废铝熔剂
2017-06-06 17:50:04
废铝熔剂的研究在我国目前还是在发展研发阶段,有许多发明和创新都在废铝熔剂上面进行的,主要也是因为废铝回收利用这个工业在我国的发展比较慢,废铝熔剂必定是废铝回收利用的过程中使用的产品之一。接下来让我们简单介绍一下废铝熔剂。从废铝熔渣中回收
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金属
铝(铝合金),属于
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处理或回收技术领域。通常从废铝熔渣中回收铝,工艺过程复杂,条件差,回收率低,本废铝熔剂包括由NaNO3,Na2SiF6和NaCl,KCl的予熔混合物等组成,使用它,可以在各种不同情况下回收铝,方法简单,使用量少,回收率高。从废铝熔渣中回收
金属
铝的废铝熔剂,其中含有Na↓[2]SiF↓[6](或Na↓[3]AlF↓[6])、NaCl和KCl的予熔混合物,其特征在于:(1)主要发热剂是NaNO↓[3](或KNO↓[3]) (2)熔剂中各成份的重量百分比为:NaNO↓[3](或KNO↓[3])"30~60% Na↓[2]SiF↓[6](或Na↓[3]AlF↓[6]"15~30% NaCl,KCl予熔混合物"10~40%。更多关于废铝熔剂的相关信息可以登陆上海
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岩金矿床漫谈
2019-01-21 09:41:32
1.我国岩金矿床成矿的层控特征
1)大多数岩金矿床产在一定的大地构造环境的某一特定含矿建造中。矿床(点)密集分布,成群成带产出,其延伸与地层产状总体是一致的。
2)矿化围岩的含金丰度往往大于地壳中同类岩石丰度值的几倍至数十倍。
3)多数金矿矿体与围岩的同位素组合特征基本相似。如河南省小秦岭地区文峪金矿,矿石硫同位素δ34S为1.35‰,杨砦峪矿区硫同位素δ34S为1.55‰,金洞岔矿石硫同位素δ34S为-3.58‰,而两矿区地层δ34S为3.39‰,表现出矿石硫与地层硫特点相似。以此说明容矿层往往是矿源层。
4)我国岩金矿床产出的地层以太古宇为主,其次为元古宇、古生界、中生界均有金矿产出,但发育程度不一。矿化围岩有变质岩、沉积岩、火成岩类,其矿化情况各异。现就其主要矿化密集区的层控性概述如下:
(1)华北地台金矿成矿域 本区金矿床(点)集中分布于板块的边缘及基底构造层的隆起区,并且主要产于太古宇结晶基底的中深变质岩系中。
①燕山金矿密集区金矿集中分布于山海关及密云隆起区,容矿岩层为太古宇迁西群马兰峪组。该组混合岩化作用较强。岩层含金丰度0.7~0.83×10-6,高于同类岩石的25~200倍。本区已知金矿床(点)115处,有109个产于本岩层中。
②辽西建平-北票金矿密集区 区内金矿床(点)80%以上集中分布于建平隆起区内。容矿岩层为建平群小塔子沟组的斜长角闪岩及斜长角闪片麻岩类。
③夹皮沟金矿田金矿床主要产于太古宇鞍山群三道沟组下部的角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及角闪岩中。围岩含金丰度值平均41.5×10-9。根据320个硫同位素的研究,矿石硫δ34S平均为5.6‰;围岩硫δ34S为2.1‰。二者相近,硫源相同。
④小秦岭金矿田:金矿围岩为太华群下部岩组,岩石类型为斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩及斜长角闪岩等。岩层含金丰度值平均为1.24×10-9。金矿δ34S平均为2.71‰,两者近乎相等,具密切成生关系。
上述各区容矿围岩,经原岩恢复为基-中基性火山岩建造。岩石呈黑绿色,亦称绿色岩系。这套含金建造是本区金矿的原始矿源层。它不仅是变质热液型金矿的矿源层,而且也是本区其他类型金矿的重要矿源层。
(2)江南古陆金矿成矿带金矿主要分布于江南古陆的雪峰隆起与幕府山隆起两区。其金矿床(点)95%左右产于元古宇冷家溪群及板溪群的含凝灰质绢云母板岩、砂质板岩中,其原岩为含泥质、凝灰质碎屑岩建造。局部可能有火山沉积岩。岩层含金丰度值平均为0.0012~0.03g/t,矿石δ34S为2.85‰;围岩δ34S为7.9‰。
(3)南岭金矿成矿区金矿主要分布于大瑶山槽背斜与云开隆起区,据统计,桂粤两省的金矿床(点)74%左右集中产于该区的寒武系八村群岩层里。区内寒武系为一套冒地槽类型复理石碎屑岩建造,其中夹多层碳质页岩及含碳质砂岩,含碳量高达10%左右。金矿围岩主要为硅质岩,碳质页岩及碳质碎屑岩等。
岩层含金丰度值,据南京大学化学光谱分析,碳质页岩平均32.5×10-9;泥质砂岩4.4×10-9。据广西冶勘公司分析,砂岩80×10-9,碳质页岩高达130×10-9,明显高于金的克拉克值。
桃花、古袍、云岭等矿区,矿石硫δ34S变化范围为-0.9‰~+6.4‰及1.05‰~8.2‰,显示有壳层硫的性质。桃花矿区铅同位素年龄为729~785Ma,比寒武纪地层和加里东花岗岩的时代还老。因而认为本区成矿物质来自深部,也来自寒武系含金矿源层。
本区北邻江南古陆,其基底为元古宇冷家溪群、板溪群,这一古老含金地层可为该区的上部寒武系提供金的物质来源。
2.构造对金矿成矿的控制
(1)大地构造格局与金矿的空间分布我国金矿明显受区域大地构造格局控制,尽管各个区域都有金矿化分布,但极不平衡,并各具自身特点,故大致可划分成五个金矿化域。
1) 华北型金矿化域华北准地台是我国最古老的地台,是太古宙及古元古代固化的鞍山群、建平群、单塔子群、阜平群及太华群等,岩系为一套变质较深、混合岩化作用较强的变基性火山-沉积岩建造,属优地槽相。其中,变基性火山岩类含金丰度普遍较高,是原始矿源层,也是本区金矿主要物质来源。
本区是我国主要金矿分布区,据统计,金矿床(点)数占全国总数85%以上。金储量占全国岩金总储量78%。金矿床主要分布于地台边缘及台内的基底断块隆起带内。区内主要以地台基底经区域变质热液作用,花岗岩化作用及燕山岩浆活动,叠生作用成矿为显著特征。属优地槽相。分布的金矿类型主要是变质热液型、花岗岩化热液型,其次为岩浆热液型及火山-次火山热液型金矿床。赋矿围岩即是矿源层,属近源型。成矿时代主要为古元古代和中生代。找矿远景潜力很大。
