1、备料工序
硫化锌精矿是生产锌的主要原料，成分一般为：Zn45~60%,Fe5~15%,S30~33%，浮选精矿粒度较细，90%为0.07mm，堆密度1.7~2.0g/cm3。锌精矿等级标准见下表： 锌精矿的等级标准
等级 | 含锌量 （%） | 杂质不大于（%） |
Cu | Pb | Fe | As | SiO2 |
1 | ≥55 | 0.8 | 1.0 | 6.0 | 0.3 | 4.0 |
2 | ≥50 | 1.0 | 1.5 | 8.0 | 0.4 | 5.0 |
3 | ≥45 | 1.5 | 2.0 | 14.0 | 0.5 | 6.0 |
4 | ≥40 | 2.0 | 3.0 | 16.0 | 0.5 | 7.0 |
| | | | | | |
2、锌精矿来源较广，成份复杂，为了使焙烧能有一个相对稳定的工艺条件，必须对精矿进行配料以使精矿万分稳定控制在焙烧操作允许范围内，并且不发生大的波动，这还关系到整个锌冶金流程的稳定性。 除了对成份进行控制外，还需对精矿进行预处理，以控制粒度和含水量。配料采用仓式配料，将来源不同或成份不同的精矿分仓堆放，根据成份进行配料计算，得到配料比例。
配料设备有配料圆盘和电子皮带秤，控制各种精矿的流量比例，就能使混合精矿成份保持相对稳定。由于精矿在运输、贮存过程中，会因干燥冰冻等因素结块，必须进行破碎，破碎设备有鼠笼破碎机。精矿采用自然干燥和配料调整的方法来保证含水量在8~10%。
2、沸腾炉工序锌厂使用炉床面积为109m2的沸腾炉。该炉为鲁奇式，它有一个锥型的扩大段，采用无前室加料系统，设有物料排出口及直通式风帽，炉子加料口设有紧急闸门，在炉况异常时，保护抛料机。与传统道尔式沸腾焙烧炉相比，它有一个锥形的扩大段，在这一扩大段内，炉气上升的速度比沸腾层相比要慢，使气体与物料有充分的反应时间，提高了焙烧矿的质量。备料工序送来的混合锌精矿送入炉前仓，再由仓下调速胶带给料机、定量给料机，计量后由分配圆盘分别加到两台抛料机上，将混合精矿抛入焙烧炉内。焙烧炉产出的焙砂经两台流态化冷却器和高效圆筒冷却机进一步冷却至150℃左右。冷却后的焙砂经埋刮板运输机送到球磨机室进行球磨，磨细后的焙烧矿与烟尘混合用汽化喷射泵送制液车间浸出制液。沸腾焙烧炉产出的烟气经余热锅炉回收烟气余热后，经两段旋涡收尘器、电收尘器收尘后由排烟机送制酸系统 3．锌精矿焙烧的目的
将精矿中的ZnS尽量氧化成ZnO，同时让铅、镉、砷等杂质氧化变成易挥发 的化合物从精矿中分离。
使精矿中硫氧化成SO2，产出足够浓度的SO2烟气供制酸。
4．锌精矿焙烧的要求
尽时能完全地氧化金属硫化物，并在焙烧矿中得到氧化物及少量硫酸盐；
使砷和锑氧化，并以挥发物状态从精矿中除去；
在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌，因为铁酸锌不溶于稀硫酸溶液；
得到细小粒子状的焙烧矿以利于后序工作浸出的进行
5、锌精矿焙烧反应一般规律
流态化焙烧的理论基础是固体流态化，当气体通过固体料层的速度不同时，可将料层变化
分为三种状态：即固定床、膨胀床及流态化床。锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自上而下通过炉内矿层，使固体颗粒被吹动，相互分离而呈悬浮状态，达到固体颗粒（锌精矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，以利化学反应的进行。主要化学反应为:
2ZnS＋3O2＝2ZnO＋(1)
ZnS＋2O2＝ZnSO4 ……………………….(2)
ZnO＋SO2+1/2O2＝ZnSO4……………… (3)
3ZnSO4＋ZnS=4ZnO＋4SO2…………….(4)
最新的理论认为硫酸锌的生成实际上要经历一个生成碱式硫酸锌的过程：
3ZnS+11/2O2=ZnO·2ZnSO4+SO2………(5)
ZnO·2ZnSO4+SO2+1/2O2=2ZnSO4……..(6)
6、锌精矿焙烧动力学过程及机理
