1、济源职业技术学院毕 业 设 计（论 文）(冶金化工系)题 目 日处理 750 吨锌精矿流态化焙烧炉的设计 专 业 冶金技术 班 级 济源职业技术学院毕业设计（论文）姓 名 焦 * 学 号 0813* 指导教师 王 * 完成日期 - 2 -济源职业技术学院毕业设计（论文）目 录摘要 1第一章 绪论 21.1 锌的性质及用途 21.2 锌的主要矿物资源与炼锌原料 21.3 锌冶金工艺技术的发展 31.4 流态化焙烧的发展 5第二章 工艺流程的选择与论证 62.1 原料组成及特点 62.2 焙烧工艺的选择 62.3 硫化锌精矿焙烧工艺的基本原理 72.4 硫化锌精矿流态化焙烧的工艺组成 72.4.1
2、 炉料准备及加料系统 72.4.2 流态化焙烧炉本体 82.4.3 烟气冷却及收尘系统 82.4.4 排料系统 8第三章 技术经济指标选择与论证 103.1 主要操作条件的选择 103.1.1 鼓风量与过剩空气系数 103.1.2 空气直线速度 103.1.3 温度 103.1.4 炉底与炉顶压力 113.1.5 流态化床高度与烟气在炉内的停留时间 113.2 技术经济指标的选择 113.2.1 焙烧炉床能率 123.2.2 可溶锌率 123.2.3 锌精矿焙烧脱硫率 123.2.4 焙烧产出率及烟尘率 123.2.5 锌回收率 123.2.6 炉子 期 12第四章 锌精矿流态化冶金计算 13
3、4.1 锌精矿物 组成计 134.2 烟尘产出率及 化学 物 组成计 144.3 焙 产出率及 化学 物 组成计 17- I -济源职业技术学院毕业设计（论文）4.4 焙烧 要的空气量及产出烟气量与组成计 214.4.1 焙烧矿脱硫率计 214.4.2 出炉烟气计 214.5 流态化焙烧物料 224.6 计 234.6.1 收 234.6.2 出 25第五章 设备的选择及其计算 285.1 主体设备的选择与计 285.1.1 炉 的选择 285.1.2 炉床 的 285.1.3 炉床直 的 295.1.4 炉 炉 直 的 295.1.5 炉 295.1.6 流态化床的高度 295.1.7 炉
4、高度 295.2 设备的选择与计 305.2.1气体 风 305.2.2 流态化床 排 315.2.3 排料 325.2.4 烟气出 32第六章 结论 33致谢 34参考文献 35- II -济源职业技术学院毕业设计（论文）摘要设计的要本文currency1日处理750吨锌精矿的流态化焙烧炉“精的设计在fifl量文 的基 产currency1锌精矿流态化焙烧工艺 技术经济指标“论与选择currency1烟尘与焙 成 的产出率焙烧 要的空气量与烟气量烟气的成 ”“物料 计 currency1主要设备 设备“精选择设计及计 流态化焙烧的设备 fl 焙烧炉的炉体关键词：锌精矿 计 流态化焙烧炉 设计
5、- 1 -济源职业技术学院毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 锌的性质及用途锌 金 金 在 硫化物 态 在在 温 性 在100150 展性 金锌化学 号Zn化学 期II 锌 金原子 数30原子量65.420时的 度7.13g/cm3 点419.6 体体 性 可 加锌 仅比铅 锡硬展性比铅铜锡小比铁fl由 锌的 点低液态流 性 在压力浇注时能充满模内很精细的地方所 它常作精 铸件的原料液态金锌的沸点比 低907液态锌的蒸汽压随温度升高而迅速增加1-1在不同温度 锌的蒸汽压温度/ 491.6 500 700 907 950蒸汽压/Pa 19.5 169 7982 101325 156347在火炼锌
6、 氧化锌用碳还原的反应必须在1000 的温度“冶炼 成挥发的锌蒸汽只 通过冷凝才能得到金锌锌在420时 始与硫发 反应而与氧反应在225时便 始锌currency1氧的亲 力比 fl硫化锌在空气 加 氧化 成 的氧化锌氧化锌既能在高温 被碳还原又能很 地溶解与稀硫酸溶液 因此硫化锌的氧化焙烧currency1 火炼锌 湿炼锌都 要的冶炼前预处理过程纯锌不溶 纯硫酸或盐酸 锌 若 少量杂质 在则会被酸所溶解因此般的商品锌易被酸所溶解亦可溶 碱 锌比 活泼的 金 温 在干燥的空气 不起 化 在潮湿而含 CO2的fl气 锌 会逐渐氧化 成致 的碱式碳酸锌薄膜 阻止锌继续氧化所 锌被fl量用 镀覆钢铁
