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氧化焙烧与硫酸化焙烧

氧化焙烧与硫酸化焙烧

立志当早,存高远

氧化焙烧与硫酸化焙烧

硫化矿物在氧化气氛条件下加热,将全部(或部分)硫脱除而转变为相

应的金属氧化物(或硫酸盐)的过程,称为氧化焙烧(或硫酸化焙烧)。硫化

矿物在空气中加热时是进行部分硫酸化焙烧还是全氧化焙烧,全取决于焙烧条件。在焙烧条件下,金属硫化矿物发生的主要反应为:2MS+3O2=2MO+2SO2 2SO2+O2===2SO3 MO+SO3===MSO4 式中MS——金属硫化物;MO——金

属氧化物;MSO4——金属硫酸盐。氧化焙烧时,金属硫化物转变为金属氧

化物和二氧化硫的反应是不可逆的,其他的反应上可逆的。上述各反应式的平

衡常数分别为:

式中Pso2——炉气中二氧化硫的分压;Po2——炉气中氧气的分压;

Pso3——炉气中三氧化硫的分压;Pso3(MSO4)——金属硫酸盐的分解压。[next]

焙烧时炉气中Pso3 和Pso3(MSO4),与温度的关系如图1 所示。图中曲线可知,当温度较低和炉气中有较高的三氧化硫浓度时,金属硫化物将转变为相

应的金属硫酸盐。当温度升至700~900℃时,硫化物将氧化为相应的金属氧化物。由于各种金属硫酸盐的分解温度和分解自由能不同,控制焙烧温度和炉气

成分即可控制焙烧产物的组成,以达到选择性硫酸化焙烧的目的。如680℃时

的Cu-Co-S-O 系的状态图如图2 所示,图中实线为Co-S-O 系,虚线为Cu-S-O 系,若炉气组成为8%SO2、4%O2,则铜钴硫化物均转变为相应的硫酸盐,可产出97%的可溶铜和93.5%的可溶钴。若焙烧条件控制在A 区,则只产出可溶性硫酸钴和不溶于水的氧化铜。

硫酸生产工艺流程知识分享

硫酸生产工艺流程简述 本项目采用以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺。它的主要工序包括硫铁矿的焙烧、炉气的净化、气体的干燥、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收。基本工艺流程图如下: 1-沸腾焙烧炉;2-空气鼓风机;3-废热锅炉;4-旋风除尘器;5-文氏管;6-泡沫塔;7-电除雾器;8-干燥塔;9-循环槽及酸泵;10-酸冷却器;11-二氧化硫鼓风机;12,13,15,16-气体换热器;14-转化器;17-中间吸收塔;18-最终吸收塔;19-循环槽及酸泵;20-酸冷却器 经过破碎和筛分的硫铁矿或经过干燥的硫铁矿,送入沸腾焙烧炉l下部的沸腾床内,与经空气鼓风机2从炉底送人的空气进行焙烧反应。生成的二氧化硫炉气从沸腾炉顶部排出,进入废热锅炉3。矿渣则从沸腾床经炉下部的排渣口排除。

炉气在废热锅炉内冷却到约3500C,用以生产3.82Mpa、450摄氏度的过热蒸汽。主要的蒸汽蒸发管束设在废热锅炉内。装设在焙烧炉沸腾床内的冷却管也作为废热锅炉热力系统的一部分,与锅炉的汽包连接,用以回收部分焙烧反应热。 从废热锅炉出来的炉气,还含有相当数量的矿尘,经旋风除尘器4初步除尘后,进入净化系统。废热锅炉、旋风除尘器除下的矿尘,与沸腾焙烧炉排出的矿渣一起送往堆渣场,等待进一步处理或出售。净化系统包括文氏管5、泡沫塔6和电除雾器7。文氏管对炉气进行除尘和降温,炉气经文氏管后,其中绝大部分矿尘被除去。泡沫塔对炉气进一步除尘、降温。在文氏管和泡沫塔中,炉气中所含的微量三氧化硫,从硫酸蒸汽形态转变成酸雾;砷、硒和其他一些金属的氧化物则成为固态粒子,从气相中分离出来;它们一部分与炉气中残存的微量矿尘一起被洗涤除去,另一部分随气体进入电除雾器,在高压静电作用下被清除干净。 通常,控制出净化系统的炉气温度在400C以下,以保证干燥-吸收系统的水平衡。 净化系统中排出的高含尘的稀酸送入污水处理系统,经CN 过滤器处理后抽回系统循环使用。 经过净化的气体,在干燥塔8中被循环淋洒的浓硫酸干燥。干燥酸的浓度一般维持在93%左右。由于在气体被浓硫酸干燥的过程中放出大量热量,所以在干燥塔硫酸循环系统中设有酸冷却器10,用冷却水把热量移走,为了减少气体夹带硫酸雾沫对

