溴化法提金工艺
2019-02-14 10:39:39
概述 是一种较强的浸出剂,在水溶液的作用下能很快地溶解金。早在1881年Shaffer就宣布了有关用提金工艺的专利(美国专利No. 267723),但直到最近由于环保和处理矿石的性质改动等原因,才对这种简直被忘却或被忽视了100多年的提金工艺又从头进行仔细的研讨。某些含的浸出剂也开端在市场上占有一席之地。 与氯都是卤族元素,有着比较类似的化学性质。在水溶液中它们都能与大大都元素起反响,而且对金来说又都既是氧化剂又是络合剂,能到达很快的浸金速度,因而是一类比较抱负的金浸出剂。 最近几年,加拿大和澳大利亚等国相继宣布了许多文章,声称要以生物浸出的D-法和K-法等澳化浸出法与化浸出法相抗衡,着重这些新办法具有浸出速度快和不污染环境的长处。 在生物浸出D-法提金新工艺中,选用了一种称之为Bi0-D(Bi0-D-Leachent)的浸出剂,它乃是一种由澳化钠与氧化剂(卤素)制造而成的浸出剂,可用于浸出贵金属。该法是由美国亚利桑那州的Bahamian精粹公司于1987年研讨成功的,用于代替浸出金。据称它除了浸出速度较快以外,还能在较低的温度下进行浸出,因而有人以为这是提金工艺中的一项新的打破。 这种试剂属卤化物类,对密度较大的金属的亲和力大于对密度小的金属,可用于弱酸性至中性溶液中,其稀溶液无毒,试剂易再生,并具有生物递降分化作用,是传统浸出剂的杰出代替物。大都矿石用它浸出2.5 h就可达90%的浸出率。但因在反响进程中会有适当多的蒸气由溶液中逸出,这样不只添加了试剂耗费,而且还会构成严峻的腐蚀和健康问题,故现在仍处于实验室与半工业实验阶段,若能用于工业出产,将使金、银提取工艺发作严重革新。 K-浸出法(K-process)是由澳大利亚Kalias公司创造的,故又称为Kalias法(或K-进程),其实质是运用一种以化物作浸出剂的新工艺。工艺进程中所用的试剂是一项专利,据估量或许包含和盐,可在中性条件下从矿石中浸出金,但现在也处于开发实验阶段,工业上推行运用尚有必定困难。 1985年的一项西德专利中泄漏,由氯化钠(或等)组成的溶剂,溶解金的才能约为(一般以为是最强的黄金溶剂)的5倍。这些都阐明某些含的试剂具有很高的溶解金才能,能经济有用地从难浸矿石(或精矿)中浸出金。 化法提金工艺 1)基本原理 与氯化法类似,金在溶液中的溶解进程也是一个电化学进程,并可简略标明如下: Au+4Br- ==== AuBr4-+3e- Eө =0.87V 化物浓度、金浓度、溶液pH,以及氧化复原电位(Eh)是影响金在溶液中溶解才能的主要因素。化钠浸金进程的溶解反响可写成: Au+3Br0-+6H+ ==== AuBr3+3H20 AuBr3+NaBr ==== Na(AuBr4) 即首先是Au被氧化成AuBr3,然后再与NaBr作用构成AuBr4-络离子进入溶液中。[next] K.Osseo - Asare制作了Au-Br-H20系电位-pH图,如图1所示。从中可见,跟着Br-浓度的添加,AuBr4-安稳区域增大。在室温下,最佳溶金区域在pH4-6之间,电位0.7-0.9 V(以甘电极为准)。
图1
在Brent与Hiskeg的文章中也制作了一幅Au-Br-H20系电位-pH图,如图2所示。这个图看来更为完好一些。在这个图上还标明晰AuBr2-的存在区域。25℃下含金组分的标准自由能见表1.
图2[next]表1 含金组分的标准自由能(J/mol)组分状况△GӨ298组分状况△GӨ298Aus0AuO32-aq-24.24Au2O3s163.02Au+aq163.02Au(OH)3s-289.67Au3+aq433.05AuO2s200.64AuBr3s-24.66H3AuO3aq-258.32AuBr2-aq-113.28H2AuO3-aq-191.44AuBr4-aq-159.26HAuO32-aq-115.37AuBrs-15.47
20℃、100 g水中能溶解3.5g。液是红棕色液体,相对密度3.14,沸点58.7℃。假如溶液pH高会发作下列反响耗费: 20H-+Br2 —→ Br0-+Br-+H20 3Br0- —→ 2Br-+Br03- 澳在嗅化物溶液中生成Br3-。因而在溟化物溶液中嗅有较大的溶解度,Br3-有较强的氧化才能,有利于金的溶解。 2)化法浸出金的动力学 Pesic和Sergent用旋转圆盘法研讨了GeobromTM3400溶液溶金的动力学。溶金速度。随转速的改动如图3所示。溶金速度与转速呈线性联系。但直线不经过原点。这标明溶金速度部分受化学反响速度操控。反响对浓度是一级联系。对离子浓度是0.5级联系。GeobromTM 3400既含有又含有化物,所以实验测定的GeobromTM3400的级数为1.4~1.6级。从溶金速度v随pH改动(图4)看,可分三个区域:pH为1~6,溶金速度v与pH无关,pH为6~10, pH增高溶金速度。敏捷下降。pH大于10,溶金速度。简直为零。溶金反响的活化能为24.85 kJ/mol。高价态的铜、铁、锰以及铅、锌、钠和钾对溶金速度υ没有影响。溶液中有[Mn2+]时溶解速度下降。
图3 图4 [next]
3)工艺特色 ①用GeobromTM 3400从难浸矿石中浸出金就实验过的很多的化物浸出剂来说,现在普遍以为比较有期望的是Geobrom系列的试剂,其间研讨得最具体、技能经济目标又比较好,而且从各方面分析也是最有发展前途的应该说是GeobromTM3114(氯二甲基乙内酞胺,即一种氧化剂,乃是次酸与次氯酸的混合物)、GeobromTm5500(二甲基乙内酞胺)和GeobromTm3400等一些有机络合剂,尤以GeobromTM3400的作用最好。国外近年来对这类试剂已作过很多的实验研讨,并已取得了一些令人满意的成果。 GeobromTM3400系美国印第安纳州Great Lakes化学公司出产的一种试剂的注册商标(该公司是国际最大的和化物产品出产供应商,他们还出产许多种其他代号的Geobrom系列的试剂),它乃是一种蒸气压较低的并已取得专利权的液体载体。很多的实验成果标明,将它用于从难浸金矿石中浸出金时能取得很好的技能经济目标。 在用GeobromTM3400作为金的浸出剂对两种难浸精矿进行实验时,因精矿含碳、硫较高(10%~13%C, 12%~15%S)、浸出前需先使精矿脱水并在110℃枯燥,后在650~750℃下焙烧。经冷却后再将焙砂磨至-150~200目。精矿I、II的含金量分别为242g/t与419g/t,经预处理后得到的焙砂I、II中的含金量分别为298g/t与541g/t。 浸出实验成果标明,Geobrom 3400的浓度为4g/L、NaBr浓度为6~8g/L时,金的浸出率到达最大值(94%左右)。在作浸出时刻(2~24 h )实验时也还发现,2h后可浸金的98%即已溶解。因而,一切今后的浸出实验的时刻均选为6h。对由探究实验断定的最佳条件(GeobromTM3400为4 g/L, pH5.0~6.0,浸出时刻为6 h)还作了验证实验。成果是,对焙砂I样品含金298~312g/t,浸出残渣含金18.5~20.3g/t,金提取率94.2%~94.5%;对焙砂II相应的目标为541~555g/t,22.3~24.0g/t,96%~96.3%。 另据报道,在对上述焙砂I进行化及化提金比照实验时,金浸出率分别为95.1%和94.2%,处理每吨矿石的试剂费用分别为11.7及11.6美元,故两者简直都很附近。 别的还对载体的循环与收回进行了实验。核算得出,用于从精矿中浸出金的GeobromTM3400(报价为1.34美元/kg)的均匀耗费量为8.5 kg/t焙砂。故化法的试剂费用为11.4美元/t焙砂。由实验室收回实验可核算出活性炭对金的负载容量为25 kg/t。用GeobromTM3400在室温下能使金从负载炭上敏捷解吸,接着再用锌粉或联沉积。因而,选用化法收回金时耗费的炭量比化法低得多。一起还省去了化法收回金时所需的热交流、电解槽和电极,估量这样就能使本钱大起伏下降。 最近,A.Dadgar等人又具体研讨了用GeobromTm3400从黑砂精矿中浸出金,以及的电化学再生问题。他们选用很富的(6.2 kg/t)黑砂精矿浸出金,再用离子交流和溶剂萃取法收回金。实验成果标明,用Geobrom Tm3400从黑砂精矿中浸金时,金的浸出速度特别快,大约90%的金是在开始2h内被浸出的,4h今后就到达最高(94%~96%)的浸出率。 然而对浸渣进行的分析标明,在第一次浸出后仍有适当一部分金留在残渣中。为到达最高的金浸出率,必须用新配的GeobromTM3400溶液再浸出两次。用离子交流和溶剂萃取法处理时,金的负载率和收回率简直都到达100%。 开始的经济核算标明,处理每吨精矿约需耗费130 kg的GeobromTM3400。所以,为从黑砂精矿中提取31.1 g金所需的浸出剂本钱仅为1.00美元左右。在对选用电化学办法再生时还可较大起伏地下降本钱。[next] ② AuBr4-在Dower 21 K树脂上吸附。吸附动力学实验悉数在一台机械振荡器以连续办法完结。温度简直不影响化金离子在阴离子交流树脂上的吸附速度,因而定为25℃。AuBr4-在弱碱和强碱性离子交流树脂上吸附速度与溶液pH(1~6范围内)无关,所以pH都调到3.0~3.5。重要的是在碱性pH内,转为酸盐,金以氢氧化金方式沉积,因而,在碱性范围内的速度研讨是无意义的。所以动力学研讨是在温度25℃,pH为3.0~3.5,0.25 g湿树脂与100cm3化金溶液触摸,在3h内,每15 min取一个样,用ICP分析金含量。 实验成果标明:AuBr4-在Dower 21 K上的吸附速度常数为0.029 mg/min,与Br2浓度无关,为一级速度,贱金属离子Fe3+、Zn2+、Cu2+和Ni2+在酸性溶液中。实验证明,树脂的吸附容量与吸附动力学都不受这些贱金属离子的影响,对AuBr4-吸附特别有用。 3)的电化学再生 为进一步改善与完善化法提金工艺,1990年发布了一项美国专利。提出了一种电解法浸金工艺,即在化法浸出槽中刺进电极,电解发作的活性能有用地进行金矿浸出。电解槽下部经渗滤流出的含金贵液,一部分泵送到置换槽内用锌粉置换金,一部分则回来(或弥补新液后)循环浸出。锌粉置换后的贫液亦回来浸出槽,使化物溶液到达有用循环运用,然后下降试剂用量及本钱。 最近,Great Lakes公司为进一步下降GeobromTM3400浸出工艺的本钱,已研制出两种电化学办法用以从浸出和离子交流收回金今后的Geobrom贫液中再生嗅,这些办法在半工业实验时都已取得成功。其间,他们对含质量分数为5%Br2的贫液进行了电解处理。 在半工业(250 kg/d)实验进程中,20%~35%浓度的矿浆在浸出槽中拌和6h以浸出矿石中的金。固液别离后使富液经过离子交流柱以收回金,离子交流树脂除能吸附AuBr4-以外,还能使剩余的嗅复原成嗅化物离子。所以,贫液中将不再含有金和澳。贫液中的澳化物离子被阳极氧化成嗅,可泵回浸出槽中循环运用,并因而而下降了嗅试剂的耗量。 ①电解槽设备。Lectranator体系Lectranator槽是作为游泳池消毒时电解用的次氯酸盐发作器出售的。研讨所用的样机由6个独立的槽组成,生成氯酸盐的电极面积预算为360cm2。Lectranator是一个偶极电解槽,仅在两个外电极连通时,中间极板被极化。 电解槽安装在一个可移动的设备中,该设备由一个带盖的0.2m2聚乙烯储仓和一个Aquatron II型离心泵组成。含有NaCl和NaBr的模仿金浸出液,强制经过此槽(102 dm3/min),并直接回来槽以便循环,回来液流的管道刺进电解液液面以下,以加快混合。 用SorensonDCR 60 -30B电源以发作电极反响,表盘显现运用的槽电压和电流,在6A(适当于100mA/cm2经过6个独立的槽)下进行电解。每30 min电极极性倒置一次,以铲除表面像钙那样的沉积物及外来的电镀金属。这些沉积物在阴极1/2循环时构成,在阳极1/2循环时溶解。 在电解进程中,溶液的pH或许天然上升(留意,逆反响是随阴极放出H2构成OH-),挨近反响结束时,参加必定浓度的H2 S04使pH为5~6,此刻释放出浸出剂Br2,溶液变为特有的橙黄色,用碘滴定以断定法拉第电流效率。[next] ②混合卤化物电解。与浸出剂的电解再生有关的开始研讨标明,浸出法在电流运用率80%~90%时具有高效率。中间规划电解实验运用市场上能买到的次氯酸发作槽及含0.5%~5%Br-离子的模仿浸出液。考虑到削减Br-离子到十分低的浓度将使该法在经济上具有更强的吸引力,改动浸出剂成分以使Br-运用率最大。研讨的基本思想是运用高C1-离子和低Br-离子液流作业。在电解再生期间,电流负荷是阳极C1-离子氧化成次氯酸盐,当下降pH时,Br-离子被次氯酸盐均匀氧化而释放出Br2浸出剂。 本研讨就是运用游泳池消毒槽的设备Lectranator体系来加工金浸出剂。制造者以为此设备为一低电流效率(40%)设备,为了按捺能引起低电流效率的副反响,实践挑选5%Cl-离子浓度的操作条件。由于C1-离子浓度添加,呈现了别的两个长处:a)溶液导电率添加,因而槽电压较低,动力费用削减了;b)或许有一个实践电流密度,成为工业规划电解特征,例如单位出产才能添加了。 为有用地浸出,典型的氧化矿需求大约0.2%的Br2。由于意图是最大极限地运用Br-离子,所以用质量分数为0.5%的Br-离子(以NaBr引进)再生工艺液流。在100 mA/cm2下进行电解,以便在酸化之后出产活性浸出剂质量分数为挨近0.2% Br-的溶液。留意要安全氧化Br-离子是不或许的,由于:a)需求直销游离Br-离子,以便使AuBr4-阴离子络合为氧化的物质;b)游离Br-离子与Br2络合构成Br3-,所以要避免一个不期望有的高蒸气压力。 表2中数据归纳了典型电解条件和成果表2 混合卤化物的电解条件和成果溶液组成5%Cl-,0.5%Br-电流密度100m·Acm-2单个槽压均匀值2.25V电解时刻4h电流效率78%释出Br2的H2SO4量0.4g/L溶液中Br2浓度1.75g/L
氯化锌溶液
2017-06-06 17:49:59
氯化锌溶液的浓度因生产活性炭的品种而异,氯化锌溶液的配制是指配制成规定浓度的氯化锌溶液,它是保证锌屑比的一个重要因素。氯化锌溶液因活性炭用途不同,使用时,要求也不同,简述如下:药用活性炭的配方要求是:氯化锌溶液的波美浓度与温度有一定的关系,当百分浓度一定时,随着温度的升高,波美浓度降低。所以对于氯化锌溶液的波美浓度,必须注明溶液的温度。例如,要配制60摄氏度下的45—46波美浓度的氯化锌溶液,若在30摄氏度下,就应配成46—47波美浓度。在制作氯化锌溶液的时候要注意要加入少量的单质锌,配制FeCl2溶液时须加入少量单质铁和盐酸,因为氯化亚铁易被氧化且易水解。加入少量单质铁是防止氯化亚铁被氧化,加入少量盐酸是防止氯化亚铁水解。随着科技的发展,氯化锌溶液的应用范围也越来越广,而氯化锌溶液的价格也因此水涨船高了
溴钨灯
2017-06-06 17:50:12
溴钨灯又称为氘灯,是紫外-可见-近红外波段的理想光源可对物质进行吸收光谱和荧光光谱分析。可与TT21-WDS-4型光谱仪配套使用。包括专用电源和控制系统。溴钨灯采用溴化氢工艺,比碘钨灯光效高、 寿命长、光色更好、点燃后没有碘钨灯那种紫红蒸汽。是一种新型客观的,并且使用广泛的一种灯。溴钨循环的过程是:在适当的温度条件下,从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与溴钨反应,形成挥发性的溴钨化合物。由于泡壁温度足够高(250ºC),溴化合物呈气态,当溴钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分化为溴和钨。释放出来的钨部分回到灯丝上,而溴继续参与循环过程。溴钨灯里的溴化氢可以在200~1100℃的玻壳壁温下进行正常的溴钨循环,所以可以用来制作大功率高光效的电光源。钨溴灯能发出可见和近红外光(发光的波长范围:380-2500nm),色温:3000K-3200K,常作为光谱分析仪的光源。也广泛应用于光学仪器、电影放映、光刻等方面有。碘钨灯是卤素灯的一种,有直立式圆形和管形两种。它的外壳用耐高温石英玻璃做成,里面钨丝绕成单螺旋状,中间有若干钨丝圈支撑,以免灯丝下垂。灯管内抽成真空,充入氩气和适量的纯碘。碘钨灯由于应用了碘钨循环的原理,大大减少了钨的蒸发量,所以它的工作温度可提高到3000℃,发光效率也提高很多。与普通白炽灯相比,照明用碘钨灯还具有体积小、光色好、寿命长等优点。例如,普通220伏1000瓦白炽灯的发光效率约为16流/瓦,平均寿命是1000小时;而照明用的220伏1000瓦碘钨灯的发光效率约为21流/瓦,平均寿命是1500小时。溴钨灯的色温约为3000K-3200K,光谱辐射亮度为:L(λ)=ε(λ)B(λ);其中,B(λ)为与溴钨灯色温相同黑体的光谱辐亮度。Ε(λ)为钨的光谱发射率随波长和温度变化,约为0.2-0.5。主要特点◆ 提供多种功率选择◆ 光轴高度:134-154mm可调◆ 提供250-2700nm(300-2500nm)光谱范围◆ 色温达3000K以上,整个寿命期间溴钨灯色温只降低50K左右◆ 光效高,可达20~30lm/W◆ 光通稳定,灯泡寿命终止时的光通量为开始的95~98%◆ 应用我公司配套的稳流电源供电时,光通波动仅为0.12%~1%◆ 灯泡寿命长◆ 结构设计方便更换灯泡产品参数 额定电压 12——(V) 额定功率 20——(W) 光源 卤素灯 电流 1.6(A) 光通量 320(Lm) 材质 石英 寿命 2000(h) 防护等级 IP64 颜色 透明 频率 50(Hz) 色温 3000(K) 灯头型号 G4 更多有关溴钨灯请详见于上海
