【正文】 5 SiO2 其他 15 1 共 計 57 6 5 8 9 2 75 5 7 73 1 265 % 99 7 7 7 38 5 6 5 9 11 7 100.00 焙燒要求的空氣量及產出煙氣量與組成的計算 焙砂和煙塵中剩下的硫量為： +++= 。 Fe2O3 ，其中的 Fe2O3 量為： 179。 (4) ZnO 量 余 Zn量為： ( x + +)＝ kg 則 ZnO 量為： ( x)179。按工廠生產實踐，同類型流態(tài)化床硫酸化焙燒鋅精礦時，煙塵中殘留以硫酸鹽形態(tài)的硫為 % ，硫化物形態(tài)的硫為 %；鎘 60%進入煙塵，砷和銻為 65% ，鉛為 50% ，元素鋅以及其他元素為 45%,重慶科技學 院課程設計 16 為計算方便起見，設所有硫化物的硫和硫酸鹽的硫均與鋅結合， PbO 與 SiO2 結合成PbO178。 焙砂產出率和煙塵率分別為 30% ～ 55% 和 40% ～ 60% （占處理量）。流態(tài)化焙燒的空氣直線速度，一般根據生產實踐 確溫度 / ℃ 830～ 850 850～ 870 870～ 890 1000～ 1020 可溶鋅 /% 95 可溶鐵 /% 可溶硅 /% 含硫 /% 重慶科技學 院課程設計 11 定。在鼓風量固定的情況下流態(tài)化層溫度主要決定于加料的均勻性 。因此，鼓風量則需要根據各廠的具體情況而定。由煙氣帶出的焙砂粒度較細，殘硫稍高，經收集后與溢流口、底排料口焙砂一起作為合格產品。 采用上部擴大形流態(tài) 化爐，上部爐膛直徑與下部床層處直徑之比約為 ～ ，爐腹角一般為 20176。這種爐型使得物料速度變化不大，經常出現(xiàn)焙燒不徹底，脫硫率不高等問題。濕法煉鋅 對焙燒的要求是：盡可能完全地氧化金屬硫化物，并在焙燒礦中得到氧化物及少量硫酸鹽；使砷與銻氧化，并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去；在焙燒時盡可能少地得到鐵酸鋅，因為鐵酸鋅不溶于稀硫酸溶液；得到 SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸；得到細小粒子狀的焙燒礦以利浸出的進行。這種硫化物焙燒所得的產物中的主金屬化合物形態(tài)是氧化物的焙燒過程稱為氧化焙燒。濕法煉鋅能綜合回收十多種有價元 素。目前，世界主要煉鋅方法是濕法， 80%以上的原生鋅錠是通過濕法煉鋅的方法生產出來的。除了干電池大量耗鋅外，日用五金（制鎖、炊事用具、包裝容器）、日用機械（自行車、鐘表）、家用電器耗鋅量也不少，約占輕工業(yè)耗鋅量的 15%左右。在氧化鋅礦中鋅多呈 ZnCO3與 Zn2SiO4?H2O狀態(tài)。外觀呈現(xiàn)銀白色，在現(xiàn)代工業(yè)中對于電池制造上有不可抹滅的地位，為一相當重要的金屬。本文可分為四大部分，第一部分為背景知識介紹，第二部分內容對廠址，工藝，及生產參數進行了選擇。 鋅是一種 化學元素 ，它的化學符號是 Zn，它的原子序數是 30， 相對原子質量 為 65。 隨著科學技術的發(fā)展，使氧化鋅的許多特性被人們重新認識。我國有鉛鋅礦產地 700 多處，主要為：黑龍江省的西林；遼寧省的紅透山、青城子；河北省的蔡家營子；內蒙古自治區(qū)的白音諾、東升廟、甲生盤、炭窯口；甘肅省的西成 (廠壩 )；陜西省鉛硐山；青海省的錫鐵山；湖南省的水 口山、黃沙坪；廣東省的凡口；浙江省的五部；江西省的冷水坑；江蘇省的棲霞山；廣西壯族自治區(qū)的大廠；云南省的蘭坪、會澤、都龍；四川省的大梁子、呷村等鉛鋅礦。油漆用量占 50%，橡膠用量占 12%。 火法煉鋅因還原設備的不同分為如下幾種方法：平罐煉鋅、豎罐煉鋅、電爐煉鋅、ISP 煉鋅。