某石煤钒矿石焙烧—酸浸试验研究

第5期 2017年10月 矿产保护与利用 CONSERVATION AND UTILIZATION OF MINERAL RESOURCES №.5 Oct.2017某石煤钒矿石焙烧—酸浸试验研究* 李凤久1,王力力2,李国峰1 (1.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山063299;2.开滦(集团)唐山矿业分公司,河北唐山063000)摘要:以V2O5含量0.51%的某石煤钒矿石为试验原料,采用焙烧—酸浸工艺对其进行了系统的试验研 究。分别考察了焙烧和浸出工艺参数对矿石中V2O5浸出率的影响。试验结果显示,在入料粒度-0.074 mm粒级含量占63.80%、焙烧温度800℃、焙烧时间2h的焙烧条件及浸出温度70℃、H2SO4用量(H2SO4 与浸出试样的质量比)12%、液固比2:1、浸出时间2h的浸出条件下,V2O5的浸出率可达到70.81%。研究 结果为该类V2O5含量未达到工业品位的石煤钒矿石的开发利用提供了参考。 关键词:石煤钒矿石;焙烧;酸浸;浸出率 中图分类号:TD954 文献标识码:B文章编号:1001-0076(2017)05-0054-04 DOI:10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2017.05.011 Study on Roasting—acid Leaching of a Stone-coal Vanadium Ore LI Fengjiu1,WANG Lili2,LI Guofeng1 (1.School of Mining Engineering,North China University of Science and Technology,Tangshan063299,China;2.Tangshan Mining Industry Co.of Kailuan Group Co.,Ltd.,Tangshan063000,China)Abstract:Astone-coalvanadiumorecontaining0.52%V2O5wasprocessedbyroastingandacid leachingmethod.Theeffectofroastingandleachingparametersonleachingratewasinvestigatedin detail.Theresultsshowedthatthesuitableroastingconditionswerethefeedparticlesizeof -0.074mmoccupiedfor63.80%,roastingtemperatureof800℃,androastingtimeof2h.The leachingrateofV2O5couldreach70.81%whentheroastingproductwastreatedby12%H2SO4 (themassratioofH2SO4andleachingsample)at70℃withaliquid-solidratioof2:1and2h leaching.Theresearchresultsprovidedareferenceforthedevelopmentofthistypeofstone-coal vanadiumorewithanunqualifiedcontentofV2O5. Key words:stone-coalvanadiumore;roasting;acidleaching;leachingrate 钒是重要的战略资源,广泛应用于航空航天、核工业、钢铁、石油化工、电子、能源等工业领域[1-2]。石煤钒矿是我国重要的钒矿资源之一,其五氧化二钒的含量达1.18亿t,占世界钒总储量的一半左右[3]。因此,从石煤钒矿中提取钒是钒资源开发利用的重要研究方向,受到相关科研工作者的关注[4]。 田宗平等[5-6]在湖南某石煤钒矿石工艺矿物学研究的基础上,对该矿石进行了浸出试验,获得了V2O5浸出率78%以上的指标。闫平科[7]等采用浓硫酸加温熟化—热水浸钒工艺对某V2O5含量1.2%的石煤钒矿进行了提钒试验,在适宜工艺条件下钒的浸出率为76.10%。黄献宝等[8]对V2O5含量0.72%的湖北某石煤钒矿进行了焙烧—酸浸试验,并考察了焙烧方式对提钒的影响,认为采用流态化焙烧可提高V2O5的浸出率。黄俊和赵杰等[9-10]对石煤钒矿的焙烧物料采用加压酸浸和加助剂酸浸 *收稿日期:2017-05-26 作者简介:李凤久(1977-),男,河北唐山人,博士,教授,主要从事铁矿资源高效分选技术的科研和教学工作。 万方数据

石煤钒矿保温熟化体系工艺研究

石煤钒矿保温熟化体系工艺研究 发表时间:2018-07-16T15:33:51.997Z 来源:《基层建设》2018年第14期作者:刘俊 [导读] 摘要:石煤钒矿提钒主要有焙烧和全湿法提钒工艺,但实际生产中存在能耗高、金属回收率低、综合利用率不足等问题,以陕西某地石煤钒矿为研究对象,在前期对石煤型钒矿进行保温熟化研究的基础上,采用保温熟化进行实验,重点考察了熟化时间、硫酸用量、熟化温度、矿粉细度、矿石含水量等工艺参数对钒浸出率的影响,同时对石煤中含钒物相在熟化过程中变化进行了研究。 陕西华源矿业有限责任公司陕西商洛 726308 摘要:石煤钒矿提钒主要有焙烧和全湿法提钒工艺,但实际生产中存在能耗高、金属回收率低、综合利用率不足等问题,以陕西某地石煤钒矿为研究对象,在前期对石煤型钒矿进行保温熟化研究的基础上,采用保温熟化进行实验,重点考察了熟化时间、硫酸用量、熟化温度、矿粉细度、矿石含水量等工艺参数对钒浸出率的影响,同时对石煤中含钒物相在熟化过程中变化进行了研究。该实验采用拌酸-保温熟化-浸出技术,提钒效率高,是一种经济环保的石煤提钒新工艺,具有良好的工业应用前景。 关键词:石煤;熟化;钒;浸出率 Study on Heat Insulation and ripening system of Vanadium Ore from Stone Coal Liu Jun (Shaanxi Huayuan Mining Co.,Ltd.Shaanxi Shangluo 726308) Abstract:Vanadium extraction from vanadium ores from stone coals mainly includes roasting and total wet vanadium extraction.However,in actual production,there are some problems such as high energy consumption,low metal recovery rate and insufficient comprehensive utilization ratio.The vanadium ore of stone coal in Shaanxi province is taken as the research object.On the basis of the previous research on heat preservation and maturation of vanadium ore,the effects of curing time,amount of sulfuric acid,maturation temperature,fineness of ore powder and water content of ore on the leaching rate of vanadium were investigated.At the same time,the change of vanadium-bearing phase in stone coal during maturation was studied.The technology of mixing acid,heat preservation,maturation and leaching is adopted in this experiment,and the efficiency of vanadium extraction is high.It is an economical and environmentally friendly stone coal.The new process of vanadium extraction has a good prospect of industrial appli cation. Keywords:Stone coal;maturation;vanadium;leaching rate 钒是一种非常重要的战略性资源,广泛用于钢铁、化工及陶瓷工业,在航天工业、核工业、生物制药和钒电池等方面都有新的应用。目前提钒的主要原料有钒钛磁铁矿、钒粘土矿及石煤矿,含钒石煤是我国特有的一种钒矿资源,储量巨大,从中提钒大多采用钠盐焙烧-溶剂萃取-铵盐沉钒工艺流程,该工艺设备简单、生产成本低,但收率一般只有50%-67%,且焙烧过程产生HCl 和Cl2 等有害气体,环境污染十分严重,已被国家明令禁止。熟化工艺采用拌酸-保温熟化-浸出新工艺处理石煤钒矿,从工艺上避免了高耗能、高污染的焙烧过程,浸出液硅含量大幅降低,利于后续萃取或离子交换。该工艺流程简单、过程能耗低、清洁环保、钒浸出率高,为石煤型提钒行业开辟了一条新途径。 一、实验 1、原料与试剂 本实验所用原料为陕西商洛地区某石煤钒矿,其化学成分如表所示。 2、原理 石煤中钒主要是以类质同相的形式存在云母中,即在云母晶格中部分Al3 + 被钒所取代,要提取钒必须破坏云母结构。酸浸可破坏云母结构,从而释放出钒,保温熟化浸出法是一种强化酸浸技术,提取手段更为有效。 拌酸熟化浸出法与常规浸出的区别就是用浓硫酸代替稀酸作浸出剂,使用少量硫酸与矿石均匀混合,少量液体在矿石表面加湿浸润,使浓酸只在矿石表面形成一层薄膜液,这层薄膜液包裹矿石颗粒,并通过矿石表面的孔隙渗入矿石内部,与矿物接触发生化学反应[1]。以矿物中硅酸钙为例,在熟化反应过程中,酸与矿物发生如下反应:CaSiO3 + H2SO4 + H2O = CaSO4?2H2O + SiO2↓。 矿物中各种硅酸盐被分解形成水合硫酸盐,同时使硅酸转化为难溶的SiO2,钒裸露出来,被空气氧化,三价钒转化成易溶性的四价钒。在上述机制中可以看到,熟化过程中水既是硫酸扩散的媒介,又直接参与反应过程,因此在熟化过程中物料应保持一定的含水量,既强化了硫酸扩散作用,又可补偿水分在加温熟化过程中的蒸发,保障熟化反应进行完全,提高钒浸出率[2]。 3、装置与方法 该实验所用熟化反应装置主要由恒温烘箱、聚四氟乙烯广口瓶、烧杯、磁力搅拌器、真空抽滤机等组成。熟化实验规模为每次300 g,考察因素有熟化时间、硫酸用量、熟化温度、矿粉粒径及矿石含水量(自然条件下含水量为8-12%);并进行石煤矿拌酸-保温熟化-浸出与石煤钒酸浸的对比实验。称取粒径小于1 mm 的石煤矿粉300 g 放在烧杯内与浓硫酸拌匀,将拌酸后的石煤矿物料放入聚四氟乙烯广口瓶中,并盖紧盖子,通过恒温烘箱加热至规定温度后,再熟化一段时间,待熟化后将熟料用水搅拌常温浸出,水浸过程液固比为1∶1,浸出时间1h,矿浆抽滤洗涤,滤渣烘干称量m1,然后采用硫酸亚铁铵法测定滤渣中钒的含量,计算钒浸出率。钒浸出率(η)计算公式如下: η=(M*α0-m*α1)×100%/(M*α0) 二、结果与讨论 1、保温熟化时间对钒浸出率的影响。熟化过程中,为使硫酸扩散与反应进行完全,需要足够的熟化时间。在矿石含水量10.12%、硫酸用量20%、熟化温度125 ℃的条件下进行熟化实验,考察不同熟化时间对钒浸出率的影响,结果如下:

低品位复杂钼精矿的提纯工艺

低品位复杂钼精矿的提纯工艺 针对现行镍钼矿处理工艺存在的钼镍需要分别提取的缺陷,提出镍钼矿加钙氧化焙烧?低温硫酸化焙烧?水浸提取镍钼的新工艺。以贵州遵义镍钼矿为原料,对CaO 加入量、氧化焙烧温度、氧化焙烧时间、硫酸加入量、硫酸化焙烧温度、硫酸化焙烧时间以及焙砂水浸工艺参数对镍钼浸出率的影响进行研究。结果表明:在最佳工艺条件下,钼的浸出率为97.33%,镍的浸出率为93.16%,且最佳工艺参数为100 g 镍钼矿加入35 g CaO,700 ℃氧化焙烧2 h,得到的焙砂加入70 mL 浓硫酸,再经250 ℃硫酸化焙烧2 h;硫酸化焙烧得到的焙砂按液固比2: 1加水搅拌,经98 ℃浸出2 h。加入CaO 不仅能有效减少镍钼矿氧化焙烧烟气对环境造成的污染,而且能显著提高镍的浸出率。镍、钼是重要的战略金属,广泛应用于冶金、喷涂、电子等行业。 镍钼矿属于沉积型黑色页岩型矿床,主要分布在我国贵州遵义、湖南张家界、湖北都昌、云南曲靖和浙江富阳等地。镍钼矿是一种多金属复合矿,其中钼含量约为0.35%~8.17%,主要以碳硫钼矿的形式存在;镍含量约为0.17%~7.03%,主要以硫镍矿、硫铁镍矿、针镍矿等形式存在。由于其成分复杂,品位相对较低,采用物理及化学选矿技术很难将其中有用组分进行富集和分离。目前,镍钼矿处理工艺主要有焙烧? 矿热炉熔炼?Ni-Mo-Fe 合金,氧化焙烧?碱浸,碳酸钠转化处理,氧化焙烧?N2CO3+NaOH 浸出,焙烧活氧碱浸出,NaOH/NaClO 直接浸出等工艺提取钼,但镍留在渣中需要做进一步处理回收。焙烧?矿热炉熔炼?Ni-Mo-Fe 合金工艺虽然具有工艺简单、加工成本低且钼镍能同时回收的优点,但只能得到初级产品,需进一步加工处理回收镍和钼。为了同时回收镍钼矿中的镍和钼,缩短工艺流程,保护环境,降低生产成本和提高资源利用率,采用镍钼矿加钙氧化焙烧?低温硫酸化焙烧?水浸的镍