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硫酸锌溶液的电解沉积
2019-03-04 11:11:26
在ZnSO4和H2SO4水溶液中,选用Pb-Ag合金为阳极,纯铝作阴极,通以直流电进行电解,在阴极分出锌,在阳极发作氧气,与此一起,湿法炼锌工艺锌焙砂浸出进程所耗费的硫酸在此电解液中得到再生。
一、锌电解液成分及锌电积出产进程
(一)锌电解液
锌电解液除首要成分硫酸锌、硫酸和水外,还存在少数杂质金属的硫酸盐及部分阴离子(首要为氯离子和氟离子)。现在锌电解液中锌的浓度一般动摇在40~60g/L规模内,而硫酸浓度则趋于逐步进步,已从110~140g/L进步到170~200g/L。关于杂质的含量各厂也有不同要求。加拿大一家锌厂在进行改造时曾做过查询,为了习惯电流密度大幅度进步,对电解液中杂质含量(mg/L)要求更严厉:
Cd<0.3,CO<0.3,Sb<0.03,Ge<0.03,Fe<10,CL<50~100,F<10,Mn<1.8g/L
(二)锌电积出产进程
硫酸锌溶液的电积进程是将现已净化好的硫酸锌溶液(新液)以必定份额同废电解液混合后接连不断地从电解槽的进液端送入电解槽内。
铅银合金板(含银量约1%)阳极和压延铝板阴极,并联交织悬挂于槽内,通以直流电,在阴极分出金属锌(称阴极锌或分出锌),在阳极则放出氧气。跟着电积进程的不断进行电解液含锌量逐步削减,而硫酸含量则逐步增多,为确保电积条件的安稳,有必要不断地弥补新液以坚持电解液成分安稳不变。电积必定时刻后,提出阴极板,剥下压延铝板上的分出锌片送往熔铸工序。二、锌电积进程的理论基础
锌电解液的首要成分是硫酸锌、硫酸和水,当通以直流电时带正电荷的离子移向阴极,带负电荷的离子移向阳极,并分别在阴、阳极上放电。
阴极首要反响: Zn2++2e=Zn
阳极首要反响: 2OH--2e=0.5O2+H2O(或H2O-2e=0.5O2+2H+)
电极进程总反响: ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+0.5O2
三、锌电解车间的首要出产设备及安置
(一)电解槽
电积锌用的电解槽是一种长方形的槽子。各电锌厂用的电解槽巨细不必定相同,制作电解槽的材料也不尽相同,有木质电解槽、钢筋混凝土电解槽、塑料电解槽、玻璃钢电解槽等。
(二)阳 极
现在电积锌运用的阳极有铅银合金阳极、铅银钙合金阳极、铅银钙合金阳极等。某厂运用的阳极大部分为铅银合金阳极(含银约1%),小部分为低银铅钙合金阳极。铅银合金阳极制作工艺简略,但造价较高,这首要是因为这种阳极含银较高(约1%)。
低银铅钙合金阳极具有强度高,耐腐蚀,运用寿命长,造价较低(含银仅为0.2%左右)等长处,这种阳极现正被愈来愈多的电锌厂所注重,但其制作工艺较为杂乱。
阳极由阳极极板和导电棒组成。导电棒质料为紫铜。为使阳极板与导电棒触摸杰出,在铸造阳极时,导电棒的包铸铅与极板一起浇铸,仅显露导电棒两头的铜导电头。这样还可防止硫酸铜进入电解槽而污染电解液。导电棒端头紫铜显露的部分称为导电头,与导电板搭接。阳极板的两个侧边嵌在导向架上的绝缘条内,它可加强板的强度,防止极板间触摸短路。绝缘条的质料也为硬PVC(聚氯乙烯)。极板用铅银合金压延板,强度较低。阳极上有一些小的圆孔,以减轻极板的分量及改进溶液循环。
(三)阴 极
阴极由极板、导电棒、导电头和阴极吊环组成。阴极板是用厚6mm的压延铝板制成,表面润滑平直,阴极尺度一般比阳极宽10~40mm,这是为了削减阴极边际构成树枝状分出锌。导电棒用硬铝制成,上部焊接有两个阴极吊环,供出装槽用。极板焊接在导电棒上。导电头是一小块8mm厚紫铜板,用特殊工艺铸在硬铝内,然后焊接在导电棒端头,导电头紫铜显露的部分与导电板搭接。阴极板和阳极板相同,两个侧边嵌在导电架上的绝缘条内,以防止分出锌包边给剥锌带来不方便,别的还可防止阴极短路。
(四)电解液冷却设备
在锌电积进程中,因为电解液电阻存在会发作电热效应,使电解液温度不断升高,引起阴极上氢的超电压减小,锌从阴极上的溶解速度增大,杂质的可溶性添加,然后加重了杂质的损害,使电流效率下降。
别的,过高的槽温使硬PVC电解槽变形乃至损坏。为坚持电解槽的热平衡,确保安稳的电解液温度,有必要设置电解液冷却设备,一般有蛇形冷却管、空气冷却塔和真空蒸腾冷冻机等。某厂电解液冷却选用空气冷却塔,这是因为该区域年均气温较低,空气湿度小,且这种冷却设备出资少,操作维护简洁,能耗小。
空气冷却塔是会集冷却电解液的设备。电解液从上向下流经冷却塔,从塔的下部强制鼓入凉风。凉风与电解液呈逆流运动,蒸腾水分,带走热量。冷却后的电解液和新液混合再参加电解槽,添加了电解槽内的循环量,然后到达电解进程所要求的温度条件。
四、锌电解的正常操作
(一)装出槽及槽上操作
1、罢工(泊车)及开工(开车)
这儿所指的罢工和开作业业是指方案停产检修前和检修后的作业。因而,在罢工前就要为开工做好必要的预备作业,以确保开工的顺利进行。
(1)罢工(泊车) 罢工包含预备、出槽压减电流、阴阳极板处理和电解槽的整理。
①罢工前预备作业 首要要紧缩体系溶液体积,确保一个系列的电解槽可以倒空。预备好足够的新阳极以便替换不能持续运用的阳极板。预备好足够的导向架、绝缘条,以便在掏槽进程中对已损坏的导向架进行替换。
②出槽 在罢工前先取出槽内部分阴极板,并相应压减电流。一般先取出一吊阴极(18~24片),槽内留有18~24片阴极,并将锌片剥下,削减的阴极板排放规整备用。减板收电流作业完结后方可中止循环并断开电源,然后赶快取出悉数阴极板。
③阴阳极板处理 在阴极板悉数取出后,将阴极锌片悉数剥下,阴极板排放规整备用。将悉数的阳极板逐片吊出,铲除板面上粘附的阳极泥,平坦、擦洁净导电头,替换不良极板,待电解槽整理作业完结后再装回电解槽。
④电解槽的整理 拔出电解槽的底塞,将槽内阳极泥放出,并完全将电解槽内壁及导向架上粘附的阳极泥及结晶物整理洁净,用水冲刷备用。最终将槽间导电极擦拭洁净,并将整理洁净的阳极装入整理洁净的电解槽中。
(2)开工(开车) 开工包含预备、灌液检漏、装阴极板和通电镀膜。
①预备作业 首要对悉数阴极板进行平坦,清洗研磨,并把导电头冲洗洁净,然后进行槽面备板作业,每槽备足18~24片阴极并规整放置在槽面上。
②灌液检漏 一个系列检修和掏槽结束后,对另一系列的电解废液及该系列贮存的新液进行质量查看,证明合格后再均匀补入电解槽内,并进行检漏,对漏液的溜槽、管线、电解槽及分配槽进行处理。
③装阴极板 待补液及检漏作业结束后,将放置在槽面的阴极板敏捷装入电解槽内。
④通电镀膜 阴极板装好后便可送电,电流逐步增大,使阴极电流密度达400~500A/m2,经2~4h,待阴极板上镀有一层锌后,便可进行阳极镀膜,下降电流密度到40~60A/m2。阳极镀膜是在低温、低电流密度的电解条件下,使阳极产出的氧气与铅阳极表面反响,生成一层膜,然后维护阳极不被硫酸溶液腐蚀。镀膜的技能条件:电解液含酸(H2SO4)25~30g/L,温度20~30℃,时刻24h。镀膜期间可连续循环电解液,今后连续升高电流,使之到达正常出产规则的电流密度,并加大循环量,待分出锌到达必定厚度后便出槽剥锌。
2、槽上操作
确保较大的电解液循环流量,且各槽流量均一,是获得好的技能经济目标的条件之一。大循环流量关于消除锌离子贫化具有重要意义,并且对槽温操控带来便当。
电积锌出产中要坚持电解液中必定的锌、酸含量,在实践进程中,经过化验分析电解废液中的锌、酸含量,核算酸锌比作为操控依据,酸锌比一般操控在3.0~4.0之间。含酸偏高而含锌偏低时应加大新液添加量,反之应减小新液量。现在,某厂正在试用电解液锌、酸含量核算机主动检测仪来替代人工化验,以便完结酸锌比的平稳操控。
电解槽温是首要的技能操控条件之一。一般用酒精温度计在槽内直接测定。槽温一般操控在36~42℃之间。当单个槽温高时,应查看该槽流量是否偏小,或许极板是否触摸短路及有否烧板现象。若遍及温度高,应查看冷却塔是否正常,混合液份额是否恰当,并查看电解液的质量等。
3、出装槽操作及极板的处理
锌电积出装槽操作是指在作业期间内(一般出装槽周期为24h),将阴极提出剥离分出锌,再把阴极铝板装入槽的进程。因为是不停电作业,故阴极提出是分批进行的。某厂电解车间装槽是每槽分两次。每次出一半阴极板,即车间行车吊一次,并且是间隔一块提出。当榜首吊装槽后,仔细查看导电,确保导电杰出后方可提出第二吊,以防断电。
出装槽要做到敏捷精确,不错牙,极板不歪斜,不触摸阳极,导电头要烫洗(或擦拭)洁净,使导电杰出。极板要仔细处理,使其正派不带锌。对板上带有的尘垢物要用刷板机清刷洁净。导电头及导电板坚持亮光,对发黑的有必要及时整理或替换。对阳极板也要定时清刷表面上的阳极泥,以削减阴、阳极触摸短路并防止部分电流密度增大,阳极溶解,导致污染电解液。某厂处理阳极周期一般为30~40天,操作办法有两种,一是停产掏槽时悉数拔出阳极进行整理,二是在出产进程中逐槽逐片进行整理。整理时力求不损坏阳极表面的氧化膜。
(二)剥 锌
剥锌的首要任务是将分出锌从阴极铝板上剥离下来,送往熔铸工序铸成锌锭。出槽时须仔细调查分出锌表面状况,对包边板或触摸点作好符号,出槽后及时处理。对包边板的绝缘条要及时替换。剥锌困难时,在出槽前1~5mIn可分槽参加,其量以坚持槽内电解液含锑到达0.12mg/L为宜。剥锌后应将铝板平坦清刷,到达重装电解槽的要求。现在国内均为人工剥锌,劳作强度较大。
(三)电解液的循环和冷却
现代锌电积出产车间供液多选用大循环制,即从电解槽溢流出的废电解液先集合于废液溜槽,再流入循环槽及废液槽,一部分废液(循环槽内的废电解液)与新液混合,其体积比为5~251,混合后送至冷却体系冷却,然后经过供液溜槽分配给电解槽,一小部分废液(废液槽内的废电解液)回来浸出车间作溶剂。
电积锌进程中,在直流电效果下会发作电热效应,使电解液温度逐步升高,乃至超越电解进程所规则的答应温度(35~45℃),为确保电解进程所需的正常温度条件有必要对电解液进行冷却。电解液经冷却体系冷却,温度下降,且因为水分蒸腾,溶液浓缩,使溶液中的硫酸钙、硫酸镁以白色通明的针状结晶分出,牢固地集合在管道、溜槽、冷却体系等设备内壁,构成结构细密的结晶物,影响电解液的正常循环及冷却效果。因为在酸性溶液中硫酸钙的溶解度在29℃时为最低,因而,电解液冷却后的温度一般操控为33~35℃。
(四)酸雾的发作与电解车间的通风
电解进程中释出许多的氧气和少数的,它们逸出时会带出电解液而构成酸雾,影响人的呼吸道与皮肤,腐蚀人的牙齿,对人体健康带来损害,对厂房及设备也均有腐蚀效果,尤其是选用高电流密度出产更为严峻。因而,要求电解厂房内空气含酸雾微粒最高不能超越0.02mg/L,硫酸锌(ZnSO4)最高不超越0.04mg/L。为了减轻其损害,一般工厂都采纳办法加强厂房通风,下降槽上操作人员地点点的酸雾含量。此外,在出槽期间往槽内参加皂根粉,使之构成泡沫层,按捺酸雾的逸出,这一办法也是非常有用的,但简略发作“放炮”现象,给工人操作带来不方便。对厂房和设备也应采纳防腐办法,以延伸其运用寿命。
(五)锌电积进程的毛病及处理
1、锌烧板的原因及处理
在电解进程中,阴极分出的金属锌因出产毛病或出产技能条件操控不妥而从头溶解的现象称之为烧板。在锌电积时,因为操作不细,构成铜导电接头的污染物掉入槽内,或添加过量,使单个槽内的电解液含铜、锑升高构成烧板;别的,因为循环液进入量过小,槽温升高,使槽内电解液含锌过低,硫酸含量过高,均会发作阴极返溶。处理办法是加大循环量,将含杂质高的溶液替换出来,这样可下降槽温,进步槽内锌含量、削减返液。特别严峻时还需求当即替换槽内的悉数极板。
2、遍及烧板
遍及烧板多是因为直销的新液含杂质超越答应含量,应当即加强净化液的分析和操作,以进步净化液质量,严峻时还需查看质料,强化浸出操作,加强净化水免除杂质,恰当添加浸出液加铁量等。一起应恰当调整电解条件,如加大循环量、下降槽温文溶液酸度(即进步含锌量)也可起到必定的缓解效果。
3、电解槽俄然停电
俄然停电一般多属事端停电。若短时刻内可以康复,且设备(泵)还可以作业时,应向槽内加大新液量,以下降酸度削减阴极锌溶解。若短时刻内不能康复,应安排力气赶快将电解槽内的阴极悉数取出,使其处于停产状况。特别要注意的是,停电后,电解厂房内禁止明火,防止电解槽面分出的爆破与着火。另一种状况是低压停电(即作业设备停电),首要应下降电解槽电流,电解液可用备用电源进行循环;若长时刻不能康复出产时,还需从槽内取出部分阴极板,以防因其他岗位缺电,供不上新液而停产。
4、电解液中止循环
电解液中止循环即对电解槽中止供液,这必然会构成电解温度和酸度升高,杂质损害加重,恶化现场条件,电流效率下降并影响分出锌质量。中止循环的或许原因:一是因为供液体系设备出毛病或需暂时检修泵和供、排液溜槽;二是低压电停电;三是新液求过于供或废电解液排不出去。这些多属方案内的原因,事前应加大循环量,进步电解液含锌量,下降电解槽供电电流,恰当下降电流密度,以习惯中止循环的需求,但持续时刻不能过长。
5、电解槽严峻漏液
正常出产进程中,当单个电解槽发作严峻漏液时,应对漏液电解槽地点的一组电解槽进行横电(短路),以便对漏液电解槽进行恰当的处理。首要用钢丝刷子擦亮窄路导电板和宽型导电板的触摸面,将短路导电板预先摆放好,用吊具吊到该槽组的两头,短路导电板与槽间导电板之间须垫绝缘磁砖。告诉整流所停电,承认停电后,取出漏液电解槽悉数阴极板,分别将两段短路导电板以及短路导电板与宽型槽间导电板卡紧,使该槽组短路,完结以上作业后告诉整流所进步电流。拔出放液铅塞,对漏点进行处理,处理结束后塞好铅塞,加满电解液后告诉整流所停电,承认停电后,撤除横电板,补齐槽内阴极板,承认导电后,告诉整流所逐步将电流升到额定值。
五、锌电解出产的首要技能条件与目标分析
(一)电锌质量
电锌质量首要是指分出锌的化学成分。在出产实践中,为了下降分出锌杂质含量,进步电锌等级,除加强溶液的净化操作外,还应采纳下列办法:
1、下降电锌含铜 首要从两方面着手,一是严厉要求新液含铜小于0.5mg/L;二是加强电解槽上操作,根绝含铜物料进入电解槽中污染电解液。
2、下降电锌含铅 其办法一是使电解液含锰离子坚持在3~5g/L;其二是将槽温操控在35~40℃;其三是恰当参加碳酸。别的,还要严厉执行掏槽准则和阴、阳极的平坦准则。
3、下降电锌含铁 首要是严厉操控熔铸工序操作,尽量防止运用铁制东西;严厉操控熔铸温度不超越500℃;严厉操作和办理,根绝铁质东西和机件掉入熔炉内。
(二)电流密度与电流效率
1、电流密度
在锌电积进程中,电流密度(面积电流)的正确挑选对电锌产品质量和电能耗费有重要意义。国际各锌厂选用的电流密度差异较大,动摇在200~1100A/m2之间。在相同条件(酸度、温度、极距)下,电流密度每添加100A/m2,因为溶液电阻增大使电压丢失添加0.17V(占5.3%)。故20世纪70年代以来建造的电锌厂,所选用的电流密度动摇规模大大缩小,一般为300~700A/m2。另一方面因电力公司供电选用电网峰谷负荷不一起段不同电价,因而有些工厂在低谷负荷时段选用高电流密度出产,而在顶峰负荷时段选用低电流密度出产,以节省本钱。
2、电流效率
电流效率是指实践产出锌量与理论分出量比较的百分数,用以下公式标明:
