粗铅火法精炼的工艺流程
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火法炼铅工艺火法炼铅工艺是一种常用的金属冶炼工艺,主要用于铅矿石的冶炼。
本文将介绍火法炼铅的工艺流程、设备及对环境的影响。
一、工艺流程:火法炼铅工艺的主要步骤包括碎矿、浮选、烧结、还原、脱硫、炼出等环节。
1. 碎矿:将铅矿石经过破碎和磨矿处理,使其颗粒度适宜进一步处理。
2. 浮选:利用浮选法选别矿石中的杂质,以提高铅的品位。
经过浮选处理,矿石中的硫化铅和杂质被分离,得到精矿。
3. 烧结:将浮选得到的铅精矿与焦炭混合,添加适量的草木灰等助熔剂,经过烧结的高温煅烧处理,使精矿颗粒熔结成为烧结块。
4. 还原:将烧结块放入高温还原炉中,加入石灰和焦炭作为还原剂,将精矿中的氧化铅还原为金属铅。
在还原的过程中,金属铅被蒸发出来,通过冷凝收集。
5. 脱硫:通过向还原炉中加入适量的空气氧化剂,将还原反应中形成的二氧化硫气体进行氧化反应,以除去气体中的硫化物。
6. 炼出:将经过还原和脱硫处理的金属铅熔融炼制,去除其中的杂质和不溶性物质。
经过过滤、离心、冷却等处理,获得纯净的铅液。
二、设备:火法炼铅工艺需要使用的主要设备有碎矿机、浮选机、烧结机、还原炉等。
其中,还原炉是整个工艺中最重要的设备,需要具备高温煅烧和还原铅精矿的能力。
三、环境影响:火法炼铅工艺对环境产生的影响主要有以下几个方面:1. 废气排放:火法炼铅过程中产生大量的废气,主要包括二氧化硫气体。
这些废气中的二氧化硫是一种有害气体,对环境和人体健康都有较大的危害。
2. 废水排放:在火法炼铅过程中,会产生大量的废水,其中含有金属离子和酸性物质。
这些废水需要经过处理后才能排放,否则会对水源和周围的土壤产生污染。
3. 固体废弃物处理:火法炼铅过程中产生的固体废弃物包括矿渣、烟尘等。
这些固体废弃物需要进行妥善处理,以防止对土地和水源造成污染。
为了减少火法炼铅工艺对环境的影响,需要采取相应的环保措施,如加装废气处理设备、建立废水处理系统、合理处置固体废弃物等。
同时,还需要加强监管和管理,确保生产过程中的废物排放符合环境保护要求。
粗铅精炼2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围,其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。
粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值,必须提取出来,而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响,必须除去。
因此要对粗铅进行精炼。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。
中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼,世界其他国家均采用火法精炼法。
火法精炼设备与工艺简单,建设费用较低,能耗低,生产周期短。
其缺点是过程繁杂,中间产物品种多,均需单独处理,金属回收率较低;电解精炼生产率高,金属直收率高,易于机械化和自动化,可一次产出高纯度精铅。
但建设投资大,生产周期较长。
(一)粗铅火法精炼该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。
中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。
1.粗铅熔析和加硫除铜粗铅含铜一般为1.2%-2.0%,采用熔析法降低铅中含铜。
熔析法的基本原理是,粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜,这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。
熔析法可将粗铅中铜降至0.1%以下。
熔析法所用设备有反射炉和熔析锅,大型炼铅厂多用熔析锅。
熔析锅用铸钢制成,容量30-370t,以重油作燃料。
熔析温度500-600℃,熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。
为进一步脱铜,熔析处理的铅再进行加硫处理。
该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力,生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性,在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001%-0.002%。
2.粗铅氧化精炼此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。
精炼在反射炉中进行,炉温控制在800-900℃,开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质,使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣,然后用入工捞出。
第六章 粗铅精炼1、粗铅精炼方法有 法和 法两种。
目前世界上采用 的厂家较多,我国多采用 。
答案:火法 电解 火法 电解精炼2、火法精炼:火法精炼是利用杂质金属与主金属(铅)在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异,形成与熔融主金属不同的新相(如精炼渣),并将杂质富集其中,从而达到精炼的目的。
3、熔析除铜:根据铜在粗铅中的溶解度随温度下降而减小的原理,当含铜高的铅液冷却时,铜以固溶体的状态析出,由于其密度较铅液小,便以浮渣形式浮在铅液表面而被除去。
4、加硫除铜:根据铜对硫的亲和力比铅大,所以可向铅液中加入硫化剂,硫首先与铅作用生成硫化铅:Pb S PbS +=,由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力,所以硫化铅中的铅很快被铜置换,生成硫化亚铜:22PbS Cu Pb Cu S +=+。
生成的2Cu S 在作业温度下不溶于铅,且密度较小,呈固溶体浮在铅液表面形成硫化渣而被除去。
5、加锌除银、加钙镁除铋的原理:在含杂质金属的粗铅中添加第三种甚至更多种金属,它们与杂质金属形成金属间化合物(合金)的亲和力大于铅,这些化合物密度比铅小,且不溶于铅,呈固溶体浮在铅液表面而被除去。
6、粗铅火法精炼初步除铜用 法,深度除铜用 法。
