第十次课硫化铅精矿的烧结焙烧副本.ppt

—铅冶金铅冶金—第二节硫化铅精矿的烧结焙烧—铅冶金铅冶金—1一、硫化铅精矿烧结焙烧的目的一、硫化铅精矿烧结焙烧的目的烧结焙烧的主要目的:1、将精矿矿中的硫化物氧化成氧化物,并将较多的砷锑挥发除去。2、将铅精矿粉料烧结成坚硬多孔的烧结块。—铅冶金铅冶金—2烧结焙烧产出的烧结块,应该:?1、烧结块的化学成份,应与配料计算的化学成份相符;?2、烧结块必须坚实,在鼓风炉还原熔炼时,不致被压碎;?3、烧结块应具有多孔质构造和良好的透气性;?4、在原料含铜低的情况下,要求烧结块含硫愈低愈好,以保证绝大部分的硫化物生成氧化物。—铅冶金铅冶金—3二、硫化铅精矿烧结焙烧的化学反应二、硫化铅精矿烧结焙烧的化学反应1、硫化铅的氧化反应?铅精矿的主要成分是方铅矿(PbS),占精矿组成的60%~80%。在烧结焙烧过程中,精矿的焙烧主要是PbS发生氧化反应,生成氧化物(PbO),也可能生成硫酸盐或碱式硫酸盐(PbSO4, PbSO4·PbO,PbSO4· 2PbO,PbSO4· 4PbO),还可能生成金属铅(Pb)。—铅冶金铅冶金—422422222232SOPbOPbSPbSOOPbSSOPbOOPbS????????24222232SOPbPbSOPbSSOPbPbOPbS??????上述反应生成的PbO和PbSO4(包括碱式硫酸铅),与未氧化的PbS之间,发生下列各种交互反应,如:在焙烧高温下,交互反应析出的金属铅,大部分被烟气中的氧所氧化。PbOOPb222??—铅冶金铅冶金—5?综观上述反应可知,方铅矿的焙烧过程可以认为是在Pb-O-S三元系中进行,焙烧产物的形成取决于实际焙烧温度和平衡气相(主要成分是O2和SO2)组成。因此,在冶金热力学上,常用恒温下的M(金属)-S-O系lgpSO2-lgpO2平衡状态图(又称化学势图)来研究金属硫化物的氧化规律。1100K(827℃)时Pb-O-S系状态图如图2-1所示。—铅冶金铅冶金—6?在硫化铅精矿烧结焙烧的实际生产中,要求PbS尽可能全部变成PbO,而不希望得到PbSO4和PbSO4﹒mPbO,因为铅烧结块中的PbSO4或(PbSO4﹒mPbO)在下一步鼓风炉熔炼中不能被碳或一氧化碳还原成金属铅,而被还原成PbS,如?PbSO4+4CO= PbS+4CO2?这就造成铅以PbS形态损失于炉渣或铅锍中的数量增加,所以在烧结焙烧时,应使PbS尽可能生成PbO,而不生成PbSO4。—铅冶金铅冶金—7?从Pb-O-S系状态图可以看出,硫酸铅及其碱式盐的稳定区域大,这说明它们在烧结时容易生成。只有当气相中的SO2分压较小和O2的分压较大时,才能保证PbO的稳定范围,从而不生成或少生成PbSO4。具体地说,要使PbSO4(甚至包括PbSO4﹒4PbO)完全不生成的条件,必须保证气相中pSO2小于图2-1中反应式PbSO4﹒4PbO = 5PbO+ SO2 +1/2O2的平衡SO2分压。但是,降低气相中pSO2来减少硫酸盐的措施是不可取的,因为将不利于用烟气制硫酸。—铅冶金铅冶金—8综合上述反应,焙烧产物的形成取决于实际焙烧温度和平衡气相(主要是氧气和二氧化硫)组成。—铅冶金铅冶金—9在实际生产中,可考虑用下面一些措施来减少PbSO4的生成,以尽可能增加烧结产物中PbO的数量:?(1)提高烧结焙烧温度随着温度升高,硫酸盐将变得越来越不稳定。硫酸盐的分解是吸热反应,升高温度有利于PbSO4及其PbSO4﹒mPbO向着生成PbO的方向逐级分解,最后生成稳定的PbO(见图2-2)。因此,铅烧结焙烧过程料层温度实际上是在800~1000℃下进行。