Възстановяване на цинк от оксидирани материали в индустриални условия се извършва само carbothermic се използва като редуктор въглища или кокс.

Основната и общата цел на този процес - за отделяне на цинка от по-голямата част от съпътстващи компоненти в промишлени и природни окислени цинк-съдържащи материали по най-високите технически и икономически ползи. Тази цел е постигната благодарение на факта, че при условия на carbothermic намаляване на цинк преминава в метално състояние, в което нестабилността му е много по-висока променливост други съпътстващи компоненти в същите условия. Следователно, това е придружено от селективен дестилация на цинк, който се дестилира като пара. Парно фаза се изтегля от зоната за дестилация и кондензирано цинк. Ако газовата фаза се съхранява в достатъчно висока концентрация на СО или цинк кондензиране се провежда достатъчно бързо, за да предотврати окисляването на цинк пара, кондензираната течния метал. В противен случай се окислява цинкови пари конденз и ZnO.

Създаване на условия за кондензацията на метален цинк е трудно. Правейки това има смисъл, само ако възстановяването на цинк от цинк, богати на оксидирани материали, как е цинк агломерат, за производство на метал или в близост до него. За бедните цинкови материали (окислява цинкови руди, металургични продукти -. Цинк торти, tsinkovistye шлаки и т.н.) кондензиране на дестилирана цинк се извършва в условия на окисление. резултати по този начин преработени цинков оксид сублимира методи, използвани за окислени цинкови богати материали, или използвани като технически цинков оксид. По този начин, дестилацията на цинк от лошо материал е предназначен да концентрира в малко количество от цинков оксид сублимиране.

Цинк остатъци пирометалургична обработка проведени главно от велц, че на практика в други страни главно използвани оловно-цинкови топене вал (торти агломерирането партидата прилага удар оловен концентрат), последвано от димяща оформен в шахтата tsinkovistyh топене шлаки.

Велц - частици възстановяване твърд материал е цинк-съдържащи окислени коксови глоби в въртящи се тръбни пещи с дестилация и кондензация на метален цинк окислен цинк (велц-оксид).

Химията на възстановяването на окислени цинкови материали

За възстановяване на окислени цинкови материали типично трифазен потоци на процесите и поведението на отделните отделни фази. Ако се съди химията на carbothermic възстановяването на тези материали, е необходимо да се знае тяхната фаза състав.

Основните компоненти на цинк Kekaha представени чрез следните форми: цинк - главно ферит ZnFe2 O4 и малка степен сулфидни ZnS и сулфат ZnSO4 (поради улавяне на разтвора на цинков сулфат); олово - главно сулфат PbSO4 и незначително сулфид; мед и кадмий - главно ферити; желязо е под формата на ферит, магнетит, Fe3 O4. 2 аморфен основния сулфат Fe2 О3 • • SO3 Н 2О и хематит α-Fe2 О3. В процеса на сушене мокри сладкиши, съдържащи киселинна цинков разтвор, получен в малки количества цинков сулфат, мед, кадмий (взаимодействие с ферити H 2SO 4).

цинк цинк агломерат е в следните форми: zincite ZnO, ferrifranklinita, (Zn, Fe) Fe2 O4 жлезиста вилемит (Zn, Fe) 2 SiO4. Агломератите вал топене, съдържащи значителни количества олово във вид на оловен силикатно стъкло и може да бъде в малки количества в ферит форма PbO олово (6 - у) • Fe2 О3. където у ≤ 1, като термично достатъчно стабилна.

цинков оксид се редуцира трудно и изисква високи стойности на рСОг и Т, в които протича процесът, чрез реакция на

цинков ферит е устойчив на разпадане във въздуха до 1400 ° С (и не се топи до тази температура). Започването на възстановяване се наблюдава при 650-750 ° С за да се освободи ZnO и образува отделна фаза (Zn, Fe) О • Fe2 03. Това се дължи на факта, че Fe3 + възстановяване настъпва без свързана възстановяване Zn2 + и излишък от стехиометрично количество срещу МеО в шпинелът трябва да бъдат разпределени от него в отделна фаза на ZnO и шпинел на остатък ферит поддържа стехиометричен състав, но обеднен на цинк, приближава състава на Fe3 O4. В ограничена степен възможно реакция

Възстановяване на сулфат може да доведе до образуване на сулфид, оксид или метал. Това зависи от съотношението на Me 2+ афинитета на сяра и кислород, както и устойчивост на термично разпадане на сулфат.

Сулфати олово и кадмий, които са силно устойчиви на дисоциация и Me 2+ нисък афинитет за кислород от сяра, са сведени до сулфиди. Например:

и основен оловен сулфат извлича от реакционната

PbO - PbSO4 + 5 CO = Pb + PBS + 5 СО2. (12.4)

При достатъчно ниски температури, при която термично устойчиви цинкови сулфати, редукцията протича съгласно реакциите

ZnO • 2ZnSO4 8 CO 2 = ZnO + ZnS + 8 СО2.

Меден сулфат е термично по-малко стабилен от оловен сулфат, кадмий, цинк и CuO - лесно Обратимо оксид, CuSO4 следователно намалява на метала:

По този начин, химията на намаляване на сулфати определят от съотношението на термични скорост на дисоциация и възстановяване. Ако дисоциация е по-бързо от възстановяването, крайната Твърдият продукт на процеса - или трудно металният оксид. Ако по-бързо възстановяване протича сулфат, крайният продукт на процеса е метален сулфид. повишаване на температурата ускорява различно термично разпадане и възстановяване на сулфат и това може да се промени химията на процеса, например, при ниски температури образуваната сулфид, а при по-високи температури - метала.

Агломератите съдържат цинков силикат, цинк, които при условия, типични за възстановяване агломерат се намалява достатъчна за образуване на метален цинк пара, и се свързва с освободените силициеви скални образуващ оксиди в силикати.

Когато Carbothermic намаляване на окислен цинк от различни материали това сублимира в метална форма, докато други сублимират летливи компоненти имат различни форми, в които те са преимуществено дестилира: олово като PbS; кадмий метал и под формата на CdS; индий като 1nS13 и амино; хлоро хлориди в серия, но основната един А1С13.