锌冶金学绪论课件.ppt

1、目目 录录 n1 绪论绪论n3 锌焙砂的浸出锌焙砂的浸出n5 硫酸锌溶液的电解沉积硫酸锌溶液的电解沉积n7 火法炼锌简介火法炼锌简介 第第1章章 绪绪 论论n1.1 锌发展史略锌发展史略n1.2 锌及其化合物的性质锌及其化合物的性质n1.3 锌的用途、消费、产量和储量锌的用途、消费、产量和储量n1.4 锌的牌号与化学成份锌的牌号与化学成份n1.5 炼锌原料及方法炼锌原料及方法n1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状n中国是世界上中国是世界上最早发现和使用锌最早发现和使用锌的国家，的国家，“龙山文化龙山文化”时期时期就生产出了含锌就生产出了含锌23.2的的黄铜锥黄铜锥。(在在山东胶县山东胶县三里河

2、龙三里河龙山文化遗址中，出土了两件铸制的黄铜锥。山文化遗址中，出土了两件铸制的黄铜锥。)n早在早在唐朝以前唐朝以前就炼出了金属锌，到就炼出了金属锌，到明朝时炼锌技术明朝时炼锌技术已经达到已经达到很高水平。很高水平。n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，直到停滞状态，直到19世纪世纪蒸馏法炼锌蒸馏法炼锌的出现。的出现。n湿法炼锌湿法炼锌直到直到20世纪世纪20年代才正式应用于工业生产。目前湿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法炼锌的产量以占世界锌总产量的80%以上，我国以上，我国湿法炼锌湿法

3、炼锌的产量约占的产量约占70%左右。左右。（本章重点）（本章重点）1.1 1.1 锌发展史略锌发展史略 1.2.1 锌的锌的物理性质物理性质 锌为锌为B族元素，原子序数族元素，原子序数30，原子量，原子量65.38。金属锌是。金属锌是银白色略带蓝灰色的金属银白色略带蓝灰色的金属，在常温下，在常温下密度密度7.1g/cm3，熔点和熔点和沸点沸点分别为分别为419.58和和906.97 锌在常温下锌在常温下延展性延展性差，加热至差，加热至100150时延展性变好，时延展性变好，当加热到当加热到250时则失去延展性而变脆。时则失去延展性而变脆。锌的晶体结构锌的晶体结构为密排六方晶格，为密排六方晶格，

4、、三种结晶状态，三种结晶状态，转化温度分别为转化温度分别为170和和330。1.2 锌及其化合物的性质锌及其化合物的性质(P99)锌在熔点附近的锌在熔点附近的蒸气压蒸气压很小，液体锌蒸气压随温度的升高急很小，液体锌蒸气压随温度的升高急剧增大。剧增大。lgP*=-6620/T-1.255lgT+14.465 Pa（熔点（熔点沸点）沸点）1.2 锌及其化合物的性质锌及其化合物的性质 绪绪 论论 1.2.2 1.2.2 锌的化学性质锌的化学性质n锌锌具有较好的具有较好的抗腐蚀性能抗腐蚀性能。纯。纯锌不溶于任何浓度的硫酸或盐酸中。锌不溶于任何浓度的硫酸或盐酸中。商品锌极易溶商品锌极易溶于硫酸于硫酸 或

5、或盐酸中并放出氢气。盐酸中并放出氢气。n商品锌也可溶于商品锌也可溶于碱碱中。中。n由于锌的结晶不同，铸锌较辊轧加工所得由于锌的结晶不同，铸锌较辊轧加工所得锌难溶解锌难溶解。n在红热的温度下，锌易分解水蒸气在红热的温度下，锌易分解水蒸气生成氧化锌生成氧化锌。n金属锌在空气中加热至金属锌在空气中加热至505505，即可燃烧生成，即可燃烧生成非晶形的氧化锌非晶形的氧化锌。nCOCO2 2与水蒸气的混合气体可使锌蒸气迅速氧化，与水蒸气的混合气体可使锌蒸气迅速氧化，生成氧化锌及生成氧化锌及COCO。1.2.3 锌的主要化合物及其性质锌的主要化合物及其性质nZnO:真实密度为真实密度为5.78g/cm3，

6、熔点为，熔点为1973。可溶解于酸和。可溶解于酸和氨液中。在高温下，能被氨液中。在高温下，能被H2、C、CO还原成为金属锌。还原成为金属锌。nZnCO3：自然界以菱锌矿状态存在，自然界以菱锌矿状态存在，350400开始分解，开始分解，易溶于稀硫酸、碱和氨水中。易溶于稀硫酸、碱和氨水中。nZnSO4：硫酸锌在水中的溶解度很大，溶解时放出热量。硫酸锌在水中的溶解度很大，溶解时放出热量。nZnS：在自然界中以闪锌矿状态存在。不能直接被在自然界中以闪锌矿状态存在。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。硫酸