2) 扬子型金矿化域新元古代未形成的地台。基底岩系多出露于地台的边缘地带。如西部边缘康滇地轴上的昆阳群;东南边缘的冷家溪群、板溪群。地台内部的基底仅在个别地点出露且面积不大。如黄陵背斜的崆岭群等。基底构造为泥质板岩、变碎屑岩类。原岩为含泥质凝灰质碎屑岩、变质程度较浅,属优-冒地槽相。区内金矿床主要分布于地台边缘的隆起带内,地台东南边缘的雪峰古隆起及幕府山隆起金矿化更为集中,全区岩金矿床(点)数占全国的16%,储量占全国总量的7.8%。区内主要以扬子褶皱基底经区域变质热液作用及古生代盖层经地下热水溶解作用为成矿特征。金矿类型以变质热液为主,其次为岩浆热液型及地下热水深滤型金矿床。赋矿围岩为泥质凝灰质碎屑岩,以及碳酸盐类,成矿时代为元古宙、中生代。成矿物质来源于围岩或下部基底构造层。
3) 华南型金矿化域属华南-东南亚板块,位于扬子地台之南的华南褶皱系区间,这是一个加里东地槽褶皱系,褶皱基底构造层由震旦系-志留系组成,为复理石建造,属冒地槽相,变质程度较浅。区内主要以早古生代褶皱基底经区域变质、热液作用及加里东、燕山期岩浆活动的叠生作用成矿为主要特征。金矿床主要分布于大瑶山及云开隆起区内,金矿床(点)占全国总数13.3%,储量占全国岩金总量4.7%。金矿类型桂西为碳酸盐石英方解石脉型;粤桂交界为变质热液型及岩浆热液型。矿化围岩为寒武系含碳质碎屑岩、石炭系碳酸盐岩以及中酸性侵入岩,成矿物质来自深部构造层,成矿时代主要是加里东期,其次为燕山期。
4)太平洋型金矿化域我国东部受太平洋板块俯冲作用的影响,形成一个规模巨大的中新生代的大陆板块边缘活动带。其突出特点是中生代的北东向构造极为发育。另一个是形成一条庞大的中生代火山岩带。北起黑龙江畔,南达南海滨,长达3000多km,宽300~800km。火山岩由中基性到酸性,以酸性岩类居多。
伴随侵入与喷发活动,常常形成各类内生矿床。我国的火山-次火山热液型金矿主要产于该带内。如团结沟、奈林沟、赤卫沟、霍山、铜井、祁两沟、八宝山金矿床等,此外,尚分布岩浆热液型金矿床。前者主要产于中生代断陷盆地的边缘,受一定的断裂构造控制。
5)天山-兴安型金矿化域本区位于西伯利亚板块与塔里木-中朝板块之间的古生代地槽,为一巨大的东西向弧形海西褶皱带。本区海西期岩浆岩广布,近东西向断裂构造发育。
该区以盛产砂金著称。岩金仅分布于东西准噶尔、天山及佳木斯隆起区。金矿成矿主要与海西期及燕山期花岗岩浆活动有关为特点。区内金矿床(点)占全国7%,储量占全国岩金总量3%。本区的西北部以岩浆热液型为主,成矿时代主要为海西期,东北部则以次火山-火山热液型为主,其次为变质热液型金矿床。成矿时代主要是燕山期,其次为海西期。
综上所述,可以清楚看到:
①不同的大地构造单元,其金矿化强弱、金矿化特征都有所差异,各具自身特色。
②我国金矿主要分布于东部地区,并且主要分布于古老的中朝板块内。
③我国东部地区金矿层控性明显。成矿物质主要来自古老基底的矿源层;西部金矿床岩控及深断裂控制较为明显,成矿物质主要来源为基性-超基性岩。
④我国火山-次火山热液型金矿床主要分布于东部中生代的大陆边缘活动带。
(2)区域构造对金矿的控制①我国金矿主要成矿带大都分布于古老板块的边缘,缝合边界的古岛形隆起地带,如阴山-燕山成矿带、秦岭-大别山成矿带分别受华北板块的北缘与南缘缝合边界隆起带控制。②板块内的台背斜、槽背斜等隆起区,控制着次级的成矿带(区)或矿化集中区的展布。如华北板块的建平隆起区,山海关隆起、胶东隆起、五凤嘉隆起等,皆为金矿集中分布区。③中朝板块的古老基底发育着东西向与北东向两组主要断裂带,其相交处附近通常是大型金矿富集部位。如比较明显的北纬40°断裂带及42°断裂带与北东向断裂相交处,控制着几个重要大型金矿床分布,并显示一定的等距性分布。④大型金矿床均产于大断裂的侧翼次级断裂中,并与大断裂距离一般为2~8km。⑤大型金矿床多数赋存在强烈挤压的背斜或倒转背斜的轴部的狭长地带内。如小秦岭矿田的文峪、杨砦峪、金洞岔等大型金矿分布于区内老雅岔倒转倾伏背斜的轴部。五龙金矿赋存于五龙背斜的轴部。
(3)花岗质岩浆岩对金矿的控制金矿空间分布与花岗岩的侵入体经常伴生,并有些矿床的金矿体直接产于岩体里或接触带中,这一现象表明,金矿成矿过程中有岩浆岩活动的积极参与。
据近代岩石学研究,花岗岩类按成因分为两类,幔源型及地壳重熔型。但很多资料表明与金关系最密切的花岗岩主要属基底变质岩重熔再生的产物。我国山东、辽宁、吉林、广东等省皆有此类金矿的分布。
金的成矿带与控制各类矿化和各种岩浆岩活动的深大断裂交切部位相伴随,以此表明地壳以下金物质参与了成矿作用,在超基性岩Ni、Co、Pt等矿床中金含量高,并形成独立金矿体,与此相吻合,云南墨江金矿、青海小松树南沟、新疆托里等金矿与超基性岩体相伴产生,并具明显成生关系,是令人信服的例证。含金硫化物中的同位素研究也得到了同样的结论。
根据实际资料,与金矿成矿关系显著的三个时代的岩浆岩,一是加里东期花岗岩,主要分布在华南加里东地槽区,岩性为斑状花岗闪长岩及花岗斑岩、石英斑岩等。如大宁岩体——黑云母闪长岩、斑状花岗闪长岩金的平均含量分别分9×10-9、3.7×10-9。岩体与寒武系地层的接触带及附近形成龙水、张公岭金矿床。二是海西期岩浆岩主要分布于我国西北与东北部的海西褶皱带中。岩体控矿绝大多数为海西中晚期的斜长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等呈岩基、岩株、岩枝产出。经统计,区内已发现50余处金矿床(点),大多数产于岩体之中或接触带附近。三是燕山期的构造岩浆活动,我国许多内生金矿都与此次活动密切相关,特别是东部地区。如:辽西地区属于此类型金矿的储量占全省总量的22%,燕山地区的峪耳崖、柏杖子、金厂峪、三家子都与燕山期中酸性小侵入体有关,河南小秦岭金矿田北部带由西向东出露有:华山岩体、文峪岩体、娘娘山岩体。均属燕山期产物,经人工重砂测定,岩体含金,并在局部地段发现含金石英脉。
上述事实归纳起来,可以得出以下结论:
1)地层基底的成分对金矿的成矿作用有极大的影响,是矿床形成、演化、继承发展的物质基础。其太古宙的绿色岩系即是金矿成矿的初始矿源层,又是金矿的主要容矿层。
2)构造及岩浆活动的综合地质作用是金矿成矿的不可缺少的必要条件。
岩金矿冶金
2019-03-04 16:12:50