焙烧技术

焙烧技术 目录 焙烧技术-焙烧 把物料(如矿石)加热而不使熔化,以改变其化学组成或物理性质 焙烧:roasting 焙烧技术-简介 固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程,可以有氧化、热解、还原、卤化等,通常用于无机化工和冶金工业。焙烧过程有加添加剂和不加添加剂两种类型。 不加添加剂的焙烧也称煅烧,按用途可分为:①分解矿石,如石灰石化学加工制成氧化钙,同时制得二氧化碳气体; ②活化矿石,目的在于改变矿石结构,使其易于分解,例如:将高岭土焙烧脱水,使其结构疏松多孔,易于进一步加工生产氧化铝;③脱除杂质,如脱硫、脱除有机物和吸附水等;④晶型转化,如焙烧二氧化钛使其改变晶型,改善其使用性质。 加添加剂的焙烧添加剂可以是气体或固体,固体添加剂兼有助熔剂的作用,使物料熔点降低,以加快反应速度。按添加剂的不同有多种类型: 焙烧技术-氧化焙烧 粉碎后的固体原料在氧气中焙烧,使其中的有用成分转变成氧化物,同时除去易挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。在硫酸工业中,硫铁矿焙烧制备二氧化硫是典型的氧化焙烧。冶金工业中氧化焙烧应用广泛,例如:硫化铜矿、硫化锌矿经氧化焙烧得氧化铜、氧化锌,同时得到二氧化硫。 焙烧技术-还原焙烧 在矿石或盐类中添加还原剂进行高温处理,常用的还原剂是碳。在制取高纯度产品时,可用氢气、一氧化碳或甲烷作为焙烧还原剂。例如:贫氧化镍矿在加热下用水煤气还原,可使其中的三氧化二铁大部分还原为四氧化三铁,少量还原为氧化亚铁和金属铁;镍、钴的氧化物则还原为金属镍和钴。因为该过程中的三氧化二铁具有弱磁性,四氧化三铁具有强磁性,利用这种差别可以进行磁选,故此过程又称磁化焙烧。 焙烧技术-氯化焙烧 在矿物或盐类中添加氯化剂进行高温处理,使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氧化物,从而同其他组分分离。氯化剂可用氯气或氯化物(如氯化钠、氯化钙等)。例如:金红石在流化床中加氯气进行氯化焙烧,生成四氯化钛,经进一步加工可得二氧化钛。又如在铝土矿化学加工中,加炭(高质煤)粉成型后氯化焙烧可制得三氯化铝。若在加氯化剂的同时加入炭粒,使矿物中难选的有价值金属矿物经氯化焙烧后,在炭粒上转变为金属,并附着在炭粒上,随后用选矿方法富集,制成精矿,其品位和回收率均可以提高,称为氯化离析焙烧。 焙烧技术-硫酸化焙烧

硫酸生产焙烧工段工艺规程

硫酸生产焙烧工段工艺规程 2、岗位任务 将原料岗位送来的合格硫铁矿,通过沸腾炉烧出含二氧化硫的炉气,以供硫酸生产用。焙烧所产生的矿渣有排渣系统经过冷却降温送入矿渣堆场。 3、管理范围 上料皮带机、沸腾炉加料斗、圆盘喂料机、喂料皮带、沸腾炉、炉前鼓风机、排渣冷却滚筒、除渣输送机、电除尘器、以及所属的管道仪表,电气设备建筑物等。 4、操作指标 1)、沸腾层温度:850-950℃ 2)、炉底压力:10500-12000Pa 3)、炉顶压力:50-----100Pa 4)、沸腾炉出口炉气二氧化硫浓度12.0----12.5% 5)、渣尘残硫≤0.5% 6)、入炉矿含硫量≥27% 7)、入炉矿含水量≤6% 8)、入炉矿含Pb+Zn≤1% 9)、入炉矿含As+F≤0.1% 10)、入炉矿含碳≤1% 5、烘炉 烘炉目的: 主要为了除去筑炉或修炉过程中耐火材料与缝隙中 多余的水分。因此烘炉工作同炉体结构、使用的材料、制作方法不同等而不一样。 一般来说要烘除炉内多余的水分,是指这三部分水,一是游离水,

二是结晶水,三是残余结合水。根据有的单位试验表明,当烘炉温度达到100℃时,就有水排出来,这就是游离水或者说是机械水。结晶水要使炉温达到350℃左右才排出3,而残余结合水要到650℃左右才能排出。所以以根据这个情况就可以制定出烘炉升温曲线,来指导烤炉工作。假使炉子不经过这个烘炉程序,而一下子在高温下运行,则由于水分突然大量蒸发,炉体会出现大量裂纹,造成松散或者倒塌甚至可能发生爆炸的危险,直接影响炉子的使用寿命。 烤炉的进度,根据各炉的情况来制定。大型炉有的要烤十天至两个星期。烘炉的提温快慢和恒温的时间长短,主要是由于一定的水量需要有一定的蒸发时间来决定的。具体进度的长短可根据炉出口气体中的水分测定,分别情况而适当变化。 烘炉准备工作。 ①准备木柴约100吨,引火柴油,棉纱少许。 ②沸腾炉炉顶盲板烘炉期间不要上紧,以便排水蒸汽,做好防雨措施,烘烤结束盲死。 ③盖好沸腾炉加料口,打开炉子出口管道排气。 ④待风帽安装好,耐火层浇灌后养护三天,在风帽上部铺钢板或耐火砖,避免烧坏风帽。 ⑤通知仪表工检查校好仪表。 沸腾炉的烘炉与锅炉同步进行,但以沸腾炉为主。沸腾炉的烘炉温升情况,以每小时10度进行,升到150度左右时,恒温24小时,目的是让沸腾炉内的机械水蒸发,再以每小时10度进行,升到350度时,恒温36小时,目的是让沸腾炉内的结晶水蒸发出,再以每小时10度升温,升到650度时,恒温48小时,目的是让沸腾炉内的残

