题目
.砷、锑、杂质在电解过程中有哪些危害？1、砷、锑、铋在电解液中可会在阴极上析出，生成溶解度很小的砷酸盐化合物，2、不易沉降，在电解液中漂浮，并吸附其他化合物或胶体物质而形成 “漂浮阳极泥”，3、它们会机械地粘附于阴极表面或夹杂于铜晶粒之间，降低阴极铜的质量，4、还会造成循环管道结壳。锌冶金______密闭鼓风炉炼锌，锌焙烧矿闪速还原，鼓风炉炼锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法炼锌1.密闭鼓风炉炼锌有哪些优缺点？______1）对原料的适应性强，适合处理难选的铅锌混合矿；2）可综合利用原矿中的有价金属：3）生产能力大，燃料利用率高，有利于实现机械化和自动化；4）基建投资费用少。______：1）需要消耗较多质量好、价格高的冶金焦炭；2）技术条件要求高，特别是烧结矿的含硫量要低于 1%；3）炉内和冷凝器内不可避免地产生炉结，需要定期清理，劳动强度大。2.简述硫化锌精矿焙烧的目的：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO21、______硫化锌精矿焙烧过程是在高温下借助于空气中的氧进行氧化焙烧过程。2、______：1）在焙烧是实行死焙烧（氧化焙烧）；2）尽可能得除去全部硫；3)尽可能完全使铅、镉、砷、锑挥发除去；4）得到主要由金属氧化物组成的焙砂；5）产出浓度足够大的SO2烟气以供生产硫酸。3、______：1）通过烧结机进行烧结焙烧 2）得到具有一定强度的烧结矿；3）既要脱硫、结块，又要控制铅的挥发；4）精矿中含铜较高时，要适当残留一部分硫，以便在熔炼中制造冰铜。4、______1）实行部分硫酸盐化焙烧，使焙砂中形成少量硫酸盐以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失；2）使砷与锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去；3）在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌；4）得到SO2浓度大的焙烧炉气以制造硫酸；5）得到细小粒子状的焙烧矿以利于浸出的进行。3.硫化锌精矿焙烧的过程中，硅酸盐和铁酸锌的生成对后续过程有什么影响？在焙烧过程中如何避免硅酸盐和铁酸锌的生成?______铁酸锌不溶于稀硫酸，留在残渣中造成锌的损失。______1、加速焙烧作业，缩短反应时间；2、增大炉料的粒度、减小ZnO与Fe2O3颗粒的接触表面；3、升高焙烧温度并对焙砂进行快速冷却；4、进行还原沸腾焙烧以破坏铁酸锌的结构而将ZnO析出。3（ZnO·Fe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO2______：硅酸锌与其他硅酸盐易溶解，但生成的SiO2在湿法浸出是成胶体状态，对澄清和过滤不利。为了避免硅酸盐的形成，对入炉精矿中的铅、硅含量要严格控制。硅酸盐的形成对火法炼锌的影响不大。4.在硫酸锌溶液中的杂质Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb、F、Cl在电积过程中有什么危害？如何将他们出去？______1）Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb可在阴极析出，降低阴极锌的品质和电流效率；2）促使在阴极上形成Zn—H微电池，加速H＋放电和阴极锌反溶而造成烧板现象；3）氯离子会腐蚀阳极，缩短阳极寿命增加溶液的含铅量，使阴极锌的含铅量增加而降低锌的品质；4）氟离子能破坏阴极表面的氧化铝膜，使析出的锌与铝板发生粘结而使阴极锌难于剥离。