濕法煉鋅與火法煉鋅相比濕法煉鋅可直接得到很純的鋅，因而具有產品質量好 (含鋅99． 99％ )；鋅冶煉回收率高 (97％一 98％ )、伴生金屬回收效果好，以及易于實現(xiàn)機械化自動化和易于控制環(huán)境影響等優(yōu)點。豎罐煉鋅的死燒礦不需要大顆粒，因此焙燒可不在直線型燒結機上進行，只要達到死焙燒的目的就行。具體各工段的工藝選擇將在下面敘述。 t/( ㎡178。本設計采用復式振式篩。為了防止旋渦漏風而影響收塵效率，煙灰的排放設置了溢流密封螺旋，料封高度可根據檔板調整，旋渦灰斗的負壓設置了報警器，隨時監(jiān)視溢流密封螺旋料封的可靠性。根據壓力降大小的變化可以判斷焙燒過程中料層正常流態(tài)化的狀態(tài)。新建濕法煉鋅廠大都采用魯奇式流態(tài)化焙燒爐，焙燒溫度大多為 910℃ ～ 980℃ 。 綜上所述，本設計所選用的技術條件如下表 所示。 下面以 100 公斤鋅精礦（干量）進行計算： ZnS量：（ 97179。 45%= SiO2 ： 179。 SiO2 8 1 37 MgO 9 CuO 25 57 SiO2 1 CaO 725 共計 22.472 24 8 25 86 94 58 615 9 2 175 185 % 50.62 8 3 3 16.2 4 5 6 27.8 100% 焙砂產出率及其化學和物相組成計算 重慶科技學 院課程設計 19 設每焙燒 100kg 干精礦產出的焙砂為 ykg。 SiO2 量 : PbO量為： 179。鼓入 空氣，其中： 重慶科技學 院課程設計 22 N2： 179。 重慶科技學 院課程設計 23 流態(tài)化焙燒物料平衡表 加入 產出 名稱 質量 % 名稱 質量 % 干鋅精礦 100 煙塵 精礦中水分 焙砂 干空氣 煙氣 空氣中水分 共計 共計 100 熱平衡計算 進入流態(tài)化焙燒爐熱量包括反應 熱及精礦、空氣和水分帶入的熱量等。 則 Q1=443508179。 23%= 標準狀態(tài)下空氣密度為 ,實際需要空氣體積為： 空氣中各組分的體積百分數為 N279%， O221%，其中 N2： 179。 60/223= 剩余的 SiO2 量為： = (8) CaO 量： (9) MgO 量： (10) 其它： 綜合以上各項得： y=+++++++++ +++ 解得 y= 即焙砂產出率為焙燒干精礦的 % ZnS 量： 179。 SiO2；其他金屬為氧化物形態(tài)存在： 各組分化合物進入焙砂中的數量為： SS： SSO4： (1) ZnS 量： 179。 45%= ① 各組分化合物進入煙塵中的數量為： (1) ZnS 量： (*)/32= kg 其中 Zn： x kg S ： kg (2) ZnSO4 量： *=*32 kg 其中 Zn： x kg S： x kg O ： x kg (3) ZnO178。 ） /= 其中： Cd： S： = PbS量：（ 179。 40 3 入窯精礦粒度 mm ≤ 100 4 入窯精礦水分 % 5 5 破碎后精礦粒度 mm ≤ 14 6 物料停留時間 h 57 7 空氣直線速度 m/s 8 空氣過剩系數 技術經濟指標選擇 （又稱焙燒強度） 焙燒爐床能率是指單位床面積每晝夜處理的干精礦量，一般為 ～ t/（㎡178。 傳統(tǒng)的火法煉鋅廠（如豎罐煉鋅）是采用高溫焙燒，要求在獲得最大生產能力的同時，一次獲得火法煉鋅所需質量（鉛、鎘、硫含量低）的焙砂，并最大限度的減少煙塵率。除了床層的壓力降以外，焙燒的鼓風壓力還要加上空氣分布板與送風管道的阻力。 重慶科技學 院課程設計 9 3 技術條件與經濟指標（焙燒） 技術操作條件選擇 流態(tài)化床單位面積的鼓風量表征了流態(tài)化層空 間的直線速度，它不僅影響流態(tài)化層的穩(wěn)定性，而且影響流態(tài)化焙燒爐的溫度和煙氣中 SO2 的濃度。