冶金学-13-6-锌冶金简介.ppt
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1、LOGO锌锌 冶冶 金金(ZnZn)锌冶金锌冶金1 1 概述概述2 2 硫化锌精矿的焙烧硫化锌精矿的焙烧3 3 湿法炼锌湿法炼锌4 4 火法炼锌火法炼锌锌锌 冶冶 金金1.11.21.31.41.51.6锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产锌及其主要锌及其主要化合物的性质化合物的性质锌的主要用途锌的主要用途炼锌原料炼锌原料锌的提取方法锌的提取方法锌冶金新方法新技术锌冶金新方法新技术章节章节内容内容1 概概 述述1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源世界世界锌储量和量和储量基量基础(单位:万吨位:万吨)国家储量储量基础2001200420012004中国34003
2、30093009200澳大利亚3200330080008000美国2500300080009000加拿大1100110031003100哈萨克斯坦3000300035003500秘鲁800160013002000黑西哥6008008002500其他国家74005900130008700世界总计190002200044000460001.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源资料来源:Minerol Commodity Summaries,20051.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资
3、源资源1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源 1 1、资源储量:资源储量:我国锌资源丰富,地质储量居世界第一位,至我国锌资源丰富,地质储量居世界第一位,至20042004年底,年底,我国锌的地质保有储量为我国锌的地质保有储量为9,2009,200万吨万吨(其中其中A+B+CA+B+C级级3,3003,300万吨万吨);20062006年,查明锌矿资源储量年,查明锌矿资源储量97719771万吨万吨,其中基础储量为其中基础储量为42274227万吨万吨,占占,居世界第居世界第1 1位。位。2 2、资源分布:资源分布:几乎遍及全国。目前全国已探明的锌矿床几乎遍及全国。目
4、前全国已探明的锌矿床778778处,保有地处,保有地质储量较多的省份有质储量较多的省份有云南云南(25.68%)(25.68%);甘肃;甘肃和和内蒙古内蒙古(20%(20%以以上上);其它如广西、湖南、其它如广西、湖南、广东广东、四川、河北等省区的锌矿、四川、河北等省区的锌矿资源储量也较丰富资源储量也较丰富,均在均在400400万吨以上。万吨以上。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源 3 3、资源特点和开发利用总体条件资源特点和开发利用总体条件 (1)(1)特特大大型型矿矿较较少少,大大中中型型矿矿
5、多多。大大中中型型矿矿床床占占有有的的锌锌储储量量达达88%88%。(2)(2)矿石中铅少锌多。矿石中铅少锌多。铅锌比约为铅锌比约为1 1:2.6;2.6;而国外为而国外为1 1:1.2;1.2;(3)(3)富富矿矿少少,贫贫矿矿多多。易易选选,矿矿山山铅铅锌锌品品位位之之和和多多在在510%510%之之间间,大大于于10%10%品品位位的的矿矿石石仅仅占占总总储储量量的的15%,15%,而而国国外外矿矿山山铅铅加加锌大都在锌大都在10%10%以上。以上。(4)(4)硫硫化化矿矿占占绝绝大大多多数数。90%90%的的储储量量为为原原生生硫硫化化矿矿矿矿石石,只只有有云云南南的的兰兰坪坪、会会泽
6、泽,广广西西的的泅泅顶顶,辽辽宁宁的的柴柴河河和和陕陕西西的的铅铅恫恫山山等少数几个氧化铅锌矿床。等少数几个氧化铅锌矿床。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源n(4)(4)矿石类型复杂矿石类型复杂。单一的铅或锌矿石类型少。单一的铅或锌矿石类型少,共伴共伴生组分较多生组分较多,共伴生的有用元素高达十余种共伴生的有用元素高达十余种,主要有主要有金、银、铜、锡、镉、硫、萤石及稀有稀散元素。金、银、铜、锡、镉、硫、萤石及稀有稀散元素。n(5)(5)主要矿石类型。主要矿石类型。有有铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锡铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锡矿石、铅锑矿石、铅锌锡锑矿石、锌铜矿石等。
