粗金属的火法精炼
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粗银的精炼工艺原理及应用1. 粗银的定义粗银是指含有较高杂质的纯银金属,通常含有铜、铅、锌等杂质,其纯度低于标准纯银。
因此,粗银需要经过精炼工艺进行处理,以达到工业和商业上的使用要求。
2. 精炼工艺的原理精炼工艺主要通过物理、化学和电化学方法来除去粗银中的杂质,提高其纯度。
下面将介绍几种常见的精炼工艺及其原理。
2.1 溶解和重结晶粗银首先被溶解在合适的溶剂中,常用的溶剂包括硝酸、盐酸和氢氧化钠等。
随后,将溶液进行过滤和洗涤,以去除不溶物和杂质。
最后,通过重结晶的方式使溶液中的纯银结晶出来,进一步提高纯度。
2.2 电解精炼电解精炼是通过电化学方法去除粗银中的杂质。
将粗银作为阳极,将纯银作为阴极,两极之间加上适当的电压,使溶于电解液中的杂质离子向阳极迁移,从而被去除。
这种方法可以高效地提高纯银的纯度。
2.3 化学沉淀化学沉淀是利用化学反应使溶解在粗银中的杂质转化为不溶性沉淀物,从而实现其去除。
常见的化学沉淀方法包括加入足量的盐酸、氯化亚锡等试剂,使杂质与试剂发生反应并沉淀出来。
2.4 火法精炼火法精炼是利用高温将粗银中的杂质熔融,并通过物理或化学反应进行分离。
常见的火法精炼方法包括焙烧、氧化、冶炼等。
这种方法适用于含有高浓度重金属杂质的粗银。
3. 精炼工艺的应用精炼后的纯银可以应用于各种领域,下面列举几个主要应用领域。
3.1 首饰制造精炼后的纯银具有较高的纯度和良好的延展性,适合用于首饰制造。
纯银首饰不易氧化和变色,同时还具有较好的外观和光泽,深受消费者喜爱。
3.2 电子行业纯银在电子行业中应用广泛。
其优良的电导性能使其成为电子元器件的重要材料,常用于制作接插件、导线和电极等。
3.3 医疗器械精炼后的纯银具有较好的抗菌性能,被广泛应用于医疗器械中。
例如,纯银制成的医用器械、矫正器以及医用敷料等,在预防感染方面发挥着重要的作用。
3.4 金融交易精炼后的纯银可用于金融交易,如银行储备、交易所的交割和贵金属投资等。
粗铅火法精炼物料平衡计算引言在铅冶炼工艺中,粗铅火法精炼是一种常用的方法。
在精炼的过程中,需要进行物料平衡计算,以确保原料的利用率和产品的质量。
本文将介绍粗铅火法精炼物料平衡计算的方法和步骤。
背景粗铅火法精炼是一种通过高温烧烤的方法将粗铅中的杂质去除,得到较纯净的铅产品。
该方法主要包括三个步骤:干燥、烧结和冶炼。
在每个步骤中,不同的原料和反应产物参与其中,因此需要进行物料平衡计算。
方法进行粗铅火法精炼物料平衡计算的方法如下:1. 确定原料成分首先,需要确定原料的主要成分和含量。
常见的粗铅原料主要包括氧化铅、硫化铅和氧化锌等。
通过化学分析确定原料的成分和含量。
2. 编写物料平衡方程式根据每个步骤中参与的原料和产物,编写物料平衡方程式。
例如,在干燥步骤中,如果使用氧化铅和氧化锌作为原料,生成干燥后的粗铅产品,物料平衡方程式可以表示为:氧化铅 + 氧化锌 = 干燥后的粗铅产品同时,考虑到反应的化学计量比例,需要确定原料和产物的摩尔比例。
3. 考虑反应损失在实际操作中,反应损失是不可避免的。
这些损失可能来自于溶解、汽化和固相反应等。
因此,在物料平衡方程式中,需要考虑这些损失。
4. 解方程组根据编写的物料平衡方程式,可以得到一组方程组。
然后,使用线性代数的解法,如高斯-约当消元法或矩阵运算法,解方程组。
5. 检验平衡解得方程组后,需要检验平衡是否成立。
可以通过计算原料和产物的总量是否相等来进行检验。
如果总量不相等,则需要调整方程式或重新计算。
6. 计算利用率最后,可以根据原料的利用率来评估粗铅火法精炼的效果。
原料的利用率可以通过计算原料转化率来得到。
