铜置换用铁粉
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还原铁粉在铁置换中的应用
铁置换法生产纯铜已沿用了近千年。我国从唐代开始就使用此法;
西方使用此法也有两百多年的历史。长期的生产实践,不断地改造、
完善,使铁置换工艺过程具有简单、可靠、有效等优点。由于工艺简
单,所用设备少,故其基建周期短、投资省、收效快,至今仍为一些
中小企业所采用。
一、铁置换的原理及其影响因素
由于Fe2+/Fe的标准电位(-0.14lV)远较Cu2+/Cu的标准电位
(0.330V)为低,所以,铁能较彻底地从溶液中把Cu2+置换成Cu。
需要说明的是:此置换反应的理论耗铁量仅为0.88kg∕kgCu,与实际
相差很大,其原因在于:
(一)、浸出液中的剩余酸消耗铁
Fe+2H+ Fe2++H2
(二)、浸出液中的溶解氧, 使置换反应生成的 Fe2+继续氧化成
Fe3+, Fe3+又被Fe还原成Fe2+,因而要消耗一部分铁
2H++2Fe2++O2 2Fe3++H2O
2Fe3++Fe 3Fe2+
(三)、Fe3+还可能使已生成的Cu氧化成Cu2+,增加了铁的耗量
2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
由上述讨论可以看到,铁置换铜的方法的主要影响因素有溶液的酸
度、溶液中含氧量等;此外,由于置换反应是在液固相界面上进行,
因而接触面积(即铁的比表面),接触时间等也是其重要的影响因素。
二、雾化粉的生产工艺及特点
雾化铁粉的生产是利用高压水把溶化的钢液在雾化器中进行割
断、分散、裂化而成为纤细的小液滴,然后再经过脱水、烘干、筛分、
生粉高温还原、粉饼分裂、筛分、合批等等程序精制而成的。
同还原铁粉的生产方式相比较,雾化铁粉的优势在于:
(1)程序流程短,出产效率高,适于规划化出产;
(2)可以用廉价原料出产成份纯度高、组织平均且工艺功用好
的高附加值优质粉末;
(3)用雾化法出产的雾化纯铁粉颗粒外形巨细和粒度散布等均
可在肯定局限内调整。
(4)用雾化法出产的纯铁粉不只缩短性值高、化学纯度高,并
且能用于出产高密度、高强度、高尺寸精度和耐磨、耐蚀性、外形复
杂的粉末冶金构造件,优于用还原粉出产的同类型产物。
需要指出的是:雾化粉相对于还原粉的优势就在于能够生产出高密度、高
强度、高尺寸精度和耐磨、耐蚀性、外形复杂的粉末冶金构造件。而在其他应
用领域--非冶金构造件领域,雾化粉并不比还原粉在物理性能及化学性能方面有
优势。
三、在铁置换中还原粉比雾化粉更有优势
由于原材料、生产工艺的影响,雾化法生产的铁粉粉末呈近球
形,比表面较还原法生产的铁粉-呈不规则海绵状,要小。同时,经
过高压高速水柱的喷射,雾化铁粉的化学反应活性降低,在铁置换中
化学反应时间加长,造成产量较低,成本加大;而还原粉正好弥补了
雾化粉的这一缺憾。
参考文献:2010年9月《中国选矿技术网 》