7、矿石、铅锑矿石、铅锌锡锑矿石、锌铜矿石等。n 矿山外部基础设施较为完善,采矿及矿物加工矿山外部基础设施较为完善,采矿及矿物加工水平已处于世界前列。水平已处于世界前列。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-资源资源 4 4、主要含锌矿物及开采情况、主要含锌矿物及开采情况(1)(1)含锌矿物。含锌矿物。锌矿物大约有锌矿物大约有5555种,其中有经济价值的种,其中有经济价值的约约1313种。最富含锌的锌矿物为种。最富含锌的锌矿物为闪锌矿闪锌矿(ZnS)(ZnS),占锌总产量,占锌总产量90%90%左右。重要的锌矿物还包括纤锌矿、异极矿、菱锌矿、左右。重要的锌矿物还包括纤锌矿、异极
8、矿、菱锌矿、水锌矿、红锌矿、硅锌矿等。水锌矿、红锌矿、硅锌矿等。(2)(2)开采规模。开采规模。我国我国20052005年锌精矿产量达到年锌精矿产量达到271271万吨,万吨,约占全球锌精矿产量的约占全球锌精矿产量的26.5%26.5%,是全球最大的锌矿产资源,是全球最大的锌矿产资源生产国,在全球锌矿产资源的配置中占有极其重要地位。生产国,在全球锌矿产资源的配置中占有极其重要地位。20062006年锌精矿产量达到年锌精矿产量达到284.42284.42万吨,万吨,1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-市场市场年份年份20042004200520052006200620072
9、00720092009锌产量锌产量103710371023102310651065114111411128.71128.7消费量消费量103010301062106211151115115711571050.31050.3供需平衡供需平衡 7 7-39-395050161678.478.4表表1 1、20042004年年20092009年世界锌市场供求关系年世界锌市场供求关系(单位:万吨(单位:万吨,数据来源数据来源:ILZSG,:ILZSG,安泰科)安泰科)1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-市场市场表表1 1、20042004年年20082008年中国锌市场供求关系年
10、中国锌市场供求关系(单位:万吨(单位:万吨,数据来源数据来源:ILZSG,:ILZSG,安泰科)安泰科)年份年份2004200420052005200620062007200720092009锌产量锌产量272272277.6277.6316.3316.3371.4371.4436.0436.0表观消费表观消费量量273.5273.5304.5304.5315.6315.6358.7358.7438.0438.0供需平衡供需平衡-1.5-1.5-26.9-26.90.70.712.7012.70-2.0-2.01.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产生产1.1 1.1 锌
11、的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 120102010年锌产量前年锌产量前1010企业排序企业排序 No1:No1:株洲火炬金属股份公司株洲火炬金属股份公司55.055.0万吨万吨;No2:No2:葫芦岛有色金属集团公司葫芦岛有色金属集团公司3939万吨年万吨年;No3:No3:陕西汉中锌业陕西汉中锌业3636万吨年万吨年;No4:No4:四川宏达(含云南金鼎)四川宏达(含云南金鼎)3434万吨年万吨年;No5:No5:中金岭南有色金属股份公司中金岭南有色金属股份公司3131万吨年万吨年;No6:No6:陕西东岭锌冶炼产能陕西东岭锌冶炼产能2121万吨年万吨年;No
12、7:No7:河南豫光金铅集团公司河南豫光金铅集团公司2020万吨年万吨年 No8:No8:;巴彦淖尔紫金有色金属股份有限公司;巴彦淖尔紫金有色金属股份有限公司2020万吨年万吨年;No9:No9:河池南方产能河池南方产能2020万吨年万吨年;No10:No10:甘肃白银锌冶炼产能甘肃白银锌冶炼产能1919万吨年万吨年;1010家企业锌产量合计家企业锌产量合计295295万吨。万吨。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 1 株株洲洲冶冶炼炼厂厂建建于于19561956年年,以以生生产产铅铅锌锌为为主主,综综合合回回收收铜铜、金金、银银、铋铋、铟铟、镉镉