金属硫化物的氧化反应是一个气、固相的多相反应过程，过程很复杂。反应分成以下几步骤：
1）氧分子经扩散到达硫化物表面；
2）氧分子在硫化物表面被吸收，并分解成为活性氧原子；
3）氧原子向硫化物晶格中扩散，与金属离子和硫阴离子结合生成金属氧化物和吸附态的SO2；
4）SO2分子从固体表面解吸扩散到气相中。
7、硫化物的焙烧氧化过程是从表面向内部进行的，反应前期生成的氧化物层必然会对氧分子的向内扩散和SO2分子的向外扩散起阻碍作用， 使反应速度下降，固体颗粒越大，扩散所需的时间越长，也就是完成反应的时间越长，如果在生产条件下不能满足这个时间的要求，氧化过程就不能进行彻底，造成焙烧产物含硫上升，质量下降。所以硫化矿的粒度是焙烧质量的一个重要条件。当处于低温焙烧时， SO2通过氧化物层扩散，还会与氧气和氧化物进行反应，使得硫酸盐大量增加。一方面,由于SO2、O2在气相中的扩散速度，和它们
的浓度有密切关系。增大烟气中的O2浓度和减少SO2浓度都有利于总反应速度的提高。在工业上采用提高O2浓度的方法来强化焙烧过程。除此之外，温度对扩散过程有决定性的影响，较高的温度能加速气体的扩散，在工业上将控制焙烧温度作为控制焙烧反应速度的重要手段。 8、传热原理
流态化床的热传递可分为三种形式，即固体与气体间、流态化床内各部分之间、流态化床与管壁之间的热传递。传热方式主要是对流。由于流态化床内固体与气体之间接触多，有效传热面积大，故总的传热效率比固定床大。由于流态化床内固体颗粒快速循环以及气流使床层激烈搅动，因而流态化床内各部分的温度几乎一致，就是在大量放热反应的焙烧过程中，床层内积分的温度仍能保持均匀一致，这对焙烧过程是非常有利的条件。在生产实践中可以控制床层内温度差在±10K波动。
9、锌精矿焙烧操作控制及影响因素
锌精矿的氧化过程是复杂的多相反应过程，与许多因素有关，为保证焙烧炉的的正常操作，应加强对主要影响因素的控制。
（1）．开炉
正常开炉是指焙烧炉从常温开始升温到达正常条件的全操作过程，开炉所用时间48～72h，临时停炉后的开炉是指从当前状态开始达到正常工艺操作条件的全操作过程。
1）临时停炉后的开炉
临时停炉后，焙烧炉保持着较高的炉温。首先以20000 ～ 45000Nm3/h的鼓风量来回鼓风2 ～ 3次，确认炉况良好后，保持20000 ～ 25000Nm3/h的鼓风量。可以以较快的速度升温，炉温到850 ℃时开始投料，同时增大鼓风量到35000 ～ 45000Nm3/h，以20 ～27t/h的投料量，当炉温稳定在900 ℃以上后，开炉成功
２） 正常开炉
109m2焙烧炉升温分成四个阶段，第一阶段：常温～350℃升温，升温速度为40 ℃/h，同时向炉内鼓风20000 ～25000Nm3/h，烟气出口压力控制在+30～-30Pa之间；第二阶段：当温度升到350℃时，恒温16 ～24h，在此期间向炉内加入种子焙砂（俗称“底料”）120 ～140t，使炉内形成厚600 ～800mm的沸腾层。鼓风量应根据沸腾情况及时调整。如
果沸腾不良，应停止焙砂加入的作业，反复增大鼓风量操作使沸腾完全好转，仍保持20000 ～25000Nm3/h的鼓风量。种子焙砂尽量选择溢流焙砂，要控制总硫量在2%以下，壁免给烟气系统带来低温腐蚀；第三阶段：以30 ℃/h的速度升温到650 ℃ ，恒温8~16h；第四阶段：以40 ℃/h的速度升温，当温度升到850 ℃时，向炉内开始投锌精矿，当温度上升到950 ℃时，鼓风量增加到44000Nm3/h，以27t/h（湿）的流量向炉内加料。严格注意炉温的变化，炉温稳定在900 ℃以上时，开炉完成。
3）新建焙烧炉的开炉
①升温曲线(见下图)
3）新建焙烧炉的开炉
②新建焙烧炉的开炉前空试和阻力测定
新建或炉体大修后的焙烧炉先进行空试和阻力测定。空试是测试风帽的阻力。在一定的鼓风流量下，用流量计测量风帽的流量，各个测试区域内的平均伴之差不大于10%，说明阻力分布正常，否则要出原因并做出调整。阻力测定是测量炉床的流量一压力降特性曲线。炉床的压力降就是阻力。以不同的鼓风量向炉内鼓风，由于这时炉床是唯一的阻力层，因此风箱压力就是炉床的压力降，通过连接不同鼓风量可以做出炉床的流量————压力降特性曲线，这个曲线作为今后工艺操作的参考。