η=m/q×I×t×N×100%
式中 η———电流效率,%;
m———分出锌实践产值,g;
q———电化当量,1.2202g/(A·h);
I———电流,A;
t———电解时刻,h;
N———电解槽数目。
电流效率是电积锌出产的一项重要技能经济目标,一般为85%~94%。影响电流效率的要素许多。
(1)电解液中锌酸含量 跟着电解液中锌含量的下降,相应地含酸量增多,然后引起锌的电流效率下降。
(2)阴极电流密度的影响 跟着电流密度的添加,氢的超电压增大,一般来说对进步电流效率是有利的。但必定要有相应的电解液成分和较低的温度条件相配合,不然电流效率不光不能进步,反而会下降。
(3)电解液温度的影响 在必定酸度下,电流效率随温度的升高而下降。这是因为氢的超电压随温度的升高而减小,杂质引起的烧板及锌的返溶随温度的升高而加重所构成的。因而锌电积有必要有冷却办法,确保电积进程中对电解液温度的技能要求。
(4)电解液纯度的影响 如前所述,比锌更正电性的金属杂质,如铁、镍、钴、铜、砷、锑和锗的存在,大都引起烧板、锌返溶或因阴、阳极之间发作氧化-复原类反响而下降电流效率。故应严厉操控净化液质量,进步净化深度。
(5)阴极表面状况的影响 假如阴极分出锌表面粗糙或呈树枝状就会增大阴极面积,使氢的超电压下降,会下降电流效率。有时还会呈现触摸短路。向电解液中参加适量的质量好的胶有利于改进分出锌表面状况,进步电流效率。
(6)电积周期的影响 电流效率跟着分出时刻的延伸而下降,这与分出状况有关。但时刻太短,出装槽频频,劳作量大,阴极板耗费添加。一般分出周期为24h。
综上所述,为进步电流效率应发明下列条件:不断进步电解液纯度;合理挑选并操控好电解液锌、酸含量,合理的电流密度和分出周期;坚持较低的电解温度;恰当参加胶;削减漏电,做到绝缘好;坚持现场枯燥清洁;加强操作,及时处理触摸短路。
(三)槽电压与电能耗费
1、槽电压 是指电解槽内相邻阴、阳极之间的电压降,可直接用直流电压表测出。在出产上,一般用电源总电压除以串联总槽数所得的商来标明。槽电压改动在3.2~3.6V之间。槽电压是由硫酸锌的分化电压、战胜电解液电阻的电压降、阳极电压降、阴极电压降、阳极泥电阻的电压降等五项组成。硫酸锌的分化电压占槽电压的78.30%,电解液的电压降占12.13%。电极极化首要由电极表面上离子浓度改动所构成的,因而在设备条件必定的状况下对槽电压巨细有决议性影响的要素就是极间间隔、电流密度、电解液的酸度和温度、导体接头状况以及其他要素,缩短极距可以大大下降槽电压,然后削减电能耗费,但极距过小对操作晦气,还易发作短路。如某厂电解槽内的极间间隔为75mm。
2、电能耗费 是指每出产1t分出锌所耗费的电能,单位为KWh/t。它是电积出产中一个重要的技能经济目标。
六、阴极锌熔铸
电解堆积分出的阴极锌片尽管化学成分已合格,但大块薄片及其表面状况不宜作为产品运送和贮存。因而,阴极锌片要进行熔化铸锭才可作为制品出厂。熔锌所用设备首要有反射炉及感应电炉两种,因为感应电炉不必燃料,炉内锌氧化少,锌直收率高,因而被广泛选用。
(一)阴极锌熔铸的出产进程
阴极锌熔铸进程是在熔化设备中将阴极锌片加热熔化成锌液,参加少数氯化铵(NH4CL),拌和,扒出浮渣,锌液铸成锌锭。首要操作在于合理运用感应电炉。
1、熔锌工频感应电炉的开停炉
熔锌工频感应电炉开炉有固体开炉和液体开炉两种办法。前者预备作业简略,但牢靠性差;后者开炉预备作业杂乱,但开炉牢靠。
开炉前的预备作业:①备齐正常出产时所需用的悉数东西;②全面查看设备是否完好适用,特别要要点查看电气设备的安全;③烘炉前应将炉子清扫洁净;④在熔池内铺1~2层锌锭与锌环触摸,构成闭合回路,以扩展锌环的散热面积和尽或许减小变压器与炉膛的温度差;⑤烘炉前除加料口外,应做好炉门的密封作业,以防散热过多。
烘炉和开炉:新筑电炉天然枯燥35d,用串联或并联替换联接的办法在熔池内设置电热器,升温坚持300℃以下加热烘烤10~13d,在此期间,炉子变压器是低压送电。要求变压器室温度与炉体温度坚持平衡。电热烘炉13d待锌环温度到300℃时再撤走炉内电热器,用炉子变压器升温直至锌环的熔点。当锌环开端熔化则当即将过热锌液倾入炉内并转入高功率电压级,随温度升高,逐步参加阴极锌片,将炉子熔池灌满,开炉即告结束。
开炉注意事项:依据国外电炉出产经历,升温速度为1.5~2℃/h。我国电炉出产实践标明,升温速度可为5~15℃/h。升温要陡峭,不能动摇太大。往往因为炉温时高时低,因炉衬的膨胀系数不同,简略构成炉壁裂缝和锌环开裂,尤其是在100~300℃之间,即锌环熔化前要特别注意锌环的升温。当熔沟挨近419.58℃时,若发现电流表上的指针频频摇摆,应当即将过热锌液倾入炉内,并相对进步功率电压级送电。视温度改动状况逐步参加小批量阴极锌片,直到装满炉膛停止。电压持续上升,即可转入低才能出产。
在接到暂时停炉告诉时,首要将炉内温度尽或许进步,新炉可坚持1h,旧炉可坚持40min。当康复送电时,应先从较低电压逐步进步,防止二次线圈电路堵截或熔沟崩裂。若停电时刻较长,首要应尽或许将熔池内的锌液铸锭,之后封堵各进、出料口,保温。如要停炉大修,则需把锌液悉数放出。
2、正常操作
当开炉结束转入正常操作后方可进料熔化。首要将阴极锌片吊运到加料口平台上,预热除掉水分。每8~15min均匀参加一垛约70mm厚的阴极锌片,以坚持炉温与熔池锌液面的安稳。阴极锌在电炉熔池内熔化进程中会构成浮渣。浮渣为氧化锌与锌液的混合物,为使锌液从浮渣中别离出来,下降浮渣率,进步锌直收率,在拌和时参加适量的氯化铵。依据阴极锌片的质量及炉内渣层的厚度等状况,每隔2h左右进行一次拌和扒渣。扒渣时动作要轻、慢,扒到炉门稍停顷刻,以削减随浮渣带出来的锌液。每次扒渣后要在炉内残留少数(厚1~2Cm)的渣层,以维护锌液不被氧化。浮渣送出另行处理。
锌液浇铸机有机械浇铸和人工浇铸两种。机械浇铸设备有直线浇铸机和圆盘浇铸机。
(二)感应电炉熔铸锌的出产技能条件及其操控
1、熔锌温度
为确保锌熔铸进程正常操作,有高的产品质量和较低的浮渣率,应严厉操控熔锌温度。熔锌炉炉膛温度愈高熔锌才能愈大,且排出炉外的烟气含热量高,热效率低,炉温增高会加重锌液氧化,添加浮渣及烟尘量,下降锌的直收率。为防止锌液的氧化,炉内应为复原气氛,坚持微正压,操控适宜炉温,以进步炉子的出产才能和锌的直收率。一般进料前熔池锌液温度操控在500℃左右为宜。
2、液面操控
参加熔锌炉的阴极锌是凭借熔融锌的物理热而熔化的,因而,熔池内有必要坚持必定量的锌液,使阴极锌浸没于锌液中。浇铸进程中熔池内锌液面可操控在低于浇铸口30~100mm。熔锌炉出产运用必定时刻后,要铲除粘结在炉壁上的炉结,一般清炉周期为10~20d,每次清炉时刻为3~8h。
3、熔铸锌的直接回收率
熔铸锌的直接回收率受阴极锌质量、加料办法、加温办法和操作状况等要素的影响。关于熔锌反射炉,因为阴极锌结构疏松,含水量高,进炉阴极锌未悉数浸没于锌液中,直接与火焰触摸,会添加锌的氧化和浮渣量;假如氯化铵参加不妥,拌和不完全,扒渣时温度过低都会构成渣、锌别离欠好,渣带走锌量增多,这些要素均会下降锌直接回收率。熔锌电炉的直接回收率一般为96%~97.5%。不管选用反射炉仍是电炉哪种熔锌设备都要发作浮渣,这是因为从炉门进入炉内的空气或焚烧发作的废气CO2以及阴极锌片带入的少数水分,会使炉内的锌液氧化生成氧化锌,生成的氧化锌以一层薄膜状包裹一些锌液滴,构成小粒状的氧化锌与金属锌的混合物,即为浮渣(其间含锌80%~85%),浮渣越多,熔铸时锌的直收率越低。
浮渣的产出率与熔铸设备、熔铸温度、阴极锌的质量有关。当选用感应电炉熔铸时,因为不必燃料,炉内锌的氧化少,因而浮渣的产出率比反射炉低,锌的直收率高。一起,电炉同反射炉比较能耗较低(一般吨锌耗电为100~120KWh)、劳作条件好、操作条件易于操控。
国内外均用电炉熔铸替代了反射炉熔铸。反射炉熔铸只在一些小厂运用。
为了下降浮渣产出率和下降浮渣含锌,熔锌时参加氯化铵,它的效果是与浮渣中的氧化锌发作如下反响:
ZnO+2NH4CL=ZnCl2+2NH3↑+H2O↑
生成的ZnCl2熔点低(约318℃),因而损坏了浮渣中的ZnO薄膜,使浮渣颗粒中被夹持的锌液滴显露新鲜表面而聚组成锌液。
4、质量操控
锌锭产品要求表面光洁,没有飞边、毛刺、冷隔层、夹渣、气孔等缺点。物理质量的操控首要在于设备的调整和出产操作,影响要素首要有:
(1)锭模 锭模型腔的形状、尺度和结构不只决议锌锭的形状、尺度,也决议铸锭的质量。因为液态金属在模内的凝结不完满是自下而上顺次进行的,铸锭的方向性结晶倾向较差,构成铸锭的缩孔和偏析较大。加之液态金属吸附气体、氧化和对铸模型腔底部表面的冲击引起铸模老化,然后影响铸锭表面光洁,乃至呈现严峻的“麻点”,锭模上下尺度不妥也会构成严峻飞边、毛刺。因而对锭模的结构要合理挑选,锭模质料应具有高的热导性、小的热膨胀系数、较低的弹性模数和较高的机械性能。为防止金属与模壁相互效果和粘结,防止金属的二次氧化和发作气孔,改进铸锭表面质量,运用进程中锭模表面应常常涂刷涂料并定时清洗。
(2)浇铸和冷却 烧铸温度过高、过低都对物理质量有影响。温度过高不易冷却,铸锭在运动中呈现飞边、毛刺和缩孔;温度过低简略发作冷隔层和夹渣。冷却办法尤其是冷却介质数量的多少也会影响物理质量。冷却风量大,铸锭双面发作波纹;冷却风量小,不易冷却。冷却水量大,不能雾化,铸锭发作缩孔;水量小也不易冷却。
(3)锭机运转 锭机运转不平稳也会构成表面波纹和飞边毛刺。
锌钢阳台护栏的组装化好处以及趋势
2018-04-18 18:26:47
组装式锌钢阳台护栏发展趋势大,锌钢阳台护栏目前在市场的发展趋势非常大,以其锌钢合金的特性,表面再经特殊的工艺处理,使其无论在气候炎热的南方,海盐腐蚀的岸边,还是气候寒冷的北方,沙漠化吹袭的边缘。 组装式阳台护栏能防腐、防锈防盗拆,造型美观大方,可根据您的喜好选择颜色,安装方便快捷,价格适中。采用不锈钢防盗螺丝,和铸铝配件连接件。品种多,色彩丰富,可与各种环境融合,可根据区域环境选择不同款式,彰显个性。产品线条流畅,造型精美,时尚气派,古朴典雅,稳重大气,有的透露着古罗马浓厚的艺术气息,有的散发着南美玛雅经典神韵,外在装饰与内在气韵融为一体。以锌钢为基材,用在建筑护栏中的产品主要有:阳台护栏、防护窗、楼梯扶手、栅栏、花园围栏、百叶窗、空调护栏、道路护栏。工业用围栏、农业用围栏、民用围栏、公共设施围栏等等。 组装式锌钢阳台护栏型材的基材为高温热浸锌材料,热浸锌是指把优质钢材投入几千度的锌液池中,浸泡达一定时间以后锌液就会渗透到钢材中,使之形成一种特殊的锌钢合金,热浸锌材料表面不经任何处理在野外环境中即可达30年不锈蚀,如:高速公路护栏、高压电塔都是采用高温热浸锌材料,其防锈长达30年之久,彻底解决了多年来防锈、美观与安全之间的问题。组装式锌钢阳台护栏配件采用使用寿命可达50年之久的改性高强度工程尼龙,其强度、硬度远高于普通钢制材料,每平方米可承受183MPA以上的压力,2729MPA的拉伸力,可承受220℃以下高温不变形等优点。
新型除钴剂AnBm从湿法炼锌硫酸溶液中去钴
2019-02-21 13:56:29
湿法冶锌工艺中,钴是损害锌电积的最首要的杂质之一。电积进程中,氢在钴上的过电位较小,钴的存在会促进氢放电,并使阴极电位正移,过电位减小。跟着电积的进行,沉积物会变得越来越疏松多孔,阴极锌返溶,电流功率下降,锌的电能耗费添加,剥锌困难,锌产值下降。所以,锌电积前必定要将钴除到较低浓度。现在,湿法炼锌中首要的除钴办法有活性锌粉法、黄药除钴法、溶剂萃取法、β-酚法等。本实验学习处理重金属废水的办法,在很多实验基础上,使用一种新式廉价的除钴剂AnBm,使除钴进程简略操作,并且不会给流程引进新的有害杂质,无废气排出,除钴作用杰出。
一、实验部分
(一)实验质料
实验溶液取自云南某锌冶炼厂净液分厂,为除铜、镉后液,成分如表1;Fe3+标准溶液:1 g/L,由分析纯硫酸高铁制造;Co2+标准溶液:5 g/L,由分析纯硫酸钴制造;浓硫酸:分析纯,17.93mol/L;除钴剂AnBm,99%。
表1 硫酸锌溶液的首要成分 mg/LZnCoNiFeCuCd1.36×10526.3516.261.140.120.26
(二)实验办法
实验在选用单要素实验法。将100mL工作液倒入250mL高型烧杯中,水浴加热,机械拌和。除钴液过滤,测定滤液中钴、铁、锌质量浓度,核算各元素脱除率。
实验设备:HH-2型数显恒温水浴锅,控温精度±1℃;JJ-1型电动拌和器;精细pH试纸和雷磁pHsj-3F实验室pH计SHB-III A型循环水式多用真空泵。
溶液中Co2+的测定选用亚硝基-R盐分光光度法(722型分光光度计);Zn,Fe的测定选用火焰原子吸收光谱标准曲线法(岛津AA6300原子吸收分光光度仪)。
二、实验原理
除钴剂AnBm中含有黄原酸基团,能与溶液中的钴离子生成沉积,而黄原酸的三价钴盐的溶度积是二价钴盐的10万分之一,所以要使钴除到较低浓度,应参加氧化剂将二价钴氧化成三价钴。实验选用先加氧化剂再加除钴剂的办法去除溶液中的钴。
三、成果及评论
选用单要素实验法调查氧化剂参加量、反响时刻、反响温度、除钴剂AnBm参加量、除钴结尾pH对钴脱除率的影响。
(一)氧化剂参加量对钴脱除率的影响
氧化剂为由分析纯硫酸铁制造的溶液。别离取不同体积的1g/LFe3+标准溶液,用除镉、铜后的硫酸锌溶液定容到100mL,其他条件:除钴剂0.32g,温度75±1℃,反响时刻1h,溶液pH4.45。实验成果如图1所示。图1氧化剂Fe3+质量浓度对钻、铁脱除率的影响
从图1看出:随Fe3+参加量的添加,钴脱除率快速增大;当Fe3+参加量到达42mg/L时,也就是Fe3+参加量为Co2+彻底氧化成Co3+所需理论量的1.7倍时,钴脱除率达97.5%,脱钴后液钴质量浓度降到0.7mg/L以下;一起,作为氧化剂的铁也被沉积,沉积率近100%,溶液中没有新杂质引进。
(二)除钴剂参加量对钴脱除率的影响
固定其他实验条件:加Fe3+质量浓度至42mg/L,温度75±1℃,时刻1h,溶液pH4.35,定容体积100mL,除钴剂参加量对钴脱除率的影响实验成果如图2所示。图2 除钴剂参加量对钴脱除率的影响
从图2看出,随脱钴剂参加量的添加,钴脱除率升高;除钴剂质量浓度为2.4 g/L时,钴脱除率达97%以上,脱钴后液钴质量浓度降至0.7mg/L以下,彻底到达电积锌的要求。
(三)反响温度对钴脱除率的影响
脱钴剂参加量0.24g, Fe3+参加至质量浓度42mg/L,反响时刻1h,溶液pH 4.47,定容体积100mL,在不同水浴温度下调查温度对钻脱除率的影响。实验成果如图3所示。图3 温度对钴脱除率的影响
从图3看出,随温度升高,钴脱除率快速升高;当温度达80℃时,钴脱除率达97%以上,沉钴后液钴质量浓度低至0.8mg/L;再升高温度,钴脱除率改变不明显,未呈现钴反溶现象。
(四)反响时刻对钴脱除率的影响
脱钴剂参加质量0.24g,Fe3+参加量至质量浓度42mg/L,溶液pH4.37,定容体积100 mL,
温度75±1℃,反响时刻对钴脱除率的影响实验成果如图4所示。图4 反响时刻对钴脱除率的影响
从图4看出,反响时刻对钴脱除率影响很大:反响前30min随反响进行,钴沉降率快速进步;反响30min后,钴沉积率进步缓慢;反响60 min时,溶液中钴质量浓度已降至0.64 mg/L,钴脱除率达97.4%,反响根本彻底。
(五)溶液pH对钴脱除率的影响
脱钴剂参加质量0.24g,Fe3+质量浓度至42mg/L,定容体积100 mL,温度75±1℃,反响时刻1h。调查不同酸度对钴脱除率的影响,实验成果如图5所示。图5 溶液pH对钴脱除率的影响
从图5看出:溶液酸度较高时钴脱除功率很低:pH在4.1~5之间时除钴作用最好。pH太高会下降钴沉积作用,由于在高pH条件下,Fe3+和Zn2+易水解,直接下降除钴剂的作用。湿法炼锌厂硫酸锌中性浸出液的pH为4.5~5.2,根本在实验最佳范围内。
四、定论
(一)除钴剂AnBm本钱低价,为市售普通商品,质料易得。
(二)操作条件简略操控,除钴功率高于锌粉法。最佳条件下(氧化剂参加量42mg/L,脱钴剂参加量2.4g/L,反响时刻50~60min;温度70~80℃,pH 4.1~5.0之间),钴脱除功率达97%以上,溶液中钴质量浓度降至0.7mg/L以下,彻底到达电积锌的要求。
(三)出产设备简略,能够使用现有设备进行出产。
废旧的碱性锌酸盐镀锌溶液能否供铝制件碱蚀之用?