______1）加锌粉置换除铜、镉；2）砷盐净化法、锑盐净化法和合金锌粉净化法除钴、镍；3）在去除钴、镍的同时除去微量杂质砷、锑；4）氯离子可以采用硫酸银、铜渣及离子交换法除去；5）氟离子可采用加入石灰乳使其形成难容的化合物CaF2的方法和火法焙烧法除去。5.简述粗锌火法精馏精炼的基本原理和过程。______粗锌精馏精炼的基本原理是利用锌与各杂质的蒸汽压与沸点的差异，在高温下使它们与锌分离。过程：6、简述锌粉置换除铜镉的原理及影响锌粉置换反应的因素。1、______：是用较负电性的锌从硫酸锌溶液还原较正电性的铜、镉、钴等金属离子，气反应为：Zn+Me2+=Zn2++Me2、因素：锌粉质量、搅拌强度、置换温度、中性浸出液的成分、添加剂。7.说明锌焙烧矿中性浸出过程中和水解法除杂原理，并写出中性浸出的主要反应。1、除杂原理：中和水解除杂就是在浸出终了调节溶液PH值至5.2-5.4，使锌离子不致水解，而杂质金属离子全部或部分以氢氧化物的形式析出。降低溶液的酸度是加入某些中和剂，如锌焙砂、锌烟尘、石灰乳等。2、主要反应：水解反 应 ： Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3 ↓ +3H2SO4; 中 和 反 应 ： 2H2SO4+3ZnO=3ZnSO4+3H2O总反应：Fe2(SO4)3+3ZnO+3H2O=ZnSO4+2Fe(OH)3↓8.______：反射炉、多膛炉、复式炉、飘悬焙烧炉、沸腾焙烧炉。9.沸腾焙烧的强化措施：高温沸腾焙烧和富氧鼓风沸腾焙烧，制粒，利用二次空气或贫SO2烧结烟气焙烧、多层沸腾炉焙烧等。10.________________根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法有________________黄钾铁矾法的原理：使三价铁以黄钾铁矾复盐的形式从弱玻溶液里沉淀出来并使ZnO·Fe2O3中的锌溶解，其基本反应为：3Fe2(SO4)3+ 2A(OH) + 10H2O = 2A Fe3(SO4)2(OH)6+ 5H2SO4式中A代表K+、Na+、NH4+、H3O+等离子。ZnO·Fe2O3+ 4H2SO4= ZnSO4+ Fe2(SO4)3+ 4H2O________1) 沉淀为晶体，易澄清过滤分离。2) 金属回收率高 3) 碱试剂稍耗量少。4) 沉铁是在微酸性(pH＝1.5)溶液中进行，需中和剂 ZnO 少。5) 铁矾带走一定的硫酸根，有利于保持酸的平衡。6) 脱砷、锑的效果不佳，也不利于稀散金属的回收。7) 黄钾铁矾渣渣量大(渣率 40%)，渣渣锌高(3~6%)，渣中含铁低(25~30％)，难于利用，堆存时其中可溶重金属会污染环境。针铁矿法原理：在较低酸度（pH=3~5）、低 Fe3+浓度（<1g/l）和较高温度（80~100℃）的条件下，浸出液中的铁可以呈稳定的化合物针铁矿析出。如果从含 Fe3+浓度含高的浸出液中以针铁矿的形式沉铁，首先要将溶液中的 Fe3+用SO2或ZnS还原成Fe2+，然后加ZnO调节pH值至3~5，再用空气缓慢氧化，使其以针铁矿的形式析出。其基本反应如下：2FeSO4 + 2ZnO + 0.5O2 +H2O = 2ZnSO4 + Fe2O3·H2O______1)铁沉淀完全，溶液最后含Fe3+<1g/L；2)铁渣为晶体结构，过滤性能好；3)沉铁的同时，可有效地除去As、Sb、Ge，并可除去溶液中大部分(60~80%)氯4) V·M法需要对铁进行还原-氧化过程，而E·Z法中和酸需要较多的中和剂；5)铁矿含有一些水溶性阳离子和阴离子(即12%SO42-或6%Cl-)，有可能在渣堆存时渗漏而污染环境；6)对沉铁过程pH值的控制要比黄钾铁矾法严格。______当硫酸浓度不高时，在高温（180~200℃）高压（2000kPa）条件下，溶液中的Fe3+会发生如下水解反应得到赤铁矿（Fe2O3）沉淀：Fe2(SO4)3+ 3H2O = Fe2O3 + 3H2SO4如果溶液中的铁呈Fe2+形态，应使其氧化为Fe3+。