3）新建焙烧炉的开炉
③沸腾焙烧炉系统投产整个过程分为三个部分：
a、木柴烘炉：一般在炉底上铺1 ～ 2 mm厚钢板，再在钢板上燃烧木柴或木碳，热气通
过炉气出口和烟气系统其它孔洞排出。也可以在内箱内用电炉丝或燃烧器加热烘烤。木柴烘炉温度控制在100 ～ 120℃，恒温时间8天。
b、油燃油烘炉：油燃油升温度每小时升温速度＜5℃，升至250~350℃恒温低温烘炉时间适当延长，有利于物理水蒸发（炉顶砌筑时会淋过雨，且拱角砖后背砖取消，改为浇注料，含水分高），在此期间，可铺底料200 ～ 300mm厚，铺底料期间，逐台试抛料机，调试好抛料机落点，并开启鼓风机，吹平炉内焙砂。恒温8天后，仍按每小时升温5℃的速度升温至650℃，恒温4 ～ 5天后（到分解砌体所含结晶水的目的），整个沸腾炉烘炉完成。
3）新建焙烧炉的开炉
③沸腾焙烧炉系统投产整个过程分为三个部分：
c、投料生产：加足种子焙砂，静止高度厚达650 ～ 700mm，鼓风机对炉内连续鼓风，炉内呈微沸腾状况，焙砂全部受热至900℃以上，即可投入锌精矿，关闭油，打开一旋入口和电收尘入口的闸门，打开电收尘出口φ2000蝶阀，打开至制酸阀门，关闭至开炉
烟囱阀门，关闭开炉烟道入口阀门，烟气转换工作完成。流态化冷却器送水、供风，冷却圆筒送水、运行，球磨机启动运行，焙砂系统开启完成。电收尘器在通烟气前24h，开启电加热，接通烟气后，温度达到250℃，可对电场送电。给料系统按沸腾炉投料量需要，保证正常供料。整个过程严格按升温曲线进行。
2 正常操作条件的控制与调整
1）．物料的物理化学性质。
物料颗粒愈小，比表面积愈大，就愈有利于焙烧，但颗粒也不宜太细，如颗粒过细，在生产中会形成过多的烟尘量，影响焙烧的正常运行工况。
锌精矿成分控制表
元素 | Zn | S | Pb | SiO2 | Fe | Cu |
控制范围% | ＞47 | ＞27 | ＜2.0 | ＜4.2 | ＜13.0 | ＜1.5 |
| 恒温阀门 | | | | | | |
2）．沸腾层温度
流化层的温度主要是通过调整加料量、鼓风量以及二者之间的比例来控制的。在正常操作下流态化层的温度都是比较稳定的，有时由于精矿含硫品位、加料量和鼓风量的波动会使温度发生变化。随着温度的升高，氧化过程的总速度加快。但是温度太高，会发生烧结现象不利于焙烧。沸腾炉正常运行工况下，沸腾层温度控制在850 ℃ ～950℃。在正常操作中，沸腾层温度分布均匀，各点温差不超过10℃，而且温度变化趋势也很一致，当温差变化大或温度趋势发生背离时，应考虑到炉内出现局部不沸腾等故障
3）．烟气温度
烟气温度只作为操作参考而不作为控制对象。烟气温度测点设于炉顶或烟气出口，一般情况下，烟气温度和沸腾层温度有一个相对固定的温差。当精矿含水少或粒度过细时，会进入上部空间燃烧，使烟气温度上升，此时，烟尘量增大，烟气系统的热负荷也上升，烟尘品质下降。
4）．鼓风量与过剩空气系数
一定的鼓风量即要维持焙烧炉的沸腾状态，又要为焙烧提供一定的过剩空气系数。鼓风量
决定于加料量，应通过冶金计算来确定。实际鼓风量应高于理论鼓风量，两者的比值称为空气系数。空气系数一般为1.05~1.20，空气系数太大会使烟气量增大使SO2浓度降低，设备负荷增大。反之会使焙砂质量下降，甚至造成工艺事故，因此鼓风量的调整应与加料量调整同步进行。根据经验计算1吨精矿鼓风需求量为1500~1800Nm3/t。
5）．风箱压力
风箱压力不作为控制对象，只是炉况的参考。它是沸腾层和炉床阻力的情况的反映。在正常生产中，风箱压力会很缓慢地上升，这是由于炉内会出现风帽堵塞，大颗粒沉积和烧结物的原因。在鼓风量变化后，风箱压力也会发生微小变化，过一段时间后回复到原来的值，这是因为沸腾层的密度变化需要一段时间才能稳定。当箱压力出现突然变化，则说明炉内发生了异常情况。
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