岩金矿是20世纪国内外最首要的提金资源。大都岩金矿除金及少量银外,很少有其他有价金属或有害矿藏共生,用化技能能有用地提取金和银。另一些则很难用化法提取金银。化提金进程包含矿石碎磨、浸出溶解金、含金溶液(“贵液”)富集、精粹金等进程。矿石碎磨是溶金的重要预处理进程,要使金矿藏充沛解离露出。 (一)从矿石中溶金 从矿石中溶金有氯化、化、含硫化合物溶解等多种办法。“溶金”技能是国内外提金的首要技能。我国60%以上的金用化法出产。 1.化法 (1)原理及特色金很难溶于单一的硝酸、硫酸、等强酸,但却易溶于一个很弱的氢酸的钾钠盐中,曾有许多观念解说其机理,现在比较共同的观点是:“溶金”并非直接溶解黄金,而是一个电子搬运的氧化复原进程,CN-的效果是使金离子生成可溶性合作物,而不是生成不溶的AuCN。溶解需在氧化剂和碱性溶液中进行,防止AuCN生成。空气中的氧不能直接氧化金,但在含有CN-及OH-的水溶液中,O2却能发作“动力”使Au失掉电子转化为Au+。发作如下化学反响: 2Au+4NaCN+O2+2H2O→2NaAu(CN)2+2NaOH+H2O2 2Au+H202+4NaCN→2NaAu(CN)2+2NaOH 总溶解反响: 4Au+8NaCN+O2+2H2O→4NaAu(CN)2+4NaOH 反响的平衡常数很大。反响可进行到一切的耗尽或一切的金溶完停止。 依据矿石特性断定的浓度,一般运用的NaCN浓度为0.05%-0.2%(用量约0.5-2kg/t矿石),浸出时向矿浆中鼓入空气即可。 溶金进程首要受氧的分散速度(即溶液中氧的浓度)操控,进程中应尽量防止一同发作亚铁离子、硫离子氧化耗氧的副反响。工业上运用加压化法前进化速度和溶金功率,如高压釜化、管道加压化。2205kPa压力管道化含金20g/t的矿石,15min的化率即可达95%以上。[next] 浸出进程有必要在碱性溶液中进行,一般用石灰作调节剂以促进矿浆沉降,pH 10.5-11.50若pH
12溶金速度将下降。 矿石中的磁黄铁矿、贱金属的硫、砷、锑化合物及一切贱金属阳离子都耗费,砷、锑化合物还会吸附在金粒表面阻挠金的化。特别硫化物极端有害,乃至5×10-6%以下的硫离子也将大大减缓金的溶解速度。当矿石中有害杂质含量较低时,矿浆可在化前充沛鼓气氧化预处理,使硫离子和亚铁离子氧化和使硫化物尽量转化为可溶硫酸盐,经过滤、洗刷后再化。实践还标明,少量铅、、铋等金属离子对化进程有利,可部分战胜砷、锑、硫的损害及加速金的溶解。必要时可在磨矿中参加少量氧化铅。 在激烈充气及拌和条件下,实测的溶金速率为3.25mg/(cm2•h),即一粒0.37μm厚的金片约需11h溶解彻底。因而大粒金应在化前用重选或混法预先收回。化前矿石细磨,化时激烈拌和,是前进溶金速度和功率的基本条件。用微波辐照矿石(内焙烧)或在矿浆中导入超声波或微波,可促进矿石解离决裂或部分前进浸出温度,有利于露出及活化纤细金粒的表面,加速金的溶解速度。 (2)办法及设备化法处理不同档次的金矿石或浮选金精矿,首要选用渗滤、槽浸或堆浸。“全泥化法”直接处理矿石,即在磨矿时参加化剂、pH调整剂,然后在浸出槽中拌和鼓气浸出。一般选用多槽串联阶梯装备,矿浆顺流经过每个浸出槽确保预订的浸出时刻。为了前进浸出功率,现遍及运用重复多段浸出,浸出后矿浆用浓缩、倾析、过滤等办法固液别离,并细心洗刷收回贵液。过滤设备首要是大型圆筒真空过滤机及水平带式真空过滤机。如我国某矿全泥化含金5.26g/t的原矿,用贫液补加回来磨矿,磨至-200目占85%-90%(磨矿时即有50%金被浸出),后在5个串联槽中接连浸出10h以上(浓度0.037%~0.042%,pH 10-11),金浸出率87%-93%,四段浓缩逆流洗刷率98.07%。 堆浸一无过滤化工艺是20世纪60年代开展的技能,工艺简略、本钱低、见效快,对矿石档次、性质及矿床规划习惯性强。将含金<2g/t的低档次矿石和石灰混合,均匀堆置于预先处理后不渗漏的底垫上,矿石量可达数百吨至数十万吨规划。化液组成与槽浸相似,但需均匀地喷淋在矿堆顶部,喷淋中一同增氧。浸出液均匀顺畅地浸透经过矿层溶解金银,防止“短路”。贵液最终流入沉积池,上清液送去提金,贫液弥补化剂后回来喷淋。[next] 2.其他溶金办法 剧毒,且很难溶解某些“难处理金矿石”,长期以来入们一向在研讨和探寻更安全有用的溶金新试剂。先后发现、硫代硫酸盐、硫酸盐、腐植酸盐、氯硫化物(如S2Cl2、SCl2)、、多硫化物、石硫合剂、含卤素(氯、)溶液等许多无机和有机试剂(大都为含硫试剂),都能以不同的反响机理在不同的条件下溶解黄金,但至今只要法远景看好,其他办法的经济本钱、运用条件及对矿石的习惯性、贵液的后处理等方面仍难与化法竞赛。 (1)法 是无毒的有机化合物CS(H2N)2 ,简写代号TU,水中溶解度达142g/L。TU在水溶液中也并非直接溶解黄金,而是在酸性介质中金被“适合的”氧化剂氧化为Au+后构成可溶性的配位的配阳离子。当用Fe3+作氧化剂时反响表明为: Au+Fe3++2TU→Au(TU)2++Fe2+ 也被氧化生成一个中间产品二硫甲眯RSSR[R为C(NH)NH2],并参加溶金进程。但它也易被持续氧化为无用的基、、元素硫等,不只增大耗费,还阻止溶金进程。因而适合的氧化剂一般用Fe3+或H2O2,溶液的氧化电位不超越140mV。与化法比较,不同如表1。表1 法与化法的比较项目化法法试剂NaCN,CaOTU,H2SO4,SO2,NaHSO4氧化剂空气中的O2Fe3+,H2O2,O2介质Ph10.5~1.5,碱性1~2,酸性运用规划大都矿石或精矿,可用于堆浸特殊矿石或精矿,不用于堆浸反响速度慢,数十小时块,数小时产品金的阴离子合作物Au(CN)2-金的合作物阳离子Au(TU)2+[next]
现在以为法污染小,速度快,铜、锌、砷、锑等元素搅扰不严峻,对化法难处理的高档次精矿,法有运用优势。但安稳性差,耗量大且报价贵,又约束了该法的广泛推广运用。 我国研讨的“铁浆法”,在浸金时置入铁板一同置换出金泥。浸金时导入5-7V直流电压(又称“电浆法”),以强化铁板或铅板阴极的复原效果,下降硫酸耗费。浸出时无铁板耗费,由铁板上刮下的金泥档次1%-2%,工艺进程进一步简化。 (2)硫代硫酸盐溶金 长处是试剂毒性小,耗费少,反响速度快,适于处理含铜的物料。缺陷是浸出时需加温,能耗大。溶金反响为: 2Au+4S2O32-+H2O+0.5O2→2Au(S2O3)23-+2OH- (3)多硫化铵法 多硫化铵是一种赤色溶液,含NH3 8%, S 22%, (NH4)2S 30%,处理含砷、锑高的金矿方面有必定的长处。常温常压下浸出矿石后生成NH4AuS及(NH4)3SbS4可溶化合物,砷留在渣中。但试剂耗费大,金浸出率低,直接处理矿石不经济。 (4)石硫合剂提金 我国研讨的无毒石硫合剂LSSS,系石灰和硫黄经简略化学合成,含S2~52-及S2O32-的枣赤色通明试剂,溶金、银速度快,对含砷、锑、铅的金矿石习惯性强。首要缺陷是试剂安稳性差,进程较难操控。 (5)卤素浸出近代离子交流及萃取技能的开展,从头引起了卤素浸出的爱好,如用电解食盐溶液发作新生态氯浸出,浸出的余氯吸收回来运用,氯化剂直接在地下浸出贫矿;溶金,即在弱酸至中性溶液中加氧化剂及或化物,可使金生成易溶的金酸盐MAuBr4(M为NH4+或碱金属阳离子),反响快且挑选性好。但转化为从矿石中提金的有用技能不多。 除氯化介质外,其他大都溶剂都能一同溶解矿石中的金、银。固液别离后的溶液——“贵液”一同含有金、银。 (二)从贵液中提金 浸出矿石取得的含金银溶液中金的浓度都很低,一般小于10g/m3。需再用置换、活性炭吸附、离子交流、溶剂萃取等办法从贵液中二次富集。[next] 1.置换法 用电负性金属从碱性溶液或酸性溶液中置换出金银的进程,常用置换剂是锌和铝,置换速度快而彻底。置换时要求细心过滤贵液,将固体悬浮物降至小于5mg/L,前进金沉积物的金档次,还需严厉操控贵液中溶解的氧及游离量,以下降锌的耗费。一般,贵液在9kPa真空塔中经两段真空脱氧可将氧浓度降至0.1g/m3以下。为减轻硫离子对置换进程的阻止效果,常参加少量(0.5-2g/gAu)溶液。锌粉耗量约5-10g/g Au,置换率99%-99.9%。贫液合金0.01-0.02g/m3。贵液中的银与金一同被置换,一般金泥含金银20%-40%、锌20%-40%、少量铜、铅硫化物及二氧化硅。 锌置换出金泥首要用10%-15%浓度的硫酸溶解夹藏的锌,铅也一同转化为不溶的PbHSO4。过滤后滤渣用15% NaOH溶液在90℃下溶摆脱铅。过滤后的金泥再用稀硫酸和氧化剂(如二氧化锰)溶摆脱铜。脱铜后的金泥烘干后在1200-1300℃下熔炼,熔炼时用硼砂、石英、苏打作熔剂造渣,加少量硝石氧化硫、铅、锌使之蒸发脱除,最终取得金银含量80%-90%及少量铜的合金。 我国研讨运用操控电位挑选氯化技能湿法处理金泥,即在4mol/L HCl溶液中定量供入,并操控溶液氧化电位0.4-0.45V(Pt-甘电极),90℃下使99%以上的铜、铅、锌挑选性氯化溶解。过滤后溶液冷却至室温即结晶别离PbCl2,再用铁置换铜。控电氯化渣从头在溶液中通入溶解金,过滤后溶液中和至pH l.5-2用草酸复原为粗金。不溶渣中的银用浸出后,用水合膦复原为海绵银。 2.活性炭吸附 用活性炭从贵液中富集收回金是一种与化溶金技能配套的办法。进程包含3个首要环节:活性炭制备及从化的贵液中吸附金、银;从载金炭上洗提重溶金、银及别离精粹为产品;活性炭再生复用。现在该技能已开展为直接从化矿浆中富集收回金的先进工艺-“炭浆法”和“炭浸法”。 活性炭是一种具有很大比表面积、多孔结构的吸附剂,用密实的含碳物质,如煤、椰壳、果核等在适合的氧化气氛及800-1000℃下缎烧活化制得。从氯化或化溶液中吸附金、银的机理至今没有结论。但存在钙、钠阳离子对吸附至关重要。过滤后的贵液流过充填活性炭的炭柱,金、银被吸附。活性炭对金的吸附容量可达数十毫克/克炭,但一般用到10mg/g以内。 从载金炭中提取(洗脱)金有Zadro法,Duval法,Murdoch法,AARL法等。 (1) Zadro法 是最简略通用的办法,首要用水洗,接着用约90℃的稀溶去钙及其他贱金属,然后用0.1%-0.2%NaCN和1%NaOH溶液于85-95℃下流过炭柱溶金、银,取得含金150mg/L的溶液。[next] (2) Duval法 是现在最好的办法,用含乙醇10%、NaOH 1%、NaCN 0.2%的溶液在80℃及100kPa下加速洗提重溶速度,时刻可从Zadro法的24-60h缩短至6-10h。溶液金浓度同上,但乙醇有易燃和易蒸发丢失的缺陷。 (3) Murdoch法 用含40%, NaOH 1% , NaCN 0.2的溶液在70℃及100kPa压力下洗脱金、银的法,时刻缩短为4-6h,溶液金浓度可高达4g/L。 (4) AARL法 用5% NaCN及2% NaOH溶液在95-100℃及100kPa下洗脱8h,可取得含金0.8g/L的溶液。在高温(160℃)高压(350kPa)下洗提,则更快,但添加了设备出资。 洗提金银后的活性炭含金约150g/t,首要用稀洗去碱性氧化物,然后在回转窑中于600-800℃下锻烧康复活性,挑选后复用。洗提液多用锌置换法收回金。也可用电积法处理,金沉积在钢纤维或碳纤维阴极上,取出后熔炼为金锭。 3.离子交流、萃取法 用阴离子交流树脂从贵液或矿浆中交流吸附金,具有简略调整和操控树脂的物理性能及交流容量、交流速度快、能一同收回溶液中其他有价金属、不吸附钙离子、淋洗再生温度低、耐磨等长处。但也有挑选性较差、价贵(重复运用后需燃烧收回金)、树脂颗粒密度低及质软等缺陷。除最早在俄罗斯,后来南非及我国少量厂直接处理金矿外,未能遍及推广运用。 许多种有机萃取剂可从酸性氯化物溶液中萃取收回金的氯配阴离子,并已在贵金属别离精粹工艺中成功运用。入们一向在研讨从碱性溶液中萃取收回金的办法。 4.含废水的处理 贵液提金后的废液含0.5-1g几,有必要处理到达我国政府规则的答应排放浓度0.5mg几的水平,或收回循环复用,或损坏转化为无毒。首要办法是:在密闭体系顶用硫酸酸化废液,逸出的HCN气体从头用NaOH溶液吸收转化为NaCN复用;或废水中参加硫酸锌固,沉积出白色化锌,再用硫酸溶解逸出化体经碱液吸收为复用。最终含约0.1g几的废水,在碱性条件下参加强氧化剂-漂、次、等使CN-转化为无毒的CO2和N2。最新办法是在调整溶液pH 7-10的条件下,向废水中鼓入含SO2 1%-3%的空气或参加碳酸氢钠,使CN-转化为无毒的CNO-。0.5h即可使废水含CN-从500mg/L降至0.5mg/L以下。[next] (三)无过滤氛化法 湿法冶金中的固液别离是一个高耗低效的进程。化矿浆过滤时要防止固体微粒穿滤,又要细心洗刷残渣收回贵液,功率很低。因而无过滤提金技能开展很快,并成为衡量提金技能先进性的重要标准。除堆浸法外,还有碳浆法、碳浸法、树脂矿浆法等,将化溶金及活性炭或树脂直接从矿浆中吸附金结合为一个进程,免去了过滤工序,还因及时吸附并下降溶液中金配离子活度而加速化溶金速度。前两个办法已获工业运用。 (1)碳浆法将含金、银的矿浆送入多级串联的吸附槽,与逆向活动的活性炭进行多级直接交流吸附。每个吸附槽用双桨叶机械拌和,矿浆用管道提升至槽上部,经过筛子别离矿浆和炭,载金炭从第一个吸附槽排出。炭在每槽的吸附时刻约1h。 (2)炭浸法将炭直接参加到化槽一同进行化和吸附,比炭浆法更简略。 两个办法对活性炭都有较严厉的要求,有必要有均匀适宜的粒度(一般为6-10目)及满足的强度,以削减载金炭被固体磨损后构成金的飘浮丢失。送入化槽的矿浆也应严厉别离砂砾、木屑、塑料等杂物。一般入矿浆浓度50%,活性炭用量10g/L。当原矿金档次约5g/t时,载金炭含金可达12-15kg/t,活性炭耗费量约0.015 kg/t矿。