7、和稀盐酸中。锌主要化合物的热力学数据锌主要化合物的热力学数据1.2.3 锌的主要化合物及其性质锌的主要化合物及其性质 1.2.3 锌的主要化合物及其性质锌的主要化合物及其性质锌锌主要化合物的熔点和沸点主要化合物的熔点和沸点 1.3 锌的用途、消费、产量和储量锌的用途、消费、产量和储量 1.3.1 1.3.1 锌的用途锌的用途 锌广泛用于锌广泛用于航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子及航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子及日用工业日用工业等行业。等行业。最大用途是镀锌最大用途是镀锌，约占总耗锌量的，约占总耗锌量的40%40%以上；以上；其次是用于其次是用于制造黄铜制造黄铜，约占总耗锌量的

8、，约占总耗锌量的20%20%；铸造合金铸造合金约占约占15%15%左左右；右；其余其余202025%25%主要用于制造各种主要用于制造各种锌基合金、干电池、氧化锌、锌基合金、干电池、氧化锌、建筑五金制品及化学制品建筑五金制品及化学制品等。等。All the water pipes need galvanizing.所有这些水管都需要镀锌。1.3.1 锌的用途锌的用途 1.3.2 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我国是世界产锌大国，湿法炼锌约占总产量的7070。20072007年，世界金属锌产量为年，世界金属锌产量为1139.41139.4万吨，其中我国锌万

9、吨，其中我国锌产量达产量达374.86374.86万吨，万吨，20082008年我国锌产量为年我国锌产量为391.29391.29万吨，万吨，占全球总产量的占全球总产量的1/3 1/3。1.3.3 1.3.3 锌的储量锌的储量 锌在地壳中的平均含量为锌在地壳中的平均含量为0.005%0.005%。据据美国地调局美国地调局20062006年统计，世界已查明的锌资源量约年统计，世界已查明的锌资源量约为为1919亿亿t t。按。按20002000年世界锌矿山产量年世界锌矿山产量868.86868.86万万t t计，现有锌储计，现有锌储量和储量基础静态保证年限分别为量和储量基础静态保证年限分别为202

10、0多年和多年和4040多年。多年。1.3.3 1.3.3 锌的储量锌的储量l 我国我国锌资源十分丰富，锌资源十分丰富，锌矿储量居世界第一位锌矿储量居世界第一位，已探明保有储量已探明保有储量92789278万万t t。1.3.3 1.3.3 锌的储量锌的储量l 锌锌保有储量保有储量主要集中在主要集中在云南云南(2500(2500万万t)t)、内蒙古内蒙古(1272.50(1272.50万万t)t)、甘肃甘肃(783.94(783.94万万t)t)、广西广西(680.78(680.78万万t)t)、湖南湖南(650.69(650.69万万t)t)、广东广东(634.37(634.37万万t)t)和

11、和四川四川(502.05(502.05万万t)t)等七省区，占全国总保有储量的等七省区，占全国总保有储量的7171。1.3.4 锌的消费锌的消费 锌锌的消费仅次于铜、铝，在十大有的消费仅次于铜、铝，在十大有色金属中居第三大位色金属中居第三大位 世界精炼锌消费世界精炼锌消费大国主要有大国主要有美国、中国、日本、德国、美国、中国、日本、德国、意大利和韩国意大利和韩国等。等。2006年全世界金属锌年全世界金属锌消费量为消费量为1103.5万吨。万吨。2007年我国锌年我国锌消费量为消费量为353.1万吨，万吨，2008年锌消费年锌消费量为量为390.1万吨。万吨。1.4 1.4 锌的牌号与化学成份锌

12、的牌号与化学成份（P100P100）1.5 炼锌原料及方法炼锌原料及方法(P99)1.5.1 炼锌原料炼锌原料 其中：其中：1、氧化矿：、氧化矿：主要有菱锌矿主要有菱锌矿(ZnCO3)和异极矿和异极矿(ZnSiO4H2O)。氧化矿和硫化矿氧化矿和硫化矿 1.5 炼锌原料及方法炼锌原料及方法2、硫化矿：硫化矿：主要有闪锌矿主要有闪锌矿(ZnS)、铁闪锌矿、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进行选矿，得到符合冶炼要求含锌4555%的锌精矿。的锌精矿。1.5.1 1.

