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硫铁矿焙烧原理(课堂PPT).ppt

上传人:丰**** 文档编号:9351555 上传时间:2025-03-23 格式:PPT 页数:7 大小:103.50KB 下载积分:6 金币
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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,硫铁矿焙烧,硫铁矿焙侥反应极为复杂,随着条件不同而得到不同的反应产物。其过程分为二步:,第一步是硫铁矿中的有效成分,FeS,2,受热分解成贴和单体硫;,这一步是吸热反应,温度越高,对,FeS2,分解反应越有利。高于,400,就开始分解,,500,时则较为显著,,x,值随温度改变而变化,,900,,,x=0,。,第二步 分解出的单体硫与空气燃烧,生成二氧化硫;,S,2,+2O,2,=2SO,2,温度高于,600,时,剩下的硫化亚铁在氧分压为,3.04kPa(0.03atm),以上,即空气过剩量大时,生成红棕色烧渣:,4FeS+7O,2,=2 Fe,2,O,3,+4SO,2,+Q,(,1,)焙烧反应,1,氧含量在,1%,左右时,则生成棕黑色,Fe,3,O,4,,称磁性烧渣:,3FeS+5O,2,=Fe,3,O,4,+3SO,2,+Q,(,2,)总反应方程式:,常规焙烧总反应方程式:,4FeS,2,+11O,2,=2 Fe,2,O,3,+8SO,2,+3310kJ/mol,说明:,正常情况下,反应热可维持系统在高温下的热平衡,无需另加 热源。,反应特点:强放热、体积减小、气,-,固相(非均相)、不可逆反应;有副反应,如,SO,2,SO,3,,钙镁盐的分解等。,空气过剩量不足:炉内呈较强还原气氛,残硫较高。,(,磁性焙烧,),3FeS,2,+8O,2,=Fe,3,O,4,+6SO,2,+Q,2,(,3,)脱砷焙烧(两个阶段),热分解,4FeAsS=4FeS+As,4,2FeS,2,=2FeS+S,2,4FeAsS+4FeS,2,=8 FeS+As,4,S,4,氧化,As,4,+3O,2,=2As,2,O,3,1/2 S,2,+O,2,=SO,2,As,4,S,4,+7 O,2,=2As,2,O,3,+4 SO,2,3FeS+5 O,2,=Fe,3,O,4,+3 SO,2,在脱砷焙烧中,关键是只能生成磁性氧化铁,避免,Fe,2,O,3,2Fe,2,O,3,+As,2,O,3,=4FeO+As,2,O,5,使砷留于残渣中。,3,炉气,硫与氧化合生成的,SO,2,及其他气体(过量,O,2,、空气带入的,N,2,、和水蒸气)的统称;,炉渣,即烧渣,铁与氧化合生成的氧化物及其他固态物;,杂质,硫铁矿中含铜、铅、锌、钴、镉、砷、硒等的硫化物,铜、锌、钴、镉的氧化物留在炉渣中,而,PbO,As,2,O,3,SeO,2,则一部分或全部成为气态,随炉气进入制酸系统;若矿石中含有氟化物,则,HF,也会进入炉气。,(,4,)产物:,4,(,5,)焙烧速度,硫铁矿的焙烧是非均相的反应过程,反应在两相的接触表面上进行。从热力学角度看,反应可进行得很完全,因而对生产起决定作用的是焙烧速度。,随着温度的升高,化学反应速率的增长,远远超过扩散速率的增长率。在实际生产中,由于反应温度较高,约,900,左右,故硫铁矿的焙烧属扩散控制。,扩散分为:,1,、氧向琉铁矿表面扩散,2,、生成的二氧化硫由表面向气流中扩散提高焙烧剂,(,一般为空气,),中氧的浓度,可加快焙烧过程总的速率。整个硫铁矿焙侥过程中,氧的扩散控制了总反应速率。氧的扩散速率还与气固相的接触面积,氧通过气膜和氧化层的传质系数有关。,5,(,5,)焙烧速度,分解段,485-560,转换段,500-630,扩散段,720-1155,7.110,2,7.6 8.3 9.1 10.0 11.1 12.5 14.3,436 487 556 636 727 837 977 1157,6,a,提高反应温度。提高反应温度可加快扩散速率,但应低于炉渣的熔点,否则,物料熔结合影响正常操作。所以控制操作温度在,850,900,间。,b,减小粒度。矿石粒度小,可增大烙烧剂与矿石的接触面,并减少内扩散阻力。所以矿料焙烷前要适当破碎。,c,增加焙烧剂与矿物的相对运动,由于空气与矿粒间的相对运动愈剧烈,气体的扩散阻力就愈小,因而,目前硫铁矿制酸普通采用沸腾焙烧。,d,提高焙烧剂氧含量,提高氧气浓度有利于提高焙烧速率,但用富氧空气焰烧硫铁矿并不经济,通常只用空气焙,烧,即可。,提高反应速率的途径:,7,
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