载金炭随后经洗提重溶一电积一熔炼为金锭。吸附率、洗提解吸率、电积率等目标皆大于99%,金的总收回率可达90%以上。还可将炭预先处理使之带磁性,加磁场收回以削减载金炭丢失。 树脂矿浆法的本质是用阴离子交流树脂替代活性炭直接从化矿浆中交流吸附金,载金树脂用溶液淋洗解吸金,最早运用于俄罗斯。 (四)难处理金矿的选冶 世界上1/3的金矿资源,用惯例化工艺处理时浸出率很低,被称为“难处理金矿”。难处理的原因是:①天然金以微细粒为主,多被黄铁矿、砷黄铁矿、氧化铁等矿藏严峻包裹,或浸染在微晶石英、燧石中,还有恰当份额的金呈难溶的AuSb2、Au2Bi、AuTe2等类矿藏存在;②矿石含沥青、腐殖酸等有机碳化物或许多黏土可从化液中从头吸附已溶解的金;③矿石含辉锑矿、雄黄、雌黄、辉铋矿、黄铜矿、磁黄铁矿等矿藏较高,化时耗及氧,或它们在化时的反响产品掩盖包裹金粒,阻止化的进行。这类资源的有用运用已成为黄金冶金范畴重视的热门。研讨的办法许多,一类是经预氧化处理后再用化或其他老练的办法提金,另一类是先浮选选出金精矿再处理。[next] 1.预氧化处理 意图是损坏“劫金”的有机碳及阻止化的硫、砷化物,尽量将金粒露出便于化。有焙烧、化学浸出、加压氧浸、催化氧化、细菌氧化、矿浆中电化学氧化等办法。 (1)焙烧法是国内外运用较早的办法。在空气中550-750℃下将矿石中有机碳氧化为二氧化碳,将黄铁矿(FeS2)和砷黄铁矿(FeAsS)等矿藏氧化为Fe2O3,硫、砷氧化为蒸发性氧化物。缺陷是硫、砷烟气严峻污染环境,能耗高,物料或许烧结反而包裹金粒等。近年来该法在技能及设备两方面都取得了严重前进,如将空气焙烧改为富氧焙烧,前进蒸发物浓度便于吸收;操控温度及氧量,添加烧碱或石灰使硫、砷转化为不蒸发且可溶解的硫酸盐和盐(“固硫”和“固砷”),便于从溶液中收回硫、砷;又如严厉操控空气量及温度(620-650℃)下焙烧,生成无毒的硫化砷: 16FeAsS+12FeS2+45O2====14Fe2O3+4As4S4+24SO2 焙烧设备已由最早运用的回转窑、多膛炉开展为欢腾炉和闪速焙烧炉。 (2)化学氧化法向矿浆中直接参加强氧化剂(如硝酸、、氯酸盐、锰酸盐、铬酸盐等)进行常压化学氧化,或再加直流电场的电化学氧化,如直接用浓度约200g/L的硝酸溶液在75-85℃下浸出浮选金精矿中的硫、砷化物,过滤后的滤渣再化提金。硝酸单耗约200kg/t矿,该法有用性的关键是从浸出液中经济高效的脱硝并再生硝酸复用。 (3)加压氧化法是20世纪50年代开展的新技能,长处是:对矿石中硫、砷、锑、铅等有害元素含量的习惯规划宽,可综合运用,功率高,污染小。将矿石磨细后配成固体浓度40%-45%的矿浆,依据矿石性质调整矿浆为酸性或中性至弱碱性,接连或接连地注入密闭耐压反响釜中,在高温(170-225℃)下通入空气(1500-3000kPa)或纯氧(350-700kPa),使硫、砷化物别离氧化为硫酸盐和盐,并部分氧化有机碳化物,使包裹金充沛游离露出而利于化。若在矿浆中预先配入石灰或氯化钙,可使砷转化为不溶的钙。至今已有几十家运用该技能。 (4)催化氧化法在浸出进程中参加硝酸起传递氧的“催化”效果,即HNO3氧化硫化矿藏后被复原为NO,并敏捷被气相中的氧氧化为N2O3或NO2,溶于水后再生出硝酸持续氧化硫化物。如在约90℃及常压下的“NITROX’法,约100℃及高压(0.4-0.8MPa)下的“ARSENO”法,约200℃及0.4-0.8MPa下的“Redox”法及我国开展的“COAL”法等。Redox法系用硫酸和硝酸(各70-110g/L)混合介质高温、高压浸出,速度很快,进程可自热保持,8min即可达90%-99%的硫、砷氧化率,并生成安稳的铁和硫酸钙,可用不锈钢管道浸出,后续金化率大于90%。我国创造的“催化氧化酸浸-化(COAL)法”,在100℃及0.2-0.4 MPa总压的氧气气氛下进行,矿浆浓度20%-25%,用硫酸调整矿浆pH≈l,硝酸浓度小于10g/L,参加占矿重0.05%-0.2%的木质磺酸钠作硫的表面活性剂,预处理后金的化率也达90%以上。当金矿石含许多砷黄铁矿及雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)时,可先用浸脱砷再用硝酸催化氧化。[next] (5)细菌氧化法依托铁硫杆菌、硫化裂片菌、钩端螺旋铁氧菌等菌种,在酸性(pH≈1-2)环境中使黄铁矿、砷黄铁矿缓慢分化并氧化为硫酸盐和盐。有两种机理:经过菌内特有的铁氧化酶及硫氧化酶直接氧化金属硫化物;或细菌将Fe2+氧化为Fe3+后再由Fe3+氧化金属硫化物,构成氧化一复原循环浸出。硫化矿区中这些细菌天然存在,收集菌种后在含氮、磷酸盐、微量钙、镁、钾的培育液中恒温繁衍,针对待处理矿石经中间实验后运用。一般矿石需磨细至约35μm,浸出时参加细菌繁衍必需的营养液并恰当充气,细菌分化硫、砷化物更有利于包裹金的露出。缺陷是速度太慢(20-40天),细菌的活性对温度太灵敏。温度低于15℃细菌繁衍很慢。温度超越40℃大都细菌就失掉活性。热天处理含硫较高的矿石,因为氧化进程放热会导致部分温度过高,有必要采纳降温办法。挑选和培育对温度习惯规划更宽的菌种,缩短氧化时刻(如我国的7-10天氧化技能已进入半工业实验规划),堆浸预氧化后直接转为化等方面开展很快。 以上几种预氧化处理办法各有好坏,各种不同的办法都有不同的运用条件和有用规划,工艺的挑选和拟定有必要针对详细矿石经过实验断定。国外针对同种矿石,用不同工艺处理,首要目标比较如表2。表2 各种工艺办法的比较首要目标工艺办法直接化焙烧-化细菌氧化-化加压氧化-化金收回率/%32778797设备出资(相对)130100200出产费用(相对)130100100
显着,细菌氧化和加压氧化一化两种工艺在金收回率和出产费用方面有优势。但近几年因为焙烧法在操控硫、砷污染及高效设备方面的发展,使其康复了显着的竞赛条件。1996年还有大型焙烧厂(7200t/d)投产。[next] 2.浮选富集 当金矿石中金的赋存粒度细并被铁及有色金属硫化物包裹,或呈固溶体存在于硫化物晶格中时,常用浮选法富集产出金精矿。要到达较高的富集率和收回率,有必要对矿石进行工艺矿藏学研讨,查清矿藏组成及连生联系、嵌布特色和粒度组成规划,断定适宜的磨矿细度和矿浆浓度,挑选恰当的介质调整剂、活化剂、起泡剂、捕收剂,拟定合理的磨-浮工艺流程。现在首要是移植和运用重有色金属硫化矿的浮选技能和设备,侧重处理含砷矿藏(毒砂)的有用按捺,下降金精矿的含砷量。 金精矿的产率、成分及金档次首要取决于原矿中铁硫化物的含量。如北美一含黄铁矿1.5%的金矿石浮选,精矿中含FeS 25 %,金收回率可达90%-95%。但我国的浮选收回率多低于90%。我国对浮选金精矿的质量规则如表3。表3 我国对浮选金精矿的质量规则等级特123456789金档次>/(g/t)36032028024020016014012010080含砷≤/%0.10.10.20.20.30.30.40.40.4