钠化焙烧

https://www.sodocs.net/doc/1e14964632.html, 钠化焙烧 对难选的复杂氧化矿物原料的焙烧过程中加入钠盐,于一定的温度和气氛下使难溶的目的矿物转变成可溶性熔盐的工艺过程,称为钠化焙烧。 钠化焙烧多用作提取高溶点金属钒、钨、铬等的作业准备。如从钒钛磁铁矿中提钒,从黑钨矿石、白钨矿石中提取钨和从铬铁矿石中提取铬等。矿物原料中加入碳酸钠、氯化钠、苟性钠或硫酸钠等含钠盐添加剂,经高温焙烧使之生成相应的可溶性钠盐,用水、稀酸或碱浸出焙砂,使目的组分转入溶液而与杂志及脉石分离。 工业上提钒可分为直接提钒和间接提钒两种方法。间接提钒是将钒铁精矿先经高炉冶炼,70%-80%的氧化钒被还原进入生铁的液相中,含钒铁水用氧或空气吹练使钒氧化进入炉渣,钒渣含五氧化二钒达8%-12%,在用磁选除铁后加入钠盐在回转窑内进行钠化焙烧,钒渣中的三价钒氧化为五价的偏钒酸钠,用水浸出焙砂得偏钒酸钠溶液,加入硫酸沉淀出五氧化二钒,经过滤、干燥得五氧化二钒粉末。直接提钒是不经高炉冶炼,将钒铁精矿加入钠盐制成球团,在回转窑内进行钠化焙烧得偏钒酸钠,用水浸出焙砂使其转入溶液,与其他组分分离,钒的回收率可提高10%-15%。但水浸后的球团含有微量钠盐,不宜直接进高炉炼铁,只能做生产海绵铁的原料。对于难处理的钨精矿,由于其杂质含量较高,也常用钠化焙烧进行预处理。 难选的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂等矿物原料加入碳酸钠,在700-800℃高温下载回转炉内焙烧,使其生成可溶性的钨酸钠,用水浸出焙砂使钨酸钠转入溶液。浸出液经净化、沉淀、干燥和煅烧可制得三氧化钨产品。钠化焙烧还用于除去难选粗精矿中的杂质以提高精矿质量,如锰、铁、石墨、金刚石等粗精矿经钠化焙烧处理,其中的磷、硅、铝、铁、钒、钼等杂质生成可溶性钠盐而经浸出被除去。 铬铁矿是制备铬盐等铬金属的工业原料。传统工艺是将铬铁矿和碳酸钠(或钾)以及惰性烧结辅料加至温度为1200℃下的回转窑内,进行高温钠化与氧化焙烧。焙烧熟料经冷却、粉碎、水浸得络酸钠碱性溶液,再经中和除铝、硫酸化、蒸发脱去芒硝,得重络酸钠饱和液,冷却结晶析出红矾钠。

硫化锌焙烧

1焙烧方法分类 从硫化锌精矿中提炼锌,无论采用火法或湿法,都必须先将硫化锌精矿进行焙烧。焙烧的实质就是在一定的气氛中加热锌精矿,使其发生物理化学变化,改变其成分以适应下一步冶金过程的要求,但精矿一般不熔化,或者说焙烧一般是固相与气相之间进行的化学过程而不出现液相。 依据焙烧过程的本质不同,一般把焙烧分为:煅烧、还原焙烧、氧化焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧和烧结焙烧等几类。视矿石或精矿的成分和下一步冶金处理方法的不同,选用其中适当的焙烧方法。 1.1 煅烧 煅烧主要是处理碳酸盐、硫酸盐等氧化矿的一种预备过程,其目的是在高温条件下使碳酸盐或硫酸盐分解为氧化物以及除去其中的水分。 1.2 还原焙烧 还原焙烧应用于处理氧化矿石,在还原气氛中使矿石中自山状态的或结合状态的氧化物还原成低价氧化物或金属。在锌冶金中还原焙烧应用于处理锌的氧化矿或含锌废料(如浸出渣、蒸馏渣等)。当含锌物料与碳混合,在还原气氛下加热(800-1200℃)焙烧时,ZnO被还原为锌蒸气,然后又被炉气中O?、CO?等氧化成ZnO收集于布袋中。 1.3 氧化焙烧 氧化焙烧在氧化气氛中使硫化矿中的硫全部或大部除去,使硫化物全部或大部变成氧化物。 氧化焙烧分为两种,一种是把硫化矿石中的硫全部烧去,所得焙烧矿仅由氧化物组成,称作“死烧”,火法蒸馏炼锌所采用的焙烧就是“死烧”;另一种焙烧只是部分地烧去硫,如铜、镍硫化矿的焙烧,称作部分氧化焙烧。 1.4 硫酸化焙烧 硫酸化焙烧应用于有色金属湿法冶金。目的是在氧化气氛中把待提取的金属变成水溶性的硫酸盐。 硫酸化焙烧也可分为两种:一种是把矿石中的硫化物全部变成为水溶性的硫酸盐,称全硫酸化焙烧,简称酸化焙烧,另一种则是部分地将矿石中的硫化物转变为水溶性的硫酸盐,其余则氧化成氧化物,叫做部分硫酸化焙烧,有时也称酸化焙烧。湿法炼锌的焙烧就是部分硫酸化焙烧。 1.5 氯化焙烧 氯化焙烧应用于使不溶于水的金属化合物变成可溶于水氯化物。若将某些金属化合物变为易挥发的氯化物而与其他成分分离,这种氯化焙烧又称氯化挥发焙烧。因此氯化焙烧可以处理硫化物与氧化物两种物料。 氯化作用是依靠向焙烧物料中加食盐或氯化钙与氯化钾的混合物等完成的,有时也用氯气氯化。 1.6 烧结焙烧