结论粗铅火法精炼物料平衡计算是确保工艺过程中原料利用率和产品质量的重要步骤。
通过确定原料成分、编写物料平衡方程式、考虑反应损失和解方程组,可以得到准确的物料平衡计算结果。
同时,通过计算原料的利用率,可以评估精炼工艺的效果。
这些计算结果对于铅冶炼工艺的优化和改进具有重要的指导意义。
粗铅火法精炼的工艺流程以粗铅火法精炼的工艺流程为标题,写一篇文章。
粗铅火法精炼是一种常见的铅冶炼工艺,用于提取和精炼铅金属。
下面将介绍粗铅火法精炼的工艺流程。
一、铅矿破碎和磨矿将原料铅矿进行破碎和磨矿处理,将其细化成粉末。
这一步骤旨在增大铅矿的表面积,便于后续的矿石浸取和反应过程。
二、矿石浸取将磨碎后的铅矿与稀硫酸等酸性溶液进行反应浸取。
这一步骤的目的是将铅矿中的铅物质溶解出来,形成铅离子溶液。
三、铅离子还原将铅离子溶液进行还原反应,使铅离子还原为金属铅。
通常采用焙烧法或碳还原法进行。
焙烧法是指将铅离子溶液与还原剂一起加热,使还原剂与铅离子反应生成金属铅。
碳还原法是指将铅离子溶液与炭粉混合后加热,使炭粉与铅离子反应生成金属铅。
四、铅金属精炼经过还原反应后,得到的金属铅中可能还含有杂质。
为了提高铅金属的纯度,需要进行精炼。
精炼通常采用火法精炼或电解精炼。
火法精炼是指将金属铅加热至一定温度,使其中的杂质氧化并形成气体,然后通过冷却和凝固将杂质分离出去。
电解精炼是指将金属铅作为阳极,在电解槽中进行电解,使杂质被电解掉,从而提高铅金属的纯度。
五、铅金属浇铸经过精炼后,得到的铅金属可以进行浇铸成型。
浇铸可以根据需要选择不同的形状和尺寸,用于制造各种铅制品,如铅板、铅管、铅合金等。
六、废渣处理在粗铅火法精炼的过程中,会产生一定的废渣。
这些废渣中可能含有一些有害物质,需要进行安全处理。
废渣处理通常包括固化、中和、焚烧等步骤,以将有害物质固化、中和或破坏,降低对环境的影响。
总结:粗铅火法精炼是一种常见的铅冶炼工艺,通过铅矿破碎和磨矿、矿石浸取、铅离子还原、铅金属精炼、铅金属浇铸和废渣处理等步骤,可以提取和精炼铅金属,并制造各种铅制品。
在整个过程中,需要注意安全环保,对废渣进行正确处理,以减少对环境的污染。
经过粗铅火法精炼,可以获得高纯度的铅金属,为各种应用提供优质的原材料。
粗铅的火法精炼目录目录.................................................................1 摘要.................................................................3 第一章绪论 (5)1.1铅的基本性质 (5)1.1.1物理性质 (5)1.1.2化学性质 (5)1.2主要铅化合物的性质 (6)1.3铅的生产与消费 (7)第二章粗铅的火法精炼 (9)2.1粗铅的定义 (9)2.2粗铅火法精炼和电解精炼的比较 (9)2.3粗铅的火法精炼 (9)2.3.1熔析除铜 (11)2.3.2加硫法除铜 (12)2.3.3除铜工艺过程 (12)2.3.4除砷、锑、锡 (13)2.4氧化精炼和碱性精炼的优缺点比较 (13)2.4.1氧化精炼 (13)2.4.2碱性精炼 ...............................................14 第三章粗铅火法精炼的相关设备.. (15)锅.......................................................15 3.1精炼3.2立模浇铸生产线 (16)第四章结论及展望..................................................18 致谢................................................................20 参考文献 (21)12摘要本论文根据任务书,我参考了云南锡业股份公司铅业分公司粗铅火法精炼车间的数据和大量文献,结合生产实践对粗铅的火法精炼进行论述。