金精矿中硫、砷含量较高,有必要预氧化处理,然后可用针对金矿石的一切溶金办法提取金、银。但现在首要用于铜冶炼厂,在铜锍转炉吹炼除铁时作为熔剂,运用其间的二氧化硅参加铁造渣,金则捕集在锍中,并从铜电解阳极泥中收回。但因含砷,会添加冶炼厂砷害,配矿量受到约束,就地处理办法研讨一向十分活泼。
磁铁石英岩矿石磁选
2019-01-25 10:19:03
磁铁石英岩属于沉积变质矿床的矿石,目前国内外广泛采用磁选法分选这种类型矿石,该种类型矿石在我国被称为鞍山式贫磁铁矿石,在国外被称为铁燧岩、磁铁石英岩等,这类矿石在铁矿资源中占有重要地位,是目前磁选的主要对象。 磁铁石英岩选矿工艺的特点是采用阶段磁选阶段磨矿流程,这样可阶段排出单体脉石,减少下一阶段的磨矿量。 磁选设备多采用圆筒型磁选机,其底槽为逆流型和半逆流型。在国内和国外也有采用磁力脱水槽进行脱泥的实例。 下面以首都钢铁公司大石河铁矿选矿厂为例进行介绍。 大石河铁矿选矿厂是首都钢铁公司主要原料基地,位于河北省迁安县境内。大石河铁矿石属鞍山式贫磁铁矿,构成各矿体的岩层系属于前震旦纪麻岩并呈条带状和片麻状构造。在矿体之间和矿体内部广泛发育着各种类型的夹石,开采过程中混入15%左右的废石,矿石贫化严重,地质品位30.18%,入选矿石品位只有25%左右。 矿石中金属矿物主要为磁铁矿,其次有少量假象赤铁矿和赤铁矿;脉石矿物以石英为主,其次为辉石、角闪石等,有害杂质较少。 磁铁矿与脉石共生形态简单,容易解离。磁铁矿嵌布粒度较粗且均匀。结晶粒度为0.062~0.5mm的晶粒占60%~70% ,0.5~2mm占10%~20%,0.062mm以下含量占10%左右。赤铁矿粒度较细。脉石矿物结晶粒度亦较粗,在0.18~0.35mm之间。矿石磨至-200网目占75%~80%时,有用矿物与脉石基本达到单体解离。 矿石化学多项分析结果见表。 大石河铁矿石化学多项分析结果 FetFeOSiO2Al2O3CaOMgOPS1号矿样29.911.1847.20.751.242.190.0380.022号矿样30.7310.9947.920.730.581.910.0250.16
流程采用阶段磨矿—弱磁选流程,如下图所示。首先,用磁滑轮对球磨机入料进行预选,在磨矿前可丢弃产率8%、品位9%左右的废石,使入磨产品品位提高2%,磁性铁回收率为99%。对第一段磁选精矿进行二次分级、二次磨矿、二次磁选精矿经细筛后筛上物返回二段球磨机,由于三段磁选的入选粒度得到了严格控制,提高了矿物的单体解离度,可使精矿最终品位由64%~65%提高到67%~68.5%。该流程的主要技术指标为:原矿品位26.28%,精矿品位68.42%,尾矿品位6.41%,回收率82.64%。
大石河铁矿选矿厂生产流程
白云鄂博铁矿选厂
2019-02-25 14:01:58
白云鄂博铁矿坐落内蒙古中部的乌兰察布草原上,北距蒙古人民共和国100多公里,南距包头市140多公里,矿区属包头市统辖,有包白公路与市区相通,有准轨铁路与京包线相连。
白云鄂博铁矿是包钢的主要原料基地,是誉满天下的稀土之乡。1957年2月27日建矿,通过“七五”、“八五”扩建改造,现已构成年产矿石1000多万吨的现代化大型露天矿山,具有固定资产原值16亿元以上,设备总重量3万吨,员工总数6000多人。
白云鄂博铁矿有着得天独厚的资源优势,现已发现175种矿藏,71种元素,具有或或许具有归纳利用价值的元素有26种。探明铁矿石储量14亿吨,构成主矿、东矿、西矿、东介勒格勒4个工业矿床,全区矿化规模达48平方公里。稀土资源居国际第一位,占国际已探明储量的77%,我国总储量的95%以上。铌资源居国际第二位。此外,在矿体的上盘,还蕴藏着1.5亿吨的富钾板岩,均匀档次达12.14%。稀土、铌与铁共生,多种物质成份共存,构成了白云鄂博铁矿共同的矿床类型。
新世纪的白云鄂博铁矿,任重而道远,包钢(集团)公司调整白云鄂博铁矿的矿石量仅为1200万吨/年左右,导致近1/3的出产设备搁置下来。各种大型矿山挖掘设备及各种负荷实验有待有志之士与咱们协作、开发,谋福于人类,服务于社会。
白云鄂博铁矿也诚挚寻求协作伙伴,充分利用得天独厚的资源和满足的动力装备,雄厚的物资根底,将内蒙古千里草原上的这颗明珠雕塑的愈加灿烂。
闪速炉熔剂及常用燃料
2019-03-06 09:01:40
一、熔剂
闪速炉熔剂为石英石,一般要求含二氧化硅在80%以上,含铁在3%以下。砷、氟等杂质应尽量低。若有条件,可运用含金、银、铜的石英石。各厂闪速炉用石英熔剂成分实例见表1。
表1 闪速炉用石英熔剂成分实例,%厂名SiO2其它补白贵冶>85Fe<2 As<0.1 F<0.1河砂哈里亚瓦尔塔86~89Fe2O3 2.8 Al2O32.7足尾50~55S 30~33小坂80矿东予89.1Fe 3 Al2O3 3佐贺关92全化尾砂及海砂玉野80萨姆松92Fe 3凯特里91韦尔瓦90伊达哥80温山90伊萨贝拉97.8奥林匹克坝93.4 直接取得含铜低的弃渣的玉野式闪速炉,为操控炉渣含CaO4%,增加少数石灰作熔剂。
二、燃料
闪速炉常用燃料有重油、焦粉、粉煤及天然气等。各种燃料可独自运用,也可混合运用。燃料品种的挑选主要由区域燃料直销条件及报价决议。
因为烟气用于制酸,因而对燃料含硫无要求。
各厂闪速炉用燃料的实例见表2,表3。
表2 闪速炉用重油实例工厂品种低发热值GJ/kg元素组成,%CHSONW贵冶200号渣油4185.411.20.50.50.50.5足尾厂日本C重油418612佐贺关厂船用重油4486.511.22东予厂日本C重油418612格沃古夫厂重油85.911.12.5 注:贵冶用200号渣油Q低为41.023MJ/kg;粘度为400~600mPa·s;重油密度为0.97g/cm3。
表3 闪速炉用焦粉及粉煤的实例厂名品种粒度分析低发热值MJ/kg元素组成,%CHONS灰分佐贺关厂焦粉+1.0mm 6.0%28.586.50.5810.111.0~0.5mm 14.0%0.5~0.149mm 44.7%0.149~0.044mm 21.9%-0.044mm 13.4%东予厂粉煤+88目<10%27.264.75.34.40.82.622玉野厂粉煤-100目>90% 有的冶炼厂闪速炉选用天然气为燃料,例如巴亚马雷厂用的天然气含CH498%,低发热值为35590kJ/m3,圣马纽尔厂用的天然气热值为34000 kJ/m3。