13、5.1 炼锌原料炼锌原料1.5.1 1.5.1 炼炼锌原料锌原料1.5.2 1.5.2 锌的生产方法及其简介（锌的生产方法及其简介（P99P99）n锌锌的生产方法分为的生产方法分为火法和湿法两大类，以火法和湿法两大类，以湿法冶炼湿法冶炼为主为主。1 1、火、火法法炼锌炼锌 有有鼓风炉炼锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法鼓风炉炼锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法炼锌炼锌等等。火。火法炼锌包括法炼锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼焙烧、还原蒸馏和精炼三个三个主要过程。密闭鼓风炉炼锌是目前主要的火法炼锌主要过程。密闭鼓风炉炼锌是目前主要的火法炼锌设备，占锌总产量的设备，占锌总产量的10%10%左右。左右。火法炼锌火

14、法炼锌原则工艺流程原则工艺流程1.5.2 1.5.2 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介1.5.2 1.5.2 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介n湿法炼锌产量约占世界锌总产量的湿法炼锌产量约占世界锌总产量的80%。1.5.2 1.5.2 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介n湿法湿法炼锌炼锌包括包括传统的湿法炼锌和全湿法炼锌传统的湿法炼锌和全湿法炼锌两两类。类。n传统传统的湿法炼锌的湿法炼锌实际上是火法与湿法的联合流程，是实际上是火法与湿法的联合流程，是2020世纪初出现的炼锌方法，包括焙烧、浸出、净化、电积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和制酸

15、五个主要过程。根据过程。根据浸出温度和酸度的不同，浸出温度和酸度的不同，湿湿法炼锌分为常规浸出和热酸浸出两种工艺法炼锌分为常规浸出和热酸浸出两种工艺。n全湿法炼锌全湿法炼锌是在是在硫化锌精矿直接加压浸出硫化锌精矿直接加压浸出的技术基础上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，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。锌精矿中的硫以元素硫的形式富集在浸出渣中。1.5.2 1.5.2 锌的生产方法及其简介锌的生产方法及其简介传统湿法炼锌传统湿法炼锌原则工艺流程原则工艺流程传统湿法炼锌传统湿法炼锌原则工艺流程原则工艺流程传统湿法

16、炼锌传统湿法炼锌原则工艺流程原则工艺流程传统湿法炼锌传统湿法炼锌原则工艺流程原则工艺流程1.6 1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状 1.6.1 1.6.1 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状 我国我国在唐朝以前就开始炼锌。我国锌冶炼工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。湿法炼锌艺，目前以湿法冶炼为主，火法其次。湿法炼锌占占67%67%，火法炼锌占，火法炼锌占33%33%。火法中竖罐法占火法中竖罐法占20%20%，ISPISP法约占法约占10%10%，其余约占，其余约占3%(3%(包括电热法、平罐、包括电热法、平罐、马槽炉、马鞍炉和四方炉马槽炉、马鞍炉和四方炉)。我国

17、锌企业的总体情况是我国锌企业的总体情况是企业规模小、数量企业规模小、数量多、分布广多、分布广。1.6 1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状1.6.2 1.6.2 湿法炼锌湿法炼锌 l 株洲冶炼厂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。用回转窑烟化挥发回收渣中的铅锌等有价金属。l 驰宏锌锗股份有限公司、水口山锌厂、葫芦岛有色金属集团湿驰宏锌锗股份有限公司、水口山锌厂、葫芦岛有色金属集团湿法炼锌分厂、开封冶炼厂法炼锌分厂、开封冶炼厂等均采用常规浸出工艺炼锌。浸出渣处等均采用常规浸出工艺炼锌。浸出渣处

18、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。都是采用回转窑处理。l 白银西北冶炼厂锌系统白银西北冶炼厂锌系统，设计年产电锌，设计年产电锌10万万t，采用了热酸连续，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。大的冶炼厂。1.6 1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产基地驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产基地1.6.2 1.6.2 湿法炼锌湿法炼锌1.6 1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状1.6

19、.3 1.6.3 火法炼锌火法炼锌 n葫芦岛有色金属集团采用葫芦岛有色金属集团采用竖罐炼锌竖罐炼锌，先后建成了，先后建成了20万万t/a竖罐炼锌竖罐炼锌产能、产能、13万万t/a常规湿法炼锌产能和常规湿法炼锌产能和9万吨铅锌密闭鼓风炉（其中锌万吨铅锌密闭鼓风炉（其中锌6万吨）产能，锌的总生产规模达万吨）产能，锌的总生产规模达39万万t/a，锌的总回收率可达，锌的总回收率可达9596%，硫利用率大于，硫利用率大于94%。n鼓风炉炼锌鼓风炉炼锌最适宜于处理铅锌共生精矿。我国韶关冶炼厂建有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，设计生产能力为套装置，设计生产能力为20万万t/a，锌的总回收率达，锌的总回收率达93.8%。n电炉炼锌电炉炼锌的生产规模都很小，单台电炉产锌量在的生产规模都很小，单台电炉产锌量在10002500t/a，吨锌电耗在吨锌电耗在40005000kWh。1.6 1.6 我国锌冶炼现状我国锌冶炼现状1.6.3 1.6.3 火法炼锌火法炼锌 1、炼锌原料有哪些？、炼锌原料有哪些？2、简述金属锌的用途。、简述金属锌的用途。3、炼、炼锌方法有哪些？分别画出锌方法有哪些？分别画出其工艺流程图。其工艺流程图。本本 章章 思思 考考 题题