先从金属铅的性质入手,包括物理性质和化学性质,使我们对铅的各种特性有了更进一步的了解。
进而从粗铅的定义开始介绍,对粗铅的火法精炼和湿法精炼进行比较阐明观点,对现有的粗铅火法精炼的原理和各种除杂工艺进行详细阐述,粗铅的熔析除铜、加硫除铜;除砷锑锡等杂质;以及粗铅氧化精炼和碱性精炼的具体内容和比较等。
粗铅火法精炼物料平衡计算简介粗铅火法炼炉是一种常见的冶炼工艺,用于将含有铅的矿石转化为纯铅。
在该工艺中,铅矿石被加热熔化,然后通过一系列的反应和分离步骤,最终得到纯铅。
在进行粗铅火法精炼过程中,物料平衡计算是非常重要的,可以帮助我们确定原料的投入量和产出情况,同时也能够评估炼炉的效率和性能。
粗铅火法精炼过程粗铅火法精炼通常包括以下几个步骤:1.预处理:原料铅矿石先经过破碎和磨矿等步骤,以便提高其反应效率和分离性能。
2.熔炼:铅矿石与焦炭等还原剂一起在高温下加热,矿石中的铅被转化为液态的金属铅,而其他杂质则被转化为气体或残渣。
3.分离:在经过熔炼后,矿渣和液态铅分离。
矿渣中的杂质被去除,并进行进一步处理以回收可能有价值的金属。
4.精炼:在一些情况下,仍然需要经过精炼步骤,以进一步净化铅,并满足所需的纯度标准。
物料平衡计算物料平衡计算可以帮助我们确定原料的投入量和产出情况,从而评估炼炉的效率和性能。
在粗铅火法精炼过程中,我们可以根据以下几个方面进行物料平衡计算:原料投入首先,我们需要确定原料的投入量。
通常,原料包括铅矿石、还原剂(如焦炭)和其他辅助材料。
原料的投入量可以根据炉的规格和处理能力来确定。
反应和转化在熔炼过程中,铅矿石与还原剂发生反应,产生液态的铅和其他气体或残渣。
反应和转化的平衡可以根据矿石和还原剂的化学成分以及反应条件来确定。
根据化学反应方程式和物质的量关系,可以计算出产生的铅、气体和残渣的量。
矿渣处理粗铅熔炼后,会得到含有杂质的矿渣。
矿渣中的杂质可以通过进一步处理来提取有价值的金属。
矿渣处理的平衡可以根据矿渣的化学成分和处理方法来确定,从而计算出回收的金属量。
精炼过程如果需要进一步提高铅的纯度,还需要进行精炼过程。
在精炼过程中,可以通过加入精炼剂来进一步去除杂质。
精炼过程的平衡可以根据精炼剂的化学成分和使用量来确定。
产出结果根据以上的计算结果,我们可以得到铅的产出量,以及燃料和辅助材料的损耗情况。
粗铜的火法精炼工艺原理火法精炼原理:粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力,而且杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小,因此杂质以氧化物炉渣的形式出去。
同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜,最终需要还原得到粗铜。
即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。
1.氧化过程(氧化除渣阶段)空气进入铜熔体,首先与铜反应生成Cu2O,再与其它金属杂质作用使杂质氧化,化学反应如下:4Cu+O2→2Cu2OCu2O+Me→MeO+Cu反应式中的Me代表金属杂质。
2.还原过程(还原得到阳极铜)氧化除渣后铜液中的Cu2O,用还原剂进行还原:Cu2O+H2→2Cu+H2OCu2O+CO→2Cu+CO2Cu2O+C→2Cu+CO还原剂有:重油、天然气、液化石油气、木炭等。
得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。