产出的硫酸需用石灰中和。赤铁矿法的沉铁率可达90%。______锌及伴生金属浸出率高，综合回收好，产渣量少，渣的过滤性好，渣含铁高（58%），可直接用作炼铁原料。需用高压釜，建设投资费用大，蒸汽消耗多，酸平衡问题用石灰中和解决但产生大量的CaSO4渣。11.______________硫化锌精矿不经焙烧，在高压斧内充氧下加入废电解液，使硫化物直接转化为硫酸盐和元素硫的工艺过程。2ZnS+H2SO4+O2=ZnSO4+2S+H2O______1、对原料有较大的适应性，锌的回收率较高，97%以上；2、流程短，可取消焙烧、制酸系统及渣处理工序；3、不产出SO2废气，且废渣少；4、能耗和成本与常规法大体相同；5、有利于铅、镉及贵金属的综合回收。11.写出锌电积的主要电积反应：电化学反应：ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2________________________________12.什么是槽电压？影响槽电压的因素有哪些？槽电压：指电解槽内相邻阴、阳极之间的电压降，它直接影响到锌电积的电能消耗。因素：1）电流密度；2）电解液的组成；3）温度；4）两极间的距离；5）接触点电阻等。13.什么是电流效率和电能消耗？影响锌电积过程的电流效率和电能消耗的因素有哪些？分别写出电流效率和电能消耗的数学表达式。1、______指在阴极上实际析出的金属锌量与理论析出的金属锌量之比，即：
.砷、锑、杂质在电解过程中有哪些危害？1、砷、锑、铋在电解液中可会在阴极上析出，生成溶解度很小的砷酸盐化合物，2、不易沉降，在电解液中漂浮，并吸附其他化合物或胶体物质而形成 “漂浮阳极泥”，3、它们会机械地粘附于阴极表面或夹杂于铜晶粒之间，降低阴极铜的质量，4、还会造成循环管道结壳。锌冶金______密闭鼓风炉炼锌，锌焙烧矿闪速还原，鼓风炉炼锌、竖罐炼锌、平罐炼锌、电热法炼锌1.密闭鼓风炉炼锌有哪些优缺点？______1）对原料的适应性强，适合处理难选的铅锌混合矿；2）可综合利用原矿中的有价金属：3）生产能力大，燃料利用率高，有利于实现机械化和自动化；4）基建投资费用少。______：1）需要消耗较多质量好、价格高的冶金焦炭；2）技术条件要求高，特别是烧结矿的含硫量要低于 1%；3）炉内和冷凝器内不可避免地产生炉结，需要定期清理，劳动强度大。2.简述硫化锌精矿焙烧的目的：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO21、______硫化锌精矿焙烧过程是在高温下借助于空气中的氧进行氧化焙烧过程。2、______：1）在焙烧是实行死焙烧（氧化焙烧）；2）尽可能得除去全部硫；3)尽可能完全使铅、镉、砷、锑挥发除去；4）得到主要由金属氧化物组成的焙砂；5）产出浓度足够大的SO2烟气以供生产硫酸。3、______：1）通过烧结机进行烧结焙烧 2）得到具有一定强度的烧结矿；3）既要脱硫、结块，又要控制铅的挥发；4）精矿中含铜较高时，要适当残留一部分硫，以便在熔炼中制造冰铜。4、______1）实行部分硫酸盐化焙烧，使焙砂中形成少量硫酸盐以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失；2）使砷与锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去；3）在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌；4）得到SO2浓度大的焙烧炉气以制造硫酸；5）得到细小粒子状的焙烧矿以利于浸出的进行。3.硫化锌精矿焙烧的过程中，硅酸盐和铁酸锌的生成对后续过程有什么影响？在焙烧过程中如何避免硅酸盐和铁酸锌的生成?