3锌锌冶冶金金3.1概述概述截截至至2002年年，全全世世界界查查明明锌锌储储量量为为20000万万吨吨，储储量量基基础础为为45000万万吨吨，现现有有储储量量和和储储量量基基础础的的静静态态保保证证年年限限为为23年年和和51年年锌锌储储量量和和储储量量基基础础占占锌锌资资源源量量的的10.52和和3.68中中国国锌锌的的储储量量和和储储量量基基础础均均居居世世界界首首位位，已已成成为为世世界界最最大大的的铅铅锌锌资资源源国家根根据据统统计计资资料料，在在我我国国铅铅锌锌储储量量中中铅铅锌锌平平均均品品位位只只有有4.66%，而而根根据据目目前前铅铅锌锌价价格格水水平平和和成成本本水水平平，只只有有铅铅锌锌(1:2.5)合合计计地地质质品品位位在在78以以上上的的地地质质储储量量才才是是能能经经济济利利用用的的储储量量，目目前前我我国国能能经经济济利利用用的的铅铅锌锌合合计计储储量量只只有有4513.86万吨，仅占总储量的万吨，仅占总储量的42.6%我我国国铅铅锌锌储储量量较较多多的的省省(区区)主主要要是是云云南南、广广东东、甘甘肃肃、四四川川、广广西西、内内蒙蒙古古、湖湖南南和和青青海海等等八八省省(区区)，其其铅铅锌锌储储量量占占全全国国总总储储量量的的80.7%。
大大中中型型锌锌矿矿187处处，探探明明资资源源总总量量7961万万吨吨，储储量量1950万万吨吨，其其中中大大型型锌锌矿矿区区44处处，探探明明资资源源总总量量5352万万吨吨，储储量量1553万吨，分别占全国的万吨，分别占全国的58.1%和和76.6%2004年我国锌产量年我国锌产量排名前排名前5家家企业企业:(1)株洲冶炼集团公司，产量株洲冶炼集团公司，产量30.18万吨；万吨；(2)葫芦岛有色集团公司，产量葫芦岛有色集团公司，产量24.31万吨；万吨；(3)中金岭南有色金属股份公司，产量中金岭南有色金属股份公司，产量17.06万吨；万吨；(4)白银有色金属公司，产量白银有色金属公司，产量14.26万吨；万吨；(5)云南冶金集团总公司，产量云南冶金集团总公司，产量7.87万吨锌锌是是白白而而略略带带蓝蓝灰灰色色的的金金属属，原原子子量量为为65.37，Tm为为419.05，Tb为为906.97，常常温温下下比比重重为为7.133，800下下的的比比重重为为6.22，锌锌有有3种种结结晶晶状状态态：-Zn、-Zn和和-Zn，其其同同质质异异性性变变化化温温度度为为443K和和603K，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1179.97K时时达达到到10132.5Pa，火火法炼锌就是利用了锌的这一特点法炼锌就是利用了锌的这一特点。
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(ZnCO33Zn(OH)2)，这这样样可可以以保保护护锌锌进进一一步步地地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3.1.1锌的主要性质锌的主要性质融化后流动性好，阴极融化后流动性好，阴极锌浇筑成锌锭；浇铸成锌浇筑成锌锭；浇铸成铸件二二氧氧化化碳碳与与水水蒸蒸气气混混合合的的气气体体可可使使锌锌迅迅速速氧氧化化成成氧氧化锌，这是火法炼锌的极重要反应化锌，这是火法炼锌的极重要反应锌锌的的电电化化极极电电位位较较负负，这这一一特特点点被被应应用用于于从从含含金金溶溶液中加锌粉提金和湿法炼锌中加锌置换净液上液中加锌粉提金和湿法炼锌中加锌置换净液上3.1.1锌的主要性质锌的主要性质火法炼锌：火法炼锌：将含氧化锌的死焙烧矿将含氧化锌的死焙烧矿用碳质还原剂还原的过程用碳质还原剂还原的过程氧化锌氧化锌难还原，需在强还原性气氛和高于难还原，需在强还原性气氛和高于锌的沸点温度以上进行，还原出来锌的沸点温度以上进行，还原出来时锌蒸汽，冷凝得到液态锌。
时锌蒸汽，冷凝得到液态锌锌蒸汽易被锌蒸汽易被CO2氧化，所以需才几氧化，所以需才几乎不含乎不含CO2其中冷凝其中冷凝蒸馏气体进入泠凝器中，蒸馏气体进入泠凝器中，温度降低，锌蒸汽被温度降低，锌蒸汽被CO2氧化，形成蓝粉，控制气氧化，形成蓝粉，控制气相中相中CO2含量，降低锌的含量，降低锌的氧化损失氧化损失1.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熔熔点点:1650，1200下下升升华华，在在空空气气480下下缓缓慢慢氧氧化化，在在600已上时剧烈氧化已上时剧烈氧化ZnS+3/2O2=ZnO+SO2在在1373K下，与下，与CaO反应生成反应生成CaS和和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3.1.2锌的主要化合物的性质锌的主要化合物的性质湿法炼锌：低温硫酸化焙烧（850-900）火法焙烧：高温氧化焙烧（900-1000）2.ZnO无无天天然然矿矿物物熔熔点点:2000，1200下下有有微微量量升升华华，1400时时显显著著升升华华。
ZnO可可被被C、CO和和H2还还原原，其其中中被被CO还原的反应在还原的反应在800下十分激烈：下十分激烈：ZnO+CO=Zn(g)+CO2 ZnO在在550以上，与以上，与Fe2O3形成铁酸锌形成铁酸锌3.ZnSO4无无天天然然矿矿物物易易溶溶于于水水，比比重重为为3.474，受受热热分分解解，在在800左右温度下分解压达到左右温度下分解压达到10132.5Pa，ZnSO4=ZnO+SO2+1/2O2在在500 以以上上温温度度时时，ZnO易易与与Fe2O3生生成成铁铁酸酸锌锌，所所以以加速上述分解反应的进行加速上述分解反应的进行4.ZnCl2：熔点熔点:318，沸点沸点:730，金金属属锌锌、氧氧化化锌锌或或硫硫化化锌锌在在低低温温下下可可与与氯氯气气作作用用生生成成ZnCl2ZnCl2 在在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是挥发锌并得以富集的依据氯化锌易溶于水点是挥发锌并得以富集的依据氯化锌易溶于水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.优优良良的的合合金金，如如做做装装饰饰品品的的铜铜锌锌合合金金(黄黄铜铜)，Cu-Sn-Zn形成的青铜，作为耐磨合金的形成的青铜，作为耐磨合金的Cu-Sn-Pb-Zn合金。
