J I A N G S U U N I V E R S I T Y课程设计报告鼓风炉熔炼年产20万吨粗锌的冶金计算学院名称：材料学院专业班级：冶金1301学生：丁叶凯指导教师：云建2017年1月10日鼓风炉熔炼年产20万吨粗锌的冶金计算摘要：本文通过研究鼓风炉炼锌的工艺流程，以100㎏为基准计算，得出精矿物相组成、溶剂及燃碳量、烧结块物相组成、烧结鼓风量及烟气量，从而得出鼓风炉熔炼物料平衡表，计算出鼓风炉熔炼年产20万吨粗锌所需的物料情况。
关键词：鼓风炉炼锌精矿物相组成烧结块物相组成鼓风炉熔炼物料平衡引言鼓风炉炼锌是英国于1950年发展的方法,称为法。
此法与罐式蒸馏法间接加热的方式不同，它是将热交换和氧化锌还原过程在同一容器进行。
鼓风炉既能处理锌、铅混合硫化矿或锌铅氧化矿，也能处理铅锌烟尘等。
硫化锌铅精矿经烧结焙烧成烧结矿,配以焦炭,加入鼓风炉，鼓入预热空气，使炭燃烧，在高温和强还原性气氛中进行还原熔炼。
还原所得锌蒸气从炉顶排出，经铅雨冷凝得粗锌，同时从炉底排出还原熔炼所产的粗铅。
一般所说的标准炉，炉身断面为17.2㎡,风口区断面为11.2㎡，配有一套5.5㎡铅雨冷凝器。
鼓风炉的处理能力以燃烧焦炭量表示,经强化操作,炉的日燃焦炭量已超过200吨。
燃烧一吨焦炭可产锌1～1.2吨以上。
锌的回收率为90～94％，铅的回收率为93～96％。
中国冶炼厂采取鼓风炉法【1】。
目录第一章鼓风炉炼锌工艺流程 (5)1.1工艺流程概述 (5)1.2工艺流程图 (5)第二章原始资料 (5)2.1精矿 (6)2.2焦炭 (6)2.3石灰石 (6)第三章精矿物相组成计算 (8)3.1铅的形态 (8)3.2锌的形态 (8)3.3镉的形态 (8)3.4铜的形态 (8)3.5砷的形态 (8)3.6铁的形态 (8)3.7钙的形态 (9)3.8镁的形态 (9)第四章溶剂及燃碳量计算 (10)4.1溶剂量计算 (10)4.2炉渣重量 (10)4.3燃碳量计算 (10)第五章烧结物料 (13)5.1石灰石量 (13)5.2烧结烟尘 (13)5.3浮渣 (13)5.4蓝粉 (13)5.5烧结返粉 (13)第六章烧结块物料组成 (14)6.1烧结块物料组成 (14)6.2硫 (14)6.3铅 (15)6.4硅 (15)6.5锌 (15)6.6铁 (16)6.7砷 (16)6.8铜 (16)第七章烧结鼓风量及烟气量计算 (18)7.1点火助燃空气量 (18)7.2脱硫理论鼓风量及烟气 (18)7.3烧结成品烟气 (19)第八章熔炼物料计算 (21)8.1含砷浮渣 (21)8.2冷凝补充铅 (21)8.3黄渣 (21)8.4金属损失 (21)8.5炉渣 (21)8.6粗锌及粗铅量 (22)8.7焦炭量 (22)第九章熔炼空气量与烟气量计算 (23)9.1碳燃烧需氧气量 (23)9.2氧化物还原放出氧量 (24)9.3水还原放出氧量 (24)9.4 L.C.V煤气量 (24)9.5理论空气量 (24)9.6理论炉气量组成 (24)第十章熔炼物料平衡表 (26)结论 (27)参考文献 (28)第一章鼓风炉炼锌工艺流程1.1工艺流程概述1.1.1反应原理将热交换和氧化锌还原过程在同一容器进行，鼓风炉既能处理锌、铅混合硫化矿或锌铅氧化矿，也能处理铅锌烟尘等。
硫化锌铅精矿经烧结焙烧成烧结矿，配以焦炭，加入鼓风炉，鼓入预热空气，使炭燃烧，在高温和强还原性气氛中进行还原熔炼。
还原所得锌蒸气从炉顶排出，经铅雨冷凝得粗锌，同时从炉底排出还原熔炼所产的粗铅。
1.1.2工艺参数一般所说的标准炉，炉身断面为17.2㎡，风口区断面为11.2㎡，配有一套5.5㎡铅雨冷凝器。
鼓风炉的处理能力以燃烧焦炭量表示，经强化操作，炉的日燃焦炭量已超过200吨。
燃烧一吨焦炭可产锌1～1.2吨以上。
锌的回收率为90～94％，铅的回收率为93～96％。
1.1.3工艺设备主要设备有炼锌鼓风炉、热风炉、和焦炭预热炉三部分组成。
1.2工艺流程图第二章原始资料2.1精矿2.1.1概述鼓风炉炼锌的原料既有锌精矿和铅精矿，也有高银锌精矿、高铅锌精矿、高锌铅精矿、铅锌混合精矿、挥发或烟化氧化锌以及湿法炼锌厂的中性浸出渣等。
各种原料经配料后，其中的铅锌品味和应不小于50％，铅锌比值宜大于2.2。
2.1.2精矿组成设精矿成分（％）如下：表1精矿成分（％）成分223含量36.1016.4029.409.60 4.200.600.150.55成分，/，/含量0.200.120.160.100.0050.00450.33302.2焦炭炼锌鼓风炉使用的焦炭，除含固定碳要高、强度要好和合适的粒度外，尚要求低反应性，值宜在1.0～1.1之间，不应使用>1.25的焦炭【2】。
2.2.1设焦炭工业分析（％）如下：表2焦炭工业分析（％）成分固定含量82.000.900.060.80 3.0013.242.2.2焦炭灰分组成(％）如下：表3焦炭灰分组成(％）成分223组成47 3.611.828.42.3石灰石早期将硬煅石灰直接加入炼锌鼓风炉，现在仍有这样操作的工厂。
多数厂已改用石灰石与精矿一起烧结，也有的厂用生石灰代替石灰石进行烧结。
设石灰石成分(％)如下：表4石灰石成分(％)成分223含量50.0 5.20.3 1.3 1.2第三章精矿物相组成计算以100为基准，进行相应计算。