本設計采用干式加料。高度的增加，上部面積的增加，可以防止由于下部線速度增大而導致煙塵率增加的趨勢，同時也可保證足夠的停留時間，以 提高煙塵質量。流態(tài)化技術最早于 1944 年首先用于硫鐵礦的焙燒，以后有色金屬工業(yè)中推廣，從上世紀 50 年代起迅速在煉鋅廠中得到推廣和應用，成為當前生產中的主要焙燒設備。豎罐煉鋅和電熱煉鋅于 20 世紀初用于工業(yè)生產，在生產能力和連續(xù)化操作等方面比平罐優(yōu)越得多，但因煤耗、電耗大，現(xiàn)今世界只有個別廠家采用。該法操作所需勞動力較少，勞動條件也較好，但電能消耗也大。 濕法煉鋅由焙燒、浸出、凈化和電積四個工序組成。黃銅導電性和導熱性較好，在大氣、淡水和海水中耐腐蝕，億切削和拋光，焊接性能好且價格便宜，常用于導電元件、導熱元件、耐蝕結構件、彈性元件、日用五金 及裝飾材料。 輕工業(yè)：輕工業(yè)是耗鋅大戶，以干電池行業(yè)耗鋅最多，約占輕工業(yè)耗鋅的近 80%，多年來干電池產量持續(xù)增長，目前年產量已達 1300179。如納米氧化鋅就被 譽為二十一世紀的新材料。鋅是一種淺灰色的 過渡金屬 。通過查閱相關的文獻，本設計首先對鋅的性質，用途，及當前生產和消費進行了介紹。當溫度達到 225℃后，鋅氧化激烈。 鋅的原料和資源 鋅礦石按其所含礦物不同分為硫化礦與氧化礦兩種。干電池產量經久不衰，主要受民用 市場和出口需求旺盛影響。 其他行業(yè)：鋅與鎂、鋁、銅等制成的壓鑄合金，廣泛用于機械制造以及汽車、摩托車生產，還有膠印印刷板、建筑用屋面板、日用五金等，這部分今后也會有增長。當浸出焙燒礦時鋅按下列反應溶入溶液中： ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O 60年代末以來，高酸高溫浸出法以及各種沉鐵方法（黃鉀鐵礬法和針鐵礦法等）投入工業(yè)生產以來，有效地解決了浸出渣的處理，整個流程鋅的回收率最高可達 98%。在氧化鋅氣氛下，將 ZnS 轉化為ZnO ，以便下一步被浸出。 濕法煉鋅廠內的焙燒也是氧化焙燒，但有部分硫酸鹽化焙燒。早期的道爾型沸騰焙燒爐為直筒型，后期爐型略有變化，上部斷面稍有擴大。魯奇沸騰焙燒技術自 1964 年以來得到了廣泛的應用，而且裝備水平越來越高。 焙燒爐產出的焙砂，一部分由溢流放出口排出，一部分隨煙氣帶出，少量大顆粒焙砂由設置于底部的排料口排出。鋅精礦焙燒是一氧化過程，可認為硫化物都轉變?yōu)橄鄳难趸?。當壓力降上升至一定數值?17kPa 以上）后就應停爐檢修。 空氣直線速度是流態(tài)化焙燒過程的重要指標。 焙燒脫硫率是指精礦在焙燒過程中氧化脫去進入煙氣的流量與精礦中硫量的比例百分數，一般為 86% ～ 95% ，溫度升高脫硫率也有所升高。 ） /56= kg 其中： CaO量為： kg CO2量： kg MgCO3 量：（ 84179。 1/3＝ 所以 ZnO178。 Fe2O3 量： 煙塵中 Fe 先生成 Fe2O3，量為： 179。 ＝ 其中 Zn： O： 根據以上計算，編制 焙砂的物 組成表，如下表所示： 焙砂的物相 組 成（ kg） 組 成 Zn Cd Cu Pb Fe Ss Sso42 CaO MgO SiO2 O 其他 共 計 ZnS 2 9 1 ZnSO4 2 6 ZnO 27 8 55 ZnO178。 179。 3)ZnO 與 Fe2O3 按下式反應放出熱量 Q3 ZnO+Fe2O3= ZnO178。 179。 48/32= 煙塵和焙砂中氧化物和硫酸鹽的含氧量為： 8 .714+=. 因此， 100kg 鋅精礦（干量）焙燒需要理論氧量為： 2 ++=百分數為 23%，則理論需要空氣量為： 179。 81