合金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-Zn电池4.利用利用Zn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.锌锌在在冶冶金金工工业业中中作作为为还还原原剂剂，化化学学工工业业中中作作为为制制造造颜颜料用的原材料料用的原材料3.1.3锌的主要用途锌的主要用途锌矿物的种类锌矿物的种类：无自然锌无自然锌硫化矿：硫化矿：闪锌矿闪锌矿(ZnS)；磁闪锌矿；磁闪锌矿(nZnS-mFeS)氧氧化化锌锌：菱菱锌锌矿矿(ZnCO3)；硅硅锌锌矿矿(Zn2SiO4)；异异极极矿矿(ZnSiO4H2O)等自自然然界界中中较较多多的的为为硫硫化化矿矿锌锌的的单单金金属属硫硫化化物物非非常常少少见见，多多与与铜铜铅铅共共生生，还还含含有有银银、金金、砷砷、锑锑、镉镉和和其其它它有有价价金金属属其其中中最最常常见见的的有有铅铅锌锌矿矿，其其次次为为锌锌铜铜矿矿和和铜铜铅铅锌锌矿3.1.4炼锌原料炼锌原料选选矿矿后后的的硫硫化化锌锌精精矿矿含含锌锌为为3862%，Zn、Fe、S总总和和为为9095%锌锌精精矿矿中中还还含含有有SiO2、Al2O3、CaCO3和和MgCO3以以及及Co、In、Ga、Ge、Tl等等稀稀有有金金属属。
因因此此处处理理锌精矿提炼锌时，必须充分回收其中的有价金属锌精矿提炼锌时，必须充分回收其中的有价金属锌锌的的氧氧化化矿矿主主要要是是碳碳酸酸锌锌含含锌锌高高时时直直接接处处理理；含含锌锌很很少少（约约10%）时时可可用用选选矿矿法法、回回转转窑窑法法和和烟烟化化法法（将将锌锌富集到烟尘中）富集到烟尘中）富集（富集（ZnO烟尘烟尘）氧氧化化矿矿含含MeO.SiO2，且且含含有有锗锗、氟氟、氯氯，处处理理时时有有一定困难一定困难除除了了矿矿物物之之外外，冶冶金金工工业业中中产产生生的的含含锌锌烟烟灰灰、熔熔铸铸锌锌时产出的浮渣时产出的浮渣和和一些氧化锌一些氧化锌，也可作为炼锌原料也可作为炼锌原料腐蚀电极，降低电锌腐蚀电极，降低电锌质量，使剥锌困难质量，使剥锌困难n世界锌的储量基础约为世界锌的储量基础约为3亿吨，其中亿吨，其中1.6亿吨为目前亿吨为目前的经济储量世界储量基础的一半集中在美国、加拿的经济储量世界储量基础的一半集中在美国、加拿大、澳大利亚、中国，在前苏联、印度、秘鲁、西班大、澳大利亚、中国，在前苏联、印度、秘鲁、西班牙、墨西哥等也有较大储量基础牙、墨西哥等也有较大储量基础n在我国主要分布在东北、西南、中南、西北和华东在我国主要分布在东北、西南、中南、西北和华东等地。
等地火火法法中中竖竖罐罐法法占占18%，密密闭闭鼓鼓风风炉炉（ISP）法法约约占占9.5%，其其余余(包包括括电电热热法法、平平罐罐、马马槽槽炉炉、马马鞍鞍炉炉和四方炉和四方炉)约占约占2.5%3.1.5锌的提取方法锌的提取方法 炼锌技术起源于我国，约在十五、十六世纪以炼锌技术起源于我国，约在十五、十六世纪以前我国采炼技术和规模居世界领先地位，其方法为前我国采炼技术和规模居世界领先地位，其方法为火法高温还原火法高温还原1730年，炼锌方法从我国传至国外年，炼锌方法从我国传至国外并在国外得到较快发展湿法炼锌只有近百年的历并在国外得到较快发展湿法炼锌只有近百年的历史，其半工业试验开始于史，其半工业试验开始于1881年，年，1915年湿法炼锌年湿法炼锌才正式投入工业生产我国在才正式投入工业生产我国在1933年才出现平罐炼年才出现平罐炼锌和竖罐炼锌，锌和竖罐炼锌，1968年我国第一座大型湿法炼锌厂年我国第一座大型湿法炼锌厂投产使用投产使用20世纪世纪80、90年代我国炼锌工业得到了年代我国炼锌工业得到了蓬勃的发展，各种方法的炼锌厂大规模生产进入蓬勃的发展，各种方法的炼锌厂大规模生产进入21世纪，我国锌冶炼能力达世纪，我国锌冶炼能力达200万吨以上。
其中湿法万吨以上其中湿法炼锌占炼锌占70%左右，火法炼锌占左右，火法炼锌占30%左右1.火法炼锌方法火法炼锌方法由硫化锌矿由硫化锌矿直接炼锌直接炼锌虽有可能，如：虽有可能，如：ZnS+Fe=Zn+FeS但但在在工工业业上上还还没没有有应应用用，因因为为还还原原硫硫化化锌锌实实际际上上在在12001300才才开开始始，而而此此时时精精矿矿已已熔熔化化氧氧化化锌锌则则较较易易还还原原，为为此此硫硫化化矿矿精精矿矿首首先先焙焙烧烧成成氧氧化化锌锌焙焙烧烧矿矿与与碳碳质质还还原原剂剂混混合合装装入入密密闭闭器器皿皿加加热热到到1100左左右右时时，锌锌被被还还原原出出来来，然然后后引引入入到到冷冷凝凝器器内内冷冷凝凝为为液液体体锌锌（含含有有较较易易挥挥发发的镉、铅等杂质）的镉、铅等杂质）火火法法炼炼锌锌有有鼓鼓风风炉炉、竖竖罐罐、平平罐罐和和电电炉炉炼炼锌锌等等方方法法其其中中50年年代代投投入入使使用用的的鼓鼓风风炉炉法法(ISP法法)，由由于于适适合合处处理理铅铅锌锌混混合合精精矿矿，有有了了一一定定的的发发展展，竖竖罐罐和和平平罐罐炼炼锌锌由由于于能能耗高和污染环境等问题，已经被淘汰耗高和污染环境等问题，已经被淘汰。
