渣中造成锌的损失。
采用高温高酸浸出焙砂,铁酸锌可按以下反应溶解:
ZnO-Fe2O3+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+
H2O
与此同时,大量的铁进入溶液。
因此,采用此法时必须首先解决溶液的除铁问题。
(2)铁
铁在锌焙烧矿中主要呈Fe2O3状态、自由状态或结合成铁酸盐状态,部分以Fe3O4状态存在。
Fe2O3在以很稀的硫酸浸出时不溶解,但以废电解液浸出时部分地以Fe2(SO4)3形式进入溶液中。
FeO在很稀的硫酸溶液中溶解呈FeSO4进入溶液。
硫酸盐状态的铁可溶于水。
Fe3O4不溶于稀硫酸。
当浸出物料中有金属硫化物存在时,Fe2(SO4)3被还原为FeSO4。
Fe2(SO4)3+MeS=2FeSO4+MeSO4+S0
中性浸出时,焙烧矿中的铁约有10~20%进入溶液,溶液中存在Fe2+和Fe3+两种铁离子。
在中性浸出终了时,pH值为5~5.4,Fe2+不水解,而Fe3+则很易水解形成Fe(0H)3沉淀除去。
为了在浸出终了能使铁盐水解除去,需要将Fe2+氧化成
Fe3+。
在实际浸出操作中,常用二氧化锰(软锰矿或阳极泥)作氧化剂在酸性介质中氧化Fe2+,其反应如下:
2Fe2++Mn02+4H+=2Fe3++Mn2++2H20
(3)铜、镍、镉、钴铜在中性浸出时不溶解,在酸性浸出时约有50%溶解进入溶液。
在酸性浸出时很容易溶解,生成硫酸盐进入溶液。
Cu0+H2S04=CuS04+H20
Cd0+H2S04=CdS04+H20
Co0+H2S04=CoS04+H20
(4)砷和锑焙烧时精矿中的砷和锑将有部分呈高价氧化物As205和
Sb2O5与炉料中的各种碱性氧化物形成相应的砷酸盐和锑酸盐留在焙砂中,浸出时主要以络阴离子存在:
FeOAs2O5+H2SO4+2H2O=FeSO4+2H3AsO4FeOSb2O5+H2SO4+2H2O=FeSO4+2H3SbO4
(5)铅与钙、镁的化合物铅的化合物在浸出时呈硫酸铅(PbSO4)和其
它铅的化合物(如PbS)留在浸出残渣中。
钙与镁常以氧化物和碳酸盐含于焙砂中,浸出时按如下反应生成硫酸钙:
MeO+H2SO4=MeSO4+H2O
MeCO3+H2SO4=MeSO4+H2O+CO2
溶液温度降低时,MgS04便结晶析出,堵塞管道。
AI2O3在酸性浸出时部分溶解,大部分不溶。
(6)硅焙砂中游离态的SiO2不溶进入渣中,硅酸盐则在稀硫酸溶液中部分溶解,生成的二氧化硅呈胶体状态存在于溶液中。
(7)金与银金在浸出时不溶解,完全留在浸出残渣中。
银在锌焙砂中以硫化银(Ag2S)与硫酸银(AgSO4)的形态存在,硫化银不溶解,硫酸银溶入溶液中,溶解的银与溶液中的氯离子结合为氯化银沉淀进入渣中。
(8)傢、铟、锗、铊傢、铟、锗在酸性浸出时,能部分地溶解,在中性浸出过程中水解而进入浸出的残渣中。
铊浸出时进入溶液中,在加锌粉净化除铜、镉时将与铜、镉一道进入铜镉渣中而被除去。
6、分别写出锌焙砂常规浸出和热酸浸出的工艺流程图。
锌焙砂常规浸
热酸浸出流程
7、在湿法炼锌的热酸浸出过程中,从含铁高的浸出液中沉铁有哪些方法?
请分别说明其原理及优缺点。
根据沉淀铁的化合物形态不同,热酸浸出过程中采用的沉铁方法有黄钾铁矶法、转化法、针铁矿法和赤铁矿法。
(1)黄钾铁矶法的原理:
使三价铁以黄钾铁矶复盐的形式从弱玻溶液里沉淀出来并使ZnO・Fe2O3中的
锌溶解,其基本反应为:
3Fe?