2019-02-28 10:19:46
这种废旧溶液不能作为铝制件的碱蚀之用,这是由于溶液中有锌,碱蚀后的铝制件表面易呈现斑驳,严峻时还会使整个制件表面发花。若要运用这种溶液,可用工业将溶液申的锌离子氧化为硫化锌沉积。
铋的氯化溶液电解
2019-03-04 11:11:26
铋的电解精粹是以经过开端火法精粹的铋铸成阳极,将电解分出铋铸成阴极,在和三氯化铋的电解液中电解,凭借直流电的效果,使阳极铋溶解,铋在阴极上分出。
铋的氯化溶液电解的工艺流程如图1所示。图1 铋的氯化溶液电解工艺流程
粗铋中杂质在电解时分为三类:一类在阴极分出;一类溶入电解液;一类不溶解而进入阳极泥。
一、铋电解的电极反响
铋电解示意图如图2。图2 铋电解示意图
在由和三氯化铋组成的电解液中的电离反响:在直流电效果下,阳极发作铋的溶解:阴极发作铋的堆积分出:跟着电解进程的进行,阳极铋逐步溶解,阴极上逐步分出铋而增厚。
二、杂质在电解中的行为
粗铋阳极板中含有多种杂质,这些杂质可分为三类:
(一)较铋更负电性的金属:如铁、碲、铅、锡等,因为它们的标准电位比铋更负,所以先于铋进入电解液,生成氯化物盐类,其间氯化铅在溶液中溶解度小而沉积,其他氯化物进入电解液后,下降BiCl3浓度,使耗费添加,电耗添加,还会使阳极泥中海绵铋量添加,电流效率下降,使分出铋质量下降。
(二)较铋更正电性的杂质:如金、银等不溶解,进入阳极泥。少数银进入阴极铋是因为电解液循环机械夹藏所形成的。
(三)与铋电位挨近的杂质:如砷、锑、铜等,当这些杂质在溶液中浓度较大时,可能与铋一道在阴极分出。
所以要求电解运用的阳极质量好,主成分含量高,杂质含量低,特别是应严格控制砷、锑、铜的含量,以削减其在阴极分出的可能性。
三、铋电解造液法
因为铋离子在溶液中导电性差,因此铋阳极溶解的速度慢,而在阴极分出的速度快,从而使电解液中铋离子浓度不断下降,这种现象叫阳极钝化。所以在铋电解进程中,有必要制作部分含铋高的电解液弥补到已贫化的电解液中去。造液有两种办法:坩埚造液法与碱性造液法。
1、坩埚造液法。粗铋为阳极,铅条为阴极,铅条外用素烧的陶瓷坩埚作阴极隔阂。当新造液时,原液选用和食盐的混合液:而旧造液时,用电解后的溶液造液回来运用。在直流电效果下,氯离子移向阳极,使阳极铋溶解生成三氯化铋溶液,因为铋离子体积较大,不能透过阴极坩埚隔阂,而被留在电解液中,只要氢离子体积小,能经过隔阂在阴极放电。在不断对阴极弥补的情况下,电解液含铋量不断添加,其反响为:造液后的高铋溶液,经过电解液的循环,接连地弥补到电解出产中去,而含铋低的电解液,也经过循环不断回来造液。
坩埚造液法能够在不改变电解液量的情况下,进步电解液中铋离子浓度。
2、碱性造液法。阴极与阳极均用粗铋,不需阴极隔阂,造液运用食盐溶液,在直流电效果下,阳极铋溶解生成BiCl3,而在阴极表面分出并发生NaOH,其反响为:生成的氯化铋被水解为氯氧化铋,仅少数在阴极分出:阳极不断溶解,直至将溶液中氯离子耗费完毕。电解完毕后将碱液抽去,用将BiOCl浸出:因为浸出BiOCl的溶解度约束在100~120克/升铋左右,所以碱性造液法只能添加所需的电解液量,而不能进步电解液含铋量。
四、铋电解的技能条件
(一)电解液组成。电解液由与三氯化铋组成。在开槽制备电解液时,需配入一定量的食盐,其浓度为100千克食盐/1米3,以添加溶液中氯离子浓度。电解液中游离酸控制在80~100克/升,铋控制在120~150克/升。电解液密度1.2克/厘米3左右。电解液中酸量超越含铋量时,在阴极分出海绵铋,酸量过低则阳板溶解欠好,有片状物掉落,阳极泥含铋高,下降电流效率。当电解液中铋量过低时,阴极也分出海绵铋,而含铋过高时则需很多造液,使电耗添加。
2、阳极。阳极档次宜高,一般在90%~95%,最好大于95%,含硫要求不超越0.5%,含铅不超越3%。阳极中杂质含量对电解作业影响很大。某厂曾对表1所列阳极进行电解,技能条件控制为:电解液组成:Bi 90~115克/升,HCl 100~120克∕升,NaCl 80~100克/升,电流密度100安/米2。
表1 粗铋组成与电解作业联系由表1可见,粗铋含硫高时,阴极分出物呈混状,有一半的分出铋掉入阳极泥中,电流效率下降至50%左右,这是因为不溶的硫化铋薄膜阻止阳极铋溶解形成的。
粗铋中锑的含量直接影响阳极泥的附着情况,含锑高时,阳极泥不掉落,但含锑过高将引起槽压上升;当阳极含锑低时,阳极泥易掉落,添加了槽底阳极泥量,且电解液易污染。
粗铋含银与阴极分出铋含银间联系如图3所示。图3 粗铋含银与分出的铋含银间的联系
当粗铋含银低于1.5%时,电铋含银低于0.05%。
参加适量硫酸以除掉电解液中Pb2+。但参加硫酸也有利于银在阴极分出,所以当粗铋含银大于1%时,不宜加硫酸避免银分出。
阳极板的厚度与电解周期有关,当阳极厚5毫米,电流密度100安∕米2时,可饱尝24小时电解,残极率35%。
(三)电流密度。电流密度是每米2阴极表面上经过的电流安培数,单位为安/米2。电流密度直接影响电解的出产率、电耗和出产本钱,是至关重要的技能参数。选定电流密度时要考虑经济和技能条件。不引起阳极钝化又能确保阴极分出物质量的最大电流密度称答应电流密度,在答应电流密度范围内,经济上最合理的电流密度叫经济电流密度,也就是本钱最低的电流密度,能够确保较高的阴极质量、较高的电流效率和较低的电耗的高电流密度。铋电解的电流密度一般控制在100~150安/米2,造液的电流密度为200~300安/米2。
(四)电耗、槽电压及电流效率。电耗是电解出产的首要技能经济指标,是每出产一吨铋在电解时所耗费的直流电数量,以千瓦小时/吨铋或千瓦小时/吨分出铋表明,电耗(W)首要由槽电压(V)和电流效率(η)所断定,其核算式:
从上式可见,电耗与槽电压成正比,与电流效率成反比,而以槽电压影响最大。
槽电压可用下式核算:式中,Ea-由阳极浓差极化引起的阳极电位(伏);
Ek-由阴极浓差极化引起的阴极电位(伏);
I-经过电解槽的电流强度(安)即电流密度乘以一个电解槽内阴极总面积(米2);
R1-电解液电阻(欧);
R2-阴极、阳极与导电铜板和导电杆等的电阻(欧)。
槽电压随电流密度的进步及电解时刻的延伸而进步。开端电解时槽压为0.25伏左右,跟着电解的进行,阳极泥层加厚,浓差极化加重,至电解后期达0.5伏以上。造液则开端为3.5伏左右,后期升至5.5伏左右。
铋电解的电流效率在90%以上,一般在95%左右。核算电流效率的公式为:式中G-分出铋分量(克);
q-铋的电化当量,为2.6克/安·小时;
I-电流强度(安);
t-通电时刻(小时);
n-电解槽数目。
综上所述,列出铋电解技能条件如下:
电解液组成:游离80~100克/升;铋离子120~150克/升;NaCl 100~120克/升;
阳极档次:Bi高于90%;S低于0.5%;
电流密度:100~150安/米2;造液200~300安/米2;
槽电压:0.25~0.5伏:造液3.5~5.5伏;
电解液温度:25~30℃;造液时低于50℃;
电解液循环量:下进上出,5升/分;
极距:100~110毫米;
电解周期:2~3天;造液3~4天;
阳极泥率:10%左右;阳极泥含铋50%~70%;
残极率:35%~50%。
五、铋电解设备
某厂年产500吨电铋之电解设备为:
电解槽:2500×1050×1000毫米共30只,水泥槽体,内村沥青;
地下贮槽:2500×2000×1000毫米共2只,材料为混凝土槽体内衬沥青;
洗残极槽2个;
离心过滤机:φ600毫米(内衬胶)一台;
电动单樑桥式超重机(2吨)一台;
酸泵:φ'2"(内衬胶)2台。
六、分出铋的火法精粹
粗铋经电解精粹在阴极分出的电铋,含铋在99%左右,还含有铅、铜、砷、锑、碲、银等杂质,有必要再经火法精粹提纯。
将粉与分出铋分层装锅,每层分出铋厚度约300~400毫米,加硫份额为Bi∶S=200∶1。装锅后缓慢升温至600℃,拌和捞除铜浮渣,然后参加固体碱,拌和除硫。再进行加锌除银与氯化除锌、铅,其原理与操作办法如前述。
氧化铜溶液
2017-06-06 17:50:02
氧化铜溶液是个错误的说法,在化学知识中,不存在氧化铜溶液这个化学名词。这是因为氧化铜不溶于水,将氧化铜粉末加入蒸馏水中,我们会看到黑色的氧化铜生于水底,没有任何反应。如果说氧化铜能在水中溶解,那么氧化铜就会和水发生反应,生成氢氧化铜,氢氧化铜溶液呈现蓝色。所以说,氧化铜溶液是一种蓝色溶液也是错误的,氧化铜溶液根本不存在。
采用硫酸铜添加剂对锌电积溶液深度脱锑
2019-02-21 11:21:37
跟着锌冶炼规划和产能的不断扩大,对锌矿资源需求量增大,冶炼加工所运用的质料成分变得越来越杂乱。某公司规划年出产能力为10万t的锌锭出产线,出产工艺为:锌精矿焙烧一热酸浸出一低污染黄钾铁矾除铁。因为质料归于高铁闪锌矿,且含钴很高,达0.03%~0.05%(同行业界钴含量一般为0.01%~0.015%),高出行业界2~3倍,选用惯例逆锑法无法到达要求,因而,该公司在国内初次选用两段高温锑盐除钴的新工艺,因为锑盐在两段净化工序中都增加,故有时不可避免在新液中锑含量呈现超支或升高的状况;别的,因为所供质料产地不同,各产地质料锑含量的差异很大,也引起锑在溶液中改变不定。锑超支在锌电积中损害较大,使阴极锌板呈现大面积烧板,严重影响阴极锌质量和下降电流功率;因而行业界电积锌液锑含量一般都操控在0.1mg/L以下。锌电中除锑的办法首要有锌粉置换降锑,氢氧化铁吸附共沉淀法,有文献报导在铜离子和锌粉存在的条件下也能够到达降锑的作用,但没有相关的研讨数据和投入实践使用的报导。工业出产中呈现锑含量超支时,一般是将超支溶液回来中性浸出工序,或许回来净化第一道工序中,此处理办法使出产功率下降,辅料耗费进步。本文在文献报导的基础上,初次较系统地研讨了电积液锑超支时,补加增加剂硫酸铜、锌粉置换深度脱锑工艺。此工艺进程简略,只需在惯例的三段净化工序的最终一段补加增加剂硫酸铜,用少数锌粉置换就能够到达作用,具有较好的推广使用远景。
一、试验
(一)质料
试验溶液部分从某公司锌冶炼厂收集,为现已过二段净化脱除铜、镉、钴、镍等首要杂质后的锑超支标液,其杂质元素含量见表1。从表1数据能够看出二段净化今后,溶液中的铜、镉、钴、镍的含量已降至1mg/L以下,到达电积溶液的要求。锑尽管在净化前后改变很大,但净化后浓度还远远没有到达电积锌液质量的要求(锑浓度有必要低于0.1mg/L以下)。
表1 二段净化后溶液中杂质元素含量/ (mg·L-1)项目CuCdCoNiSb净化前液0.441.800.891.91.9净化后液0.0350.540.830.930.43合格要求<0.1<1<1<1<0.1
一部分含锑较高的溶液经过参加(AR,天津凯通)制造而成;硫酸铜溶液由五水硫酸铜晶体(AR,天津凯通)制造而成。
(二)试验办法
试验模仿工业进程的第三段净化进程,即大部分首要杂质现已脱除的条件下,用较少数的锌粉对溶液中残留的杂质元素进行置换,以使电积液质量合格。试验溶液体积为1500mL,反响温度操控在65℃,锌粉(某冶炼厂自产,单质锌含量在98%以上)参加量为1g/L。操作进程:取锌电积溶液1500mL置于4L烧杯中,将烧杯放入数显水浴恒温振荡器(SHA-C数显水浴恒温振荡器,北京)内进行加热拌和,待温度升至65℃时,将锌粉分批次连续参加,拌和均匀后再分批次参加硫酸铜,调查和操控反响条件,反响1h后中止反响,进行过滤,并对滤液进行检测。
铜、镉、镍3种元素别离选用铜空心阴极灯、镉空心阴极灯、镍空心阴极灯在WFX-110B型原子分光光度计(北京瑞丽分析仪器公司)上进行测定。
钴元素在721型分光度计(上海精细科学仪器有限公司)上选用亚硝基R盐分光光度法进行测定。锑元素在721型分光度计上选用孔雀绿分光光度法测定。
二、成果与评论
(一)硫酸铜用量对低锑浓度下除锑作用及其它离子行为的影响
从工业现场取来锑含量超支的二净溶液(锑含量约为1.58mg/L),调查了硫酸铜增加量对深度脱锑作用和净化液中其它离子含量的影响,成果如图1、图2所示。
从图1和图2能够看到,未增加硫酸铜时,锌粉对低锑浓度下的铜、钴、镉、镍杂质的置换作用依然有用,使它们的浓度进一步下降,而锑的改变甚小,标明单纯的锌粉置换除锑无法到达深度净化的意图。溶液系统中参加硫酸铜后,锑净除作用十分显着,锑浓度下降起伏很大,溶液中锑含量目标到达了电积锌液的要求。别的,等量锌粉作用下,铜、镉、钴、镍浓度比未增加铜离子时下降的起伏更大,标明参加硫酸铜对铜、镉、钴、镍等杂质元素的深度净化也有较好的作用。 硫酸铜在溶液中的作用机理可解说如下:锌粉置换出金属铜,铜附着在锌粉表面,构成一组微电池,有铜锌微电池周围的部分溶液区域可认为是一个电解池环境,而满意电解池要求的条件则是有必要有阴、阳极板和外部电源。那么在这个区域内被置换出来的单质铜粒(指的是独自存在并没有与锌粉附着的合金式的颗粒)或锌粉就起极板的作用,而外部电源就是Zn-Cu微电池;这样虚拟构成了一个电解池环境,阴阳极板材料或许都是金属铜或金属锌,也或许是两种金属的相互配对;当微电池放电时即通电,电解池阴极析、出的物质就应该依照标准电极电势排序方位的先后发作复原反响。
表2为锌冶炼净化溶液中所含的几种首要元素电极对的标准电极电势。从表2能够看到,锌电极对的电势最负,复原性最强,铜电极对电势最正,锑次之,镉、钴、镍的电势坐落中间。依照电极电势的排序,从阴极分出的各金属元素的先后次序是:Cu>Sb>Ni>Co>Zn,最早分出的金属是铜和锑。因而参加铜离子后,净除作用最显着的离子应该是铜,锑次之,但因为铜离子自身是增加剂,按实践净化份额核算,铜离子下降起伏也是最大,这儿不作要点评论。从数据上看到,镉、钴、镍都有小幅的下降,但锑浓度下降最为显着,这与锑的电极电势比其它几个离子电势相差比较大有关。从微观分析联系到微观实践锌电积工业中,当这些离子含量都超支时,阴极分出金属的次序也是依照Cu>Sb>Ni>Co>Zn这个次序,反映到出产成果就会 呈现铜、锑、钴、镍和镉的各种烧板现象。所以,经过原电池一电解池电化学理论系统,较好地解说了增加铜离子对Cu、Ni、Co、Cd各离子的深度净化作用的机理。
表2 几种金属元素的标准电极电势(V)Zn2+/ZnCu2+/CuCd2+/CdCo2+/CoNi2+/NiSb3+/Sb-0.762+0.344-0.403-0.277-0.25+0.152
从图1和图2还能够看到,跟着硫酸铜用量的增大,对各离子净化程度进一步增大,尽管锑离子的浓度下降起伏趋于陡峭,但铜离子量的增大,仍是有利于各杂质离子的净化。这也能够从原电池一电解池电化学理论系统阐明:当硫酸铜量增大,系统中置换出来的单质铜量增大,可构成的微电池组数量相应增大,极板首要由金属锌和金属铜来组成,可构成的极板肯定数量也增多,这样有利于整个电化学反响,从而对杂质的净化作用有利。