图图3-1火法炼锌原则工艺流程图火法炼锌原则工艺流程图2.湿法炼锌方法湿法炼锌方法湿湿法法炼炼锌锌是是第第一一次次世世界界大大战战期期间间开开始始应应用用的的其其本本质质是是用用稀稀硫硫酸酸(即即废废电电解解液液)浸浸出出焙焙烧烧矿矿中中的的锌锌，锌锌进进入入溶溶液液后再以电解法从溶液中沉积出来后再以电解法从溶液中沉积出来湿湿法法炼炼锌锌可可直直接接得得到到很很纯纯的的锌锌，不不象象火火法法蒸蒸馏馏炼炼锌锌还还需需精精炼炼除除此此之之外外，操操作作所所需需劳劳动动力力较较少少，劳劳动动条条件件也也较较好好，只只是是电电能能消消耗耗大大总总之之，火火法法炼炼锌锌的的前前景景远远不不如如湿湿法炼锌好，湿法炼锌是当前的主导炼锌方法法炼锌好，湿法炼锌是当前的主导炼锌方法图图3-2湿法炼锌原则工艺流程图湿法炼锌原则工艺流程图n湿法炼锌根据原料浸出不同可分为：湿法炼锌根据原料浸出不同可分为：n1）标准法常规浸出（中浸、酸浸二级浸出、）标准法常规浸出（中浸、酸浸二级浸出、浸出渣回转窑处理）（湖南株冶、河南豫光、浸出渣回转窑处理）（湖南株冶、河南豫光、商洛炼锌厂等）商洛炼锌厂等）n2）热酸浸出（中浸、低浸、高浸、沉矾）热酸浸出（中浸、低浸、高浸、沉矾）（白银西北铅锌冶炼厂、内蒙紫金、赤峰等）。
白银西北铅锌冶炼厂、内蒙紫金、赤峰等）n3）硫化锌高压富氧直接浸出（中金岭南、株）硫化锌高压富氧直接浸出（中金岭南、株冶等）火法炼锌和湿法炼锌的第一步冶金过程就是焙烧火法炼锌和湿法炼锌的第一步冶金过程就是焙烧火火法法炼炼锌锌厂厂焙焙烧烧目目的的：是是纯纯粹粹的的氧氧化化焙焙烧烧，在在焙焙烧烧时时力力求求尽尽可可能能地地除除去去焙焙烧烧矿矿中中的的全全部部硫硫同同时时也也希希望望尽尽可可能能地地挥挥发发掉掉砷砷和和锑锑，有有些些工工厂厂还还力力求求除除去去铅铅镉镉得得到到铅铅镉镉多多的的烟烟尘尘作作为为提提炼炼镉镉的的原原料料；焙焙烧烧矿矿在在还还原原蒸蒸馏馏时时得得到到较较高高质质量量的的锌锌锭锭；获获得得的的足足够够浓浓度度的的SO2烟烟气气，男男满满足足生生产产酸酸的的需需要湿湿法法炼炼锌锌厂厂进进行行氧氧化化焙焙烧烧的的目目的的：主主要要是是使使锌锌精精矿矿中中的的ZnS绝绝大大部部分分转转变变为为ZnO，保保留留少少量量的的硫硫酸酸盐盐，以以补补偿偿浸浸出出和和电电解解过过程程中中损损失失的的硫硫酸酸同同时时希希望望尽尽可可能能少少生生成成铁铁酸酸锌锌焙焙烧烧过过程程中中还还产产出出含含SO2浓浓度度比比较较高高的的烟烟气气，可可以以送送往硫酸厂生产硫酸。
往硫酸厂生产硫酸3.2硫化锌精矿的焙烧硫化锌精矿的焙烧3.2.1硫化锌精矿焙烧硫化锌精矿焙烧1、焙烧的目的和要求、焙烧的目的和要求 锌精矿焙烧的目的锌精矿焙烧的目的将精矿中的将精矿中的ZnS尽量氧化成尽量氧化成ZnO，同时让铅、镉、砷等杂，同时让铅、镉、砷等杂质氧化变成易挥发质氧化变成易挥发的化合物从精矿中分离的化合物从精矿中分离使精矿中硫氧化成使精矿中硫氧化成SO2，产出足够浓度的，产出足够浓度的SO2烟气供制酸烟气供制酸锌精矿焙烧的要求锌精矿焙烧的要求尽时能完全地氧化金属硫化物，并在焙烧矿中得到氧尽时能完全地氧化金属硫化物，并在焙烧矿中得到氧化物及少量硫酸盐；使砷和锑氧化，并以挥发物状态从精化物及少量硫酸盐；使砷和锑氧化，并以挥发物状态从精矿中除去；矿中除去；在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌，因为铁酸锌不溶于在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌，因为铁酸锌不溶于稀硫酸溶液；稀硫酸溶液；得到细小粒子状的焙烧矿以利于后序工作得到细小粒子状的焙烧矿以利于后序工作浸出的进行浸出的进行n2、锌精矿焙烧反应一般规律、锌精矿焙烧反应一般规律n流态化焙烧的理论基础是固体流态化，当气体通过固体料层的速度流态化焙烧的理论基础是固体流态化，当气体通过固体料层的速度不同时，可将料层变化分为三种状态：即固定床、膨胀床及流态化床。
不同时，可将料层变化分为三种状态：即固定床、膨胀床及流态化床锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自上而下通过炉内矿锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自上而下通过炉内矿层，使固体颗粒被吹动，相互分离而呈悬浮状态，达到固体颗粒（锌精层，使固体颗粒被吹动，相互分离而呈悬浮状态，达到固体颗粒（锌精矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，以利化学反应的进行主要化矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，以利化学反应的进行主要化学反应为学反应为:n2ZnS3O22ZnO2SO2.(1)nZnS2O2ZnSO4.(2)nZnOSO2+1/2O2ZnSO4(3)n3ZnSO4ZnS=4ZnO4SO2.(4)n最新的理论认为硫酸锌的生成实际上要经历一个生成碱式硫酸锌的最新的理论认为硫酸锌的生成实际上要经历一个生成碱式硫酸锌的过程：过程：n3ZnS+11/2O2=ZnO2ZnSO4+SO2(5)nZnO2ZnSO4+SO2+1/2O2=2ZnSO4.(6)3.2.1硫化锌精矿焙烧硫化锌精矿焙烧n3、锌精矿焙烧动力学过程及机理、锌精矿焙烧动力学过程及机理n金属硫化物的氧化反应是一个气、固相的多相反应金属硫化物的氧化反应是一个气、固相的多相反应过程，过程很复杂。