鼓风烧结配料所采用的熔剂
2019-01-07 17:38:01
鼓风烧结配料所采用的熔剂粒度小于6mm。配加的熔剂和数量须根据鼓风炉渣成分(即渣型)计算确定。
一、硅质熔剂 一般用石英石,含SiO290%以上。若用河砂或含金石英石,SiO2含量可适当降低,但不小于75%。
二、铁质熔剂 多用烧渣,含Fe45%以上。也可用铁屑或铁矿石。
三、块状石英石(尤其含金石英石)、铁矿石粒度大于30mm时,也可直接加入鼓风炉。
表1为熔剂的化学成分实例。
表1 熔剂的化学成分实例,%熔剂名称FeCaOSiO2Al2O3MgOPbZnSAuAg石灰石10.5754.330.95 石灰石20.4155.731.340.330.59 石灰石30.353.970.620.230.89 石英石10.191.0891.80.14 石英石20.52.2197.12 石英石31.261.0894.86 河砂12.41.3575.853.04 河砂21.510.687.48 河砂33.02.074~80 0.30.10.1 烧渣147.44.158.2 烧渣243.866.29.31 烧渣347.554.3510.21 平江金精矿38.120.0433.975.62 0.150.195.67133.815.4灵宝精矿14.230.640~60 0.2~1.80.2718~2430~70100~400秦岭精矿16.980.6347.47 5~131.5920.270150浸出渣银精矿8.243.214.241.41 4.8341.124.62.0560铜浸出渣30~40 30~35 0.01 8~10140
注:Au、Ag的单位为g/t。
火法炼金常用熔剂及其作用
2019-01-07 07:52:09
火法炼金熔剂共有二类,一类是氧化熔剂,另一类是造渣熔剂。常用的氧化溶剂有硝石、二氧化锰,其作用是炉料中的贱金属(铜、铅、锌、铁等)和硫氧化成氧化物以便造渣,常用的造渣熔剂有硼砂、石英、碳酸纳等。其作用是与贱金属的氧化物反应生成炉渣。
湘乡棋锌桥白云石矿
2019-01-25 10:19:06
(1)矿石性质:该矿赋存于中、上石炭统壶天群地层中,壶开群分上、下两部分:下部为石灰岩夹白云岩及白动质石灰岩;上部为厚白云岩即矿层白云岩即矿层,其夹层为灰质白云岩、白云质石灰岩和石灰岩。矿石质量以Ⅰ、Ⅱ级品为主,其地质品位见表1。
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(2)工艺流程:原设计的工艺流程中只设置破碎筛分,没有洗矿,1985年增建洗矿设施,工艺流程为两段破碎,一次筛洗和一次槽式洗矿机洗矿,见图1。生产的主要设备见表2,洗矿与不洗矿的产品质量见表3,各粒级产品产率及产品销售率见表4。
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该矿开采原位与地质品位很接近,说明矿体裂隙和含泥量较少以及采矿工作面对夹层废石和泥土的剔除较彻底,保证了产品质量。生产工艺流程中,洗矿与不洗矿成品质量基本接近,如SiO2含量只相差0.02~0.11%;中、细粒级产品的质量相差也不大,均达到一级品或1特级品的质量指标。该矿实际销售的成品率仅达到69.1~72.1%,其余30%左右的小于20~0mm粒级的成品矿MgO含量19.25~20.6%,SiO20.13~0.33%,质量十分优良,属特级品,由于销售不出去而不计成品矿。1984至1985年已堆置了约9万t,不仅积压和浪费资源与资金,同时也增加了销售成品矿的生产成本,为充分利用资源和提高企业的经济效益,应与用户协商调整产品粒度结构并设法开拓市场。该矿增建洗矿设施不是为提高产品质量,而是为改善工人劳动条件。洗矿与不洗矿的厂房含尘测定结果见表5,表中可知,洗矿厂房内空气含尘量降低50~70%左右,达到了改善工人劳动环境,同差一少筛孔堵塞,有利于生产操作,但增建洗矿设施多投资约60万元,并增加小部分水、电消耗,相应增加了生产成本。
铝合金熔体的熔剂精炼
2019-01-02 15:29:20
本文介绍了熔剂精炼在铝合金熔体净化过程中的作用,熔剂的分类和要求,常用熔剂的组成,适用范围及使用方法等。
在铝及铝合金熔炼过程中,氢及氧化夹杂是污染铝熔体的主要物质。铝极易与氧生成A1202或次氧化铝(Al2O及A10).同时也极易吸收气体(H)其含量占铝熔体中气体总量的70—90%,而铸造铝合金中的主要缺陷——气孔和夹渣,就是由于残留在合金中的气体和氧化物等固体颗粒造成的。因此,要获得高质量的熔体,不仅要选择正确合理的熔炼工艺,而且熔体的精炼净化处理也是很重要的。
铝及铝合金熔体的精炼净化方法较多,主要有浮游法、熔剂精炼法、熔体过滤法、真空法和联合法。本文介绍熔剂精炼法在铝合金熔炼中的应用。
1 熔剂的作用
盐熔剂广泛地用于原铝和再生铝的生产,以提高熔体质量和金属铝的回收率[1。2]。熔剂的作用有四个:其一,改变铝熔体对氧化物(氧化铝)的润湿性,使铝熔体易于与氧化物(氧化铝)分离,从而使氧化物(氧化铝)大部分进入熔剂中而减少了熔体中的氧化物的含量。其二,熔剂能改变熔体表面氧化膜的状态。这是因为它能使熔体表面上那层坚固致密的氧化膜破碎成为细小颗粒,因而有利于熔体中的氢从氧化膜层的颗粒空隙中透过逸出,进入大气中。其三,熔剂层的存在,能隔绝大气中水蒸气与铝熔体的接触,使氢难以进入铝熔体中,同时能防止熔体氧化烧损。其四,熔剂能吸附铝熔体中的氧化物,使熔体得以净化。总之,熔剂精炼的除去夹杂物作用主要是通过与熔体中的氧化膜及非金属夹杂物发生吸附,溶解和化学作用来实现的。
2 熔剂的分类和选择
2.1熔剂的分类和要求
铝合金熔炼中使用的熔剂种类很多,可分为覆盖剂(防止熔体氧化烧损及吸气的熔剂)和精炼剂(除气、除夹杂物的熔剂)两大类,不同的铝合金所用的覆盖剂和精炼剂不同。但是,铝合金熔炼过程中使用的任何熔剂,必须符合下列条件[3。8]。
①熔点应低于铝合金的熔化温度。
②比重应小于铝合金的比重。
⑧能吸附、溶解熔体中的夹杂物,并能从熔体中将气体排除。
④不应与金属及炉衬起化学作用,如果与金属起作用时,应只能产生不溶于金属的惰性气体,且熔剂应不溶于熔体金属中。
⑤吸湿性要小,蒸发压要低。
⑥不应含有或产生有害杂质及气体。
⑦要有适当的粘度及流动性。
⑧制造方便:价格便宜。
2.2熔剂的成分及熔盐酌作用