铜的电解精炼铜的电解精炼,是将火法精炼的铜浇铸成阳极板,用纯铜薄片作为阳极片,相间地装入电解槽中,用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液,在直流电的作用下,阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液,而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶,成为阳极泥沉淀于电解槽底,溶液中的铜在阳极上优先析出,而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。
这样,阳极上析出的金属铜纯度很高,成为阴极铜或电解铜。
电解精炼过程 阳极 火法精炼铜 阴极 电解铜 阴极铜。
电解精炼过程阳极:火法精炼铜;阴极:电解铜(阴极铜)电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。
引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜,杂质进入阳极泥或电解液 从而实现铜和杂质的分离。
1.阳极反应电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子,当通入直流电时,在阳极上可能的氧化反应为:Cu-2e→Cu2+Me-2e→Me2+SO42--2e→SO3+1/2O2H2O-2e→2H++1/2O2Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等,电极电位比铜负,与铜一起溶解进入电解液:SO42-和H2O电极电位比铜正得多,在阳极上不可能进行,反应。
粗铅火法精炼工艺流程
1.原料准备:将粗铅料经过矿石选矿、破碎等工艺,得到符合要求的
粗铅矿石。
2.熔炼:将粗铅矿石投入到熔炉中,加入一定比例的焙烧矿石(如铅矿)和辅助熔剂(如焦炭),并且加热至高温。
在熔炼过程中,杂质如硫、锑等被氧化生成气体,升腾至熔炉上部,而铅则沉淀在底部。
3.分离和除杂:通过熔炼后的铅浆进一步处理,包括分离和除杂工艺。
首先,将铅浆放入沉降池,让铅沉淀,沉淀后的铅浆称为阳极泥。
其次,
将阳极泥进行干燥和破碎,得到粉末状的阳极泥。
然后,通过浸出工艺,
将阳极泥浸入含硫酸溶液中,硫酸与杂质发生反应生成不溶于溶液的硫酸
盐沉淀。
最后,通过过滤、洗涤和干燥等工艺,得到除杂后的纯净阳极泥。
4.精炼:将纯净阳极泥与碳料(如焦炭)混合,加入电解槽中进行精炼。
电解槽中的阳极为纯净阳极泥和焦炭混合物,阴极为铅板。
通过电流
的作用,阳极上的铅氧化成溶于溶液中的铅离子,然后在电解槽底部的铅
铁板上还原成固态铅,同时有机杂质也被氧化或还原,从而得到纯净的铅。
5.铸锭和精炼再次:精炼后的铅液经过过滤、除杂等工艺,得到纯净
的铅液。
然后,将铅液倒入铸锭模具中,冷却凝固形成铅锭。
铅锭具有高
纯度和规整的形状,并可用于不同领域的应用。
以上就是粗铅火法精炼工艺流程的一般步骤。
需要注意的是,具体每
个工艺环节的操作和工艺参数会因生产工艺、设备和原料的不同而有所差异。
因此,在实际生产过程中,需要根据实际情况进行调整和优化。
火法冶金的原理
火法冶金的原理是将矿石或原材料加热到熔点以上 ,使之熔化为
液态,经过与熔剂发生物理化学反应,使所需金属与杂志分离,再冷凝为
固体而提取金属原材料,此法可通过对原料精炼达到提纯及合金化目的,以制备高质量的锭坯;
火法冶金(Pyrometallurgy)
又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温,熔化为液体,生成所需的化学反应,从而分离出用于精炼的粗金属的方法。
常见方法