7、材料 防腐蚀随着汽车工业 建筑业currency1镀锌钢材的 不 增加镀锌材料已经成锌的项主要消费1.2 锌的主要矿物资源与炼锌原料锌在 硫化物 态 在主要矿物闪锌矿（ZnS） 这 硫化物的形成过程 FeS固溶时称铁闪锌矿（nZnSmFeS）含铁高的闪锌矿会使提取冶金过程复杂化硫化矿床的地部位还常 部 被氧化的氧化矿如菱锌矿硅锌矿”我国铅锌资源 的国 已 的铅锌 量1.1 吨 目前 已 的铅锌 量的 位 铅 量3300 吨锌 量- 2 -济源职业技术学院毕业设计（论文）8400 吨铅锌 品位4%锌铅比2.4:11.3 锌冶金工艺技术的发展10 我国锌产量迅速增 1995 107.67 吨200
8、0 195.7 吨2005 到271.1 吨1995 2005 增9.7% 2000 2005 增6.7%随锌产量基数增fl 增率已逐 2002 起我国锌产量消费量 名 的锌的 产 消费fl国由此锌冶金工艺技术的发展 而易 的我国主要 湿冶炼主火冶炼 湿冶炼工艺的标准流程锌精矿焙烧 出 液 锌产品 因出作业的条件不同又 工作低温常 出 高温高酸 出 我国常 出工艺 冶 出 用回currency1挥发 “锌高温高酸 出则直 或fi铅fl含量铅 处理 出液铁在我国又 不同工艺如fl铅锌冶炼 ”用的 铁”锌 ”用的 铁由铁 锌含量低又称低 铁业 ”用 铁矿温 冶炼 ”用 铁称 铁矿基 这 使湿炼锌工
9、艺流程 出 性 90 随着 系 10 t/a锌冶炼 的建设用 109m2的fl 流态化焙烧炉fl 通 模式 炉 流 排 焙 流态化冷却 高冷却 150m3高 能 高 压 1.6m2 fl 解 化 锌 40tfl 低 锌 应炉 浇铸 ”设备 盐 度 液”技术 在fl冶 济源 彦淖尔”地建成投产五个锌 备 控水 已 “ 我国锌冶炼技术展的例：(1) 冶金集团 昆 理工fl学联 发高铁锌精矿铁 催化加压 出新工艺处理含Zn42.17%Fe14.38%S29.25%的精矿工业性 续试验指标 到：锌 出率98.05%铁 出率仅29.22%硫currency1化率92.2%该技术已建成投产10000t/a
10、锌的 产线 20000t/a的试 产线 产业化阶(2) 高硅氧化锌矿的处理 突破性展业 将高硅氧化锌矿与硫化矿焙 温 酸 出按适当配比混再经高温高酸 出用铁矿沉铁脱硅 液解 产锌已取得国 专利该 用述工艺已 产 锌的回收率 94%2005 该 锌产量已突破5 t/a 该工艺成熟可靠该 同时用硫酸 出处理Zn78%的低品位氧化矿 出率 70%80%并- 3 -济源职业技术学院毕业设计（论文）用酸洗萃取 工艺回收过答的锌 出产能已 10000t/a锌这技术我国难处理的高硅氧化锌矿经济 地利用 创新途 (3) 由 铟价持续攀高锌矿 伴 金铟的 回收引起锌冶炼同“的高度 fi冶用环隙式离萃取 替混澄清
11、直 氧化锌酸 清液 萃取回收铟锗剔铟锗 集 集酸 ”工 铟的回收率提高20.25%锗的回收率提高31.9%(4) 湿炼锌前 提到的设备fl 化外 冶” 的焙烧 出 液解酸 在线检测智能优化模 控提高产品质量降低能耗 锌工 应炉用新 绝缘干式填料 柔性耐火浇铸材料解决 应 锌沟锌液流 时剧烈膨胀 应力 化给 应 造成的龟裂漏锌及二 线圈间的漏锌问题 应炉可不停炉检修不 再配备用炉驰宏锌锗股份 将锌 出加 烟化炉化挥发 炼回收 “留的ZnPbGeAg” 价金炉 fl 到锌 综利用的目的 目前即将 发 产锌15-16 t/a的145m2焙烧炉及 配套措施锌液 度 化 林 锌 及 发锌 铅锌 矿害化处
12、理工业化 (5) ISP工艺 烧点火炉 成高 能炉 火焰燃烧直点火能25% 闭鼓风炉增fl炉身 风 锌雨冷凝 前床 优化工艺条件风时率 93.3%鼓风炉炉瘤清通过 技术措施冷凝 清理 11天炉子fl修 期 到3 炉产量 到13 t铅锌/a在火与湿的currency1比 火炼锌得到的产品纯度太低杂质含量过高不能到用户要 要步的精炼而湿炼锌得到的产品纯度很高完 能够满足用户的要湿炼锌的主金回收率 高含锌量少金的综利用率高综能耗低湿炼锌的劳 度小劳 环境 利 产的 续化 化 fl 化火炼锌 消耗fl量的煤 能源而湿炼锌消耗的主要力 水干 清洁1.4 流态化焙烧的发展流态化焙烧（沸腾焙烧）湿炼锌过程
