《陈赛：文献综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陈赛：文献综述（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计（论文）文献综述院 （系）：资源与环境工程学院专业：冶金工程班级：11 冶金一班学生姓名：陈赛学号: 201111103006 2014 年 11 月 12 日本科生毕业设计（论文）文献综述评价表毕业设计（论文）题目年产 10 万吨电锌的焙烧车间设计综述名称锌的冶炼及应用评阅教师姓名职称评价项目优良合格不合格综述结构01 文献综述结构完整、符合格式规范综述内容02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03 文字通顺、精练、可读性和实用性强04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献05 中、
2、英文参考文献的类型和数量符合规定要求，格式符合规范06 围绕所选毕业设计（论文）题目搜集文献成绩综合评语：评阅教师（签字）：年月日文献综述： 锌的冶炼及应用1 引言金属锌是一种银白色略带淡蓝色金属，断面具有金属光泽。 在室温下， 性较脆；100150时，变软可以压成0.05mm的薄片或细丝；超过200后，又变脆。锌的化学性质活泼， 在常温下的空气中， 表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225后，锌剧烈氧化。在空气中很难燃烧，在氧气中发出强烈白光。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高， 但金属锌熔点却很低， 所以在酒精灯上加热锌片， 锌片熔化变
3、软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。锌能与多种有色金属制成合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、 镁、铜等组成压铸合金。 锌主要用于钢铁、 冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域， 在现代工业中对于电池制造上有极其重要的地位，另外，锌是人体必需的微量元素之一, 在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。2 矿石中提取锌的现状2.1 火法炼锌火法炼锌：在高温下， 用碳作还原剂从氧化锌物料中还原提取金属锌的过程就叫做火法炼锌1。火法炼锌技术又分为竖罐炼锌、密闭鼓风炉炼铅锌、电炉炼锌和横罐炼锌。 前两
4、种方法是中国现行的主要炼锌方法，电炉炼锌仅为中小炼锌厂采用，横罐炼锌已经淘汰。2.2 湿法炼锌2.2.1 硫酸浸出锌用酸性溶液从氧化锌焙砂或其他物料中浸出锌，再用电解沉积技术从锌浸出液中制取金属锌的方法。全世界80以上是由湿法炼锌工艺所生产，该工艺包括硫化锌精矿焙烧、锌焙砂浸出、浸出液净化除杂质和锌电解沉积四个主要工序。2.2.2 氨法提取锌目前，工业上大多采用传统的焙烧硫酸浸出净化电积法炼锌由于对各种锌精矿的过度开采，导致锌原料品位不断下降，而铁、氟、氯、锰等有害杂质的含量不断上升，造成采用传统的酸浸法处理锌精矿时，存在净化幽难、锌回收率低、能耗人和成本高等问题 用氯化铵化直接从氧化锌矿提取
5、电锌的新工艺得到了应用2。2.2.3 细菌法浸出锌利用微生物及其代谢产物氧化、 溶浸矿石中某些有用组分， 然后从浸出液中回收有用金属的一种化学选矿新工艺3。影响因素：锌的浸出率随着矿浆浓度的降低而增加。在生物浸出过程中调节pH值到 16 对铁闪锌矿的溶解有促进作用4。外加 Fe3+离子加速了铁闪锌矿的生物浸出，但当外加Fe3+离子浓度超过25 gL 时，促进作用变弱。这是因为高浓度的Fe”离子会对细菌生长产生抑制作用且促进黄钾铁矾的生成。在Lferrooxidans菌存在条件下，利用电化学测试方法进一步了解有、无外加Fe”离子时铁闪锌矿的溶解过程。实验数据表明，外加Fe3+离子可以增加腐蚀电流