3.1铅的形态设全部为，其中：16.40×32.06/207.2=2.54㎏：16.40+2.54=18.94㎏3.2锌的形态设全部为，其中：36.10×32.06/65.38=17.70㎏：36.10+17.70=53.80㎏3.3镉的形态设全部为，其中：0.12×32.06/112.4=0.03㎏，：0.12+0.03=0.15㎏。
3.4铜的形态设全部为2，其中：0.20×2×32.06/63.54=0.20㎏：0.20×55.85/63.54=0.18㎏：0.20+0.20+0.18=0.58㎏23.5砷的形态设全部为，其中：0.16×32.06/74.92=0.07㎏：0.16×55.85/74.92=0.12㎏：0.16+0.07+0.12=0.35㎏3.6硫的形态剩余的硫与铁结合成2与78，余硫为8.86㎏，余铁为9.30㎏。
设2与78含量分别为，，则有2×32.06+8×32.06=8.86解得=0.10，=9.45×10-355.85+7×55.85=9.30中，：2×32.06=6.52㎏2：55.85=5.59㎏：6.52+5.95=12.47㎏2中，：8×32.06=2.34㎏78：9.30-5.59=3.71㎏：2.34+3.71=6.0㎏783.7的形态以3形态存在，其中：0.60×44.01/56.08=0.47㎏2：0.60+0.47=1.07㎏33.8的形态以3形态存在，其中：0.15×44.01/(23.41+16)=0.16㎏2：0.15+0.16+0.31㎏3将以上计算结果列入表1表5精矿物组成，％组成2232其他合计36.1017.7053.8016.40 2.5418.940.120.030.150.200.180.200.58 20.120.070.160.355.596.5212.47 23.71 2.34 6.05 784.20 4.20 20.550.55 230.600.47 1.07 30.150.160.31 3其他 1.53 1.53合计36.1016.400.120.209.6029.400.16 4.200.550.600.150.63 1.53100.00第四章 溶剂及燃碳量计算国的鼓风炉炼锌溶剂只用石灰石，通常确定炉渣中的/2比值，再计算石灰石加入量。
国外近几年来采用的/2值为0.8～1.2，本计算取1.0。
设石灰石加入量为㎏ ，燃碳量为㎏ 。
4.1 溶剂量计算配入溶剂后，炉渣主要组成如下：表6 炉渣主要组成组成2 23精矿 9.60×C 85.551685.55+0.60 4.20 0.55焦炭灰分0.118×C 82.01324.0 0.036×C 82.01324.0 0.47×C 82.01324.0 0.284×C 82.01324.0 石灰石 0.003 0.50 0.052 0.013当/2为1.0时，有0.60+0.036× +0.50 = 4.20+0.47× +0.052解得=8.036+0.1564 ㎏4.2 炉渣重量炉渣主要造渣成分+2++23之和通常占无锌炉渣量的82～88％，本计算取85％。
当炉渣含7％时，炉渣重量为：= 28.336+0.2978㎏4.3 燃碳量计算4.3.1黄渣设黄渣产出量为燃碳量的1.9％，其中含2.0％，1.0％，15％，50％，6％。
C 82.01324.0C 82.01324.0)07.01(85.0568.0C 1466.0772.17-++x4.3.2蓝粉设蓝粉量为燃碳量的16％，其中含32％，36％， 1.50％。
4.3.3浮渣设浮渣量为燃碳量的16％，其中含32％，40％， 1.50％。
4.3.4含砷浮渣设含砷浮渣量为燃碳量的4.0％，其中含1.6％，47％，5.0％。
4.3.5金属损失烧结：锌为精矿中量的1.5％，铅为精矿中量的3.0％。
熔炼：锌为燃碳量的1.75％，铅为燃碳量的1.2％。
4.3.6锍精矿中/<0.03时，不产出锍，当高于0.03时，超出部分的铜进入锍，此时烧结块中的残锍应适当高些。
4.3.7碳耗率它与诸多因素相关。
热风温度是主要影响因素;焦炭的质量尤其是焦炭的值是主要影响因素；空气是否脱湿也影响碳耗率。
设热风温度800℃，焦炭<1.1，空气不脱湿时，=0.76。
4.3.8粗锌中锌量粗锌中锌量=精矿中锌量-炉渣中锌量-损失锌量-黄渣中锌量=36.10-0.07(28.336+0.2978)-36.10×0.015-0.0175=33.57-0.03834.3.9蒸发锌量蒸发锌量=粗锌中锌量+浮渣中锌量+蓝粉中锌量+含砷浮渣锌量+熔炼损失锌量=33.57-0.0383+0.36×0.16+0.40×0.16+0.47×0.04+0.0175=33.57+0.11964.3.10燃碳量=[0.936×蒸发锌量+0.2713(渣量+黄渣量+锍量)]=0.76[0.936(33.57+0.1196)+0.2713(28.336+0.2978+0.019)]=30.038+0.1539解得=35.50㎏第五章烧结物料5.1石灰石量=8.036+0.1564=8.036+0.1564×35.50=13.59㎏5.2烧结烟尘烟尘产出率为精矿量18～25％，本计算取20％。