反应分成以下几步骤：过程，过程很复杂反应分成以下几步骤：n1）氧分子经扩散到达硫化物表面；）氧分子经扩散到达硫化物表面；n2）氧分子在硫化物表面被吸收，并分解成为活性）氧分子在硫化物表面被吸收，并分解成为活性氧原子；氧原子；n3）氧原子向硫化物晶格中扩散，与金属离子和硫）氧原子向硫化物晶格中扩散，与金属离子和硫阴离子结合生成金属氧化物和吸附态的阴离子结合生成金属氧化物和吸附态的SO2；n4）SO2分子从固体表面解吸扩散到气相中分子从固体表面解吸扩散到气相中3.2.1硫化锌精矿焙烧硫化锌精矿焙烧 硫化物的焙烧氧化过程是从表面向内部进行的，反应前期硫化物的焙烧氧化过程是从表面向内部进行的，反应前期生成的氧化物层必然会对氧分子的向内扩散和生成的氧化物层必然会对氧分子的向内扩散和SO2分子的向外扩分子的向外扩散起阻碍作用，散起阻碍作用，使反应速度下降，固体颗粒越大，扩散所需的使反应速度下降，固体颗粒越大，扩散所需的时间越长，也就是完成反应的时间越长，如果在生产条件下不时间越长，也就是完成反应的时间越长，如果在生产条件下不能满足这个时间的要求，氧化过程就不能进行彻底，造成焙烧能满足这个时间的要求，氧化过程就不能进行彻底，造成焙烧产物含硫上升，质量下降。
所以硫化矿的粒度是焙烧质量的一产物含硫上升，质量下降所以硫化矿的粒度是焙烧质量的一个重要条件当处于低温焙烧时，个重要条件当处于低温焙烧时，SO2通过氧化物层扩散，还通过氧化物层扩散，还会与氧气和氧化物进行反应，使得硫酸盐大量增加一方面会与氧气和氧化物进行反应，使得硫酸盐大量增加一方面,由由于于SO2、O2在气相中的扩散速度，和它们的浓度有密切关系在气相中的扩散速度，和它们的浓度有密切关系增大烟气中的增大烟气中的O2浓度和减少浓度和减少SO2浓度都有利于总反应速度的提浓度都有利于总反应速度的提高在工业上采用提高高在工业上采用提高O2浓度的方法来强化焙烧过程除此之浓度的方法来强化焙烧过程除此之外，温度对扩散过程有决定性的影响，较高的温度能加速气体外，温度对扩散过程有决定性的影响，较高的温度能加速气体的扩散，在工业上将控制焙烧温度作为控制焙烧反应速度的重的扩散，在工业上将控制焙烧温度作为控制焙烧反应速度的重要手段3.2.1硫化锌精矿焙烧硫化锌精矿焙烧n1.Zn-S-O平衡状态图平衡状态图n焙烧过程中硫化锌精矿中的焙烧过程中硫化锌精矿中的Zn-S-O系基本反应列系基本反应列于表于表3-1中利用表中数据可绘制出如图中。
利用表中数据可绘制出如图3-3所示的焙烧所示的焙烧过程中的过程中的lgpSO2-lgpO2等温状态图等温状态图3.2.1硫化锌精矿焙烧硫化锌精矿焙烧表3-1Zn-S-O系基本反应反应lgK900K1000K1100K1200K1300KZnS+2O2=ZnSO4(,)26.606922.158018.613915.673013.20633ZnSO4(,)ZnO2ZnSO4+SO2+1/2O2-3.9775-2.1197-0.86860.15071.00803ZnS+11/2O2=ZnO2ZnSO4+SO275.843164.354454.973147.169740.62711/2(ZnO2ZnSO4)=3/2ZnO+SO2+1/2O2-5.2601-3.3944-1.8799-0.62670.4237ZnS+3/2O2=ZnO+SO221.774319.188517.071115.305413.8248Zn(气,液)+SO2=ZnS+O2-6.8524-6.3161-5.8755-5.5891-5.67132Zn(气,液)+O2=2ZnO29.843825.744822.391219.432616.3070图图3-4Zn-S-O系等温平衡状态图系等温平衡状态图图图3-3Zn-S-O系等温平衡状态图系等温平衡状态图1300K当当焙焙烧烧温温度度一一定定时时，焙焙烧烧过过程程中中锌锌的的存存在在形形态态取取决决于于pSO2和和pO2。
如如图图中中A点点和和B点当当气气相相组组成成不不变变，改改变变焙焙烧烧温温度度时时，也也可可改改变变焙焙烧烧产产物物中中锌锌存存在在的的形形态态如如图图中中红红线线所所示示，当当温温度度升升高高时时，ZnO区区域域扩扩大大，ZnSO4稳定区缩小稳定区缩小在在实实际际的的锌锌精精矿矿焙焙烧烧过过程程中中，就就是是通通过过控控制制焙焙烧烧温温度度和和气气相相组组成成来来控控制制焙焙烧烧产产物物中中锌锌的的存存在在形形态态生生产产中中通通过过控控制制供供风风量量(空气过剩系数空气过剩系数)来调节气相组成来调节气相组成火火法法炼炼锌锌的的焙焙烧烧温温度度一一般般控控制制在在1000以以上上（ZnS转转化化成成ZnO），有的达到，有的达到10701100K空气过剩系数为空气过剩系数为1.051.10湿湿法法炼炼锌锌的的焙焙烧烧温温度度一一般般控控制制在在870900（生生成成部部分分硫硫酸酸锌锌，补补偿偿浸浸出出和和电电解解过过程程中中SO42-的的损损失失），有有的的达达到到1020空气过剩系数为空气过剩系数为1.201.302、铁酸锌铁酸锌(ZnOFe2O3)的生成的生成由由于于锌锌精精矿矿中中含含有有FeS或或(Zn,Fe)S，焙焙烧烧过过程程中中铁铁酸酸锌锌的的生生成成是是不不可可避避免免的的。
铁铁酸酸锌锌的的生生成成对对湿湿法法炼炼锌锌的的影影响响较较大大利利用用图图3-4的的Zn-Fe-S-O系系lgpO2-1/T平平衡衡状状态态图图，可可以以了了解解生生成成铁铁酸锌的焙烧条件和减少铁酸锌生成的措施酸锌的焙烧条件和减少铁酸锌生成的措施图图3-4Zn-S-O系等温平衡状态图系等温平衡状态图焙焙烧烧过过程程中中只只要要减减少少Fe2O3的的生生成成，就就可可以以较较少少铁铁酸酸锌锌的的生生成成从从图图中中可可以以看看到到，当当焙焙烧烧温温度度一一定定时时，lgpO2-6.0时时，Fe2O3分分 解解 为为Fe3O4，这这样样可可以以减减少少产产物物中中铁铁酸酸锌锌的的生生成成提提 高高 焙焙 烧烧 温温 度度 可可 使使Fe3O4的的稳稳定定区区域域扩扩大大，也也减减少少铁铁酸酸锌锌的的生生成成因因此此，焙焙烧烧过过程程中中一一定定要要维维持持低低氧氧分分压压和和适适当当提高焙烧温度提高焙烧温度3.硫酸化焙烧硫酸化焙烧当进行硫酸化焙烧时，进行下列反应：当进行硫酸化焙烧时，进行下列反应：ZnSO4=ZnO+SO3ZnO2ZnSO4=3ZnO+2SO3SO2+1/2O2=SO3体系的总压体系的总压pT为为在在实实际际焙焙烧烧过过程程中中，pT在在1013.252026.50Pa范范围围内内，此此时时与温度关系如图与温度关系如图3-5所示。