铝合金用熔剂一般由碱金属及碱土金属的氯化物及氟化物组成,其主要成分是KCl、NaCl、NaF.CaF,.、Na3A1F6、Na2SiF6等。熔剂的物理、化学性能(熔点、密度、粘度、挥发性、吸湿性以及与氧化物的界面作用等)对精炼效果起决定性作用。
2.2.1。氯盐:氯盐是铝合金熔剂中最常见的基本组元,而45%NaCl+55%KCl的混合盐应用最广。由于它们对固态Al2O3,夹杂物和氧化膜有很强的浸润能力(与Al2O3,的润湿角为20多度)且在熔炼温度下NaCl和KCl的比重只有1。55g/cm3和l。50g/cm3,显著小于铝熔体的比重,故能很好地铺展在铝熔体表面,破碎和吸附熔体表面的氧化膜。但仅含氯盐的熔剂,破碎和吸附过程进行得缓慢,必须进行人工搅拌以加速上述过程的进行。 氯化物的表面张力小,润湿性好,适于作覆盖剂,其中具有分子晶型的氯盐如CCl4
,SiCl4,A1C13,等可单独作为净化剂,而具有离子晶型的氯盐如LiCl、NaCl毛KCl、MgC12:等适于作混合盐熔剂。
2。2.2.氟盐:在氯盐混合物中加入NaF.Na3A1F6、CaF2。等少量氟盐,主要起精炼作用,如吸附、溶解Al2O3,。氟盐还能有效地去除熔体表面的氧化膜,提高除气效果。这是因为:a)氟盐可与铝熔体发生化学反应生成气态的A1F,、SiF4,、BF3,等,它们以机械作用促使氧化膜与铝熔体分离,并将氧化膜挤破,推入熔剂中;
b)在发生上述反应的界面上产生的电流亦使氧化膜受“冲刷”而破碎。因此,氟盐的存在使铝熔体表面的氧化膜的破坏过程显著加速,熔体中的氢就能较方便的逸出;c)氟盐(特别是CaF2:)能增大混合熔盐的表面张力,使已吸附氧化物的熔盐球状化,便于与熔体分离,减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗, 而且由于熔剂——熔体表面张力的提高,加速了熔剂吸附夹杂的过程。
3铝合金熔炼中常用熔剂
熔剂精炼法对排出非金属夹杂物有很好的效果,但是清除熔体中非金属夹杂物的净化程度,除与熔剂的物理、化学性能有关外,在很大程度上还取决于精炼工艺条件,如熔剂的用量,熔剂与熔体的接触时间、接触面积、搅拌情况、温度等。
3.1常用熔剂
为精炼铝合金熔体,人们已研制出上百种熔剂,以钠、钾为基的氯化物熔剂应用最广。对含镁量低的铝合金广泛采用以钠钾为基的氯化物精炼剂,含镁量高的铝合金为避免钠脆性则采用不含钠的以光卤石为基的精炼熔剂。
铝合金熔炼过程中常用熔剂的成分及作用如表1(4-7)。
表1 常用熔剂的成分及应用
溶剂种类 组分含量,%
NaCl KCl MgCl2 Na3AlF6 其它成分 适用的合金
覆盖剂 39 50 6。6 CaF2 4。4 Al-Cu系,Al-Cu-Mg
系,Al-Cu-Si系Al-Cu-Mg-Zn系
Na2CO385。CaF15 一般铝合金
50 50 一般铝合金
KCl,MgCl280 CaF220 Al-Mg系Al-Mg-Si系合金
31 14 CaF210 CaCL244 Al-Mg系合金
8 67 CaF210,MgF215 Al-Mg系合金
精炼剂 25-35 40-50 18-26 除Al-Mg系,Al-Mg-Si系以外的其它合金
8 67 MgF215,CaF210 Al-Mg系合金
KCl,MgCl260,CaF240 Al-Mg系Al-Mg--Si系合金
42 46 Bacl26 (2号熔剂) Al-Mg系合金
22 56 22 一般铝合金
50 35 15 一般铝合金
40 50 NaF10 一般铝合金
50 35 5 CaF210 一般铝合金
60 CaF220,NaF20 一般铝合金
36-45 50-55 3-7 CaF 21。5-4 一般铝合金
Na2SiF630-50,C2Cl650-70 一般铝合金
40。5 49。5 KF10 易拉罐合金
从上表中可以看出,有些熔剂组分的含量变化范围较大,可以根据实际情况来确定。首先要根据合金元素的含量来确定[8],因为大多数铝合金中主要元素含量都可在一定范围内变化,其次要根据所除杂质成分及含量来确定。因此,使用厂家除使用熔剂厂生产的熔剂外,最好根据所熔炼铝合金的成分调正熔剂组分比例,以找出最佳熔剂组成。
综合以上各种熔剂不难看出,当要熔制的铝合金成分确定后,熔剂成分的设计首先是主要成分(如氯化物)用量配比的选择,其次是添加组分(如氟化物)的选择。熔剂配好后,最好是经熔炼、冷凝成块、再粉碎后使用,因为机械混合状态的效果不好。
3。2熔剂用量 .
熔炼铝合金废料时,废料质量不同,覆盖剂及精炼剂的用量也不同。
3。2。1.主覆盖剂用量
a)熔炼质量较好的废料,如块状料、管、片时覆盖剂用量(见表2)。表2 覆盖剂种类及用量炉料及制品 覆盖剂用量(占投料量的%) 覆盖剂种类电炉熔炼:一般制品特殊制品 0。4-0。5%0。5-0。6% 普通粉状溶剂普通粉状溶剂煤气炉熔炼:原铝锭废 料 1-2%2-4% KC1:NaC1 按1:1混合KC1:NaC1 按1:1混合
注:对高镁铝合金,应一律用不含钠盐的熔剂进行覆盖,避免和含钠的熔剂接触。
b)熔炼质量较差的废料,如由锯、车、铣等工序下来的碎屑及熔炼扒渣等时,覆盖剂用量(见表3)。
表3: 覆盖剂用量
类 别 用量(占投料量的%)
小碎片碎 屑号外渣子 6-810-1515-20
3.2.2精炼剂用量
不同铝合金、不同制品,精炼剂用量也各不相同(见表4)。
表4 精炼剂用量
合金及制品 熔炼炉 静置炉
高镁合金 2号熔剂5-6kg/t 2号熔剂5-6kg/t
特殊制品除高镁合金 普通熔剂5-6kg/t 普通熔剂6-7kg/t
LT66、LT62、LG1、LG2、LG3、LG4 出炉时用普通熔剂、叠熔剂坝
其它合金 普通熔剂5-6kg/t
注:①在潮湿地区和潮湿季节, 熔剂用量应有所增加
②对大规格的圆锭,其熔剂用量也应适当增加。
3。3熔剂使用方法
熔剂精炼法熔炼铝合金生产中常用以下几种方法
①熔体在浇包内精炼。首先在浇包内放入一包熔剂,然后注入熔体,并充分搅拌,以增加二者的接触面积。
②熔体在感应炉内精炼。熔剂装入感应炉内,借助于感应磁场的搅拌作用使熔剂与熔体充分混合,达到精炼的目的。
③在浇包内或炉中用搅拌机精炼,使熔剂机械弥散于熔体中。
④熔体在磁场搅拌装置中精炼。,该法依靠电磁力的作用,向熔剂——金属界面连续不断地输送熔体,以达到铝熔体与熔剂间的活性接触,熔体旋转速度越高,其精炼效果越好。 ⑤电熔剂精炼。此法是使熔体通过加有电场(在金属——熔剂界面上)的熔剂层,进行连续精炼。
在这五种方法中,电熔剂精炼效果最好。