在实践工业电积出产中,当锑离子浓度下降到0.1mg/L时,对电解锌的质量影响甚微。在深度净化时,确保了必定铜离子增加量后,锑离子浓度就会下降到必定程度,低于0.1mg/L时,要进一步大起伏下降,则有必要有别的的办法。
从图1和图2能够看到,当初始溶液中含锑约为1.58mg/L时,参加硫酸铜量在25mg/L左右,锑到达深度净化脱除,低于0.1mg/L,满意电积液的质量要求,一起其它杂质离子也得到了进一步的净化脱除。
(二)硫酸铜用量对中等锑浓度下除锑作用及其它离行为的影响
图3和图4示出了中等锑浓度(锑浓度为 3.08mg/L)下铜离子用量对溶液中杂质的净化作用。从图中能够显着看到,不加铜离子,净化后锑浓度下降了一半左右,但依然无法满意电积液的要求。跟着铜离子量的增大,锑净化程度逐步进步。当硫酸铜参加量到达0.25g/L后,锑深度净化才合格。成果标明,当电沸浓度升高后,增加的铜离子量也要相应增大才干满意深度净化的要求。
(三)硫酸铜用量对高锑浓度下除锑作用及其它离子行为的影响
在相对较高的锑浓度(锑浓度为16.15mg/L)条件下,调查了铜离子浓度对电积液中杂质去除率的影响,见图5~6。 从图5能够看出,跟着硫酸铜用量的不断增大,锑的净化率显着增大,直至硫酸铜用量为0.66g/L后锑的去除率趋于陡峭,当硫酸铜参加量到达0.82g/L时,锑浓度才干到达电积液质量要求。从图6能够看出,跟着硫酸铜参加量增大,镍含量下降趋势最为显着。从除锑的作用、硫酸铜用量以及残留铜离子量3方面考虑能够看出硫酸铜用量为0.82g/L时,能够到达深度净化除锑的意图。
从以上成果评论能够发现,当锑浓度改变时,参加的硫酸铜量也相应的改变,要到达深度净化的要求,硫酸铜的参加量要操控在必定的范围内。
三、结语
(一)锌粉直接净化除锑不能到达深度净化的要求,增加硫酸铜后,深度净化除锑明显,且有利于进一步净化铜、钴、镉、镍各离子。
(二)跟着锑浓度改变,增加的硫酸铜量也要相应的改变。当锑浓度在1.58mg/L时,操控硫酸铜在0.025g/L以上、锌粉1g/L时就能够将锑净除合格;当锑浓度在3.08mg/L时,操控硫酸铜在0.25g/L以上时,锑净除才可合格;当锑浓度在15.16mg/L时,操控硫酸铜在0.82g/L以上时,锑脱除合格。
由纯钨酸钠溶液转型制备纯钨酸铵溶液
2019-03-05 09:04:34
一、有机溶剂萃取法转型
(一)基本原理
1、莘取剂。钨萃取工艺中,常用的萃取剂主要为有机胺和季铵盐,在有机胺中又分为伯胺、仲胺和叔胺萃取剂。
在胺类萃取系统中,有机相一般由胺、相调节剂和稀释剂组成。作为相调节剂的有醇类、酮类和磷酸三丁酯(TBP),但大都用醇类,作为稀释剂的多用火油。上述三种溶剂的份额视萃取条件而定。某些萃取系统萃钨的功能见表1。
表1 某些萃取剂萃钨的功能注:N235-三烷基胺;N263-季胺盐。
在用有机胺时,先用无机酸(常用H2SO4)与有机相效果,使胺生成胺盐,例如用2~3mol∕L H2SO4效果,则:用H2SO4≥5mol∕L效果时,则:2、萃钨进程。先用无机酸(如H2SO4)将Na2WO4溶液酸化至pH=2.5~3.0,钨以(HW6O21)5-、(H2W12O40)6-、(W12O39)6-等存在。当这些溶液与酸化后的叔胺触摸时,发作阴离子交流萃取反响。
关于叔胺萃钨(Ⅵ)的反响,在不同文献报导中有所不同,即萃合物中萃取剂与钨的摩尔比动摇于1∶3~1∶2之间。因而,有的作者提出了叔胺萃钨的通式,即在Na2WO4溶液pH=1~3条件下,用体积比为:% Alamine336∶癸醇∶火油为7∶7∶86的有机相萃钨(Ⅵ)的通式为:依据Kim等的数据,在此pH值范围内,通式中钨的阴离子为(W12O40H2)6-、(W6O21H)5-(低钨浓度下)和(W12O40)8-。
当Na2WO4溶液中存在着硅、磷、砷和钼时,在溶液pH=2.5~3.0的条件下,它们均与钨生成杂多酸阴离子被叔胺萃取,这样,不只玷污终究钨产品,并且还给萃取作业带来困难。例如杂多酸根(SiW12O40)4-、(PW12O40)3-、(AsW12O40)3-与叔胺生成的萃合物是密度大于1g∕cm3的黏性物质,当沉降到萃取器底部时会阻塞溢流口。因而,当有这些杂质时,先向料液中参加F-离子(以氟盐参加),以生成不被萃取的H2SiF6、HPF6等。
3、反萃进程。为了直接获得(NH4)2WO4溶液,工业上用(或含部分钨酸铵)反萃钨。关于不同的有机相萃合物组成,其反萃的反响别离如下:可见,虽然有机相中萃合物的组成不同,但都是1mol钨耗费2mol氮。所用的浓度一般为3~4mol∕L NH4OH,反萃终了的平衡水相应保持在pH=8.5左右。
(二)工业实践
用叔胺萃钨的准则流程参见图1。图1 从粗Na2WO4溶液制取钨化合物准则流程图
叔胺萃钨工艺中各阶段的条件及目标见表2。
表2 叔胺萃钨工艺中各阶段的技能条件及目标阶段称号技能条件目标各物料组成萃取比较(o∕a)=1,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流钨萃取率大于99%,萃余液中低于0.1g∕L WO3①有机相φ∕%:10叔胺+10仲辛醇+80火油,酸度(H2SO4)0.1~0.2mol∕L;
②Na2WO4料液:(WO3)90~100g∕L,pH=2.5~3
③萃取洗剂和反洗剂为纯水;
④酸化剂为(H2SO4)0.1~0.2mol∕L
⑤反萃剂为(NH4OH)3~4mol∕L萃洗比较(o∕a)=4~5,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流洗出液中WO3含量低于0.5g∕L反萃取比较(o∕a)=3(未计水相回流),混合10min以上,温度25~40℃,1级箱式回流反萃取率大于99%,反萃液中250~300g∕L WO3反洗比较(o∕a)=4~5,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流洗出液中低于0.5g∕L WO3酸化比较(o∕a)=5,混合2~3min,温度25~40℃,2~3级逆流 纳尔契斯克湿法冶金厂用萃取法处理白钨精矿苏镇压煮液的工艺条件、设备及成果如下。
工艺条件:
有机相φ∕%;20叔胺,20异辛醇,60火油;
料液组成/(g·L-1);(WO3)45~55;(Mo)0.03~0.05;(SiO2)0.03~0.06;(F-)0.1;(NaCl)50~60。
设备。萃取和有机相的洗刷在带有分配器的脉冲填料塔中进行,反萃取在混合弄清器中进行。钛材脉冲塔直径1.6m,填料区高10m,有两个弄清区,脉冲频率50次∕min,振幅20min,塔总体积30m3,生产才能按两相总计为50m3/h。脉冲塔中的比较约为1。在塔上部用水洗刷,其比较(o∕a)为(5~10)∶1,从塔出来的富钨有机相流入第二个填料塔(不必脉冲)顶用稳定剂处理,塔直径为1.3m。反萃用的混合弄清器的混合室和弄清室别离为5m3和16m3。反萃后的有机相送至第三个填料塔(不必脉冲)水洗,塔直径为1.6m。
钨和其他成分在流程中的分配见表3。
表3 钨和其他成分在流程中的分配 (g∕L)美国联合碳化物公司用苏镇压煮所得的Na2WO4溶液为55~110g∕L WO3,2.1~4.5g∕L Mo,pH=10.5~11.0。首要除掉钼。除钼后溶液含51. 8g∕L WO3,0.0012g/L Mo,0.75g∕L SiO2。有机相为5(V)%三癸胺-10(V)%十二醇-火油。在混合弄清器中3级逆流萃取。萃取比较O∕A为1,洗刷比较(O∕A)为 1∶0.75。然后用3mol∕L NH4OH反萃钨,比较(O∕A)为1∶(1~1.1)。将反萃液循环至(NH4)2WO4溶液中WO3浓度为225g∕L停止。这时反萃液中含0.4g/L SiO2以上。将溶液在55℃和2.7mol∕L NH4OH条件下弄清约1.5h,使SiO2沉积分出。萃取和反萃取均在50℃下进行。
中科院赵由才等曾研讨用伯胺及磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂别离钨酸钠或钼酸钠溶液中的砷、磷、硅杂质,获得较满足的成果,估量被萃取杂质以杂多酸方式进入有机相,有待展开更多的作业。
二、离子交流法转型
乌兹别克斯坦某厂使用活动床经过AH-80П树脂将经典法净化所得的Na2WO4溶液转型为(NH4)2WO4,其准则流程见图2。图2 用AH-80П将Na2WO4溶液转型的流程
—树脂运动道路;----各种溶液运动道路
1-吸附柱;2-洗刷柱;3-解吸柱;4-再生柱:5-交流后液贮槽;
6-中和槽;7-(NH4)2WO4液贮槽;8-中和槽;9-过滤器
Na2WO4溶液含125g∕L WO3;0.01~0.08g∕L Mo;≤0.05g∕L P、As;115~135g∕L NaCl+Na2CO3;pH=2.5~3.0。溶液中钨主要以偏钨酸根离子形状存在。溶液由吸附柱1底部进入,AH-80П树脂(Cl-型)由上部进入吸附柱悬浮在溶液中并缓慢下沉,两者相对运动并进行离子交流进程,树脂与溶液的流比为1∶(4.2~5.0),吸附柱处理才能为0.2~0.45m3/(m2·h)。从吸附柱底部卸出的树脂当密度到达1.36~1.40g/cm3,则阐明已饱满送往洗刷,当密度小于1.36g∕cm3,则回来吸附柱持续吸附。树脂在吸附柱内与溶液触摸时刻达8~12h,交流后液含WO3 0.02g∕L,WO3吸附率达99.95%。饱满WO3的树脂在洗刷柱2内用pH=2的水洗去Na+后。再进入解吸柱3用15%~25%的解吸。解吸液中高浓度部分送蒸腾结晶APT,低浓度部分回来解吸。解吸后的树脂经60~80g∕L HCl再生成Cl-型后,进行再吸附。
依据测定当溶液中WO3浓度为15~20g/L时,AH-80П的全改换容量达1g干树脂吸附1610mg WO3,比经典的人工白钨酸分化再溶的工艺WO3回收率可进步1.3%~1.5%,耗费下降65%~70%,CaCl2耗费下降100%;电能耗费下降30%~40%。
在生产条件下,当用HNO3系统,则树脂亦可用BП-14K型。
三、沉积人工白钨-酸分化法转型
其实质是将净化除杂后的Na2WO4溶液首要参加CaCl2使Na2WO4转化为CaWO4沉积,而Na+留在溶液中,然后完成了Na+与WO42-的别离,反响为:生成的CaWO4(又称人工白钨)再与HCl效果转化为H2WO4,H2WO4进而用NH4OH溶解得(NH4)2WO4溶液。
锌
2018-04-19 17:40:03
锌是一种灰色金属,密度7.14,熔点419.5℃,沸点911℃。在室温下性较脆,100~150℃时变软,超过200℃后又变脆。锌的化学性质活泼,在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,锌氧化激烈。燃烧时,发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸,也易从溶液中置换金、银、铜等。
碲化镉
2017-06-02 16:18:18
金属
碲是地壳中的稀散元素,全球探明储量仅4-5 万吨,在冶金,半导体,航天航空,以及太阳能领域有巨大用途,是一种战略金属。碲化镉的性质 棕黑色晶体粉末。不溶于水和酸。在硝酸中分解。 密度:6.20 熔点:1041℃ 碲化镉的用途 光谱分析。也用于制作太阳能
电池
,红外调制器,HgxCdl-xTe衬底,红外窗场致发光器件,光电池,红外探测,X射线探测,核放射性探测器,接近可见光区的发光器件等。全球碲年产量约为300-400吨,随着碲在半导体行业的应用和CdTe 在太阳能薄膜电池中的大规模应用,碲的供应远不能满足快速增长的需求。碲化镉太阳能电池的优缺点碲化镉薄膜太阳能电池在工业规模上成本大大优于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术,生产成本仅为0.87美元/W。其次它和太阳的光谱最一致,可吸收95%以上的阳光。工艺相对简单,标准工艺,低能耗,无污染,生命周期结束后,可回收,强弱光均可发电,温度越高表现越好。目前实验室转换效率16.5%,目前工业化转换效率10.7%。理论效率应为28%。发展空间大。然而碲化镉太阳能电池自身也有一些缺点。第一,碲原料稀缺,无法保证碲化镉太阳能电池的不断增产的需求。过去碲是以铜,铅,锌等矿山的伴生矿副产品形式,也就是矿渣,以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。碲化镉太阳能电池的不断成长的市场需求,无法得到原料的保证。第二,镉作为重金属是有毒的。碲化镉太阳能电池在生产和使用过程中的万一有排放和污染,会影响环境。碲化镉太阳能电池继续发展的可能性中国四川发现了世界上唯一的、独立存在的碲矿,目前已探明的储藏量为 2000多吨,已经可供全球可用50年。太阳能级高纯碲化镉是由高纯碲和镉在高温密闭的惰性气体,还原性气体和真空 环境中反应得到的。反应容器为石英管,在这一反应过程中,通过回收清洗液中的碲和镉,回收使用过的碲化镉太阳能电池,可实现零排放。美国国家实验室做过碲化镉高温燃烧试验,温度为760-1100度,试验发现,在火灾发生时每100万千瓦,释放的镉总量极限为0.01克。目前的火力发电厂排放的镉大大高于碲化镉电池。生产一节镍镉电池需用10克镉,而峰值功率100瓦的一平米太阳能电池,仅用7克镉。每产生一度电,镍镉电池需消耗3265毫克金属镉,而碲化镉太阳能电池仅需1.3毫克。二者相差2000倍。碲化镉不是镉元素。碲化镉是稳定的,同镉在其他方面的应用相比,镉在碲化镉太阳能电池中的应用是最安全和环保的,所以对环境危害性很小。此外,政府支持发展碲化镉电池。碲化镉太阳能电池技术以他特有的优势,得到了多国政府支持。美国政府开放市场,建多个发电厂。德国政府由欧盟资助,有多个建设项目。中国政府支持建设世界最大的电站。更多关于碲化镉的信息请登入上海
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钨酸钠溶液沉淀净化法
2019-03-04 16:12:50
用沉积(含结晶)法除掉钨酸钠溶液中杂质的钨溶液净化办法。一般可分为杂质元素别离及制取纯钨酸铵溶液两个阶段。
杂质元素别离
从粗钨酸钠溶液中别离杂质元素的办法有沉积杂质元素法及结晶钨酸钠法两类。
沉积杂质元素法
在工业上使用的首要有水解沉积法、镁(铝)盐沉积法及硫化钼沉积法。
(1)水解沉积法。用无机酸中和水解的办法除掉粗钨酸钠溶液中硅和锡的进程。硅和锡别离以Na2SiO3和Na2SnO2或Na2SnO3方式存在于粗钨酸钠溶液中。为确保除锡作用,一般先用次或将两价锡氧化成四价,结尾pH一般操控在9.5。而中和水免除硅的结尾pH则操控在8~9为宜。硅和锡的水解沉积反响别离为:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaClNaSnO3+2HCl=H2SnO3↓+2NaCl