所示图图3-5硫酸盐分解压与温度关系硫酸盐分解压与温度关系总总 压压 曲曲 线线 pT与与ZnSO4和和ZnOZnSO4的的分分解解曲曲线线相相交交于于A、B和和A、B当当温温度度低低于于A、A点点所所对对应应的的温温度度时时，ZnSO4稳稳定定存存在在，当当温温度度高高于于B、B点点所所对对应应的的温温度度时时，ZnO稳稳定定存存在在，当当温温度度介介于于 两两 者者 之之 间间 时时，ZnOZnSO4稳稳定定存存在在因因此此控控制制一一定定的的压压力力和和温温度度，可可使使ZnS氧氧化化成所需要的产物成所需要的产物3.2.2硫化锌精矿焙烧动力学硫化锌精矿焙烧动力学决定硫化锌精矿决定硫化锌精矿氧化焙烧速度的控制环节氧化焙烧速度的控制环节:(1)氧通过颗粒周围的气膜向其表面扩散氧通过颗粒周围的气膜向其表面扩散(外扩散外扩散)；(2)氧通过颗粒表面的氧化物层向反应界面扩散氧通过颗粒表面的氧化物层向反应界面扩散(内扩散内扩散)；(3)在反应界面上进行化学反应；在反应界面上进行化学反应；(4)反应的产物反应的产物SO2向着与氧相反方向的扩散向着与氧相反方向的扩散反应速度是由以上四个环节中最慢的环节来决定。
反应速度是由以上四个环节中最慢的环节来决定硫化锌矿氧化生成的氧化锌层比较疏松，对氧硫化锌矿氧化生成的氧化锌层比较疏松，对氧和和SO2的扩散阻力不大，因此决定反应速度的的扩散阻力不大，因此决定反应速度的环节是气膜中氧的扩散和界面反应在环节是气膜中氧的扩散和界面反应在830以下，界面反应的阻力占主要地位，以下，界面反应的阻力占主要地位，880以上，以上，气气膜膜传传质质的的阻阻力力占占绝绝对对优优势势颗颗粒粒粒粒度度的的减减小小有有利利于于界界面面反应，也有利于扩散过程，但不能过小，否则增加烟尘率反应，也有利于扩散过程，但不能过小，否则增加烟尘率气相边界层气相边界层ZnOZnS硫硫化化锌锌精精矿矿的的焙焙烧烧大大都都采采用用沸沸腾腾炉炉焙焙烧烧，有有的的还还采采用用多膛炉焙烧或悬浮焙烧多膛炉焙烧或悬浮焙烧沸沸腾腾炉炉焙焙烧烧是是在在焙焙烧烧过过程程中中使使空空气气自自下下而而上上地地吹吹过过固固体体炉炉料料层层，使使固固体体颗颗粒粒相相互互分分离离，不不停停地地翻翻动动，有有效效地地进进行硫化物氧化反应的强化焙烧过程行硫化物氧化反应的强化焙烧过程沸沸腾腾炉炉所所用用设设备备简简单单，易易于于实实现现自自动动化化控控制制。
沸沸腾腾焙焙烧烧的的应应用用是是在在1944年年开开始始，首首先先用用于于硫硫铁铁矿矿的的焙焙烧烧，1952年年才才应应用用到到炼炼锌锌工工业业中中我我国国于于1957年年末末建建成成第第一一座座工工业业沸沸腾腾焙焙烧烧炉炉并并投投入入生生产产，且且在在后后来来新新建建的的炼炼锌锌厂厂都都采采用用了了沸腾焙烧沸腾焙烧3.2.3焙烧生产实践焙烧生产实践图图3-6锌精矿流态化酸化焙烧流程图锌精矿流态化酸化焙烧流程图图图3-7高温氧化流态化焙烧工艺流程图高温氧化流态化焙烧工艺流程图浸出过程的目的：浸出过程的目的：(1)使使物物料料中中的的Zn尽尽可可能能地地全全部部溶溶解解到到浸浸出出液液中中，得得到到高高浸浸出出率率；(2)使使有有害害杂杂质质尽尽可可能能地地进进入入渣渣中中，达达到到与与锌锌分分离的目的离的目的图图3-8为为锌锌焙焙砂砂浸浸出出的的一一般般流流程程浸浸出出过过程程分分为为中中性性浸浸出出、酸酸性性浸浸出出和和ZnO粉粉浸浸出出中中性性浸浸出出过过程程中中为为了了使使铁铁和和砷砷、锑锑等等杂杂质质进进入入浸浸出出渣渣，终终点点pH值值控控制制在在5.05.2左左右右此此时时浸浸出出渣渣中中有有大大量量的的锌锌焙焙砂砂存存在在(含含锌锌20左左右右)，所所以以中中性性浸浸出出渣渣必必须须进进行行酸酸性性浸浸出出。
图图3-9为为中中浸浸渣渣部部分分热酸浸出流程热酸浸出流程3.3湿法炼锌湿法炼锌3.3.1锌焙砂的浸出锌焙砂的浸出湿法炼锌包括浸出、净液、电解和熔铸湿法炼锌包括浸出、净液、电解和熔铸4个工序图图3-8锌焙砂浸出一般流程图锌焙砂浸出一般流程图图图3-9锌焙砂热酸浸出流程图锌焙砂热酸浸出流程图锌锌焙焙砂砂的的浸浸出出过过程程是是焙焙烧烧矿矿氧氧化化物物的的稀稀硫硫酸酸溶溶解解和和硫硫酸酸盐盐的的水水溶溶解解过过程程Zn、Cu、Fe、Co、Ni和和Cd的的氧氧化化物物均均能能有有效效地地溶溶解解，而而CaO和和PbO则则生生成成难难溶溶的的硫硫酸酸盐盐沉沉淀CaO+H2SO4=CaSO4+H2OPbO+H2SO4=PbSO4+H2O实实际际生生产产中中终终点点pH值值控控制制在在5.0-5.2以以下下，从从而而除除去去浸浸出出液液中中的的Fe、As和和Sb，如如果果高高于于此此值值，就就会会生生成成Zn(OH)2沉沉淀淀，降降低低锌锌的的浸浸出出率率这这一一点点可可从从图图3-10的的氧氧化化物物稳稳定定区区域图中可以看到域图中可以看到1.浸出过程的热力学基础浸出过程的热力学基础图图3-10氧化物的稳定区域图氧化物的稳定区域图分分离离酸酸性性溶溶液液中中的的金金属属离离子子的的最最简简单单的的方方法法是是中中和和沉沉淀淀法。