6、密度，有利于锌的提取5。3 其它原料中锌的回收提取3.1 热镀锌废锌料的回收提取锌目前热镀锌是是世界上最广泛最有效的钢铁材料保护防腐方法。即将钢铁及基体放入处于熔融状态的锌液之中6，进而使金属表面镀上一层薄薄的锌层，进而达到防腐的作用。 在整个过程之中，铁与锌的冶金反应过程之中会生成锌渣，锌渣约占使用锌投入的 12 15左右，因此对其加强回收与利用将大大改善目前锌矿资源的不断减少趋势以及适应锌需求的持续增长趋势。目前，锌渣的回收与利用方法的研究备受学术界的重视7。 3.2 废锌锰电池中提取锌锌锰电池之中含有锌铜汞镉等金属， 废旧的锌锰电池如果随意丢弃则会对环境造成巨大的污染。 如果我们采用一些
7、科学合理的方法对其进行回收与利用，一方面可以使这些重金属资源避免浪费，变废为宝，同时也可以大大的改善我们的生活环境。对于废锌锰电池之中废锌的回收与利用主要可以从以下几个方面进行： 第一 可以将废废锌锰电池的外皮剥下、剪碎，按质量比为 l ：20) 加入水后，煮沸、干燥后、再在熔炉之中加热到500 ，冷却后用稀硫酸去除杂质，再经过过滤、浓缩、结晶等过程可以得到硫酸锌等产品。使用废锌锰电池制备各种锌盐，可以大大的减少对于目前我国有限锌矿的开采。第二可使用废锌锰电池制备氧化锌。可以将废锌锰电池中的锌熔化成锌粒，除杂质后用硝酸溶解锌粒，加入氨水生成氢氢化铁沉淀除去后，再向滤液中加硝酸破坏锌氨络合物。同
8、时，再加入碳酸钠 ( 控制 PH值为 8) ，则可以生成碳酸锌沉淀， 将其放于 800下焙烧制即可得到氧化锌。 第三可以制备金属锌。 例如，可以将废电池剥下来的锌壳用热水洗净后，加热至500使其熔化 ( 锌的熔 点为 419.4)，除去上层浮渣后，将锌液以细流盛倒在模具之中，冷却即可形成锌锭8。 3.3 黄钾铁矾法炼锌矿渣中提取锌湿法炼锌产生的浸渣中还含有一定量的锌及其它有价元素，这些废渣的大量堆积，不仅对环境造成很大的污染，还大大浪费了可利用的锌资源，鉴于世界范围内锌资源的日益匮乏， 研究从这些锌浸渣中提取锌具指导性意义9。该方法采用硫酸浸出，浸出过程是一种固相( 锌料) 与液相 ( 溶剂)
9、 所形成的多相反应过程，呈固体颗粒状的锌料与硫酸直接接触时，待主要化学反应发生后， 得浸出液经过净化除铁和萃取 , 便得到硫酸锌溶液，经过电积即可得到锌锭，或者可以直接用于制备硫酸锌结晶体包装出售。 此外，浸出液中有游离的硫酸经过高温分解与回收，制成硫酸，循环使用，减少成本，有利环保。 3.4 高炉炼铁烟尘氧化锌真空碳热还原提取锌高炉炼铁烟尘中， 锌主要以氧化锌的形态存在， 碳热还原氧化锌的热力学条件是提取金属锌的主要依据，氧化锌被 C 或 CO 还原反应是在不同系统压强下的临界反应温度。 可以看出，氧化锌碳热还原反应临界温度T随系统压强的降低而降低，低压有利于真空条件下氧化锌碳热还原反应的进
10、行10。4 锌的应用4.1 锌的生物作用锌是生命体中必需的微量元素之一，被誉为生命之花。 在生命体内参与细胞的所有代谢过程， 锌有助于生长发育， 还起着维持味觉和嗅觉， 维持中枢神经系统，促进伤口和溃疡的愈合的作用11。锌缺乏可以导致创伤组织难以愈合和再生，导致生长发育停滞。 锌主要存在于海产品、 肉类、动物肝脏、麦芽、南瓜子、鸡蛋等。锌虽然在人体含量极少 , 但却广泛分布于各个器官内 , 是生命活动过程中物质转运和交换的必需元素 , 与人体健康密切相关12。 4.2 锌与抗衰老体内细胞的各种酶在需氧代谢的过程中，不断生成的氧自由基对细胞有毒性作用。随着年龄的增长， 自由基在体内积累造成机体组
11、织不断老化。锌是超氧化物歧化酶 SDD 的主要成分，对机体起保护作用。锌还能提高 D N A 的复制能力，加速 DNA和 RNA的合成过程， 使老化细胞得以更新， 从而增强生命活力。 缺锌及其它微量元素会使SDD 活性降低， 脂质过氧化物升高， 组织损坏加重， 加速老化的发生。锌对生物膜有重要的保护作用，它和铜蓝蛋白、过氧化氢酶及维生素 0 都有抗脂质过氧化的功能13。 4.3 工业用途4.3.1 镀锌用作防腐蚀的镀层 (如镀锌板 )，广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业，约占锌用量的 46% 。锌具有优良的抗大气腐蚀性能，所以锌主要用于钢材和钢结构件的表面镀层14。锌合金板具有良好的抗大气腐