13、等等2020余余种种有有价价金金属属。20102010年年锌锌生生产产能能力力约约5555万万吨吨年年;锌锌冶冶炼炼工工艺艺采采用用的的工工艺艺有有传传统统的的湿湿法法炼炼锌锌工工艺艺;也有新引进的也有新引进的锌精矿常压浸出工艺锌精矿常压浸出工艺;1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 11.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 1 葫葫芦芦岛岛锌锌厂厂建建于于19371937年年,20102010锌锌的的总总生生产产能能力力达达到到3939万万吨吨年年;19921992年年精精锌锌在在伦伦敦敦金金属属交交易易所
14、所注注册册,其其0 0锌锌锭锭被被国国家家定定为为出出口口免免检检产产品品;锌锌冶冶金金系系统统分分为为竖竖罐罐炼锌、密闭鼓风炉炼锌炼锌、密闭鼓风炉炼锌和和湿法炼锌湿法炼锌。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 1 葫葫芦芦岛岛锌锌厂厂建建于于19371937年年,现现在在锌锌的的总总生生产产能能力力达达到到3939万万吨吨年年;19921992年年精精锌锌在在伦伦敦敦金金属属交交易易所所注注册册,其其0 0锌锌锭锭被被国国家家定定为为出出口口免免检检产产品品;锌锌冶冶金金系系统统分分为为竖竖罐罐炼锌、密闭鼓风炉炼锌炼锌、密闭鼓风炉炼锌和和湿法炼锌湿
15、法炼锌。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 1陕西西汉中中锌冶冶炼厂厂1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 16四川宏达-兰坪金鼎锌业1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 11.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 1 中中金金岭岭南南有有色色金金属属股股份份有有限限公公司司韶韶关关冶冶炼炼厂厂是是国国内内首首家家采采用用英英国国帝帝国国熔熔炼炼公公司司密密闭闭鼓鼓风风炉炉炼炼铅铅锌锌专专利利技技术术(ISP(ISP工工艺
16、艺),依依靠靠国国内内力力量量建建设设起起来来的的大大型型铅铅锌锌冶冶炼炼企企业业,是国际是国际ISPISP技术俱乐部成员之一。技术俱乐部成员之一。现现拥拥有有两两套套工工艺艺相相同同的的冶冶炼炼生生产产系系统统,工工厂厂下下设设烧烧结结、熔熔炼炼、锌锌精精馏馏、铅铅电电解解、动动力力、碳碳化化硅硅、热热电电等等7 7个个分分厂厂,冶炼生产能力为年产精锌冶炼生产能力为年产精锌3131万吨万吨;1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 11.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 1 白白银银有有色色金金属属公公司司于
17、于19541954年年建建厂厂,19601960年年铜铜生生产产系系统建成投产,成为当时中国规模最大的有色金属生产企业。统建成投产,成为当时中国规模最大的有色金属生产企业。2020世世纪纪8080年年代代后后又又相相继继建建成成年年产产1515万万吨吨铅铅锌锌的的西西北北铅铅锌冶炼厂锌冶炼厂、5 5万吨铝的白银铝厂。万吨铝的白银铝厂。现现在在锌锌冶冶炼炼产产能能在在1919万万吨吨/年年。采采用用传传统统的的湿湿法法炼炼锌锌工工艺艺。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 11.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介
18、1 1 巴巴彦彦淖淖尔尔紫紫金金有有色色金金属属股股份份有有限限公公司司。是是紫紫金金矿业控股的一个大型锌冶炼公司。矿业控股的一个大型锌冶炼公司。20042004年年开开始始筹筹建建,20062006年年6 6月月投投产产,设设计计产产能能1010万万吨吨,采采用用热热酸酸浸浸出出-低低污污染染铁铁矾矾沉沉铁铁工工艺艺。20082008年开始扩建,现在产能达到年开始扩建,现在产能达到2020万吨万吨/年。年。1.1 1.1 锌的资源、市场与生产锌的资源、市场与生产-生产商简介生产商简介1 11.2 1.2 锌及其主要化合物的性质锌及其主要化合物的性质-金属锌金属锌 锌锌是是白白而而略略带带蓝蓝
19、灰灰色色的的金金属属,原原子子量量为为65.3765.37,T Tmm为为419.05419.05,T Tb b为为906.97906.97,常常温温下下比比重重为为7.1337.133,800800下下的的比比重重为为6.226.22,锌锌有有3 3种种结结晶晶状状态态:-Zn-Zn、-Zn-Zn和和-Zn-Zn,其同质异性变化温度为其同质异性变化温度为443443K K和和603603K.K.液液态态锌锌的的蒸蒸气气压压随随温温度度升升高高而而迅迅速速增增大大,到到1179.971179.97K K时达到时达到1013210132.5Pa.5Pa,火法炼锌火法炼锌就是利用了锌的就是利用了锌