______铁酸锌不溶于稀硫酸，留在残渣中造成锌的损失。______1、加速焙烧作业，缩短反应时间；2、增大炉料的粒度、减小ZnO与Fe2O3颗粒的接触表面；3、升高焙烧温度并对焙砂进行快速冷却；4、进行还原沸腾焙烧以破坏铁酸锌的结构而将ZnO析出。3（ZnO·Fe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO2______：硅酸锌与其他硅酸盐易溶解，但生成的SiO2在湿法浸出是成胶体状态，对澄清和过滤不利。为了避免硅酸盐的形成，对入炉精矿中的铅、硅含量要严格控制。硅酸盐的形成对火法炼锌的影响不大。4.在硫酸锌溶液中的杂质Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb、F、Cl在电积过程中有什么危害？如何将他们出去？______1）Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb可在阴极析出，降低阴极锌的品质和电流效率；2）促使在阴极上形成Zn—H微电池，加速H＋放电和阴极锌反溶而造成烧板现象；3）氯离子会腐蚀阳极，缩短阳极寿命增加溶液的含铅量，使阴极锌的含铅量增加而降低锌的品质；4）氟离子能破坏阴极表面的氧化铝膜，使析出的锌与铝板发生粘结而使阴极锌难于剥离。______1）加锌粉置换除铜、镉；2）砷盐净化法、锑盐净化法和合金锌粉净化法除钴、镍；3）在去除钴、镍的同时除去微量杂质砷、锑；4）氯离子可以采用硫酸银、铜渣及离子交换法除去；5）氟离子可采用加入石灰乳使其形成难容的化合物CaF2的方法和火法焙烧法除去。5.简述粗锌火法精馏精炼的基本原理和过程。______粗锌精馏精炼的基本原理是利用锌与各杂质的蒸汽压与沸点的差异，在高温下使它们与锌分离。过程：6、简述锌粉置换除铜镉的原理及影响锌粉置换反应的因素。1、______：是用较负电性的锌从硫酸锌溶液还原较正电性的铜、镉、钴等金属离子，气反应为：Zn+Me2+=Zn2++Me2、因素：锌粉质量、搅拌强度、置换温度、中性浸出液的成分、添加剂。7.说明锌焙烧矿中性浸出过程中和水解法除杂原理，并写出中性浸出的主要反应。1、除杂原理：中和水解除杂就是在浸出终了调节溶液PH值至5.2-5.4，使锌离子不致水解，而杂质金属离子全部或部分以氢氧化物的形式析出。降低溶液的酸度是加入某些中和剂，如锌焙砂、锌烟尘、石灰乳等。2、主要反应：水解反 应 ： Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3 ↓ +3H2SO4; 中 和 反 应 ： 2H2SO4+3ZnO=3ZnSO4+3H2O总反应：Fe2(SO4)3+3ZnO+3H2O=ZnSO4+2Fe(OH)3↓8.______：反射炉、多膛炉、复式炉、飘悬焙烧炉、沸腾焙烧炉。9.沸腾焙烧的强化措施：高温沸腾焙烧和富氧鼓风沸腾焙烧，制粒，利用二次空气或贫SO2烧结烟气焙烧、多层沸腾炉焙烧等。10.________________根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法有________________黄钾铁矾法的原理：使三价铁以黄钾铁矾复盐的形式从弱玻溶液里沉淀出来并使ZnO·Fe2O3中的锌溶解，其基本反应为：3Fe2(SO4)3+ 2A(OH) + 10H2O = 2A Fe3(SO4)2(OH)6+ 5H2SO4式中A代表K+、Na+、NH4+、H3O+等离子。ZnO·Fe2O3+ 4H2SO4= ZnSO4+ Fe2(SO4)3+ 4H2O________1) 沉淀为晶体，易澄清过滤分离。2) 金属回收率高 3) 碱试剂稍耗量少。4) 沉铁是在微酸性(pH＝1.5)溶液中进行，需中和剂 ZnO 少。5) 铁矾带走一定的硫酸根，有利于保持酸的平衡。