图法图3-12为为298K下各种氢氧化物的下各种氢氧化物的关系图图图3-11氢氧化物氢氧化物关系关系pH=5.05.2时时，Fe3+可可完完全全除除去去，但但Fe2+除除不不去去，为为此必须把此必须把Fe2+氧化成氧化成Fe3+方能除去方能除去实实际际生生产产中中加加软软锰锰矿矿(MnO2)来来氧氧化化Fe2+氧氧化化原原理理可可用图用图3-12来说明1.Fe3+e=Fe2+E1=0.77+0.059lg(Fe3+/Fe2+)2.MnO2+4H+2e=Mn2+2H2OE2=1.23-0.12pH-0.031lgMn2+3.O2+4H+4e=2H2O(pO2=21.28kPa)E3=1.224-0.059pH2.中性浸出中中性浸出中Fe2+的氧化及的氧化及Fe3+与与As、Sb的共沉淀的共沉淀图图3-12中性浸出中中性浸出中Fe2+氧化氧化Fe3+的电位的电位pH图图从从图图中中可可以以看看到到，MnO2和和O2均均能能氧氧化化Fe2+为为Fe3+，其其氧氧化化能能力力取取决决于于E2、E3与与E1的的差差值值大大小小pH值值越越小小，其其差差值值越越大大，MnO2的的氧氧化化能能力力强强。
当当pH值值小小于于0.5时时MnO2的的氧氧化化能能力力大大于于空空气气中中氧氧的的氧氧化化能能力力所所以以在在中中性性浸浸出出时时要要先先把把MnO2加加入入到到矿浆中把氧化反应可写成：矿浆中把氧化反应可写成：4.2Fe2+MnO2+4H+=2Fe3+Mn2+2H2OE4=E2-E1=0.46+0.12pH-0.031lg(Mn2+2Fe3+/2Fe2+)在在 实实 际际 生生 产产 中中，中中 性性 浸浸 出出 前前 期期 pH1，Mn2+=35g/l，Mn2+1.8210-2，代入上式可求得，代入上式可求得，Fe2+/Fe3+1.610-5，即即Fe2+氧化很完全氧化很完全在在中中性性浸浸出出过过程程中中，采采用用鼓鼓风风搅搅拌拌的的方方法法，也也是是为为了了利利用用空气中的氧来氧化二价铁空气中的氧来氧化二价铁浸浸出出液液中中的的As、Sb、Ge与与铁铁共共沉沉淀淀，所所以以当当浸浸出出液液中中这这三三种种杂杂质质含含量量较较高高时时，必必须须保保证证浸浸出出液液中中有有足足够够多多的的铁离子通常铁含量应为铁离子通常铁含量应为As和和Sb总量的总量的10倍以上Fe与与As、Sb共沉淀的机理，基于下列原理：共沉淀的机理，基于下列原理：1.在在Fe(OH)3胶胶体体的的絮絮凝凝过过程程中中，具具有有很很高高的的吸吸附附能能力力，这时这时As和和Sb的氢氧化物被吸附共沉；的氢氧化物被吸附共沉；2.浸出液中形成的浸出液中形成的Fe(OH)3胶体与胶体与As3+发生下列反应发生下列反应4Fe(OH)3+H3AsO3=Fe4O5(OH)5As+5H2O锑也有类似的反应。
锑也有类似的反应3.浸出过程的速度及其影响因素浸出过程的速度及其影响因素锌锌焙焙砂砂浸浸出出过过程程是是属属于于液液固固之之间间的的多多相相反反应应反反应应速速度度受受酸酸浓浓度度和和温温度度影影响响外外，还还与与反反应应物物接接触触的的表表面面积积、液液体体粘粘度度和和溶溶质质的的物物理理化化学学性性质质有有关关控控制制反反应应速速度度环环节节主主要要是是液液相相边边界层的扩散过程和界面反应过程界层的扩散过程和界面反应过程1)扩散过程控制扩散过程控制单位时间反应的摩尔量：单位时间反应的摩尔量：式中式中C、CS溶液本体和反应表面处酸的浓度；溶液本体和反应表面处酸的浓度；F反应表面积，反应表面积，F=4r2(球形球形)；扩散层厚度，对静态溶液扩散层厚度，对静态溶液=0.5mm，搅拌下搅拌下0.01mm；D扩散系数，可用扩散系数，可用D=(RT/N)(1/3d)来计算；来计算；R为气体常数；为气体常数；N为阿伏伽德罗常数；为阿伏伽德罗常数；为介质粘度；为介质粘度；d为直径ZnOCCSr由由上上式式可可知知，当当CS一一定定时时，当当本本体体中中酸酸浓浓度度越越大大，反反应应速速度度越越快快，所所以以实实际际生生产产中中适适当当提提高高反反应应液液酸酸度度(170200g/l)。
提提高高搅搅拌拌强强度度时时，变变小小，也也能能加加快快反反应应还还有有颗颗粒粒越越细细或或提提高高反反应应温温度度，降降低低介介质质粘粘度度都都能能增增大大扩扩散系数散系数D，也能提高反应速度也能提高反应速度2.界面反应过程控制界面反应过程控制当当搅搅拌拌强强度度达达到到一一定定程程度度后后，扩扩散散过过程程能能够够比比较较顺顺利利地地进行，这时氧化锌的溶解速度取决于进行，这时氧化锌的溶解速度取决于界面反应速度界面反应速度设设为为球球状状矿矿物物的的原原始始质质量量，为为某一某一t时刻的重量，则反应率时刻的重量，则反应率反应速度反应速度从而反应速度从而反应速度对上式积分，可得对上式积分，可得由上式可见，由上式可见，t，在一定的时间内在一定的时间内K值越大，值越大，值越大而而K与与温温度度T有有指指数数关关系系所所以以此此时时影影响响反反应速度的主要因素为应速度的主要因素为反应温度反应温度经经中中性性浸浸出出和和酸酸性性浸浸出出后后的的浸浸出出渣渣含含锌锌仍仍在在1720%左左右右分分析析表表明明，渣渣中中锌锌的的主主要要形形态态为为ZnFe2O4(6090%)和和ZnS(016%)研研究究表表明明，铁铁酸酸锌锌在在8595的的高高温温下下，硫硫酸酸浓浓度度为为200g/l时时能能有有效效地地溶溶出出，浸浸出出率率达达到到95%以以上上。
如如加加压压浸浸出出的的方方法法，在在200、101325202650Pa、180g/lH2SO4条条件下，可使渣中锌降至件下，可使渣中锌降至0.51.0%以下热热酸酸浸浸出出时时有有9596%的的锌锌被被溶溶解解下下来来，但但同同时时也也有有90%的的铁铁被被溶溶解解出出来来如如果果用用通通常常的的水水解解法法沉沉铁铁，由由于于有有大大量量的的胶胶状状铁铁质质生生成成，难难以以进进行行沉沉淀淀过过滤滤而而当当溶溶液液中中有有碱碱金金属属硫硫酸酸盐盐存存在在时时，在在pH1.5、温温度度为为90以以上上时时，会生成一种过滤性十分良好的结晶碱式复式盐沉淀会生成一种过滤性十分良好的结晶碱式复式盐沉淀4.高温高酸浸出黄钾铁矾法沉淀工艺原理高温高酸浸出黄钾铁矾法沉淀工艺原理经经X射射线线衍衍射射分分析析，得得知知此此种种结结晶晶与与天天然然的的黄黄钾钾铁铁矾矾结结构构非非常常相相似似，所所以以把把这这种种复复式式盐盐通通称称为为黄黄钾钾铁铁矾矾结结晶晶生生成成黄黄钾钾铁矾结晶的反应为：铁矾结晶的反应为：3Fe2(SO4)3+2(A)OH+10H2O=2(A)Fe3(SO4)2(OH)6+5H2SO4式式中中A为为K+、Na+、NH4+、Ag+、Rb+、H3O+和和1/2Pb2+。