13、的 要环 当今 随着湿炼锌技术的不 发展, 产模的不 fl 化要流态化焙烧炉的技术也不 发展流态化焙烧炉也愈趋fl 化用流态化焙烧炉焙烧锌精矿炉内 容量fl且 匀温差小料粒与空气触 fl反应速度快度高传 传质率高这因 使焙烧过程flfl化流态化焙烧1944 始用 硫铁矿的焙烧1952 引 湿炼锌工业1957末我国 金工业台流态化焙烧炉在辽宁葫芦 锌 建成投产 - 4 -济源职业技术学院毕业设计（论文）个炼锌 所用 在我国湿炼锌技术已得到很fl的发展1992 冶炼 引台 二 的109m2流态化焙烧炉此流态化焙烧炉的投产 “标 着我国流态化焙烧技术 “ 在消化此项引技术基二台109m2流态化焙烧炉
14、子1996 4 22日在 冶炼 ( 称冶) 式投料 “已 常 产特 式流态化焙烧炉增加fl使得烟气流速 烟尘率降低 烟气在炉内的停留时间烟气 的烟尘得到充 焙烧使烟尘 的含硫量 到 要提高烟尘质量 外低的烟尘率可提高焙 产出率 少收尘 我国引流态化焙烧炉的 炉 的选择在技术经济指标差 不fl的 应 焙烧炉 产可靠性 性作 要 设计指标 常 产前提的指标在 性差的焙烧炉难 而且 产指标 可能fl 度 离设计指标 性差的焙烧炉 可能造成 fl的经济 流态化焙烧炉内部空 形或 形炉子 部风 风 与炉 间 个 数量的风 锌精矿的发展方 应 湿冶炼主设备 fl 化 化发展解决湿处理 出 产出的铁出 问题
15、 条件地发展高压 出直处理锌精矿currency1 二 锌的回收（特 镀锌钢材 锌的回收）也要引起 fi综所述设计日处理750吨锌精矿的fl 流态化焙烧炉论 经济的 度还 会的 度 都 要的- 5 -济源职业技术学院毕业设计（论文）第二章 工艺流程的选择与论证2.1 原料组成及特点本 设计处理的原料锌精矿成 如2-1所2-1锌精矿的化学成 化学成 Zn Cd Pb Cu Fe S CaO MgO SiO2 currency1wB(%) 52.03 0.82 0.85 0.35 8.66 32.52 0.91 0.43 1.22 2.21由该可该矿含硫铁 高2.2 焙烧工艺的选择金锌的 产论用火
16、还湿90% 都 硫化锌精矿原料硫化锌不能被“价的 容易得的碳质还原还原也不容易被“价的并且在 出 湿炼锌 产流程 可 再 的硫酸稀溶液（解液）所 出因此currency1硫化锌精矿氧化焙烧使 currency1 成氧化锌很 必要的焙烧fi通常用的完成化物形态currency1 的化学过程冶炼前currency1矿fl或精矿“预处理的 高温作业硫化物的焙烧过程个发 气固反应的过程将fl量的空气（或 氧空气）通 硫化矿物料 在高温 发 反应氧与硫化物 的硫化产 气体SO2 价金则 成氧化物或硫酸盐同时 ”杂质硫 成二氧化硫 烟气作硫酸的原料焙烧过程得到的固体产物fi被称焙 或焙烧矿焙烧般 烧焙烧与
17、流态化焙烧 烧焙烧用 焙烧铅锌矿得到的焙烧矿适用 鼓风炉在炼铅的同时得到锌本设计不能用此流态化焙烧又称沸腾焙烧焙烧时空气 炉底风 而通过固体炉料 到固体炉料粒被风 并不停地 只要风速不过 度固体粒子fi在 高度内处 ” 态由 精矿粒子 时间处 不 的” 态利 硫化锌精矿氧化过程的“它 化气-固 间“的传质传 化学反应过程的火工艺经干燥并破的锌精矿用加料 续 焙烧炉内在经炉底鼓 的空气的烈 在炉床 流态化 态并迅速完成脱硫反应焙 经 流 排出 fl量烟尘的SO2烟气经收尘系统 化 造硫酸在 的气流速度 焙烧炉内 的炉料 粒在炉床形成 宏水流态化而炉气所的 细粒形成稀 充满炉 空间水蒸气因而称流态化焙烧流态化 内传质传 速率快 固 与气 的触使矿粒 充 氧化性气流 硫化物氧化速度fl加快因此 产率高同时因氧化速度快 位时间内出的 量 不仅不 要外加燃料还能利用部 反应 - 6 -