答案:熔析除铜 加硫除铜7、粗铅火法精炼除杂的顺序为先除 ,其方法有和 ,再除砷锑锡,方法有 和 ;接着除银,主要方法有 ,然后除锌,现普遍采用 ;最后除铋,除铋后进行最终精炼,得到精铅。
答案:铜 熔析除铜 加硫除铜 炼化精炼 碱性精炼 加锌 真空蒸馏法8、碱性精炼:所谓碱性精炼是加碱于熔融粗金属中,使氧化后的杂质与碱给合成盐而除去的火法精炼方法。
9、请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素,铅阳极中杂质元素在电解过程中的行为?答案:根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类:1)电位比铅负的金属Zn 、Fe 、Cd 、Co 和Ni 等;2)电位比铅正的Sb 、Bi 、As 、Cu 、Ag 、Au 等;3)电位与铅很相近的Sn ;第一类杂质金属由于它们具有比铅高的析出电位,且浓度极小,因此在阴极不致放电析出。
形态存在的镍、钴、铜和铁等几乎全被除去。
部分贵金属进入熔析渣中。
捞出的熔析渣(即浮渣),含铜10%~28%、铅55%~75%,经过专门处理产出粗铅返回熔铅锅,富集的铜锍送专门回收铜。
熔析操作有加热熔析和冷却熔析两种方法。
前者用于处理含杂质很高的粗铅,将粗铅锭放在反射炉或熔析锅内,在加热升温的过程中,使熔点较低含杂质较少的铅熔析出来,所产的液态粗铅需进一步经冷却熔析脱除杂质;后者是将熔炼炉放出液铅转入熔析设备,然后降温使杂质从液铅中凝析出来。
图2 粗铅的熔析和加硫除铜流程熔析除铜产出的除铜粗铅,要经过加硫除铜作业,进一步降低含铜量。
加硫法除铜在稍高于铅的熔点温度(603~613K)下,把粉状元素硫加入不断用机械搅拌形成的液铅旋涡中,生成难溶于液铅中的Cu2S,达到除铜的目的。
粗铅熔体中铅的浓度远远大于铜的浓度,故加入的元素硫首先与铅作用生成PbS,而PbS在液铅中的溶解度可达0.7%~0.8%。
铜对硫的亲和势大于铅,故在作业温度下PbS又使液铅中的铜硫化;生成的Cu2S,浮于液铅表面而除去:理论上残存在铅中的最小铜量只有百万分之几,实际上达到0.001%~0.002%。
加硫除铜渣,通称硫化浮渣,返回熔析段处理。
除铜过程一般都在半球形的铸钢精炼锅中间断进行。
精炼锅可盛放50~200t液铅,有的超过300t。
澳大利亚皮里港(Port Pirie)铅厂建成了世界上第一座外冷式连续除铜反射炉。
经熔析法除铜的铅含铜从1%降至0.06%~0.1%,然后转入加硫除铜工序处理。
沈阳冶炼厂于1974年建成了中国第一座内冷式连续除铜炉,除铜铅含铜0.04%~0.08%,满足电解精炼含铜要求,不经加硫除铜而浇铸成阳极。
粗铅连续除铜是应用熔析法除铜的原理,作业多在反射炉内进行。
过程中,铅熔池自上而下形成一定的温度梯度,铜及其化合物从熔池较冷的底层析出,与加入炉内的铁屑和苏打作用造渣而被除去。
连续脱铜能简化流程、节约燃料、提高劳动生产率,便于机械化,改善劳动条件。
第十一章粗铅的火法精炼11.1 概述生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份,如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等,见表11-1:表11-1 粗铅的化学成份(%)粗铅需经过精炼才能广泛使用。
精炼目的:一是除去杂质。
由于铅含有上述杂质,影响了铅的性质,使铅的硬度增加,韧性降低,对某些试剂的抗蚀性能减弱,使之不适于工业应用。
用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时,也不能得到纯净的产品,因而降低了铅的使用价值。
所以,要通过精炼,提高铅的纯度。
二是回收贵金属,尤其是银。
粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值,在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。
粗铅精炼的方法有两类,第一类为火法精炼,第二类为先用火法除去铜与锡后,再铸成阳极板进行电解精炼。
目前世界上火法精炼的生产能力约占80%。
采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。
我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。
粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。
含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。
火法精炼的缺点是:铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂,中间产品处理量大。
电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中,有利于综合回收,因此金属回收率高、劳动条件好,并产出纯度很高的精铅。
其缺点是基建投资大,且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。
我分厂采用的火法精炼只是初步精炼,其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度,并调整锑含量,浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板,为电解精炼做好准备。
11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出,以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜,脱铜后粗铅含铜0.07~0.08%,然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼,除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质,调整锑含量,达到符合电解精炼要求的合格粗铅。
工艺流程图见图11-1图11-1 粗铅火法精炼的工艺流程图\11.2.2 火法精炼的基本原理11.2.2.1 熔析除铜熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少,当含铜高的铅液冷却时,铜便成固体结晶析出,由于其比重较铅小(约为9),因而浮至铅液表面,以铜浮渣的形式除去。
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。