黃酒

[拼音]:beishao

[英文]:roasting

將礦石、精礦或金屬化合物在空氣中不加或配加一定的物料(如炭粉、氯化劑等),加熱至低於爐料的熔點,發生氧化、還原或其他化學變化的冶金過程。是火法冶煉或溼法冶金中浸取前的準備作業,其目的在於改變爐料中提取物件的化學組成,便於下一步處理。焙燒方法根據反應的性質可分為下列8類:

氧化焙燒

硫化精礦在低於其熔點的溫度下氧化,使礦石中部分或全部的金屬硫化物變為氧化物,同時除去易於揮發的砷、銻、硒、碲等雜質。硫化銅礦、硫化鋅礦多用這種焙燒(見鋅)。

硫酸化焙燒

使某些金屬硫化物氧化成為易溶於水的硫酸鹽。焙燒的主要反應是:

式中Me代表金屬。例如銅的硫化物在600和800℃下焙燒,有關化合物或金屬穩定存在的熱力學條件可從優勢區圖看出。在附圖中,圱表示工業焙燒爐內氣相組成範圍(SO25~15%,O21~5%,其餘為H2O 10%、N275%)中的一個點。隨著溫度的提高,硫酸鹽穩定區變小。所以,控制較高的SO2分壓和較低的焙燒溫度,有利於生成硫酸鹽,即可進行硫酸化焙燒;反之,則易變成氧化物,成為氧化焙燒。對鋅的硫化礦及其精礦:用火法冶煉時,採用氧化焙燒;用溼法處理時則採用硫酸化焙燒。

揮發焙燒

將硫化物在空氣中加熱,使提取物件變為揮發性氧化物,呈氣態分離出來。例如,火法煉銻中將銻礦石(含Sb2S3)在空氣中加熱,氧化為易揮發的Sb2O3:

此反應從290℃開始,至400℃可除去全部硫。

氯化焙燒

藉助氯化劑(如Cl2、HCl、NaCl、CaCl2等)的作用,使物料中的某些組分轉變為氣態或凝聚態的氯化物,從而同其他組分分離(見氯化冶金)。

氯化離析焙燒

可視為氯化焙燒的一種特例。加氯化劑的同時加入炭粒,使礦石中難選的有價金屬礦物經氯化揮發後,在炭粒上轉變為金屬,並附著在炭粒上,隨後用選礦方法富集,製成精礦。其品位和回收率都可以提高。

還原焙燒

將氧化礦預熱至一定溫度,然後用還原氣體 (含CO、H2、CH4等)使其中某些氧化物部分或全部還原,以利於下一步處理。例如,將貧氧化鎳礦預熱到780~800℃,用混合煤氣還原,使鐵的高價氧化物大部分還原成Fe3O4,少量還原成FeO和金屬鐵,鎳、鈷氧化物還原成易溶於NH3-CO2-H2O系溶液的金屬鎳、鈷(見鎳)。

磁化焙燒也屬於還原焙燒,其目的是將弱磁性的赤鐵礦(Fe2O3)還原成強磁性的磁鐵礦(Fe3O4),以便用磁選,使之與脈石和雜質分離。

氧化鈉化焙燒

向礦石或精礦配入適量的鈉化劑如Na2CO3、NaCl、Na2SO4等,焙燒後產生易溶於水的鈉鹽。例如,溼法提釩流程中,細磨釩渣,經磁選除去鐵珠後,加鈉化劑並在迴轉窯內焙燒,渣中的三價釩氧化成五價的偏釩酸鈉:Na2CO3+V2O3+O2─→2NaVO3+CO2

Na2SO4+V2O3+O2─→2NaVO3+SO3

2NaCl+V2O3+O2─→2NaVO3+Cl2

煅燒

將碳酸鹽或氫氧化物的礦物原料在空氣中加熱分解,除去二氧化碳或水分,變成氧化物,也稱為焙解。如菱鐵礦、菱鎂礦、石灰石、氫氧化鋁等的處理。

影響焙燒反應速度的主要因素是:

(1)溫度;

(2)物料顆粒外表面形成的固體反應物膜層的厚度及緻密程度;

(3)物料的粒度及物理化學性質;

(4)氣流中各種氣體的分壓等。

上述各種焙燒,根據所用裝置的不同,又可分為流態化焙燒,固定床焙燒(反射爐),移動床焙燒(多膛爐,迴轉窯)和旋風焙燒(旋風爐)等。

參考書目

趙天從主編:《重金屬冶金學》,冶金工業出版社,北京,1982。

參考文章

含硫化銅礦物的銅礦石焙燒時應注意什麼?礦業常用的焙燒裝置有哪些?礦業常見的焙燒有幾種型別?礦業電鍍汙泥的還原焙燒-酸浸廢水治理