6) 脱砷、锑的效果不佳，也不利于稀散金属的回收。7) 黄钾铁矾渣渣量大(渣率 40%)，渣渣锌高(3~6%)，渣中含铁低(25~30％)，难于利用，堆存时其中可溶重金属会污染环境。针铁矿法原理：在较低酸度（pH=3~5）、低 Fe3+浓度（<1g/l）和较高温度（80~100℃）的条件下，浸出液中的铁可以呈稳定的化合物针铁矿析出。如果从含 Fe3+浓度含高的浸出液中以针铁矿的形式沉铁，首先要将溶液中的 Fe3+用SO2或ZnS还原成Fe2+，然后加ZnO调节pH值至3~5，再用空气缓慢氧化，使其以针铁矿的形式析出。其基本反应如下：2FeSO4 + 2ZnO + 0.5O2 +H2O = 2ZnSO4 + Fe2O3·H2O______1)铁沉淀完全，溶液最后含Fe3+<1g/L；2)铁渣为晶体结构，过滤性能好；3)沉铁的同时，可有效地除去As、Sb、Ge，并可除去溶液中大部分(60~80%)氯4) V·M法需要对铁进行还原-氧化过程，而E·Z法中和酸需要较多的中和剂；5)铁矿含有一些水溶性阳离子和阴离子(即12%SO42-或6%Cl-)，有可能在渣堆存时渗漏而污染环境；6)对沉铁过程pH值的控制要比黄钾铁矾法严格。______当硫酸浓度不高时，在高温（180~200℃）高压（2000kPa）条件下，溶液中的Fe3+会发生如下水解反应得到赤铁矿（Fe2O3）沉淀：Fe2(SO4)3+ 3H2O = Fe2O3 + 3H2SO4如果溶液中的铁呈Fe2+形态，应使其氧化为Fe3+。产出的硫酸需用石灰中和。赤铁矿法的沉铁率可达90%。______锌及伴生金属浸出率高，综合回收好，产渣量少，渣的过滤性好，渣含铁高（58%），可直接用作炼铁原料。需用高压釜，建设投资费用大，蒸汽消耗多，酸平衡问题用石灰中和解决但产生大量的CaSO4渣。11.______________硫化锌精矿不经焙烧，在高压斧内充氧下加入废电解液，使硫化物直接转化为硫酸盐和元素硫的工艺过程。2ZnS+H2SO4+O2=ZnSO4+2S+H2O______1、对原料有较大的适应性，锌的回收率较高，97%以上；2、流程短，可取消焙烧、制酸系统及渣处理工序；3、不产出SO2废气，且废渣少；4、能耗和成本与常规法大体相同；5、有利于铅、镉及贵金属的综合回收。11.写出锌电积的主要电积反应：电化学反应：ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2________________________________12.什么是槽电压？影响槽电压的因素有哪些？槽电压：指电解槽内相邻阴、阳极之间的电压降，它直接影响到锌电积的电能消耗。因素：1）电流密度；2）电解液的组成；3）温度；4）两极间的距离；5）接触点电阻等。13.什么是电流效率和电能消耗？影响锌电积过程的电流效率和电能消耗的因素有哪些？分别写出电流效率和电能消耗的数学表达式。1、______指在阴极上实际析出的金属锌量与理论析出的金属锌量之比，即：
题目解答
答案
火法炼锌：焙烧、还原蒸馏、精炼 湿法炼锌：焙烧、浸出、净化、电积、制酸火法炼锌主要有： 优点： 缺点 定义：火法炼锌（蒸馏法） 鼓风炉炼锌湿法炼锌： 铁酸锌的影响： 避免铁酸锌的生成的方法： 硅酸锌的影响 危害： 去除方法： 原理：原理硫化锌精矿的焙烧设备 在湿法炼锌的热酸浸出过程中，从含铁高的浸出液中沉铁有哪些方法？请说明其原理及优缺点。 黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法和赤铁矿法。 黄钾铁矾法的优缺点： 针铁矿法沉铁的优缺点： 赤铁矿法原理： 赤铁矿法的优缺点： 简述硫化锌精矿氧压浸出的原理及其特点。 原理： 特点： 电极反应：阴极：Zn2++2e=Zn;阳极：H2O-2e=1/2O2+2H+ 电流效率：