20、的这一特点这一特点。锌锌在在干干燥燥空空气气或或氧氧气气中中很很稳稳定定,但但在在潮潮湿湿空空气气中中形形成成碱碱式式碳碳酸酸锌锌(ZnCOZnCO3 33Zn(OH)3Zn(OH)2 2),这这样样可可以以防防止止锌锌进进一一步步被被腐腐蚀蚀。熔熔融融的的锌锌能能与与铁铁形形成成化化合合物物,可可使使钢钢铁铁免免受受腐腐蚀蚀,镀锌工业镀锌工业利用了锌的这一特点。利用了锌的这一特点。1.2 1.2 锌及其主要化合物的性质锌及其主要化合物的性质-锌化合物锌化合物(1 1)ZnS ZnS ZnSZnS是是炼炼锌锌的的主主要要原原料料,在在自自然然界界中中以以闪闪锌锌矿矿的的形形态态存存在在。T T
21、mm:1923K:1923K,14731473K K下下升升华华,在在空空气气中中753753K K下下缓缓慢慢氧氧化化,在在873873K K已上时剧烈氧化。已上时剧烈氧化。ZnS+3/2OZnS+3/2O2 2=ZnO+SO=ZnO+SO2 2在在13731373K K下,与下,与CaOCaO反应生成反应生成CaSCaS和和ZnOZnOZnS+CaO=CaS+ZnOZnS+CaO=CaS+ZnO 硫硫化化锌锌在在酸酸中中可可氧氧化化分分解解,目目前前利利用用这这一一点点已已研研究究开开发发了了高压氧酸浸法处理硫化锌精矿的新工艺高压氧酸浸法处理硫化锌精矿的新工艺。ZnS+HZnS+H2 2S
22、OSO4 4+1/2O+1/2O2 2=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2O+SO+S1.2 1.2 锌及其主要化合物的性质锌及其主要化合物的性质-锌化合物锌化合物(2 2)ZnO ZnO 无无天天然然矿矿物物。T Tmm:2273K:2273K,1473K1473K下下有有微微量量升升华华,16731673K K时时显显著著升升华华。ZnOZnO可可被被C C、COCO和和HH2 2还还原原,其其中中被被COCO还原的反应在还原的反应在10731073K K下十分激烈:下十分激烈:ZnO+CO=ZnZnO+CO=Zn(g)(g)+CO+CO2 2在在823823K K(550)(550)
23、以上,与以上,与FeFe2 2OO3 3形成形成铁酸锌铁酸锌。(3 3)ZnSO4ZnSO4 无天然矿物。易溶于水,比重为无天然矿物。易溶于水,比重为3.4743.474,受热分解,在,受热分解,在11231123K K(850)(850)左右温度下分解压达到左右温度下分解压达到1013210132.5Pa.5Pa,ZnSO4=ZnO+SO2+1/2O2ZnSO4=ZnO+SO2+1/2O2在在973973K K(700)(700)以上温度时,易与以上温度时,易与Fe2O3Fe2O3生成铁酸锌,所以生成铁酸锌,所以加速上述分解反应的进行。加速上述分解反应的进行。1.2 1.2 锌及其主要化合物
24、的性质锌及其主要化合物的性质-锌化合物锌化合物(4 4)ZnClZnCl2 2 T Tmm:591K:591K,T Tb b:1003K:1003K,773K773K(500)(500)下下显显著著升升华华,氯氯化化锌锌的的这这一一特特点点是是挥挥发发锌锌并并得得以以富富集集的的依依据据。氯氯化化锌锌易易溶于水。溶于水。1.3 1.3 锌的主要用途锌的主要用途 (1 1)钢材的钢材的镀锌方面镀锌方面,起防腐作用。,起防腐作用。(2 2)优良的优良的合金合金,如做装饰品的铜锌合金,如做装饰品的铜锌合金(黄铜黄铜),Cu-Sn-Zn Cu-Sn-Zn形成的青铜,作为耐磨合金的形成的青铜,作为耐磨合
25、金的 Cu-Sn-Pb-Zn Cu-Sn-Pb-Zn合金。合金。(3 3)锌可以制造用于航天仪表上的)锌可以制造用于航天仪表上的Ag-ZnAg-Zn电池。电池。(4 4)利用利用ZnZn熔点低的特点,还可浇铸精密铸件。熔点低的特点,还可浇铸精密铸件。(5 5)锌在冶金工业中作为锌在冶金工业中作为还原剂还原剂,化学工业中作为,化学工业中作为 制造颜料用的原材料制造颜料用的原材料。1.3 1.3 锌的主要用途锌的主要用途1.4 1.4 炼锌原料炼锌原料 锌矿物的种物的种类:较常常见的的有有:闪锌矿(ZnS);磁磁闪锌矿(nZnSmFeS);菱菱 锌 矿(ZnCO3);硅硅 锌 矿(Zn2SiO4)
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