鋅焙砂閃速還原焙燒工藝研究.pdf

1、在傳統(tǒng)濕法冶鋅工藝中，硫化鋅精礦在氧化焙燒過程中不可避免地生成鐵酸鋅，鐵酸鋅在低溫低酸中難以溶出，從而導(dǎo)致鋅的浸出率不高，同時產(chǎn)生大量鋅浸出渣，這不僅浪費(fèi)了鋅鐵資源，而且對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。本研究對鋅焙砂采用閃速還原焙燒工藝，在閃速焙燒爐內(nèi)，物料的傳熱方式由傳統(tǒng)的堆積態(tài)氣固傳熱轉(zhuǎn)變?yōu)閼腋B(tài)氣固傳熱，懸浮態(tài)下氣-固接觸的比表面積大大增大，這樣物料在很短時間內(nèi)獲得高的能量，焙燒反應(yīng)快速的完成，得到高可溶鋅率且低亞鐵含量的產(chǎn)物，為后續(xù)的浸

2、出工藝實(shí)現(xiàn)選擇性浸出從而達(dá)到鐵鋅分離提供保障。
　　本課題在國家高新技術(shù)研究發(fā)展計劃“863”重點(diǎn)項(xiàng)目（2011AA061001選-冶聯(lián)合清潔煉鋅技術(shù)）的支持下完成。本文在對鋅焙砂還原焙燒熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，對鋅焙砂進(jìn)行閃速還原焙燒工藝研究，得到以下結(jié)論:
　　在1073K～1373K溫度范圍內(nèi)，鐵酸鋅的還原反應(yīng)可以在弱還原氣氛下進(jìn)行，當(dāng)體系溫度1223K，CO2含量為30％時，只需要0.023～1.5％的CO就可讓鐵酸鋅發(fā)

3、生還原反應(yīng)生成Fe3O4。要實(shí)現(xiàn)鐵酸鋅的還原磁化焙燒、得到產(chǎn)物Fe3O4+ZnO，關(guān)鍵在于控制合適的還原氣氛，即CO2/CO分壓比，其范圍約在20～1300之間。氧化鋅的還原反應(yīng)要在較強(qiáng)還原氣氛下進(jìn)行，1473K時CO/CO2分壓比值為3.23，1373K時CO/CO2分壓比值為9.77，1273K時CO/CO2分壓比值35.48，在1173K時CO/CO2分壓比值約為147.91，所需的還原氣氛隨溫度升高而降低。
　　氣基還原劑

4、有利于鋅焙砂閃速還原焙燒，升高爐膛溫度有利于鐵酸鋅還原分解，采用CO作為還原劑的主要?dú)怏w，混合一定比例的N2，在反應(yīng)塔溫度1200℃，爐膛溫度1050℃，頂部通入CO濃度為13％的CO+N2混合氣體對鋅焙砂進(jìn)行閃速還原焙燒時，可使還原焙燒產(chǎn)物鐵酸鋅分解率達(dá)到81.3％。
　　爐膛O2濃度越低越有利于鋅焙砂的還原，在爐膛O2濃度為0.5％以下時，爐內(nèi)只需要很低濃度的CO就可以使產(chǎn)物的可溶鋅率達(dá)到95％以上，頂部通入一定含量的CO氣體

5、，可補(bǔ)充還原氣氛，使鋅焙砂更好的完成還原焙燒，其中當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件為反應(yīng)塔溫度1200℃，爐膛溫度1000℃，頂部通入CO濃度為13％的CO+N2混合氣體，焙燒產(chǎn)物的可溶鋅率可高達(dá)99.45％。
　　對還原焙燒產(chǎn)物可溶鋅率影響最大的因素是爐膛溫度，爐膛CO濃度和頂部通入CO濃度對產(chǎn)物可溶鋅率的影響程度相當(dāng)，反應(yīng)塔溫度對產(chǎn)物可溶鋅率影響最小，爐膛溫度對還原焙燒產(chǎn)物Fe2+含量的影響較大，爐膛溫度由900℃提高到1000℃時，F(xiàn)e2+含量明