硫酸化焙燒，在嚴格控制爐內氣氛和爐溫下使爐料中的某些金屬硫化物和其他化合物轉變成水溶性硫酸鹽的焙燒方法，屬濕法冶金的預處理作業。
基本介紹
- 中文名：硫酸化焙燒
- 外文名：sulphating roasting
- 類型：礦石選冶試驗
- 原理：金屬硫化礦經氧化焙燒生成硫酸鹽
- 學科：冶金工程
- 作用：提取含硫精礦
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焙燒原理
金屬硫化物MeS硫酸化焙燒得硫酸鹽的主要反應有：
金屬硫化物硫酸化焙燒的控制條件主要有溫度和送風量。工業上多採用流態化焙燒爐(見流態化焙燒)進行硫酸化焙燒。
在同一溫度下，各種硫酸鹽的分解壓是不同的，亦即它們的穩定性不一樣。溫度愈高，硫酸鹽愈不穩定，容易分解為氧化物。利用各硫酸鹽穩定性的差異，通過控制合適的焙燒溫度，就可實現使欲提取的金屬轉變成可溶性的硫酸鹽，而使其他金屬成為不溶性氧化物的所謂選擇性硫酸化焙燒。使鐵變為氧化物而銅、鋅則進行硫酸化時的焙燒溫度，被認為是最佳的硫酸化焙燒溫度。此溫度為950K±50K。在這溫度範圍下進行的焙燒，可產出銅、鋅等被浸出而鐵不溶的焙燒產物。
研究表明，當送風量能使氣相中的SO3具有最大值時，便是硫酸化焙燒最合適的送風量。在選定最佳送風量時應綜合考慮硫酸廠的情況及熱能利用的經濟效果。
硫酸化焙燒在銅精礦、銅鈷精礦、鈷硫精礦及品位低的多金屬物料的處理中得到套用。
硫酸化焙燒-浸出-電解沉積是濕法煉銅的主要流程之一。硫化銅精礦硫酸化焙燒是使銅精礦中的銅由硫化物轉變為易溶的硫酸鹽，鐵的硫化物轉變為不溶的氧化物，在浸出作業中銅便能與鐵和脈石分離;同時在焙燒中使精礦中的部分硫氧化，生成SO2氣體進入爐氣，用於制酸。
硫酸化焙燒是當前含鈷硫精礦常用的處理方法，其目的是使鈷硫精礦脫硫，控制適當的溫度和送風量，在產出含二氧化硫制酸煙氣的同時，使鈷、鎳、銅等有色金屬硫化物轉變成可溶性的硫酸鹽或鹼式硫酸鹽，而鐵氧化成不溶的Fe2O3。焙砂進一步用濕法冶金處理，使有色金屬與鐵分離。
作用
金屬硫酸鹽在高溫下易分解成金屬氧化物和三氧化硫，但各種金屬硫酸鹽分解溫度不同，如鐵的硫酸鹽約在550℃發生分解，而銅、鈷、鎳的硫酸鹽則需在700℃以上才分解。通常利用這種差別，可從含銅、鈷、鎳的黃鐵礦中分別提取銅、鈷、鎳。
焙燒爐
主要有多膛焙燒爐、迴轉窯、流態化焙燒爐(見流態化焙燒)飄懸焙燒爐(見飄懸焙燒)、燒結機(見燒結焙燒)和豎式焙燒爐(等。
多膛焙燒爐 為間隔成多層爐膛的豎式圓筒型爐(圖1)，一般設有8～12層爐床。爐內壁襯以耐火磚，在中心軸上連結著旋轉的耙臂隨軸轉動，轉動耙臂採用空氣冷卻。物料由頂部加入，並依次耙向每層爐盤外緣或內緣相間的開孔，依次由一層降落至下一層，經乾燥、焙燒後從最底層排出。爐氣在爐內向著與物料相反的方向流動，直到乾燥預熱最上層的物料後逸出。與其他焙燒爐相比，多膛焙燒爐具有出爐煙氣溫度低、散熱少的優點;缺點是溫度難以控制，焙燒時間長，生產能力小。對於依次進行不同焙燒反應的焙燒，此種爐子倒是很方便的。
迴轉窯 為一隻稍微傾斜的臥式圓筒型爐 (圖2)，以耐火磚作內襯。爐料從一端裝入，邊從旋轉的爐壁落下邊被攪拌焙燒，最後從出料端排出。一般在出料端設有燒嘴進行加熱。由於窯內為負壓，防止了從爐的兩端漏出煙氣和粉塵。迴轉窯結構簡單，攪拌良好，不僅能處理粉料和塊料，還能處理在焙燒過程中形成少量熔體的物料，可廣泛用於氧化、還原、硫化和揮發的焙燒過程。其不足之處是：溫度難以控制，一旦在爐內形成所謂環狀爐結，便不能進行正常操作。