12、蚀性，用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10 年。镀锌及其海洋环境防腐蚀效果：15锌涂镀层是海洋大气、海水环境中良好的金属保护层，它在大气中可以形成致密、附着牢靠、难溶于水的薄膜， 起遮蔽作用， 在水中还对钢铁有阴极保护作用，因而能有效地防止海洋大气、海水中钢铁构件的腐蚀。形成锌层的方法有热浸镀、 电镀、热喷涂和渗锌。 其中渗锌可以得到有金属扩散层的保护层，附着牢固，保护效果更好。渗锌方法分液体法和固体法。液体法也叫热浸渗锌， 主要用于板材和线材的批量主产。固体法渗锌是将渗剂与工件一起进行热处理，适用于小型零件16。 4.3.2 制造铜合金材 (如黄铜 ) 锌具有适用的机械性能。 锌本身
13、的强度和硬度不高， 加入铝、铜等合金元素后，其强度和硬度均大为提高， 尤其是锌铜钛合金的出现， 其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平，其抗蠕变性能也大幅度被提高。因此，锌铜钛合金目前已经被广泛应用于小五金生产中。4.3.3 用于铸造锌合金主要为压铸件17，用于汽车、 轻工等行业。 许多锌合金的加工性能都比较优良，道次加工率可达 60%-80% 。中压性能优越， 可进行深拉延， 并具有自润滑性，延长了模具寿命， 可用钎焊或电阻焊或电弧焊( 需在氦气中 ) 进行焊接，表面可进行电镀、涂漆处理，切削加工性能良好。在一定条件下具有优越的超塑性能。5 结语锌是重要的有色金属原材料， 用途
14、非常广泛， 目前，锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝， 锌金属具有良好的压延性、 耐磨性和抗腐性， 能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。在医药方面的应用也是非常广泛，尤其是儿童药等方面，在化工方面，由于锌的优良性质，多应用于贵金属的还原提取，防腐防蚀，也应于航海方面。 鉴于这些， 可以看出锌金属的未来发展趋势有着良好的前景。但是由于锌资源的不断开采，锌矿石的品味会不断下降， 因此发展新的炼锌工艺，对未来的锌冶炼行业及其重要。参 考 文 献1 梁可 . 锌冶金工艺概述M. 北京 : 有色冶金设计 ,2004 . 2 张保平， 唐谟堂， 杨声海 . 中南工业大学学报( 自然科学版） J.中
15、南大学 , 冶金科学与工程学院 ,2003年 12 月,34 卷(6) 期 P620-623. 3Jiangkaiqi，Guozhaohui ，Xiaoxiyuan ，Weixiaoying. Transactions of Nonferrous Metals Society of ChinaJ，中南大学冶金科学与工程学院环境工程研究所,2012 年， 22 卷 (12 期)P3121-3124. 4 蒋凯琦，郭朝晖，肖细元，韦小颖 . 刊名：中国有色金属学报J.中南大学冶金科学与工程学院环境工程研究所, 长沙 .2012 年， 22 卷(12 期)P495-500 5 班进荣 , 顾帼华 ,
16、 胡可婷 . 中国有色金属学报（英文版）J.中南大学资源加工与生物工程学院 , 长沙 .2013 年， 23 卷(2 期)P495-499. 6 BiSongmei，XuLihua ，WangHuan .RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERINGJ.北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系,2007 年， 36 卷( 增刊 1 期)P66-68. 7 廖晓花 . 科技资讯 J.新疆阿希金矿2011 年， 24 卷(22 期). 8 严海锦 . 广东化工 J.江苏科创金属新材料有限公司.2010 年， 37 卷(6 期)P283-284. 9 程柳 , 谢涛 , 卢安军 , 龙智翔 .广西师范学院学报 （自然科学版） J.桂林矿产地质研究院,广西桂林 ( 程柳 , 卢安军 ) ，广西壮族自治区分析测试研究中心, 广西南宁 ( 谢涛 , 龙智翔 )