这这几几种种碱碱金金属属离离子子中中K+的的作作用用最最佳佳，Na+、Rb+稍稍差差溶溶液液中中的的一一部部分分Fe2+需氧化成需氧化成Fe3+，氧化剂可用氧化剂可用MnO2黄钾铁矾法的优点黄钾铁矾法的优点：1)生成的黄钾铁钒为晶体，易过滤洗涤；生成的黄钾铁钒为晶体，易过滤洗涤；2)铁矾中只含少量的铁矾中只含少量的Na、K、NH4等，所以试剂消耗少；等，所以试剂消耗少；3)铁铁矾矾沉沉铁铁过过程程中中产产生生的的硫硫酸酸比比生生成成氢氢氧氧化化铁铁或或氧氧化化铁铁时时的的少，所以中和剂用量少，对有硫酸积累的工厂有利少，所以中和剂用量少，对有硫酸积累的工厂有利图图3-13黄钾铁矾法工艺流程黄钾铁矾法工艺流程铁钒渣按热酸铁钒渣按热酸浸出条件进行浸出条件进行一次酸洗一次酸洗将热酸浸出液过将热酸浸出液过量酸中和，中合量酸中和，中合渣返回热酸浸出，渣返回热酸浸出，减少铁酸锌进入减少铁酸锌进入铁钒渣数量铁钒渣数量但但是是黄黄钾钾铁铁矾矾法法有有生生产产流流程程比比较较长长的的缺缺点点芬芬兰兰科科科科拉拉电电锌锌厂厂提出了提出了铁酸锌的浸出和沉铁结合起来的一种处理方法铁酸锌的浸出和沉铁结合起来的一种处理方法，其反应如下：，其反应如下：3MOFe2O3(S)+12H2SO4(l)=3MSO4(l)+3Fe2(SO4)3(l)+12H2O3Fe2(SO4)3(l)+xA2SO4(l)+(14-2x)H2O=2Ax(H3O)(1-x)Fe3(SO4)2(OH)6(S)+(5+x)H2SO4(l)两式相加得：两式相加得：3MOFe2O3(S)+(7-x)H2SO4(l)+xA2SO4(l)+(2-2x)H2O=2Ax(H3O)(1-x)Fe3(SO4)2(OH)6(S)+3MSO4(l)式中式中M代表代表Zn、Cu、Cd，A代表代表Na+、K+、NH4+等。
等用用此此法法处处理理含含铁铁12%的的焙焙砂砂时时，锌锌浸浸出出率率达达到到99%，铁铁钒钒渣渣中中含含锌锌1.5%，而而且且不不含含铁铁酸酸锌锌此此法法只只能能用用于于处处理理含含铅铅和和银银低低的的原原料料，因为因为此法不能像黄钾铁矾法一样分离出此法不能像黄钾铁矾法一样分离出Pb-Ag渣Fe3+的的沉沉淀淀过过程程受受温温度度的的影影响响低低温温下下，控控制制一一定定的的pH温温度度可可生生成成Fe(OH)3沉沉淀淀，当当温温度度升升高高到到90以以上上时时，控控制制一一定定的的pH值值可可生生成成FeOOH(针针铁铁矿矿)，当当温温度度升升高高到到150时时，可可生生成成Fe2O3(赤铁矿赤铁矿)这一点可从图这一点可从图3-15中可以看到中可以看到图图3-15Fe-H2O系电位系电位pH图图针铁矿法沉铁反应为：针铁矿法沉铁反应为：Fe2(SO4)3+ZnS+1/2O2+3H2O=ZnSO4+2FeOOH+2H2SO4+S0针铁矿法沉铁条件针铁矿法沉铁条件：1)溶液中溶液中Fe3+浓度要浓度要2g/l；2)溶液溶液pH控制在控制在34；3)溶液温度高于溶液温度高于90实实际际的的热热酸酸浸浸出出液液中中Fe3+为为20g/l以以上上，有有的的高高达达3040g/l，显显然不能直接沉针铁矿。
为此实际生产中然不能直接沉针铁矿为此实际生产中采用以下两种方法采用以下两种方法：1)用用ZnS还原还原Fe3+的方法的方法其反应为：其反应为：Fe2(SO4)3+ZnS=2FeSO4+ZnSO4+S0结结果果使使Fe3+浓浓度度2g/l，这这时时开开始始鼓鼓入入空空气气，不不断断氧氧化化Fe2+为为Fe3+，同同时时中中和和溶溶液液，控控制制pH在在34，就就可可连连续续生生成成针针铁铁矿矿生生成成针针铁铁矿矿的速度足以保证的速度足以保证Fe3+的浓度一直小于的浓度一直小于2g/l2)通通SO2方法方法在在热热酸酸浸浸出出过过程程中中就就通通入入SO2气气体体进进行行还还原原，直直接接得得到到Fe2+熔熔液液，这样在沉铁过程中就不用再还原这样在沉铁过程中就不用再还原Fe3+了针铁矿除铁法的优点：针铁矿除铁法的优点：1)沉铁较完全，沉铁后熔液中含铁小于沉铁较完全，沉铁后熔液中含铁小于1g/l；2)沉铁得到的针铁矿晶体的过滤性能好；沉铁得到的针铁矿晶体的过滤性能好；3)沉铁过程中不需要加入其它试剂沉铁过程中不需要加入其它试剂缺点：缺点：1)溶液中的溶液中的Fe3+的还原和的还原和Fe2+的氧化过程，操作比较复杂；的氧化过程，操作比较复杂；2)在在渣渣的的存存放放过过程程中中，渣渣中中的的一一些些离离子子(SO42-)，有有可可能能渗渗漏漏，造造成污染。
成污染5.热酸浸出针铁矿法沉铁新工艺热酸浸出针铁矿法沉铁新工艺图图3-14针铁矿法沉铁工艺流程针铁矿法沉铁工艺流程赤铁矿法沉铁反应为：赤铁矿法沉铁反应为：Fe2(SO4)3+3H2O=Fe2O3+3H2SO4当当沉沉铁铁温温度度473K、1823.852026.5kPa压压力力下下、在在高高压压釜釜中中反反应应3小小时时，沉沉铁铁后后液液中中含含铁铁12g/l，沉沉铁铁率率达达90%温温度度越越高高越有利于赤铁矿的生成越有利于赤铁矿的生成此此法法的的优优点点是是：赤赤铁铁矿矿中中含含铁铁达达58%，可可作作为为炼炼铁铁原原料料；渣的过滤性能好；可从渣中回收渣的过滤性能好；可从渣中回收Ga和和In缺点缺点是设备投资高日本的坂岛冶炼厂采用此法除铁是设备投资高日本的坂岛冶炼厂采用此法除铁6.赤铁矿法工艺赤铁矿法工艺赤赤铁铁矿矿法法沉沉铁铁工工艺艺流流程程7.硅酸盐在浸出过程中的行为硅酸盐在浸出过程中的行为焙焙烧烧矿矿中中SiO2以以游游离离态态SiO2和和结结合合态态MeOSiO2形形式式存存在在前前者者不不溶溶于于稀稀酸酸，而而后后者者可可溶溶于于稀稀酸酸，分分解解出出不不沉沉淀淀的的胶胶状状SiO2，在在中中性性浸浸出出过过程程中中，如如果果少少量量生生成成，则则与与氢氢氧氧化化物物一一道道沉沉淀淀，但但可可溶溶硅硅高高时时，导导致致大大量量硅硅胶胶产产生生，使使矿矿浆浆澄澄清清、过滤和洗涤困难过滤和洗涤困难。