为防止部分过酸而构成杂钨酸,无机酸有必要缓慢地参加到拌和的粗钨酸钠溶液中。部分过酸构成的杂钨酸不但会影响除杂质的作用,还会下降后续作业的钨收回率。选用替代无机酸进行均相中和,可解决部分过酸问题。为防止水解发作胶体沉积,除硅、锡作业须在煮沸的粗钨钠溶液中进行。中和水解生成的H2SiO3和H2SnO3通过滤除掉。
(2)镁(铝)盐沉积法。往粗钨酸钠溶液中增加氯化镁或硫酸镁使磷、砷及部分硅生成难溶的镁盐沉积除掉的进程。如有氟离子存在,则大部分氟离子生成氟化镁共沉积除掉。如往粗钨酸钠溶液中增加硫酸铝则可使硅生成难溶的铝硅酸复盐沉积除掉。镁(铝)盐沉积法又可分为磷(砷)酸镁盐法、磷(砷)酸铵镁盐法及铝硅酸复盐法。
a.磷(砷)酸镁盐法。用无机酸将钨酸钠溶液中和至含游离碱达1g/L±0.2g/L时,煮沸约0.5h后,缓缓参加密度1160~1180kg/m3的MgCl2溶液,此刻发作生成Mg3(PO4)2和Mg3(AsO4)2沉积的反响:
2Na2HPO4+3MgCl2=Mg3(PO4)2↓+4NaCl+2HCl
2Na2HAs4+3MgCl2=Mg3(AsO4)2↓+4NaCl+2HCl
因为Mg3(AsO4)2的溶度积(298K时为2.04×10-20)大于Mg3(PO4)2的溶度积(298K时为1.02×10-25),故MgCl2的参加量一般视溶液中砷含量而定。为使除砷符合要求,一般先用次或将AsO3-3氧化成AsO3-4。溶液中的硅酸根一起生成硅酸及硅酸镁沉积而被除掉:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCI
Na2SiO3+MgCI2=MgSiO3↓+2NaCl
因而,在粗钨酸钠溶液中的含硅量不太高的情况下,能够免除独自的除硅作业。由上述反响式可见,跟着MgCl2的参加,粗钨酸钠溶液的pH逐步下降,即酸度逐步升高,因而操控粗钨酸钠溶液的开始及结尾pH便成为影响磷(砷)酸镁盐法净化作用的最重要因素。pH过高,氯化镁很多水解成氢氧化镁沉积,一方面使渣量增大,钨丢失随之增加;另一方面因为Mg。’离子削减而使净化作用变差。pH过低,磷(砷)酸镁溶解度增加,除杂质作用下降。加完MgCl2后,再煮沸0.5h,弄清通过滤除掉渣后,滤液一般含SiO2≤0.02g/L,As≤0.015g/L。产出的磷、砷渣经NaOH煮洗收回WO3后,其成分(%,干基)大致为:WO34~5,As1~1.2,MgO40~45,SiO24~10。
b.磷(砷)酸铵镁盐法。当粗钨酸钠溶液含有一定量的NH+4时,参加MgCl2并将pH操控在8~9,此刻磷(砷)便生成磷(砷)酸铵镁盐沉积而被除掉:
Na2HPo+MgCl2+NH4OH=MgNH4PO4↓+2NaCl+H2O
Na2HAsO4+MgCl2+NH4OH=MgNH4AsO4↓+2NaCI+H2O
此法的特点是将除硅与除磷、砷别离在不同的两个阶段中完结,中和水免除硅后期改用NH4Cl调整溶液pH,以防止部分过酸。过滤除硅渣后,加将溶液回调至pH10~11,再按计量参加MgCl2溶液,拌和0.5~1h,沉清过滤。与磷(砷)酸镁盐法相同,操控溶液的开始及停止pH同样是影响磷(砷)酸铵镁盐法净化作用及钨丢失的最重要因素。
c.铝硅酸复盐法。往热的钨酸钠溶液中参加硫酸铝溶液使硅生成铝硅酸复盐沉积,国际上一些工厂用此法除掉钨酸钠溶液中的硅。
(3)硫化沉积法。首要用于从钨酸钠溶液中沉积除钼。往含有钼的粗钨酸钠溶液中参加沉积剂Na2S或NaHS时,便发作生成:Na2MoS4的反响:
Na2MoO4+4NaHS=Na2MoS4+4NaOH
随后用将粗钨酸钠溶液酸化到pH2.5~3,使Na2MoS4分化发作MoS3沉积:
Na2MoS4+2HCl=MoS3↓+2NaCl+H2S
因为发作生成Na2MoS4的反响趋势大于发作生成Na2WS4的反响,因而不会生成很多WS3沉积,净化进程中的钨丢失一般小于0.5%。硫化沉积法可将钨酸钠溶液中钼含量降至0.01~0.05g/L因为氟离子可与钼生成安稳的[MoO3F]-和(MoO2F4]2-,故需增加沉积剂用量才能将钼除至所需程度,这又会导致钨丢失的增加。
结晶钨酸钠法 使用钨与磷、砷、硅等元素的钠盐的溶解度不同,操控恰当结晶率,使大部分杂质留在苛性钠碱母液中,而分出较纯Na2WO4晶体的进程。含杂质的苛性碱母液回来黑钨精矿苛性钠液分化作业,在精矿分化进程中杂质与增加的铝、镁盐等构成复盐沉积而进入浸出残渣。
制取纯钨酸铵溶液
首要通过人工白钨、钨酸制取和钨酸溶等过程。
人工白钨
往加热至沸的含游离碱0.3~0.7g/L的净化除杂后的钨酸钠溶液中,注入密度为1200~1250kg/m。的氯化钙溶液,便分出钨酸钙沉积。称这种钨酸钙为人工白钨。沉积后母液含WO30.03~0.1g/L。钨酸钠溶液中残留的磷、砷、硅、钼杂质可与钨共沉积。如注入氯化钙之前加Na2S将钼酸根转变成硫代钼酸根,则可使绝大部分钼留存于母液中而与人工白钨别离。因而,在粗钨酸钠溶液含钼量不太高的情况下,结合沉积人工白钨一起除钼,便可免除独自的除钼作业。
钨酸制取
将人工白钨料浆或钨酸钠晶体注入343~353K温度、浓度在30%以上的浓中即可得到黄色的钨酸。前者的分化产品颗粒较粗,较易洗刷。磷、砷及部分钼杂质留在酸母液中,为进步除钼率,可增加钨粉使H2MoO4转变成MoOCl3
H2MoO4+W+3HCl=WO2+MoOCl3+H2O+3/2H2
所生成的MoOCl3易溶于溶液而与钨酸别离。得到的钨酸经充沛洗刷完全除掉钨离子或钠离子,酸母液含WO30.3~0.5g/L,可用石灰沉积成CaWO4而收回。
钨酸溶将加热至353~358K温度的钨酸浆液注入浓度为25%~28%的中即得到纯钨酸铵溶液,而硅、铁、锰等杂质及酸溶时未分化的钨、磷、砷的钙盐则留在不溶渣中,但钨酸中的钼酸、磷酸、均构成相应之铵盐进入溶液,为进步净化作用,在溶时增加氧化镁,就可使磷砷沉积成铵镁盐而除掉。
镍钴溶液的分离和净化
2019-01-24 09:36:23
在镍钴湿法生产过程中,从含镍钴溶液到生产出符合一定标准的镍和钴产品,中间必须经过杂质去除(净化)及有价金属元素的分离富集等工序。目前镍钴提取冶金工业上应用的溶液净化和分离富集方法主要有化学沉淀、溶剂萃取和离子交换等三种。
一、化学沉淀法
化学沉淀法是最常用的溶液除杂和分离方法,镍钴提取冶金工业上主要应用水解沉淀、硫化物沉淀、难溶盐沉淀和置换分离等工艺。
(一)水解沉淀
水解沉淀
水解沉淀的原理是不同金属氢氧化物在水中具有不同溶解度或溶度积,因而具有不同的开始沉淀的pH值,通过控制溶液中沉淀pH值,则可将要求从溶液中除去的离子以氢氧化物的形式沉淀,有时需要辅之以氧化还原电位的控制。一些金属氢氧化物25℃的溶度积及根据Eh-pH图获得的开始沉淀的pH值列于表1,供设计水解沉淀净化方案时参考。工业常用的水解沉淀工艺包括氧化水解除铁、氧化水解分离镍和钴等。
表1 某些金属氢氧化物的PKSP及开始沉淀的最低pH值氢氧化物PKsp开始沉淀pH值氢氧化物PKsp开始沉淀pH值Co(OH)343.80.5Cu(OH)219.35.0Sn(OH)456.00.5Fe(OH)215.35.8Sn(OH)227.81.5Zn(OH)216.36.8Fe(OH)338.62.2Pb(OH)214.97.2Pt(OH)235.02.5Ni(OH)218.47.4Pd(OH)231.03.4Co(OH)215.77.5In(OH)333.23.5Ag2O7.718.0Ga(OH)335.23.5Cd(OH)25.268.3Al(OH)332.73.8Mn(OH)213.48.3Ni(OH)34.0Mg(OH)211.39.6
针铁矿法除铁也是一种水解沉淀工艺。形成针铁矿(FeOOH)晶体的主要条件是:低浓度Fe3+、pH=3~5、高温(≥90℃)。常用方法是先将Fe3+还原成Fe2+,然后中和到要求pH值,高温下再使Fe2+缓慢氧化。这样得到的沉淀是FeOOH而不是Fe(OH)3,易于过滤。在镍钴生产中,常用高镍锍作还原剂,空气作氧化剂。形成针铁矿的另一种方式是在大容量已除铁溶液中以喷淋方式加入欲净化除铁溶液,在充分搅拌下,Fe3+总体浓度不高(<1g/L),在空气氧化条件下加入中和剂可形成FeOOH。这样,溶液不用先还原,再氧化。
(二)硫化物沉淀
硫化物沉淀是分离镍、钴、铜等有价金属的常用方法,硫化剂多为Na2S、NaHS和H2S。一般金属硫化物在水中的溶解度都很小,常用于从镍钴溶液中沉淀分离铜,也用于从红土矿浸出液中沉淀分离铜、镍、钴。当用H2S作硫化沉淀时,形成硫化物的平衡pH值取决于该硫化物的活(浓)度积、溶液中金属离子浓度及离子价数。25℃及常压下,H2S沉淀硫化物时的平衡pH值列于表2。
表2 不同离子浓度时形成硫化物的平衡pH(25℃及常压)硫化物CMe=1mol/LCMe=10-4mol/L硫化物CMe=1mol/LCMe=10-4mol/LHgS-15.00-13.00CdS-2.50-0.25Ag2S-14.00-10.60ZnS-0.531.47Cu2S-12.35-8.35CoS0.852.85CuS-6.55-4.55NiS1.243.24SnS-3.00-1.00FeS2.304.30PbS-2.85-0.85MnS3.905.90
(三)难溶盐(化合物)沉淀法
最常用的难溶盐(化合物)沉淀法是黄钠铁矾工艺除铁。黄钠铁矾是两种以上硫酸盐的复盐,通试为Na2Fe6(SO4)4(OH)12或Me+Fe3(SO4)2(OH)6、Me2+Fe6(SO4)4(OH)12,具有结晶好,易过滤的优点。通式中,Me+一般为Na+、K+、NH4+或H3O+,其中以钾钒最稳定,沉降性能最好。
(四)置换沉淀
通常的置换沉淀是电负性金属从溶液中置换出电正性离子,如镍粉除铜。广义上说,置换沉淀还包括固休物料与溶液反应,其中固体中某一元素与溶液中的金属离子交换位置,如利用Ni2S3从溶液中沉淀铜。
二、溶剂萃取分离
溶剂萃取是分离和富集金属离子的常用方法之一,在有色金属湿法冶金领域有着广泛的工业应用,在镍钴提取工业中的应用也正在走向成熟。
溶剂萃取是利用有机相从不相混的液相中把某种物质提取出来的一种分离方法。溶剂萃取法的工艺过程包括萃取、洗涤和反萃三个阶段。萃取是使水相中某些物质转移到有机相,洗涤是使进入有机相的杂质回到水相(洗涤液),反萃是使被萃物质(目标组元)从有机相转移到水相(反萃剂),以便进一步处理成产品。有些萃取剂在萃取前需要进行预处理(如皂化等),以保证萃取条件。
溶剂萃取工艺的关键是萃取剂的选择。除经济效益外,选择萃取剂的基本原则为:
1、选择性好,容易实现金属分离;
2、良好的萃取动力学性能,平衡速度快;
3、大萃取容量,萃取剂用量少;
4、在水相虽的溶解度小,且化学稳定性好;
5、易与稀释剂互溶,混合后具有良好的分相性能,不易产生第三相。
溶剂萃取在镍钴冶金中的应用主要有两方面:一是从主金属溶液中将杂质元素萃取除去,或相反,将主金属离子萃取出来;二是将性质相近的镍和钴分离。
在工业生产中,往往采取多级萃取流程。因有机相和水相流动方式不同,多级萃取又分为逆流萃取、错流萃取和分馏萃取等多种方式,如图1所示,分馏萃取是逆流萃取上加入有机相的洗涤段。图1 萃取流程
a-三级错流萃取;b-三级逆流萃取
F-料液;S-有机相;E-萃取液;R-萃余液
镍钴提取工业中,溶剂萃取主要用于镍和钴的分离,以及分离铜铁等杂质。硫酸介质中常用CYANEX272、P507或N235萃取分离钴和镍,CYANEX272是新开发的萃取剂,其分离系数比P507大-个数量级。杂质(铁、铜、锌)的萃取分离常采用P204。氯化介质中常用铵类萃取剂。一些用于镍钴分离的新萃取正在研究开发中。
三、离子交换
通过离子交换树脂的吸附和解吸,可从溶液中脱除特定的离子。离子交换法一般用来处理低浓度(如浓度小于10-6mol/L)的稀溶液,当溶液浓度较高时(如高于1%),采用这种方法的分离效果不大。离子交换的主要工业应用是微量杂质的深度净化,在镍钴湿法冶金中用于脱铅和锌,以及用于微量铜的脱除。
用于镍钴分离的离子交换工艺的研究也较活跃,提出了一些有潜在工业应用前景的新型离子交换树脂。
含钒溶液的水解沉钒
2019-01-21 18:04:28
含钒溶液经净化后,钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加,钒酸根会以钒酸的形式析出,俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下,由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出:钒浓度/(mol·L-1)溶液pH值主要的钒离子水解产物低,10-4酸性低4~8高,50×10-32~3高,50×10-31~6高,50×10-310~12高,50×10-313~当pH值约1.8时,V2O5的溶解度最小,约230mol/L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下:[H2SO4]/(g·L-1)2.312.017.121.2V2O5/(g·L-1)0.240.781.142.04
表1列出一组V2O5-H2SO4-H2O系的数据。
表1 V2O5-H2SO4-H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5/%H2SO4/%密度/(g·㎝-3)析出相V2O5/%H2SO4/%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相:①V2O5·3H2O,V2O5 红褐色、针状;
②V2O5·2 H2O,2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状;
③V2O5·H2O,V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状;
④V2O5,V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。
对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1 图2 V2O5溶解度与pH的关系(25℃)
1—V2O5/ ,lg =-0.82-pH;2—不析出V2O5
lg =-0.04-pH;3—V2O5/ ,lg =-4.44+pH;
