硫化鋅精礦流態化培燒(flu-id bed roasting of zinc sulfide concentrate)硫化鋅精礦中的硫化鋅在流態化爐內於高溫下轉變為氧化鋅的鋅爐料準備作業。產出的鋅焙砂或用於鋅熔煉或用於鋅焙砂浸出。用於前者的焙砂、要使全部硫化鋅轉變為鋅的氧化物，用於後者，可使部分的鋅轉變成硫酸鹽。
基本介紹
- 中文名：硫化鋅精礦流態化焙燒
- 外文名：flu-id bed roasting of zinc sulfide concentrate
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：鋅爐料準備作業
- 原因：鋅焙砂浸出
簡介,簡史,原理,工藝,流態化焙燒爐,展望,
簡介
硫化鋅精礦流態化培燒(flu-id bed roasting of zinc sulfide concentrate )硫化鋅精礦中的硫化鋅在流態化爐內於高溫下轉變為氧化鋅的鋅爐料準備作業。產出的鋅焙砂或用於鋅熔煉或用於鋅焙砂浸出。用於前者的焙砂、要使全部硫化鋅轉變為鋅的氧化物，用於後者，可使部分的鋅轉變成硫酸鹽。
簡史
硫化鋅精礦焙燒出現較早，但大規模商業性鋅精礦焙燒是在1740年首先從英國開始的，19世紀末在歐洲得到迅速發展。水口山礦務局是中國最早進行鋅精礦焙燒的工業企業，1950年以前，國際上廣泛採用機械多膛爐進行鋅精礦的焙燒。這種設備生產能力小，煙氣中二氧化硫濃度低，堵砂含硫酸鹽高和設備維修最大。一是焙燒爐由於克服了多膛爐的一些缺點，在工業中曾一度用於硫化鋅精礦的焙燒。但飄懸焙燒要求物料顆粒懸浮於氣流中，反應時間短暫，爐料粒度必須很細，精礦需要再磨，另一方面抓懸產出焙砂較度過細，增加了濕法冶金中過濾等作業的困難，所以，20世紀60年代以後，上述兩種焙燒工藝已逐步被淘汰，取而代之的是流態化焙燒。1947年美國道爾(Dorr)公司用流態化焙燒工藝處理含砷的硫化鋅礦，1952年又用於從硫化鋅精礦中生產二載化硫，滋後世界各國硫化鋅精礦的焙燒便普遍採用流態化焙燒工藝。
原理
硫化鋅精礦中的鋅主要以閃鋅礦(ZnS)和鐵閃鋅礦形式存在，硫化鋅精礦的焙燒實質上是精礦的脫硫過程。該過程是在強氧化氣氛中進行的放熱反應，伴隨焙燒的進行放出SO2並生成ZnO。
工藝
經乾燥並破碎的硫化鋅精礦，用加料機連續送入流態化焙燒爐內，在經爐底鼓入的空氣的激烈攪動下，在爐床上成流態化狀態，並迅速完成脫硫反應。烙砂經溢流口排出，含SO2煙氣經收塵系統淨化後，送去制硫酸。流態化焙燒具有傳熱、傳質迅速和自熱反應的特點。硫化鋅精礦流態化情燒有低溫焙燒、中溫焙燒和高溫焙燒三種制度。低溫焙燒用於處理含高矽(SiO2>4%)的硫化鋅精礦，以使精礦中的矽儘量少轉化為可溶矽，因為可溶性矽在焙砂浸出時，大量進入溶液，給後續作業帶來困難。中溫焙燒是大多數濕法煉鋅廠採用的制度。高溫焙燒是鋅熔煉和直接法側氧化鋅所要求採用的制度，這種堵燒制度不僅脫硫徹底，而且也能脫除硫化鋅精礦中的大部分鉛和鎘。焙燒煙氣中的顯熱通過餘熱鍋爐能得到有效的回收，通常每噸入爐精礦可產生約1t(3.72MPa)蒸汽，用於發電除可滿足本系統需要外，還有電能輸出。焙燒1t硫化鋅精礦可產硫酸約0.90t。
流態化焙燒爐
是一內部空腔為圓形或短形爐子。下部為風箱，風箱與爐膛間隔一個分布板，板上安有一定數t的風帽。硫化鋅精礦的流態化焙燒爐主要有三種爐型。
(1)道爾型：爐子從下到上是直筒形(或向上稍有擴大)，精礦以粉狀或漿狀進料，所用的床層線速度較小，床能力較小，多為早期建廠所用。
(2)魯奇型：為圈形爐子，直孔式風眼，粉狀料拋料機進料，爐體直徑由下向上明顯擴大。這種爐形有利於床層線速度的提高和增加煙塵在爐內的反應時間，床能力較大，焙砂質量較好，為國際上所廣泛採用。
(3)奧維伯特型：為矩型爐子，入護精礦先用粘結劑制粒，床層線速度大，床能力大，煙塵率較低，由於增加了制粒作業，工業上較少採用。
展望
硫化鋅精礦流態化焙燒近年來向著提高爐子作業率、增大能力、降低焙砂殘硫和可溶矽、加強餘熱的回收和利用、實現全部操作的自動化的方向發展，並採用了提高床層線速度、富氧鼓風等技術。新建工程普遍採用各奇型爐型。