汞:热分解法:2HgO(s)=加热=2Hg(l)+O2(g);
铜:置换法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (湿法炼铜);
铝:电解法:2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物);
镁:电解法:MgCl2(熔融)=通电=Mg(s)+Cl2(g);
钠:电解法:2NaCl=通电=2Na+Cl2(g);
钾:原理是高沸点金属制低沸点金属:Na+KCl=(高温,真空)=K+NaCl;
铁:热还原法:2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑。
高炉炼铁:Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
1。
铜粗炼和精炼的定义铜是一种常见的金属材料,具有良好的导电和导热性能,因此被广泛应用于电子、电力、建筑和制造业等领域。
在铜的生产过程中,铜粗炼和精炼是两个重要的环节,它们分别对应着铜的初步提取和进一步提纯的过程。
铜粗炼是将铜矿石经过一系列物理和化学处理,从中提取出含有铜的粗铜产品的过程。
铜矿石通常含有多种金属元素和杂质,因此在粗炼过程中需要进行矿石破碎、矿浆制备、矿浆浮选等步骤,以将铜矿石中的有用物质与废物分离。
其中,浮选是一种常用的选矿方法,通过调整矿浆中的药剂和气泡,使铜矿石中的铜矿物与废石分离,从而得到含铜的粗铜浓缩物。
粗铜浓缩物经过进一步处理,如熔炼和出炉,最终得到含有一定纯度的粗铜产品。
粗炼虽然可以提取出含有铜的粗铜产品,但其中仍然存在着多种杂质和其他金属元素,因此需要进行精炼过程,以进一步提高铜的纯度和质量。
精炼是指将粗铜产品经过一系列物理和化学处理,去除其中的杂质、金属元素和其他不纯物质,从而得到高纯度的铜产品的过程。
在精炼过程中,常用的方法有火法精炼、电解精炼和化学精炼等。
火法精炼是利用铜和其他金属的不同熔点,通过熔炼和冷却的方式将不同金属分离。
电解精炼是利用电解的原理,将含铜的溶液作为电解液,通过电流的作用使铜离子在电极上还原成金属铜,从而实现铜的纯度提高。
化学精炼是利用化学反应的原理,通过与其他物质的反应,使杂质和其他金属元素与铜发生化学变化,从而被去除。
精炼过程中,还需要进行熔炼和铸造等步骤,以得到所需的铜产品。
熔炼是将粗铜或其他含铜材料加热至高温,使其熔化并与杂质分离,从而得到纯净的铜液。
铜液经过冷却后,可以进行铸造,制成不同形状和规格的铜产品。
铸造有多种方法,如连续铸造、注射铸造和压铸等,可以根据需要选择适合的铸造方法。
除了粗炼和精炼过程外,铜的生产还需要进行其他步骤,如矿山开采、矿石破碎、选矿、冶炼等。
这些步骤的顺序和方法可以根据具体情况和需求进行调整和优化,以提高铜的产量和质量。
精炼铜的概念精炼铜是将含有杂质的粗炼铜通过一系列的物理和化学处理过程,使其杂质含量达到国际标准及各类工业要求,从而得到纯度较高的铜产品。
精炼铜的纯度要求通常在99.5%以上,有些特殊要求的工业产品中可以达到99.99%的高纯度。
精炼铜的技术和方法主要有火法和湿法两种。
火法通常适用于大规模连续生产,而湿法则采用一系列的化学反应和物理分离,适用于小规模生产或高纯度要求较高的产品。
火法精炼铜的主要过程包括:冶炼、吹炼、火炼和电解。
首先是冶炼,将粗铜和其他有价金属材料,如锌、镍、锡等,放入冶炼炉中进行熔炼。
然后是吹炼,通过将空气吹入熔融金属中,使其中的硫、砷等杂质物质氧化并转化成气体,从而净化金属。
接下来是火炼,将吹炼后的金属转移到炉中再次加热,以去除残留的有机杂质和溶解的氧化物。
最后一步是电解,将火炼后的金属用作阳极,经过电解反应将其中的铜溶解到电解液中,并在阴极上沉积出纯铜,从而得到精炼铜。