焙烧

焙烧 焙烧与煅烧是两种常用的化工单元工艺。焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷和氧化碳等气流中不加或配加一定的物料,加热至低于炉料的熔点,发生氧化、还原或其他化学变化的单元过程,常用于无机盐工业的原料处理中,其目的是改变物料的化学组成与物理性质,便于下一步处理或制取原料气。煅烧是在低于熔点的适当温度下,加热物料,使其分解,并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程。两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行,不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应,后者是物料发生分解反应,失去结晶水或挥发组分。 烧结也是一种化工单元工艺。烧结与焙烧不同,焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应,而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。烧结也与煅烧不同,煅烧是固相物料在高温下的分解过程,而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程,但烧结是在物料熔融状态下的化学转化,这是它与焙烧、煅烧的不同之处。 焙烧 1. 焙烧的分类与工业应用 矿石、精矿在低于熔点的高温下,与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反应,改变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。在无机盐工业中它是矿石处理或产品加工的一种重要方法。 焙烧过程根据反应性质可分为以下六类,每类都有许多实际工业应用。 (1) 氧化焙烧 硫化精矿在低于其熔点的温度下氧化,使矿石中部分或全部的金属硫化物变为氧化物,同时除去易于挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。硫酸生产中硫铁矿的焙烧是最典型的应用实例。硫化铜、硫化锌矿的火法冶炼也用氧化焙烧。 硫铁矿(FeS2)焙烧的反应式为: 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑ 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2↑ 生成的SO2就是硫酸生产的原料,而矿渣中Fe2O3与Fe3O4都存在,到底那一个比例大,要视焙烧时空气过剩量和炉温等因素而定。一般工厂,空气过剩系数大,含Fe2O3较多;若温度高,空气过剩系数较小,渣成黑色,且残硫高,渣中Fe3O4多。焙烧过程中,矿中所含铝、镁、钙、钡的硫酸盐不分解,而砷、硒等杂质转入气相。 硫化铜(CuS)精矿的焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧两种,分别除去精矿中

铜阳极泥硫酸化焙烧工艺改造与效果

铜阳极泥硫酸化焙烧工艺改造与效果 吴玉林 (铜陵有色金属公司 安徽 244001) 摘 要 铜阳极泥硫酸化焙烧工艺,经过全系统设备改造,在阳极泥充分浆化、进料均匀、负压稳定操作条件下,取得了设备连续运行、物料畅通、渣含硒 0 11%的满意结果。 关键词 铜阳极泥 硫酸化焙烧 蒸硒 国内处理铜电解阳极泥,基本上都采用硫酸化焙烧脱硒工艺。一来该方法比其它焙烧工艺能更有效地分离并回收硒,为进一步提取金银提供高质量的原料,二来具有良好的环保条件。用于阳极泥焙烧的主要设备有回转窑、浆化槽、给料、出料设备及硒回收装置等,回转窑是阳极泥硫酸化焙烧的核心设备。回转窑的热源有粉煤、煤气及电。由长沙有色设计研究院为铜陵有色金属(集团)公司金昌冶炼厂设计的全国第一台电加热回转窑于1991年投入试运行,至今处理铜阳极泥已超过2100t,焙烧渣含硒 0 11%,为金银生产提供了保证。1 阳极泥焙烧工艺简介 铜阳极泥与硫酸(98%)按1:1配比在搅拌槽内浆化,浆化后的阳极泥经给料槽及给料槽内进料器均匀地送回转窑,进行焙烧作业。在回转窑内硫酸与阳极泥反应产生Se O2、SO2、SO3等混合烟气,通过窑头排气管进入吸收塔,SeO2被水吸收为H2SeO3,进而被炉气中的SO2气体还原成单体硒。脱硒后的焙烧渣经窑尾排料机排出。焙烧渣送湿法回收金银。设计焙烧系统年处理阳极泥能力280t,硒回收率94.05%,窑渣含硒<0.1%。工艺流程见图1,设计工序参数及设备见表1。 表1 工序、参数及设备

图1 硫酸化焙烧流程 2 投产期影响硫酸化焙烧的因素 由于设备配置与选型不尽合理,加之对设备的性能,特别是电加热回转窑性能缺乏了解,同时又无相同经验可供参考,导致投产初期出现了物流不畅、窑温难以控制、电热部分短路频繁、阳极泥处理能力和焙烧渣质量与设计指标差距甚大等问题。2.1 物流不畅 (1)回转窑进料 金昌冶炼厂阳极泥含Cu23%~25%、Se3%~5%、水25%~30%,铜基本都以CuSO 4状态存在,具有易结块,不易浆化的特点。设计每班处理阳极泥500kg,而浆化槽只有0.8m 3 一台,每班浆化时间仅为2h,正常生产时,远不能达到浆化目的。在浆化槽和给料槽中,阳极泥与酸分层现象严重,上层为稀的泥酸混合体,下层为未浆化的阳极泥颗粒。颗粒状的阳极泥堵塞进料管,出现给料不均的现象。 (2)回转窑出料 采用螺旋出料机,出料机外壳比螺旋长出415mm,焙烧渣在出口无螺旋部分粘结堆积,使之完全堵死。出现这种情况时,窑内负压骤增,使备用吸收塔内硒吸收液倒流,1#吸收塔的吸收液进入回转窑,造成焙烧渣#拉稀?。 (3)硒吸收 焙烧产生的炉气经窑头排 气管进入吸收塔,窑头排气管为 150 3201mm,因管径细,管路长,加之阳极泥中硒含量高,使排气管内粘结大量红硒和阳极泥粉尘,阻碍了真空泵的正常运转,致使回转窑的真空减小,有时窑内呈正压,窑内气体从窑尾料箱及窑头冒出,使作业环境污染严重。2.2 窑温难控制 正常状态下,回转窑高温区温度控制在680~700!,由于进料不均,使窑内实际温度变化较大。稀料入窑速度快、量大,使窑内温度降低,引起#拉稀?;颗粒状物料进窑数量少,速度慢,在窑内高温区烧结,形成#鹅蛋?,影响窑尾排料及窑渣质量。 设计回转窑保温的长度为整个窑长的80%,未保温部分热损大,加之保温盖两侧的密封较差,一定程度上影响了焙烧质量,冬季时,回转窑(特别是窑尾)温度难以达到焙烧温度,渣含硒升高。 2.3 电阻丝短路 距窑尾2~4m 处是回转窑的高温作业区,也是窑体氧化腐蚀最严重的地方。在该区域窑体表面产生大量氧化铁皮,且极易脱落,由于设计的电阻丝距窑体最短距离为100mm,表面无覆盖层,处于直接加热状态(见图2)。因此,当窑体氧化铁皮脱落在电阻丝上时,造成短路,严重影响正常生产。投产初期,由短路而引起的停窑时间长达50h 以上,成为回转窑不能正常生产的主要因素之一。 图2 回转窑结构 1-保温盖板;2-石棉;3-窑体;4-电阻丝 投产初期共处理阳极泥35.788t,产窑渣29.596t,其中#拉稀?渣5.13t,#鹅蛋?渣4.86t,所产窑渣含硒%0 18%~0 45%。焙烧系统