4—不析出V2O5,lg =-3.00+pH;5— / ,
pH=1.03-0.333 lg ;6— / ,pH=2.62;
7— / ,pH=7.38+lg图2 钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系(25℃)
一、温度
钒水解沉淀应在90℃以上进行,最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3 沉淀率与时间的关系:Ⅰ-0.855;Ⅱ-0.954;Ⅲ-1.16;Ⅳ-1.18
二、钒浓度
溶液中含V以5~8g/L为宜。浓度过高,则结晶成核过快,易形成疏松的滤饼,吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x/y偏大。当溶液中含钒浓度低时,则会有负面影响。
三、杂质的影响
磷与钒形成稳定的络合物H7[P(V2O5)6],还与Fe3+、Al3+形成磷酸盐沉淀,会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g/L。当酸度较高时,可使FePO4、AlPO4的溶解度提高,而减少磷对红饼的污染。
硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时,水解生成的胶体沉淀物,妨碍V2O5晶体的长大,使水解速度变慢,生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度,可以改善此类不良的影响。
氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20~160g/L,会使钒水解沉淀速度下降,主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。
四、搅拌
钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程,因此必须保持适宜的搅拌速度,已达到临界悬浮状态,没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形,内径2~5m,容积4~5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。
水解沉钒是间歇作业,先加入25%的沉钒前液,开始搅拌,再加入所需的硫酸,然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度,调整酸度或补加沉钒前液,以使最后溶液中含钒小于0.1g/L为终点。停止加热、搅拌、再静置10~20min后过滤,即得红饼。根据生产规模,过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。
红饼须先经干燥去除水分,再在1073~1173K温度下熔化,浇铸成片状,作为炼钒铁的原料。
水解沉钒早期用得比较普遍,但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%~90%,纯度较低,且耗酸量大,污水量大,故现已基本为铵盐沉钒所取代。
单质锌
2019-02-15 14:21:16
纯锌具有银白色的金属光泽,然而在空气中锌却呈灰蓝色,这是由于锌的化学性质比较生动,与空气中的水、二氧化碳和氧气发作了化学反响,生成一层极薄的碱式碳酸锌:
4Zn+2O2+3H2O+CO2 == ZnCO3·3Zn(OH)2
这层薄膜维护着里边的锌不再生锈。依据这个道理,人们用锌来维护铁。 白铁皮、铅丝(镀锌的铁丝)、自行车的辐条、五金零件和外表螺丝等都是镀锌制品。镀上锌的白铁皮,表面上有一层美丽的冰花,那就是锌的晶体。白铁皮比马口铁要经用得多。马口铁是镀锡制品,只需碰破了一块,会很快腐蚀掉。而白铁皮即便碰破一大块,也不会很快被腐蚀。这是由于在金属活动次序里:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au,金属的生动性顺次由强削弱,Zn比Fe生动,Fe又比Sn生动。所以生动的Zn比Fe简单失掉电子被氧化变成锌的二价离子而发作锈蚀,维护了Fe不受腐蚀;而Sn不如Fe生动,只能眼睁睁地看着Fe被腐蚀掉却无能为力。这就是焊锡补的脸盆反而烂得更快的原因。Zn正是发挥了这种“献身自己,维护别人”的利益,人们在水闸、水下钢柱、船舰的尾部、船锚和锅炉内壁,将Zn块镶嵌在钢铁的表面,充任防锈的卫兵。Zn块不断地被锈蚀而消瘦,以致终究被新的Zn块替换上去,却维护了它相邻的钢铁休养生息。 椐计算,全世界出产的Zn有40%用来制作镀锌的钢板、管材和白铁皮。Zn是Fe的忠实卫兵。此外,Zn还用来制作Zn──Cu合金—黄铜和干电池等。 锌是人体必需的微量元素之一,是人体多种蛋白质的中心组成部分,它们在生命活动过程中起着转运物质和交流能量的“生命齿轮”效果。人若缺锌,骨骼成长和性发育都会受到影响,缺锌的人常常表现出胃口欠好,味觉不灵敏,创伤不易愈合等症状。但过多摄入锌对人体有害,会引起头晕、吐逆和腹泻等。 锌也是植物成长不行短少的元素,硫酸锌就是一种常用的微量元素肥料。 锌的首要矿藏有闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3、红锌矿ZnO和常与铅矿共生的铅锌矿。 锌的化学性质和镉附近,与铜和铝类似,是比较生动的金属元素。 (1)在加热条件下,Zn能够和大多数非金属反响。例如:Zn在空气中焚烧生成白色的ZnO:
2Zn+O2 1273K 2ZnO
Zn和卤素、P、S直接化合生成卤化锌、和硫化锌等等。
Zn+X2 △ ZnX2
3Zn+2P 873K Zn3P2
Zn+S △ ZnS
(2) Zn和Al类似,是金属,既能溶于酸又能溶于强碱生成锌酸盐。但Zn与Al又有差异,Zn与NH3水能构成合作离子而溶于NH3水中,Al则不溶于NH3水。 (3)Zn是一个强复原剂,能与多种物质发作氧化复原反响。例如Zn能将铜盐溶液中的铜的二价离子复原为单质铜;能将CO2复原为CO等等。
醋酸锌
2017-06-06 17:50:04
醋酸锌产品名称: 醋酸锌 英文名: Zinc acetate;Zinc acetate dihydrate 别名: 乙酸锌 CAS: 5970-45-6分子式: Zn(CH3C0O)2·2H2O 分子量:219.51 用途: 用作醋酸乙烯、聚乙烯醇生产催化剂,印染媒染剂,医药收敛剂,木材防腐剂,瓷器釉料等 性状 白色单斜片状晶体,具有珍珠光泽,微带醋酸味。 熔点 235℃ 沸点 凝固点 相对密度 1.735g/cm3 折射率 闪点 溶解性 可溶于水和乙醇。 生产所用原料:冰醋酸 醋酸 氧化锌 氧化锌 使用该产品可生产:聚乙烯醇 乙酸锌 防水剂 以上是醋酸锌的介绍,更多信息请详见上海
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锌走势
2017-06-06 17:49:54
进入7月份以来,锌走势表现惊艳,但最终在阻力区间承压回落,重归震荡趋势.国际锌研究小组(ILZSG)公布的最新月度报告显示,2010年1-2月全球锌市供应过剩107,000吨,2009年同期全球锌市供应过剩199,000吨。全球1月和2月锌产量为199.1万吨,消费量为188.4万吨。1月和2月西方国家锌产量亦超过消费量,产量为109.7万吨,需求量为108.7万吨。虽然供求过剩的基本面难以扭转,但宏观经济的复苏带来的消费回升显而易见,全球供应过剩的局面有所缓解,这将使供应对市场构成的压力有所减小。在传统的有色金属消费旺季,锌走势并没有走出波澜壮阔的上涨趋势。虽然中国宏观经济增长强劲,美国经济自身的复苏进程保持较好,且欧洲债务危机的影响逐渐消散,但在中国宏观调控加大,伦敦锌库存持续增加背景之下,锌价在18200—19800元/吨之间盘整将近2个月的时间。笔者认为,现阶段锌走势还将延续。笔者认为,锌走势虽然日内振荡比较剧烈,但日线图走势还保持比较温和的横盘整理态势,指数合约成交量有一定程度的减少.
溶液pH、溶液温度及蚀刻时间对铝合金丝纹蚀刻的影响
2019-03-11 13:46:31
溶液温度对丝纹蚀刻的影响与溶液中各组分的浓度、pH值密切相关,当其他条件都在工艺规模之内时,溶液温度宜控制在25~30℃之间。温度低不利于蚀刻的进行,简单在板面构成麻面,温度高尽管加快了蚀刻速率,但相同简单使丝纹的粗糙度添加,当过氧化氢浓度偏高时宜恰当进步温度;反之则应恰当下降温度。 在新配的溶液中,温度为27℃左右、pH=3左右时,蚀刻50s即有显着的丝纹作用,再延伸期,丝纹作用略有添加,随后即坚持根本不变。关于运用一段时刻的溶液,时刻应恰当延伸,当时刻超越120s仍不能取得杰出的丝纹作用时,阐明溶液已老化,这时可弥补部分新液,如板面粗糙度添加,则应替换溶液。 除溶液中浓度和过氧化氢浓度对丝纹蚀刻有很大的影响以外,溶液pH值对丝纹的影响相同重要,关于丝纹蚀刻溶液pH中值为3,当低于3时,尽管有利于蚀刻的进行但过低的pH值,一则使丝纹的粗糙度添加,丝纹含糊;二则使丝纹的光泽性下降发暗;三则对钛的蚀刻加剧。当pH值大于3时,尽管对钛的蚀刻削减,丝纹的光度进步,但过高的pH值易使蚀刻面出现“麻点”现象,板面砂化现象严峻而使丝纹变得含糊不清。溶液pH值一般控制在2.5~3.5之间,当溶液温度较低或过氧化氢浓度较高时,pH值宜挑选下限,反之则挑选上限,新配溶液一般都可以不进行pH值调理而直接运用。
氨铵盐溶液中萃取铜
2019-03-06 09:01:40
在溶液中虽可以用一般酸性萃取剂萃取金属离子,但在高PH值下这类萃取剂溶解丢失大。在pH经厉萃取剂可用于溶液中萃取铜,可是,在高PH值下对铜的选择性逊于在H值下。LIX64N在性条件下萃取速度很快,负荷高于在酸性下萃取。
β-二酮LIX54已有许多工业使用,尤其是从线路板性腐蚀液中萃取铜,硫酸反萃后电积,已成为一种老练的工业流程。LIX54的萃取功能拜见下图。最近报导LIX54在工业运转进程中,其间一个酮基与反响生成酮亚,=C=N-H,生产厂正研讨改善的途径。
铋的硅氟酸溶液电解
2019-03-04 11:11:26
铋的电解液由与铋组成,所用阳极是经开始火法精粹的粗铋。开始火法精粹首要包含两个工序:榜首工序是熔析除铜后加硫拌和除铜、铅,然后用洗刷脱硫;第二工序是用惯例的碱性精粹与氧化精粹除砷、锑。
阳极选用立模浇铸,阴极选用铜板,悬挂在电解槽中,在直流电效果下,发作下列反响:铋的溶液电解工艺流程图如图1所示。图1 铋的溶液电解工艺流程
各种杂质在电解中的行为与在氯化溶液中类似,不用造液。电解液含铋在80~100克/升,H2SiF8 330~350克/升,室温,当电流密度40~80安/米2时,槽压0.3伏,阴极分出纯度达99.9%。
日本住友公司国富冶炼厂曾选用电解精粹铋、阳极的典型分析为Bi 98.77%,Pb 0.12%、Ag 0.022%、Cu 0.032%、As 0.03%、Sb 0.026%。选用笔直型阳极浇铸机铸成挂耳型阳极,每块重约为70千克,阳极袋套用聚料。运用18个衬沥青的钢筋混凝土电解槽,尺度为:长×宽×深=3350×760×850毫米。28块阳极,24块阴极,板距离为130毫米。电解液含铋40克/升,游离330~350克/升,每出产一吨铋加胶一克,电解的总电流为850安,总电压4.5伏,选用硅整流器,槽电压0.2伏,电流密度60安∕米2,电流效率93%,残极率约40%,阳极泥率0.5%,分出铋洗刷后脱落熔化铸成5千克锭。电铋质量为:铋高于99.99%,铜与铅均为2ppm,铁与锌均为3ppm,微量银、砷、锑。
含钒溶液的铵盐沉钒
2019-02-21 15:27:24
净化后的含钒溶液,首要是Na2O-V2O5-H2O系统,依据浸取条件的不同,可所以酸性或碱性。因为钒酸铵盐的溶度积小于钒酸钠,因而参加NH4Cl、(NH4)2SO4等 离子能够生成或多钒酸按沉积。其条件取决于溶液的酸度。
一、弱碱性铵盐沉钒
当pH值=8~9时,溶液中的钒首要以 ,即 方式存在。故参加 时,构成NH4VO3结晶分出。影响铵盐沉钒的要素如下:
(一)依据图1,NH4VO3溶解度随温度下降而下降,故NH4VO3的结晶应在20~30℃条件下进行;图1 NH4VO3在水中的溶解度、密度与温度的联系
1-溶解度与温度;2-饱和溶液的密度与温度
(二) 浓度应较化学计量数大,以借同离子效应促进沉积彻底;
(三)拌和、晶种效应:NH4VO3溶液易构成过饱和溶液,为此加晶种、拌和会加速结晶,如图2。图中可观察到四种条件下的结晶状况。阐明拌和加晶种可明显加速结晶的速度。图 2 NH4VO3结晶动态图
1-静置;2-参加晶种静置;
3-拌和;4-拌和下参加偏钒酸按晶种;
5-20~30℃下偏钒酸按的平衡浓度
(四)弱碱性铵盐沉钒后,残液中含钒较高,约为1~2.5g/L V2O5。操作时间长,能耗高,所得NH4VO3经煅烧后可得纯度为99%的V2O5。放出的约0.187kg/kg V2O5,应予收回。弱碱性铵盐沉钒常用于精制水解法制得的红饼。
二、弱酸性铵盐沉钒
在pH=4~6,钒首要以 存在,参加 ,则以十钒酸盐方式沉积。因为净化后液含很多钠离子,故沉积一般为:式中,x一般为0~2之间。为取得不含钠的产品,需将其溶于热水中,在pH为2的条件下重结晶,如此可得(NH4)2V6O16结晶。弱酸性铵盐沉钒的残液可使V2O5含量下降至0.05~0.5 g/L。
三、酸性铵盐沉钒
当pH=2~3时,溶液中的钒当参加铵离子时,首要以六沉积。沉钒时用硫酸调pH值,参加适量的(NH4)2SO4,在高于90℃下沉钒。本法取得的产品纯度高,沉钒速度快,沉钒率高,铵盐耗费低,约0.06kgNH3/kgV2O5,只为耗量的1/3。硫酸耗量较水解沉积法少。故已成为我国现在以钒渣为质料出产V2O5的首要办法,在国外也被广泛选用。
四、钒酸铵的煅烧分化
NH4VO3、(NH4)2V6O16的分化在450~600℃下煅烧,反响如下:
6NH4VO3=(NH4)2V6O16+4NH3+2H2O
(NH4)2V6O16=3 V2O4+N2+4 H2O
V2O4+1/2O2=V2O5
榜首步反响放出很多,应予收回。第二步进一步分化并被还原成四价钒,但在进一步氧化气氛中被氧化成V2O5。钒酸铵的煅烧通常在回转窑中进行。窑内分三个区,榜首区为枯燥区,300~500℃;第二区为分化区,450~600℃;第三区在450℃以上,引进空气,充沛氧化。
一种从硫酸锌溶液中除铜、除镉和除钴的方法及其装置
2018-12-10 14:19:22