湿法精炼铜的主要过程包括:浸出、溶剂萃取和电解。
浸出是将粗铜矿石研磨成细粉后,与硫酸等酸性浸出剂反应,使铜及其他金属溶解到溶液中。
接下来是溶剂萃取,通过将浸出液与有机溶剂接触,使其中的铜离子被有机溶剂萃取,从而实现铜的分离。
最后一步是电解,将有机溶剂中的铜溶液用作阳极,经过电解反应将其中的铜溶解到电解液中,并在阴极上沉积出纯铜。
无论是火法还是湿法,精炼铜的过程中都需要处理大量的废渣和废液。
这些废渣和废液中往往含有有毒物质或对环境有害的成分,因此在精炼过程中要进行环境保护和资源循环利用。
常见的处理方法包括渣滓处理、废液处理和废气处理等。
精炼铜是一项关键性的金属加工技术,广泛应用于电力、电子、通信、交通、建筑、化工等各个领域。
高纯度的精炼铜不仅具有良好的导电性、导热性和可塑性,还能抵抗腐蚀和氧化,因此被广泛用作导线、电缆、电子元器件、铜管等制造材料。
在现代工业化进程中,无论是基础设施建设还是新能源开发,精炼铜都起到了重要的推动作用。
第九章粗金属的火法精炼
9.1粗金属火法精炼的目的、方法及分类
由矿石经熔炼制取的金属常含有杂质,当杂质超过允许含量时,金属对空气或化学药品的耐蚀性、机械性以及导电性等有所降低,为了满足上述性质的要求,通常需要用一种或几种精炼方法处理粗金属,以便得到尽可能纯的金属。
有些精炼是为了提取金属中无害的杂质,因它们有使用价值,如从铅中回收银。
火法精炼常常是根据下列步骤来实现:
第一步,使均匀的熔融粗金属中产生多相体系(如金属—渣,金属—金属,金属—气体)。
第二步,把上述产生的各两相体系用物理方法分离.
因此,可把精炼的产物分为三类:
(1)金属—渣系;
(2)金属—金属系;
(3)金属—气体系。
当然在某种情况下,上述某两类同时存在是可能的。
对于每个体系来说,视这些相的物理性质的不同,都有特殊方法使其分离。
9.2 熔析精炼
所谓熔析是指熔体在熔融状态或其缓慢冷却过程中,使液相或固相分离。
在冷却金属合金时,除了共晶组成以外,都会产生熔析现象。
熔析现象在有色金属冶炼过程中却广泛地应用于精炼粗金属,例如粗铅熔析除银、粗锌熔析除铁除铅、粗锡熔析除铁等。
除了精炼粗金属外,也有其他一些冶金过程以熔析现象作为基础的分层冶炼,例如铜镍冰铜的分层熔炼。
熔析精炼过程是由两个步骤组成:
第一步,使在均匀的合金中产生多相体系(液体+液体或液体+固体)。
产生多相体系可以用加热、缓冷等方法。
第二步,是由第一步所产生的两相按比重不同而进行分层。
如果分层为二液相则分别放出;如果分层为固体和液体,则利用漏勺、捞渣器等使两相分离。
在均匀合金中产生多相的方法有下列两种:
1.熔化将粗金属缓缓加热到一定温度,其中一部分熔化成液体,而另一部分仍为固体,借此将金属与其杂质分离。
如图9-1所示,A(纯金属)与B(杂质)形成简单共晶体系,其共晶成分为a。
设将粗金属b加热到共晶温度了时,就会出现共晶成分的液相,而杂质B则留在固相内。
因此经过熔析处理,粗金属6内杂质B的组成由6%降到a%。
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图9-1 简单共晶体系图9-2 Cu-Pb二元系的平衡状态图
2 结晶将粗金属缓缓冷却到一定温度,熔体中某成分由于溶解度减小,因而成固体析出,其余大部分熔体仍保持在液体状态,借此以分离金属及其所含杂质。
也有这种情况,在冷却粗金属熔体时,并不出现固体,而是出现另一独立的液相,
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剩下的大部分金属锭就是含杂质极微的高纯金属产品。
可见,区域精炼是基于杂质在固相和液相间的不等量分配原理实现的。
现以有固溶体形成的二元系的一部分状态图(图9-4)作为例子进行分析。