硫酸的性质与应用

十二年寒窗在此一搏2010-2011学年第二学期2011.2.23 《无机化工(硫酸)测试题》出题:秦玲审核:曹玉波 2010—2011学年第二学期硫酸测试题 第Ⅰ卷(选择题,共100分) 一、选择题(本大题50个小题,每小题2分,共100分,在每小题列出的选项中,只有一个符合题目要求,请将符合题目要求的选项选出,并填在答题卡上) 1、(05)硫铁矿焙烧制取二氧化硫炉气时,常规焙烧的烧渣形态是() A. Fe3O4 B. Fe2O3 C. Fe3O4+Fe2O3 D. FeO 2、(05)以硫铁矿为原料的两转两吸工艺流程中,二氧化硫的适宜含量可提高到() A. 17%~18% B. 9.0%~10% C. 11%~13% D. 14%~16% 3、(05)三氧化硫吸收流程中,进塔气的温度应控制在() A. 50~60℃ B. 30~40℃ C. 不低于120℃ D. 小于120℃ 4、硫酸水溶液的密度在其质量分数为()时达到最大,发烟硫酸密度在其质量分数达到()时最大。 A. 98.3%,60% B. 98.3%,62% C. 98%,60% D. 98%,62% 5、常压下,硫酸水溶液的沸点随硫酸质量分数的增加而(),在()时沸点最高。 A. 升高,98.3% B. 先增加后降低,98% C. 降低,98.3% D. 先增加后降低,98.3% 6、硫酸水溶液的密度和沸点在()时达到最高。 A. 98.3% B. 20% C. 65% D. 98% 7、硫酸和发烟硫酸的粘度随浓度的增加而(),随温度的下降而()。 A. 增大,下降 B. 下降,增大 C. 增大,增大 D. 下降,下降 8、工业上生产硫酸都是以各种含硫物质作为原料,绝大部分采用接触法,下列工序不是接触法生产工艺的是() A. 原料的贮存 B. 清除炉气中杂质 C. SO2的催化氧化 D. 煅烧石灰石 9、从沸腾炉出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是() A.SO2 B.N2 C.砷化物 D.水蒸气 10、接触法生产硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理,其正确过程为() A. 酸洗或水洗、除尘、干燥、电除雾 B、除尘、干燥、电除雾. 酸洗或水洗 C. 除尘、酸洗或水洗、电除雾、干燥 D. 除去砷和硒的化合物 11、接触法生产硫酸的工艺过程中没有涉及的设备是() A.沸腾炉 B.合成塔 C.转化器 D.吸收塔 12、(07)硫铁矿焙烧制取二氧化硫的控制步骤是() A.硫蒸汽的燃烧 B.硫铁矿的高温分解 C.硫化亚铁的氧化反应 D.以上都不是 13、关于硫化亚铁的焙烧过程说法错误的是() A. 温度对反应速率的影响不明显 B. 增大接触面积利于硫化亚铁的焙烧 C. 硫化亚铁的焙烧过程是化学动力学控制 D. 提高氧的浓度利于硫化亚铁的焙烧 14、关于二硫化铁的焙烧过程说法错误的是() A. 二硫化铁的分解速率随温度的升高迅速增大 B. 矿料粒度越小,其焙烧速率越大 C. 气流速度不影响其焙烧过程 D. 二硫化铁的分解是化学动力学控制 15、(08)硫酸生产中,不影响硫铁矿焙烧速度的因素的是() A. 温度 B. 矿料的粒度 C. 沸腾层的气速 D. 氧的浓度 16、在沸腾焙烧炉中一般控制温度在() A. 850℃ B. 120℃以上 C. 900℃左右 D. 50℃左右 17、下列工业生产硫酸的反应中是吸热反应的是() A. 硫化亚铁的氧化反应 B. 硫铁矿高温分解为硫化亚铁 C. 二氧化硫的催化氧化 D. 三氧化硫的吸收 18、硫铁矿焙烧制取二氧化硫,烧出的炉气中二氧化硫含量在11%-13%之间的焙烧方法() A. 常规焙烧 B. 磁性焙烧 C. 硫酸化焙烧 D. 脱砷焙烧 19、硫铁矿焙烧制取二氧化硫,常规焙烧的烧渣含硫量为() A. 11%~13% B. 12%~14% C. 1%以下 D. 小于0.001g/m3 20、(07)硫铁矿焙烧制取二氧化硫,烧出的炉气中二氧化硫含量在12%-14%之间的焙烧方法() A. 常规焙烧 B. 磁性焙烧 C. 硫酸化焙烧 D. 脱砷焙烧 21、硫铁矿的焙烧炉有多种型式,目前广泛使用() A. 块矿炉 B. 机械炉 C. 沸腾炉 D. 高气速返渣炉 22、下列不属于沸腾炉结构的是() A. 炉膛 B. 上部燃烧空间 C. 空气分布室 D. 电除尘器