(SO4)3+2A(OH)+10H2O=2AFe3(SO4)2(OH)6+5H2SO4式中A代表K+、Na+、NH4+、H3O+等离子。
ZnO・Fe2O3+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
黄钾铁矶法的优缺点:
1)黄钾铁矶沉淀为晶体,易澄清过滤分离。
2)金属回收率高
3)碱试剂稍耗量少。
4)沉铁是在微酸性(pH=1.5)溶液中进行,需中和剂ZnO少。
5)铁矶带走一定的硫酸根,有利于保持酸的平衡。
6)脱砷、锑的效果不佳,也不利于稀散金属的回收。
7)黄钾铁矶渣渣量大(渣率40%),渣渣锌高(3~6%),渣中含铁低(25~30%),难于利用,堆存时其中可溶重金属会污染环境。
(2)针铁矿法原理:
在较低酸度(pH=3~5)、低Fe3+浓度(<1g/l)和较高温度(80~100°C)的条件下,浸出液中的铁可以呈稳定的化合物针铁矿(Fe2O3・H2O或:
-FeOOH)析出。
如果从含Fe3+浓度含高的浸出液中以针铁矿的形式沉铁,首先要将溶
液中的Fe3+用SO2或ZnS还原成Fe2+,然后加ZnO调节pH值至3~5,再用空气缓慢氧化,使其以针铁矿的形式析出。
其基本反应如下:
2FeSO4+2ZnO+0.5O2+H2O=2ZnSO4+Fe2O3H2O
针铁矿法沉铁的优缺点:
1)铁沉淀完全,溶液最后含Fe3+<1g/L;
2)铁渣为晶体结构,过滤性能好;
3)沉铁的同时,可有效地除去As、Sb、Ge,并可除去溶液中大部分
(60~80%)氯;
4)V•法需要对铁进行还原-氧化过程,而EZ法中和酸需要较多的中和剂;
5)铁矿含有一些水溶性阳离子和阴离子(即12%SO42或6%CI-),有可能在渣堆存时渗漏而污染环境;
6)对沉铁过程pH值的控制要比黄钾铁矾法严格。
(3)赤铁矿法原理:
当硫酸浓度不高时,在高温(180~200C)高压(2000kPa)条件下,溶液中的Fe3+会发生如下水解反应得到赤铁矿(Fe2O3)沉淀:
Fe2(SO4)3+3H2O=Fe2O3+3H2SO4
如果溶液中的铁呈Fe2+形态,应使其氧化为Fe3+。
产出的硫酸需用石灰中和。
赤铁矿法的沉铁率可达90%。
赤铁矿法的优缺点:
锌及伴生金属浸出率高,综合回收好,产渣量少,渣的过滤性好,渣含铁高(58%),可直接用作炼铁原料。
需用高压釜,建设投资费用大,蒸汽消耗多,酸平衡问题用石灰中和解决但产生大量的CaSO4渣。
8、简述硫化锌精矿氧压浸出的原理及其特点。
(1)硫化锌精矿的加压氧化浸出是将硫化锌精矿不经焙烧,在高压釜内充氧高温(140~160C)高压(350~700kPa)下加入废电解液,使硫化物直接转化为硫酸盐和元素硫的工艺过程。
主要反应如下:
ZnS+H2SO4+0.5O2=ZnSO4+S0+H2O
(2)硫化锌精矿的主要矿物形态有高铁闪锌矿[(Fe,Zn)S]、磁黄铁矿(FeS)、方铅矿(PbS)、黄铜矿(CuFeS2)等,浸出时析出元素硫并生成硫酸盐。
Fe2+可被进一步氧化成Fe3+,/©^可加速硫化锌的分解:
2Fe3++ZnS=Zn2++2Fe2++S°此工艺克服了焙烧-浸出-电积”流程的工艺复杂、流程长、SO2烟气污染等缺点,具有对环境污染小、硫以元素硫回收、锌回收率高、工艺适应性好的优点。
(3)硫化锌精矿氧压浸出的特
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