图9-3 区域精炼示意图(加热线圈向左向右移动)图9-4主金属-杂质金属平衡状态图的一部分
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锌和镉的分馏原理,可以用图9-5的Zn-Cd_二元系的沸点——组成图来说明。
由该图可以看到,若把组成为95%Zn和5%Cd的合金溶液加热,则当它达到温度相当于890℃的a点时便开始沸腾。
与此溶液平衡的蒸气的成分为b(含12%Cd)。
因为Cd在蒸气中的含量比在液态合金中的含量更多,所以在蒸发了一些溶液之后,剩下的溶液中含Zn 更高。
因此,使溶液再在较高的温度下蒸发,最后剩下的溶液几乎只含锌,从而可得到
图9-5 Zn-Cd二元系的沸点-组成图
纯度很高的精炼锌。
9.6 氧化精炼
氧化精炼的实质是利用空气中的氧通人被精炼的粗金属熔体中,使其中所含的杂质金属氧化除去,该法的基本原理是基于金属对氧亲和力的大小不同,使杂质金属氧化生成不溶于主体金属的氧化物,或以渣的形式聚集于熔体表面,或以气态的形式(如杂质S)被分离。
氧化精炼过程,通常是把粗金属在氧化气氛中熔化,将空气或富氧鼓入金属熔池中或熔池表面,有时也可加入固体氧化剂,如主体金属氧化物或NaNO3等氧化剂。
发生的反主要是杂质金属元素Me的氧化,生成的杂质金属氧化物MeO从熔池中析出气或以金属氧化物挥发(如As2O3,Sb2O3等),而与主体金属分离。
显然,如果生成的MeO与主体金属Me的比重差很小,上浮困难,那么力求用氧化精炼法去除杂质Me是不可能的。
氧化精炼的基本反应以下式表示:
(MeO)+[ Me']=( Me'O)+(Me) (3)
]
[O
(
)
⋅
Me′
M
e
160
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9.7 硫化精炼
一、概述
用硫除去金属中的杂质是有色金属精炼过程中若干反应的基础。
如粗铅中的铜、粗锡中的铜和铁,或粗锑中的铜和铁,都常用加硫方法将铜、铁除去。
熔融粗金属加硫以后,首先形成金属硫化物MeS,其反应为:
Me+S=MeS
此金属硫化物与溶解于金属中的杂质——Me΄、Me等发生相互反应,MeS与Me΄
间的反应可用下式表示:
MeS+Me΄=Me'S+Me
反应的方向决定于∆G˚,而∆G˚又决定于MeS与Me’S的标准生成自由焓。
亦可通过比较硫化物离解压的大小作出判断,即:
∆G˚=∆G˚Me‘S—∆G˚MeS=1/2RTlnP s2(Me’S)—1/2RTlnP S2(MeS)
若使反应向右进行,必须要P S2(Me‘S)<P S2(MeS)。
即主金属硫化物在给定温度下的离解压大于杂质硫化物的离解压时,杂质硫化物才能形成。
如果所形成的各种杂质硫化物在熔体中的熔解度很小,而且比重也比较小,那么,它们便浮到溶体表面面被除去。
三、实例
1.粗铅加硫除铜精炼前已述及,粗铅用撇渣法初步除铜,而加硫则可达到完全除铜的目的,此时主要由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力,因而由硫化亚铜构成的二次浮渣浮出熔池而被从表面撇去。
这种处理方法能使粗铅中铜含量降至0.005%(重量)以下。
2.粗锡加硫除铜铁铁和铜对硫的亲和力较锡大,故可利用加硫将其自锡中除去。
加硫后生成的SnS在Sn内的溶解度不大,很快就达到饱和而析出成独立相。
SnS 与Fe及Cu反应生成的FeS及Cu2S也以独立相析出。
其反应为:SnS(s)+2[Cu]=Cu2S(S)+[Sn]
SnS(S)+[Fe]=FeS(S)+[Sn]
3.锑中加硫除铁及铜温度在锑的熔点(630℃)时,Fe及Cu对硫的亲和力比Sb大得多,故Fe及Cu很容易自Sb中除去。
163。