钴硫精矿氧化、硫酸化焙烧产品中钴的化学物相分析

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 钴硫精矿氧化、硫酸化焙烧产品中钴的化学物相分析 在钴硫精矿氧化焙烧产品中,钴主要以亚铁酸钴的状态存在。此外,尚可 能有氧化亚钴(CoO)、四氧化三钴(Co3O4)及残留的硫化物。由于两种焙烧产品中钴的存在状态基本相同,因此可以采用同一分析流程测定钴的各种化合 物的含量。其分析流程如下图所示。CoSO4 的分离CoSO4 溶解于水中,但考虑到碱性氧化物和碱式硫酸钴存在的可能性,确定用5%乙酸溶液作为CoSO4 的溶剂。CoSO4 全部被浸取,钴的其他化合物不溶解。CoS 的分离钴的硫化物在溴水中被氧化为硫酸盐而浸取。CoO 的浸取率为0.6%,钴的其他化合物 均不溶解。对于某些因焙烧条件不当而使硫化物残留较多的试样,用饱和氯水 浸取,效果更好,浸取30min,硫化物即可完全浸取。CoO 的分离在10%乙酸中,或稀H2SO2 中,CoO 的浸取率均为1%左右,而在两者的混合溶液中,在推荐的条件下,CoO 的当取率的浸取率在98%以上,此时Co3O4 的浸取率为2%左右,亚铁酸钴的浸取率仅1%左右。但此类产品中CoO 含量甚微,可 不予考虑。亚铁酸钴的分离含适量NH4F 和H2O2 的H2SO4 溶液,可作为亚铁酸钴的溶剂。H2SO4 的含量以2%为宜,若太大时,将使Co3O4 的溶解量增大。在2%H2SO4 溶液中,随着NH4F 量的增加,Co3O4 的溶解量将降低。在流程中的推荐条件下,亚铁酸钴的浸取率在95%以上,Co3O4 为5%左右。Co3O4 的分离在上述各溶剂的浸取中,Co3O4 仅少量被溶解,在最后残渣中测定其含量。图中钴硫精矿焙烧产品中钴的化学物相分析流程此外,对于类似的产品,如钴硫精矿的烧结块及焙烧矿中CoSO4、CoO、CoS、Co2O3 等的物相分析,曾报道了一些分析方法。例如,用75mL 水,煮沸15min,或者用100mL 150g/L 乙酸铵溶液于95℃水浴上浸取15min 分离CoSO4。用100mL50%氨水-150g/L NH4Cl 溶液沸水浴回流60min 作分离CoO 的溶剂。

年产8万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计 精品

《锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉》 设 计 说 明 书

设计任务书 一、设计题目:年产8万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计 二、原始资料: 1、生产规模:电锌年产量80000吨 2、精矿成分: 本次设计处理的原料锌精矿成分如下表所示(%,质量百分数): 3、精矿矿物形态:闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁流铁矿、方铅矿、硫镉矿、石灰石、菱美矿 三、设计说明书内容: (1)设计概述 (2)沸腾焙烧专题概述 (3)物料衡算及热平衡计算 (4)沸腾焙烧炉的选型计算 (5)沸腾炉辅助设备计算选择 (6)沸腾炉主要技术经济 四、绘制的图纸 沸腾焙烧结构总图(1#图纸:纵剖面和一个横剖面) 五、设计开始及完成时间 自20XX年12月26号至20XX年1月5号

第一章设计概述 1.1设计依据 根据冶金专业工程《沸腾焙烧炉设计》(万林生编)下达的课程设计指导书任务。 1.2设计原则和指导思想 对设计的总要求是技术先进;工艺上可行;经济上合理,所以,设计应遵循的原则和指导思想为: 1、遵守国家法律、法规,执行行业设计有关标准、规范和规定,严格把关,精心设计; 2、要按照国家有关劳动安全工业卫生及消防的标准及行业设计规定进行设计; 3、在学习、总结国内外有关厂家的生产经验的基础上,设计中应充分考虑节约能源、节约用地,实行自愿的综合利用,改善劳动条件。 1.3设计任务 一、锌冶炼沸腾焙烧炉设计。 二、沸腾焙烧炉物料平衡和热平衡初算。 三、设备的选型设计与计算。 四、绘制沸腾焙烧结构总图

第二章沸腾焙烧专题概述 2.1沸腾焙烧炉的应用和发展 沸腾焙烧炉是利用流态化技术的热工设备。它具有气--固间热质交换速度快、层内温度均匀、产品质最好;沸腾层与冷却(或加热)器壁间的传热系数大、生产率高、操作简单、便于实现生产连续化和自动化等一系列优点,因此得到广泛应用。 锌精矿、铜精矿的氧化焙烧和硫酸化焙烧,含钴硫铁精矿的硫酸化焙烧,锡精矿的氧化焙烧,高钛渣的氯化焙烧,汞矿石焙烧,以及氧化铜矿离析过程中的矿石加热等都已经使用沸腾炉。此外,铅精矿、铅锑精矿的氧化焙烧,含镍、钴红土矿的加热和还原过程也利用沸腾炉成功地进行了工业性试验或小规模生产。 在国外,沸腾炉还用于辉钼矿、富镍冰铜的氧化焙烧。沸腾炉的缺点是烟尘率高,热利用率低。目前,沸腾炉正向大型化、富氧鼓风、扩大炉膛空间、制粒焙烧、余热利用和自动控制等方面发展。 2.2沸腾炉炉型概述 1.床型沸腾床有柱形床和锥形床两种。对于浮选精矿一般采用柱形床。对于宽筛分物料,以及在反应过程中气体体积增大很多或颗粒逐渐变细的物料,可采用上大下小的锥形床。沸腾床断面形状可为圆形或矩形(或椭圆形)。圆形断面的炉子,炉体结构强度较大,材料较省,散热较小,空气分布较均匀,因此得到广泛采用。当炉床面积较小而又要求物料进出口间有较大距离的时候.可采用矩形成椭圆形断面。 2.炉膛形状有扩大形和直简形两种。为提高操作气流速度、减少烟尘率和延长烟尘在炉膛内的停留时间以保证烟尘质量,目前多采用扩大形炉膛。 另外,还有单层床和多层床之分,对吸热过程或需要较长时间的反应过程,为提高热和流化介质中有用成分的利用率,宜采用多层沸腾炉。

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