加加热热可可促促使使硅硅胶胶凝凝聚聚胶胶结结，有有利利于于沉沉淀淀也也可可利利用用各各种种絮絮凝凝剂剂加加速速硅硅胶胶的的凝凝聚聚和和沉沉淀淀絮絮凝凝剂剂有有丹丹宁宁酸酸、二二丁丁基基苯苯磺磺酸酸钠钠和和树树脂脂等等澳澳大大利利亚亚电电锌锌公公司司在在处处理理含含SiO23040%的的锌锌矿矿时时，采采取取先先低低酸酸浸浸出出后后迅迅速速中中和和的的方方法法，使使硅硅胶胶快快速速凝凝聚长大沉淀聚长大沉淀3.3.2浸出液的净化浸出液的净化元素元素ZnCuCdAsGeNiCoFeFClMn硫酸锌原液硫酸锌原液120130 0.380.140.680.080.000360.000180.00050.00010.0070.0020.010.0050.00150.0010.10.040.13.19净化后液净化后液1201300.00050.0050.0050.000050.0020.00155；铜渣用量：；铜渣用量：1014g/l除氟可用石灰乳法除氟可用石灰乳法，使氟义难溶的，使氟义难溶的CaF2形式除去形式除去3.3.3硫酸锌溶液的电沉积硫酸锌溶液的电沉积净净化化得得到到的的净净液液，通通过过不不溶溶阳阳极极电电解解的的方方法法从从中中提提取取锌锌。
所用的阳极板为铅银合金板，阴极板为铝板其总反应为：所用的阳极板为铅银合金板，阴极板为铝板其总反应为：可可见见，随随着着电电解解的的进进行行，电电解解液液中中Zn2+含含量量不不断断减减少少，硫硫酸酸浓浓度度不不断断增增大大因因此此必必须须连连续续地地抽抽出出一一部部分分电电解解液液送送到到浸浸出出工工序序，同同时时要要不不断断地地补补充充已已净净化化的的中中性性浸浸出出液液阴阴极极上上析析出出的的锌锌每每隔隔一一个个周周期期(一一般般为为24小小时时)取取出出，将将锌锌片片剥剥下下来来送送溶铸车间铸成锭阴极铝板清洗后返回电解槽继续电解溶铸车间铸成锭阴极铝板清洗后返回电解槽继续电解1.电沉积基本原理电沉积基本原理1)阳极过程：阳极过程：正常电解时阳极反应为：正常电解时阳极反应为：2H2O4e=O2+4H+E=1.229V而而Pb2e=Pb2+E=-0.126V电位更负，更易溶解电位更负，更易溶解溶溶解解的的Pb2+与与SO42-反反应应，在在阳阳极极表表面面形形成成致致密密的的保保护护膜膜，阻阻止止铅铅板板继继续续溶溶解解,而而且且会会升升高高阳阳极极电电位位当当阳阳极极电电位位接接近近0.65V时，会有下列反应发生：时，会有下列反应发生：Pb+2H2O4e=PbO2+4H+E=0.655V这样为被覆盖的铅会直接生成这样为被覆盖的铅会直接生成PbO2，形成更致密的保护层。
形成更致密的保护层当电位超过当电位超过1.45V时，溶液中的时，溶液中的Pb2+和和PbSO4也会氧化成也会氧化成PbO2Pb2+2H2O2e=PbO2+4H+E=1.45VPbSO4+2H2O2e=PbO2+H2SO4+2H+E=1.68V在在正正常常电电解解时时，阳阳极极电电位位达达到到1.92.0V左左右右，所所以以阳阳极极表表面面主主要要覆覆盖盖物物应应为为PbO2，所所以以电电解解过过程程中中阳阳极极反反应应主主要要是是分分解解水水放放出出氧氧气气除除此此之之外外，如如果果电电解解液液中中有有Mn2+、Cl-等等离离子子时，会发生下列反应：时，会发生下列反应：Mn2+2H2O2e=MnO2+4H+E=1.25VMn2+4H2O5e=MnO4-+8H+E=1.50VMnO2+2H2O3e=MnO4-+4H+E=1.71V2Cl-2e=Cl2E=1.35VCl-+4H2O2e=ClO4-+8H+E=1.39V当氯离子存在时，当氯离子存在时，析出的氯气会使阳极腐蚀，污染车间析出的氯气会使阳极腐蚀，污染车间1)阴极过程：阴极过程：(1)锌和氢在阴极上的析出锌和氢在阴极上的析出电电解解液液中中杂杂质质元元素素的的含含量量很很低低时时，阴阴极极放放电电的的离离子子只只能能是是Zn2+和和H+。
当当电电解解液液含含Zn50g/l，H2SO4115g/l，40条条件件下下(正常电解时电解液成分范围内正常电解时电解液成分范围内)，从从理理论论上上看看，氢氢离离子子优优先先于于锌锌离离子子放放电电但但实实际际上上由由于于氢氢离离子子在在金金属属电电极极上上有有很很高高的的超超电电位位，而而锌锌离离子子的的产产电电位位很很小，所以小，所以锌电解的阴极过程主要是锌电解的阴极过程主要是Zn2+的放电的放电H+的的超超电电位位在在不不同同金金属属阴阴极极上上是是不不同同的的，它它服服从从塔塔菲菲尔尔定定律：律：a为常数，主要取决于阴极材料及表面状态；为常数，主要取决于阴极材料及表面状态；b为随温度变化的参数，通常为随温度变化的参数，通常0.110.12范围内当当DK=600A/m2时，时，所以氢离子的析出电位所以氢离子的析出电位EH实实=0.0233-1.554=-1.53V而而一一般般金金属属的的超超电电位位在在0.020.03之之间间，所所以以EZn实实=-0.7656-0.03=-0.7956V可可见见EZn实实EH实实，所所以以阴阴极极反反应应主主要要为为Zn2+的放电2)杂质在阴极上的放电析出杂质在阴极上的放电析出杂杂质质的的析析出出不不仅仅影影响响阴阴极极锌锌的的结结晶晶质质量量，还还影影响响阴阴极极锌锌的的。
