什么鋅冶煉
編輯鋅冶煉是將鋅精礦轉化為純鋅的過程。從歷史上看,鋅的熔煉比其他金屬的熔煉更加困難,因為相比之下,鋅的沸點低。在通常用于冶煉金屬的溫度下,鋅是一種氣體,它將與煙氣一起從熔爐中逸出并損失掉,除非采取特殊措施加以防止。
最常見的鋅精礦是硫化鋅,是通過使用泡沫浮選法濃縮閃鋅礦而獲得的。次級(回收的)鋅材料,例如氧化鋅,也與硫化鋅一起加工。生產的所有鋅中約有30%來自回收來源。
鋅冶煉的方法
編輯有兩種熔煉鋅的方法:火法冶金法和電解法。仍然使用兩種方法。這兩個過程共有相同的xxx步:烘烤。
鋅冶煉的電解
編輯電解法,也稱為濕法冶金法、焙燒-浸出電凝法(RLE)法或電解法,比火法冶金法得到更廣泛的應用。
電解過程包括四個步驟:浸出、純化、電解以及熔融和澆鑄。
浸出
實際上,這是通過稱為雙重浸出的過程實現的。首先在中性或弱酸性溶液中浸出煅燒鈣,以便從氧化鋅中浸出鋅。然后將剩余的煅燒爐浸入強硫酸中,以從氧化鋅和鐵酸鋅中浸出其余的鋅。該過程的結果是固體和液體。液體中含有鋅,通常被稱為浸出產品;固體稱為浸出殘渣,其中包含作為副產品出售的貴金屬(通常是鉛和銀)。強酸浸出的浸出產物中也有鐵,在中間步驟中以針鐵礦,黃鉀鐵礬和赤鐵礦的形式除去鐵。還有浸出產品中的鎘、銅、砷、銻、鈷、鍺、鎳。因此,需要對其進行純化。
凈化
純化過程利用膠結過程進一步純化鋅。它使用鋅粉和蒸汽去除銅、鎘、鈷和鎳,而銅、鎘、鈷和鎳會干擾電解過程。純化后,這些雜質的濃度限制為小于每升0.05毫克(每加侖4×10?-7磅)。純化通常在大型攪拌罐中進行。該過程在40至85°C(104至185°F)的溫度范圍內,壓力在大氣壓至2.4 atm(240 kPa)(xxx規模)范圍內進行。副產物被出售以進一步精制。
硫酸鋅溶液必須非常純,才能使電解沉積完全有效。雜質可以將分解電壓改變到足以使電解池產生大量氫氣而不是產生鋅金屬的程度。
電解
通過電解沉積法從純化的硫酸鋅溶液中提取鋅,這是一種特殊的電解方式。該過程通過使電流流過一系列單元中的溶液而起作用。這導致鋅沉積在陰極(鋁片)上,氧在陽極形成。硫酸也在此過程中形成,并在浸出過程中重新使用。每隔24到48小時,關閉每個電池,取出并沖洗鍍鋅的陰極,并從鋁板上機械剝離鋅。
電解鋅冶煉廠包含多達數百個電解槽。一部分電能轉化為熱量,從而提高了電解質的溫度。電解池在30至35°C(86至95°F)的溫度范圍內和大氣壓下工作。一部分電解質連續循環通過冷卻塔,以通過蒸發水冷卻和濃縮電解質。然后將冷卻并濃縮的電解質再循環到電池中。冶煉鋅時,此過程約占所有能源消耗的三分之一。
有兩種常見的電鍍金屬工藝:低電流密度工藝和Tainton高電流密度工藝。前者使用10%的硫酸溶液作為電解質,電流密度為每平方米270-325安培。后者使用22-28%的硫酸溶液作為電解質,電流密度約為1,000安培/平方米。后者具有更好的純度,每單位體積的電解質具有更高的生產能力,但缺點是運行溫度較高,并且對制成該容器的容器更具腐蝕性。在任何一種電解過程中,每噸鋅的生產都會消耗約3,900??kW·h(14??GJ)的電力。
熔鑄
根據生產的最終產品的類型,從電沉積工廠出來的鋅陰極可以在鑄造廠中進行額外的轉化步驟。鋅陰極在感應爐中熔化,然后澆鑄成可銷售的產品,例如鑄錠。可以添加其他金屬和合金成分以生產用于壓鑄或一般鍍鋅應用中的含鋅合金。最后,可以使用專門設計的絕緣容器將熔融鋅運輸到附近的轉化工廠或第三方。Balen和Budel就是這種情況。
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