焙烧作业
锌精矿焙烧的目的是什么?
答：锌精矿焙烧的目的主要是使硫化锌及其他硫化物转化成氧化锌和其他氧化物，同时除去部分对冶炼有害的杂质元素。火法炼锌厂的焙烧纯粹是氧化焙烧，在焙烧时力求尽可能地除去全部硫，同时也尽可能完全地以挥发物状态除去砷和锑。
湿法炼锌厂内的焙烧也是氧化焙烧，是含有部分硫酸盐化焙烧。这样做是为了使焙烧矿中形成少量硫酸盐，以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失。经验表明，焙烧矿中含3%~4%的SO4完全足以补偿体系的硫酸根损失。
焙烧方式有哪几种?
答：焙烧有煅烧、还原焙烧、氧化焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧、烧结焓烧等。
(1)煅烧是在高温的条件下使碳酸盐或者硫酸盐分解为氧化物并除去其中的水分，适于处理碳酸盐、硫酸盐等氧化矿。
(2)还原焙烧是在还原气氛中使矿石在自由状态或结合状态的氧化物还原成低价氧化物或者金属，适于处理氧化锌矿和含锌废料。
(3)氧化焙烧是在氧化气氛中使硫化矿中的硫化物全部或者大部分转化为氧化物，硫全部或大部分除去。氧化焙烧可分为“死烧”和部分氧化焙烧。死烧是除去硫化矿中所有的硫化物，焙烧矿全部为氧化物;部分氧化焙烧是除去硫化矿中的部分硫。
(4)硫酸化焙烧是在氧化气氛中把欲提取金属变成水溶性的硫酸盐。硫酸化焙烧可分为两种：一种是把矿石中的全部硫化物转变为水溶性硫酸盐;另一种只是部分地将矿石中的硫化物转变为水溶性硫酸盐。
(5)氯化焙烧是使不溶于水的金属化合物变为可溶于水的氯化物。若使某些金属化合物变为易挥发的氯化物而与其他成分分离，这种方式称为氯化挥发焙烧。氯化焙烧适用于处理硫化物与氧化物两种物料。
(6)烧结焙烧指粉状物料焙烧后结块的焙烧。其目的一是氧化脱硫，二是粉状物料的结块。此方法对于氧化物与硫化物均可处理。
锌精矿焙烧工艺大致流程是什么?
答：锌精矿沸腾焙烧的生产工艺流程根据具体条件和要求而定，主要由备料和焙烧两部分组成。备料包括锌精矿贮存、筛分、破碎等作业，为沸腾炉提供合格精矿。在精矿加入到炉膛之前均属于备料。焙烧包括焙烧、烟气余热回收、焙砂冷却和焙砂细磨。
锌精矿焙烧过程主要发生哪些物理化学反应?
答：硫化锌精矿的焙烧是在高温下(900～1000℃)氧与精矿发生化学反应，
其最主要反应式为：
2ZnS+3O₂= 2ZnO+2SO₂ (4-7)
在硫化锌精矿的焙烧过程中，焙烧产物的组成主要取决于温度和气氛，通过控制温度和气氛可以控制焙烧产物的组成。参与焙烧反应的主要元素是锌、硫和氧，当处理含铁较高的精矿时，铁也是参与反应的主要元素。其主要化学反应如下：
2ZnS + 2O₂ ==2ZnO+SO₂ (4-8)
2ZnO+2SO₂+O₂ =2ZnSO₄ (4-9)
2SO₂+O₂ =2SO₃ (4-10)
在焙烧过程中，ZnS先生成ZnO,ZnO在有SO₂和O₂ 存在的条件下，在高氧位(强氧化气氛)生成ZnO₂·ZnSO₄(碱式硫酸锌),再进一步生成ZnSO₄。焙烧过程中，ZnO、ZnO·2ZnSO₄和ZnSO₄的存在是由温度、SO₂和O₂的浓度来决定的。
焙烧前炉料准备主要分为哪几步?
答：焙烧前炉料准备主要分为：配料、干燥、破碎与筛分。我国锌冶炼所需要的锌精矿是由多个矿山供给的，其主要元素及杂质的含量波动范围较大。而在沸腾焙烧炉内则要求炉料的主要成分及杂质的含量均匀、稳定。如果混合锌精矿元素成分波动太大，则对沸腾焙烧以及下一步湿法处理带来操作困难，并影响中间产品的质量。
硫化锌精矿焙烧为什么大多采用沸腾炉?
答：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，并做不停的复杂运动，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的高度在1~1.5m,料层温度高达1123～1423K(850～1150℃),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。
沸腾焙烧炉加料方式有哪些?
答：沸腾焙烧炉可采用湿法与干法两种加料方式。
(1)湿法加料。将锌精矿与电解废液混合，制成含固体物料质量分数为65%~75%的矿浆，再用气体隔膜泵用3~4atm(1atm=101325Pa)经喷枪将矿浆喷入炉内。其最大的优点是精矿无需预先干燥，加料比较均匀，可以消耗部分电解废液，还可以利用矿浆的汽化热直接冷却沸腾层。它的缺点是由于水分大量蒸发，造成烟尘率高，炉气水分高，不宜制硫酸，这种烟气只能用于制亚硫酸。
(2)干法加料。将锌精矿预先干燥、破碎、筛分，然后用可调节速度的盘加料器或螺旋加料机将物料加入炉内。其优点为所使用的设备结构简单、焙条件易于控制、烟气水分低、利于制硫酸。缺点是锌精矿需要预先干燥，无法理电解废液。
精矿干燥的方法有哪些，其目的是什么?
答：精矿干燥的方法主要有：自然干燥法、铁板干燥法、气流干燥法、回转窑干燥法。这是由于浮选所得的锌精矿一般含水量为3%～15%,这种精矿不直接进入沸腾炉焙烧。水分过高使精矿成球而失去松散性，焙烧不完全。其次锌精矿含水太高，会对皮带运输、破碎、筛分以及对沸腾炉均匀进料产生影响最后，锌精矿含水太高，焙烧所产出的炉气含水蒸气高，当炉气温度降低时，易与SO₂及SO₃气体结合生产酸雾，腐蚀管道及收尘设备。
火法炼锌和湿法炼锌在焙烧作业时有何不同?
答：火法炼锌时，在焙烧过程中力求尽可能地除去焙烧矿中的全部硫，同时也希望尽可能地挥发掉砷和锑，在某些工厂还会力求除去铅和镉。这样既可以得到铅、镉多的烟尘作为炼镉的原料，又可以使焙烧矿在还原蒸馏时得到较高质量的锌锭。在焙烧时还要获得浓度足够大的SO₂烟气，以满足生产硫酸的需要。
湿法炼锌的焙烧实际上也是氧化焙烧，只是焙砂中除了得到氧化物，还要保留少量的硫酸盐，以补偿电解和浸出系统中硫酸的损失。另外，在焙烧时还要尽可能地减少铁酸锌的生成，因为铁酸锌不溶于稀硫酸溶液，会导致锌的损失。
硫化矿物氧化过程的影响因素有哪些?
答：硫化矿物的氧化过程是极复杂的多相反应，决定于许多因素，主要有：温度、物料的粒度及孔隙度、气流运动特性、氧浓度、SO₂及SO₃浓度。
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