教学情景二省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

情景二硫化铅精矿烧结焙烧烧结块质量，主要以强度、孔隙度和残硫率三个指标衡量。强度测定，通常作落下试验，将烧结块从1.5米高处，自由落到水泥地面或钢板上，重复三次，普通视裂成少数几块而不全碎为粉为好。或将三次落碎后产物进行筛分，小于10mm碎屑重量不超出15～20%，则强度符合要求。孔隙度在工厂极少测定，通常凭肉眼判断，质量好烧结块普通不少于50～60%。残硫率，取样测定，普通要求在2%以下。2.2硫化铅精矿烧结焙烧化学反应上述反应生成PbO和PbSO4（包含碱式硫酸铅），与未氧化PbS之间，发生以下各种交互反应,如：综观上述反应可知，方铅矿焙烧过程能够认为是在Pb-O-S三元系中进行，焙烧产物形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主要成份是O2和SO2）组成。所以，在冶金热力学上，惯用恒温下M（金属）-S-O系lgpSO2-lgpO2平衡状态图（又称化学势图）来研究金属硫化物氧化规律。1100K(827℃)时Pb-O-S系状态图如图2-1所表示。在硫化铅精矿烧结焙烧实际生产中，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铳中数量增加，所以在烧结焙烧时，应使PbS尽可能生成PbO，而不生成PbSO4。从Pb-O-S系状态图能够看出，硫酸铅及其碱式盐稳定区域大，这说明它们在烧结时轻易生成。只有当气相中SO2分压较小和O2分压较大时，才能确保PbO稳定范围，从而不生成或少生成PbSO4。详细地说，要使PbSO4（甚至包含PbSO4﹒4PbO）完全不生成条件，必须确保气相中pSO2小于图2-1中反应式：PbSO4﹒4PbO=5PbO+SO2+1/2O2平衡SO2分压。不过，降低气相中pSO2来降低硫酸盐办法是可取，因为将不利于用烟气制硫酸。综观上述反应，焙烧产物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。在实际生产中，可考虑用下面一些办法来降低PSO4生成，以尽可能增加烧结产物中PbO数量：（1）提升烧结焙烧温度伴随温度升高，硫酸盐将变得越来越不稳定。硫酸盐分解是吸热反应，升高温度有利于PbSO4及其PbSO4﹒mPbO向着生成PbO方向逐层分解，最终生成稳定PbO（见图2-2）。所以，铅烧结焙烧过程料层温度实际上是在800～1000℃下进行。（2）将熔剂（石灰石、石英砂和铁矿石等）配料与铅精矿一起添加到烧结炉料之中，有利于降低PbSO4生成，提升烧结脱硫率。（3）改进烧结炉料透气性，改进烧结设备供风和排烟，使鼓风炉中O2和氧化反应生成SO2快速到达或离开PbS精矿颗粒反应界面，即降低反应界面pSO2和提升pO2，都有利于PbO生成。还值得注意是，在较低pSO2和pO2数值范围内（图2-1）中左下方区域）是金属铅稳定区域，这说明烧结产物中还可能出现金属铅。如前面关于PbS氧化反应所述，金属铅生成有两种可能：一是PbS直接氧化，二是PbS和PbO、PbSO4发生交互反应。这也是硫化铅精矿直接炼铅新工艺理论依据。依据某厂烧结块物相分析，以其中含铅总量为基数，不一样形态铅含量如表2-1所表示。2.2.2精矿和熔剂中造渣组分行为2.2.2.1石英石（SiO2）由表可见，这些化合物与共晶熔化温度都在800℃以下，比PbO熔点(886℃)还低，在烧结过程中起粘结剂作用。2.2.2.2铁矿石硅酸铅熔化温度低，而且有很好流动性，在高温烧结焙烧过程中，这些硅酸铅便熔化，将焙烧炉料粒子粘结在一起，当焙烧物料冷却时，它们便成为许多粘结剂，是得到优良烧结块确保。2.2.2.3石灰石2.2.3杂质金属硫化物和贵金属行为2.2.3.2铜硫化物2.2.3.4硫化锌2.2.3.4砷硫化物As2O3在120℃时，已显著挥发。到500℃时，其蒸气压已到达105Pa。故烧结焙烧时脱砷程度，普通能到达40%～80%。少部分未挥发三氧化二砷深入氧化，变为难于挥发五氧化二砷（As2O5），随即与其它金属氧化物（如PbO、CuO、FeO、CaO等）作用生成很稳定砷酸盐，残留于烧结块中。2.2.3.5锑硫化物2.2.3.6镉硫化物2.2.3.7银硫化物2.3烧结焙烧炉料准备2.3.1对炉料化学成份要求为了使鼓风炉熔炼取得高生产率、金属回收率以及低燃料和熔剂消耗，希望尽可能地提升烧结块含Pb量，但太高会造成熔炼困难，所以，许多工厂将混合炉料中铅含量提升到45%左右。在日本有工厂已将混合料含铅从48%提升到51%，最高达52%。因为各铅厂原料成份和原料性质不一样，再加上冶炼技术水平差异，各铅厂选配渣成份就不一样，且差异极大，普通范围（%）是：SiO