锌冶金学精品课程(全)

1、有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy锌冶金学锌冶金学有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程侯侯 彦彦 青青有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy目目 录录3 锌焙砂的浸出锌焙砂的浸出4 硫酸锌浸出液的净化硫酸锌浸出液的净化2 硫化锌精矿的焙烧与烧结硫化锌精矿的焙烧与烧结6 湿法炼锌新方法湿法炼锌新方法1 绪论绪论5 硫酸锌溶液的电解沉积硫酸锌溶液的电解沉积7 火法炼锌简介火法炼锌简介9 伴生元素的综合利用及二次资源的回收伴生元素的综合利用及二次资源的回收8 锌产品的延

2、伸锌产品的延伸有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1 绪绪 论论v1.1 概述概述v1.2 锌及其化合物的性质锌及其化合物的性质v1.3 锌的用途、消费、产量锌的用途、消费、产量v1.4 锌的牌号与化学成份锌的牌号与化学成份v1.5 炼锌原料及方法炼锌原料及方法v1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.1 概述概述 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。 早在唐朝以前就炼出了金属锌，到明朝

3、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。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.2 锌及其化合物的性质锌及其化合物的性质1.2.1 锌的物理性质锌的物理性质 锌为B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，延展性好，莫

4、式硬度为2.5 锌在常温下延展性差，加热至100150时延展性变好，当加热到250时则失去延展性而变脆。温度/450500700907蒸气压/Pa52.51898151101325 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。 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。锌的蒸气压随温度变化的公式如下： lgP* = -6620/T - 1.255lgT + 14.465 Pa（熔点沸点）有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.2.1 锌的物理性质锌的物理性质有色重金属冶金学有色重金属冶金

5、学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.2.2 锌的化学性质锌的化学性质q 锌具有较好的抗腐蚀性能。q 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。q 商品锌也可溶于碱中。q 由于锌的结晶不同，铸锌较辊轧加工所得锌难溶解。q 在红热的温度下，锌易分解水蒸气生成氧化锌。q 金属锌在空气中加热至505，即可燃烧生成非晶形的氧化锌。q 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。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.2.3 锌的主要化合物及其性质锌的主要化合物及其

6、性质q ZnO: 俗称锌白，真密度为5.78g/cm3，熔点为1973。氧化锌为两性氧化物，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。q ZnCO3：炼锌原料之一，自然界以菱锌矿状态存在，350400开始分解，易溶于稀硫酸、碱和氨水中。q ZnSO4：通常含有7个结晶水，硫酸锌在水中的溶解度很大，溶解时放出热量。q ZnS：在自然界中以闪锌矿状态存在，是炼锌的主要原料。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。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.2.3 锌的主要化

7、合物及其性质锌的主要化合物及其性质有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.2.3 锌的主要化合物及其性质锌的主要化合物及其性质有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.3 锌的用途、消费、产量锌的用途、消费、产量1.3.1 锌的用途锌的用途 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2025%主要用于制造各种锌基合金、干电池、氧化锌、建筑五

8、金制品及化学制品等。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.3 锌的用途、产量、消费锌的用途、产量、消费1.3.2 锌的产量锌的产量 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，其中我国锌产量产量达374.86万吨，占全球总产量的30%。中国精炼锌产量中国精炼锌产量项目项目2002200220032003200420042005200520062006200720072008200820092009产量产量/ /万吨万吨215.51215.51231.85231.85251.94251.

9、94275.08275.08316.62316.62374.86374.86391.3391.3441.61441.61有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.3 锌的用途、产量、消费锌的用途、产量、消费1.3.3 1.3.3 锌的消费锌的消费 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1103.51103.5万吨，我国消费量超过320万吨。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallur

10、gyv1.4 锌的牌号与化学成份锌的牌号与化学成份有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.5 炼锌原料及方法炼锌原料及方法1.5.1 炼锌原料炼锌原料1、硫化矿：、硫化矿：为原生矿，含锌约为8.817，主要有闪锌矿(ZnS)、铁闪锌矿(nZnSmFeS)。 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4555%的锌精矿。2、氧化矿：氧化矿：为次生矿，含锌约为10%，主要有菱锌矿(ZnCO3)和异极矿(ZnSiO4H2O)。3、冶炼厂产出的氧化锌烟尘、浮渣和锌灰等氧化锌烟尘、浮渣和锌灰等 。有色

11、重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5.1 炼锌原料炼锌原料有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5.1 炼锌原料炼锌原料有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5. 2 锌的储量锌的储量 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。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金

12、学 Zinc Metallurgy1.5. 2 锌的储量锌的储量 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。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。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5. 3 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介锌的生产方法分为火法和湿法火法和湿法两大类，以湿法冶炼为主。火法炼锌有鼓风炉炼

13、锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法炼锌等。电炉炼锌的生产规模小，单台电炉产锌量在10002500t/a，吨锌电耗在40005000kWh。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5. 3 锌的生产方法及其简介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。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%。 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

14、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。 氧化矿湿法冶炼不需要焙烧。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5. 3 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.5. 3 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy

15、v1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状 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烟化挥发，得到品位较高的氧化锌尘作为火法或湿法炼锌原料。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgyv1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状 我国锌企业的总体情况是企业规模小、数量多、分布广。2005年

16、我国锌精矿产量254.78万吨，金属锌产量271.08万吨，分别较2000年增长了43.11%和41.85%。 我国上规模矿山企业有433个，年产锌精矿1万吨以上的有37家，占全国产量45%。 我国上规模冶炼企业466个，其中年产锌10万吨以上6家，占全国产量40%。 我国锌产量的60%以上集中在几家大中型冶炼企业，原料95%以上是硫化矿。有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.6. 2 湿法炼锌湿法炼锌 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

17、、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。 柳州锌品厂、赤峰冶炼厂、温州冶炼厂、池洲冶炼厂等也采用热酸浸出黄钾铁矾法除铁工艺生产锌。水口山锌冶炼分厂原设计采用热酸浸出、赤铁矿法沉铁，后改为常规浸出工艺。 有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.6. 2 湿法炼锌湿法炼锌 驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产

18、基驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产基地地有色重金属冶金学有色重金属冶金学精品课程精品课程锌冶金学锌冶金学 Zinc Metallurgy1.6. 3 火法炼锌火法炼锌 火法炼锌产量在我国占33%。火法炼锌有竖罐炼锌、鼓风炉炼锌、电炉炼锌及其他土法炼锌。 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，总规模达33万t/a，成为我国最大的锌冶炼厂。可直接生产99.99%以上高纯锌，锌的总回收率可达9596%，硫利用率大于94%。 鼓风炉炼锌（又称ISP法或帝国熔炼法)，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， 1999