本发明涉及一种硫酸锌溶液一段净化除铜、二段除镉和三段除钴的方法和实现该方法的装置。通过采用多个反应器串联连续除铜、除镉及活性锌粉除钴,可以实现Cu、Cd、Co三种元素的分离,分别得到含Cu高达55~85%铜渣、含Cd高达55~70%镉渣及钴渣,减少了铜、镉渣的后序处理工序并节省了锌粉,除铜、镉的锌粉消耗量也由现有生产技术的4~5倍降至1.5~2.0倍,除铜、除镉可以连续化作业,该方法和装置特别适合于湿法炼锌厂的锌液净化工艺。
有关硫酸铜溶液的问题
2019-03-13 11:30:39
中图分类号:k244文献标识码:a文章编号:1005-6378(2002)03-0011-09一、胆铜法的来源与北宋时期的有关记载“胆铜法”又称“胆水浸铜法”,是指把铁放在胆矾(硫酸铜的古称,又称石胆)水中浸泡,胆矾水与铁发作化学反应,水中的铜离子被铁置换而成为单质铜堆积下来的一种产铜办法。〔1 〕出产胆铜的质料主要是铁和胆矾水。据夏湘蓉等人编撰的《我国古代矿业开发史》所言:胆矾“系由黄铜矿、辉铜矿等硫化铜矿藏,受氧化效果分化而成,或从天然胆水中沉积(结晶)出来……易溶于水”〔2〕(第248页)。这种胆矾水在古代被称为“胆水”。宋人记载胆水浸铜法的进程如下:“浸铜之法,先取生铁打成薄片,目为锅铁,入胆水槽排次如鱼鳞,浸渍数日,铁片为胆水所薄,上生赤煤,取出刮洗钱(铁?)煤,入炉烹炼。凡三炼方成铜,其未化铁,却添新铁片再下槽排浸。”〔3 〕(食货——之三)因为这种产铜办法不需采凿铜矿石,出产工艺与熔炼矿铜也不同,故现代又称其为湿法冶金〔4〕(第559页《湿法冶金》)或水法冶金〔5〕(第105页)。我国早在汉代时期就现已知道到胆矾水与铁之间的化学反应,淮南王刘安编撰的《淮南万毕术》中就有“白青得铁,即化为铜”的记载。魏晋时期,《神农本草经》记载“石胆……能化铁为铜,组成金银,练饵食之不老”〔6〕(卷一《石胆》); 葛洪所著《抱朴子》中也有记载,他说到:“诈者谓以曾青涂铁,铁赤色如铜。”〔7 〕(卷一六《黄白》)关于上述史猜中名目繁多的称号,张子高在《我国化学史稿》中指出:“曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等称号,其实都是天然的硫酸铜,它是从辉铜矿(cu[,2]s)或黄铜矿(cufes[,2])与湿润空气触摸所构成的。”〔5〕(第74页)汉魏以来的记载确凿无疑地阐明,其时人们已发现了铁与胆矾结合后能置换出铜这一现象,并为后人探究胆铜法出产供给了根据。可是,其时人们对胆铜的实践还约束在道家炼丹术和医家药方的范围内。燕羽在1957年编撰了《宋代胆铜的出产》一文,对宋代胆铜法出产及其来源进行了讨论。他指出:“石胆即胆矾的能够化铁为铜的金属置换效果现象,远在秦汉间就已知道。”“胆水‘浸铜法’的创造,至少当开端在唐末和五代初。五代初年轩辕述作品的《瑰宝论》(注:《瑰宝论》的作者,除记有轩辕述外,《宋史》卷二○五《艺文志》载有:“青霞子《瑰宝论》一卷。”此书已不存于世。别的,《丛书集成初编》还收有唐朝和尚释僧肇写的《瑰宝论》,是一部不同内容的书。)称‘以苦胆水’浸熬而成的铜为‘铁铜’,并列为其时盛行的十种铜的一种”〔8〕。燕羽引述的《瑰宝论》一书,现在已不存于世,其间关于十种铜的记载,存留于李时珍的《本草纲目》卷八《赤铜》条中。〔9 〕全文如下:瑰宝论云:赤金一十种。丹阳铜。武昌白慢铜。一生铜,生银铜,皆不由熏陶而生者。无毒,宜作鼎器。波斯青铜,可为镜。新罗铜,可作锺。石绿、石青、白青等铜并是药制成。铁铜,以苦胆水浸至生赤煤,熬炼而成黑坚。锡坑铜,大软,可点化。天然铜,见本条。文中“见本条”是李时珍所言,是指在《本草纲目》卷八《天然铜》条中引述了《瑰宝论》的内容。故此,《赤铜》条中就没有必要再重复了。综观全文,并无“盛行的十种铜”之句,可见此句是出自燕羽的判别。我认为,这一判别并不精确。《瑰宝论》尽管记载了十种铜,但至多只能标明这是其时作者所能见到的铜的品种,而并不能阐明这十种铜均盛行于世。其间,以出产之地(包含出产国家)命名的铜,如丹阳铜、波斯青铜、新罗铜或可因其蜚名远扬而被视为“盛行”的铜,至于铁铜、天然铜、石绿、石青、白青等铜则绝不或许成为“盛行的十种铜的一种”。事实上,直到北宋前期,对胆水浸铁成铜这一现象的知道仍仅仅限于很少数人,他们只能在民间极小范围内采纳暗里出产的办法付诸实践。从遗留下的史籍记载看,这种实践活动多出自傲州铅山县一地。宋太宗时期成书的《和平寰宇记》中曾记载:“(信州铅山县)有胆泉,出观音石,可浸铁为铜。”〔10〕(卷一○七)这之后的宋仁宗景yòu@①四年(1037年)九月,东头供奉官钱逊上奏时也说到“信州铅山产石碌,可烹炼为铜”。因为其时池、饶、江三州的铜钱监正短少铸钱的铜质料,在三司的恳求下,朝廷差遣钱逊与江南东路转运使进行实验,以期处理铜料直销问题〔11〕(卷一二○景yòu@①四年九月丙寅),但这次实验成果怎么,却无明文记载。再往后就是宋哲宗元yòu@①时期沈括写就的《梦溪笔谈》中说到的:“信州铅山县有苦泉,流认为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜久之亦化为铜。水能为铜,物之改变,固不行测。”〔12〕(卷二五《杂志二》)关于这段文字记载是否为沈括亲自查询的记载,郭正谊在《水法炼铜史料溯源》一文中进行了考证。他认为不是沈括亲眼所见,而应该是沈括的读书笔记,录自中唐时期成书的《丹房镜源》〔13〕(第67页)。这条记载尽管阐明中唐时期在出产胆矾的进程中已获知了铁通过与胆矾触摸后能够置换出铜,可是沈括引录这段话时并没有参加任何新的内容,这种状况恰恰阐明,直到宋哲宗初期,官府没有推行胆铜法出产,信州一地揭露从事的仅仅胆矾的出产罢了。二、宋仁宗时期许申是否试行了胆铜法对宋政府开端推行胆铜法出产的时期,现在根本上有两种观点,一种认为始于宋哲宗时期,另一种认为始于北宋前期或宋仁宗时期。前面曾说到,宋仁宗景yòu@①四年(1037年),政府命钱逊实验用石碌“烹炼为铜”,但实验的成果怎么,是不是加以推行,史猜中都没有说到。因而这条材料充其量只能阐明官府曾对胆铜法出产进行了一次实验。简单引起歧异的,是别的一些记载了许申的主张的材料,其间,《宋史·孙祖德传》中有如下一段话:“时三司判官许申因宦官阎文应献策,以药化铁成铜,可铸钱,裨国用。祖德言:‘伪铜,法所禁而官自为,是教民欺也。’固争之,出知兖(州)……”〔14〕(卷二九九《孙祖德传》)这段话中,最要害的是“以药化铁成铜”一句,元末明初人危素的《浸铜要略序》中也有相同的词句:“当宋之盛时,有三司度支判官许申,能以药化铁成铜,久之,工人厌苦之,事遂寝。”〔15〕(卷三《浸铜要略序》)假如将“药”了解为是胆矾水,许申的主张无疑是指以胆铜作为制作铜钱的质料。可是,关于许申的主张与活动,《续资治通鉴长编》中则有更为具体的意义不同的记载。宋仁宗景yòu@①二年(1035年)正月壬寅,度支判官、工部郎中许申被任命为江南东路转运使。〔11〕(卷一一六景yòu@①二年正月壬寅)在此之前,他曾主张选用新的办法铸造铜钱,因为汴京没有取得成效,故被派任江南东路转运使,以期在江州持续实验。下面是《续资治通鉴长编》中的有关记载:凡铸铜钱,用剂八十八两,得钱千,重八十两。(注:中华书局点校本将此句断为“重八十两非常。其剂,……”断句有误。据《鸡肋编》卷中《蒋仲本论铸钱事》云:铸钱“用铜、铅、锡五斤八两,除火耗,收净五斤”。宋制,一斤为十六两,用料八十八两,除去火耗,铸成铜钱正好是八十两。故改正标点如上。)非常其剂,铜居六分,铅、锡居三分,皆有奇赢。……申在三司,乃主张以药化铁与铜杂铸,轻重如铜钱法,而铜居三分,铁居六分,皆有奇赢,亦得钱千,费省而利厚。因入内都知阎文应以纳说,朝廷从之,即诏申用其法铸于京师。然大率铸钱杂铅锡则其液流速而易成,杂以铁则流涩而多不就,工人苦之。初命申铸万缗,逾月才得万钱。申性诡谲,自度言无效,乃求为江东转运使,欲用其法铸于江州。朝廷又从之,诏申就江州铸百万缗,无漏其法。中外知其非是,而执政主之,认为可行,然卒无成功。先是盐铁副使任布请铸大钱一当十,而申欲以铜铁杂铸,朝廷下其议于三司。程琳奏曰:“布请用大钱,是诱民盗铸而陷之罪。唐第五琦尝用此法,讫不行行。申欲以铜铁杂铸,理恐难成,当令申试之。”申诈得售,盖琳亦主其议故也。天章阁待制孙祖德言:“伪铜,法所禁,而官自为之,是教民欺也。”固争之,不从,遂出知兖州。关于这条材料中的“以药化铁与铜杂铸”、“铜居三分,铁居六分”、“杂以铁则流涩而多不就”、“申欲以铜铁杂铸”等句该怎么了解呢?学者们有两种不同的观点。张子高先生认为:“很或许他(指许申)是以药化铁,使铁掺在铜内成合金来铸钱币。铁掺在铜内,能够大大节省铜,因而许申的实验从前为控制者所注重。”〔5〕(第107页)汪圣铎先生则认为许申的主张是指胆铜法出产。他还征引了《宋史全文》卷三二端平元年(1234年)五月壬戌条中“绍圣间以铅山胆泉浸铁为之,令泉司鼓铸,和以三分真铜,所以钱不耐久”之句,认为:“《长编》所谓‘铜居三分,铁居六分,皆有奇’,实践乃是胆水(“药”)浸铁产出的铜六分有余,加上“真铜三分”有余,熔在一起来铸钱。……仅仅因为史官对胆铜不了解,不供认胆铜是铜,依然认为胆铜是铁,是‘伪铜’,故而在记叙上有些失误”〔16〕。我认为汪先生的推论仍是有值得琢磨的当地。其一,一切上述材料中,李焘的《续资治通鉴长编》是最为原始的材料,可信度最高。是书始撰于宋高宗时期,完结于宋孝宗时期,而那个时期胆铜法出产早已在铜业出产中占有了重要的方位。假如说宋仁宗时期的官员因不了解胆铜而记叙有误,这仍是能够了解的;可是假如南宋人李焘也不知胆铜为何物而在编书时对屡次呈现的“铜铁杂铸”之意不加考辨,明显就不合情理了。尽管现存《续资治通鉴长编》内容中并无胆铜记载,可是这一状况并不能证明李焘对胆铜不了解。政府开端大力推行胆铜法出产是在宋哲宗绍圣年间以及宋徽宗控制时期,而现存的《续资治通鉴长编》恰恰缺失哲宗元yòu@①八年(1093年)七月至绍圣四年(1097年)三月的内容以及徽宗、钦宗两朝的悉数内容,致使咱们无法从现存的《续资治通鉴长编》中看到有关胆铜出产的记载。可是,章如愚的《群书考索》中引用了一条现已佚失的《续资治通鉴长编》内容,其间就清晰说到了胆铜。引文如下:“(崇宁五年中书省勘会诸路岁收铜数)每年约收诸色铜六百六十余万斤,旧铜锡约收四百六十余万斤,胆铜约收一百万斤……”紧接这今后的一条材料也是引自现已佚失的《续资治通鉴长编》内容,材料记载了开封尹兼提举京畿钱监宋乔年在大观二年的上言,其间更是屡次说到“漉铜钱(用胆铜铸造的钱)”,因为胆铜铸钱本钱低,宋乔年还主张:“户部上供之数,能够漉铜钱下诸路令依样铸。”〔17〕(后集卷六○《财用门·铜钱类》)从这些记载中能够得知,李焘的原书是记叙过胆铜的,他对胆铜与矿铜的差异应该有所了解。基于此,似不应将“铜铁杂铸”等内容视为“失误”的记叙。其二,宋代铸造铜钱的主要质料是铜,辅料是铅和锡,北宋的铜钱根本上坚持了“非常其剂,铜居六分,铅、锡居三分,皆有奇赢”的用料份额。宋徽宗今后至南宋期间因短少矿铜铜料,又已批量出产出胆铜,所以铸钱的铜质猜中一起也使用了胆铜。《宋史全文》所说的“和以三分真铜”之意,既反映了其时人们仍抱有传统的观念,只供认通过采矿冶炼得到的铜才是“真铜”,一起也反映了矿铜数量只占铸钱所用悉数铜质料的非常之三。这一数字与《续资治通鉴长编》中许申的铸钱配方仅仅在料例的份额上偶然罢了,内在则是不同的。许申所说的“铜居三分,铁居六分”,并不是指矿铜和胆铜的份额,而是指要改变铸造铜钱的质料和份额,将铅和锡去掉,参加铁作为主要质料,占悉数料例的非常之六强;此刻铜成为辅料,仅占悉数料例的非常之三强。其三,《续资治通鉴长编》中说到的“以药化铁与铜杂铸”之意,亦能够从另一个视点来了解。因为铁的熔点高、铜的熔点底,把两种质料放到一起来熔化,必定发生铜先熔化而铁未化的不同步现象,许申的主张中所说的“药”很或许就是指为了处理这一问题而参加的某些助熔剂,以下降铁的熔点。可是,这种独出机杼的铁、铜配方是根本行不通的,实验进程中天然呈现了“杂以铁则流涩而多不就”的问题。别的,受其时出产条件的约束,出产胆铜应该是在胆水(或胆土)充分的矿区中进行,而《续资治通鉴长编》仅仅说到许申初在京师、后在江州直接进行铸钱实验。这两个当地仅是铸钱场所,并不出产胆铜,假如许申使用了胆铜作为铸钱材料,官府必定要先在某些矿场出产出胆铜,再运至京师或江州铸钱,可是关于这样重要的出产活动,北宋仁宗时期的各类记载中却只字未提。鉴于以上几点分析,我认为宋仁宗时期许申在京师和江州进行的铸钱实验应该是用铁和铜作质料而进行的,与胆铜出产并无联系。三、宋哲宗时期胆铜法开端推行据苏辙《龙川略志》载,宋哲宗元yòu@①时期,有一位商人自告奋勇,向政府献出秘法——胆铜法。其时,苏辙任户部侍郎,“有商人自言于户部,有秘法能以胆矾点铁为铜者。予(指苏辙)召而诘之曰:‘法所禁而汝能之,诚秘法也。今若试之于官,则所为必广,汝一人而不能自了,必使别人助汝,则人人知之,非复秘也,昔之所禁,今将遍行天下。且吾掌朝廷大计,而首以行滥乱法,吾不为也。’其人@②fǔ@③而出,即诣都省言之,诸公惑之,令试,厥后竟不成。”〔18〕(卷五《不听bì@④法能以铁为铜者》)苏辙任户部侍郎的时刻是在元yòu@①二年(1087年)十一月至元yòu@①四年(1089年)六月〔11〕(卷四○七元yòu@①二年十一月甲戌;卷四二九元yòu@①四年六月丁未),可见这段时期宋政府的执政者依然不了解胆铜出产及其所能起到的效果,胆铜出产还被称为“秘法”,仍旧是民间暗里进行的小范围出产。胆铜法不再作为政府所禁的秘法而得到推行,是在饶州德兴县人张潜、张甲父子将编撰的《浸铜要略》献给朝廷之后的宋哲宗绍圣年间。关于《浸铜要略》的作者及成书时代,南宋人陈振孙和赵蕃的记载大致相同。陈振孙在《直斋书录解题》中指出:“《浸铜要略》一卷,张甲撰,称‘德兴草莽’。绍圣元年(1094年)序,盖胆水浸铁成铜之始。甲,参政子公之祖。”〔19〕(卷一四《杂艺类》)赵蕃在《截留纲运记》一文中追述信州铅山县在绍圣年间推行胆铜出产的情形时也说到:〔20〕(卷五《截留纲运记》)铅(指铅山县)之阜,瑰宝兴焉;铅之泉,宝货化焉。兴者有时,化者无量。方泉之蒙,孰知其功,布衣张甲,体物索理,献言以佐圜法。宋绍圣间,诏司理之。dī@⑤泉为池,疏池为沟,布铁其间,期以浃旬,铁化为铜……这两条材料都仅仅指出张甲是胆铜的实验者和向朝廷献书者,然后遗漏了张甲之父张潜的劳绩。实践上,在胆铜法出产的实验进程中,张潜的劳绩是最大的。王象之在《舆地纪胜》中引用了褚孝锡的《长沙志》(注:褚孝锡作《长沙志》十一卷,见《宋史》卷二○四《艺文三》。)记载,曰:“长沙志云:‘始,饶州张潜得变铁为铜之妙,使其子甲诣阙献之。朝廷始行其法于铅山,及饶之兴利、韶之涔(岑)水皆潜法也。’”〔21〕(卷二三《江南东路·饶州·景象下》)前几年,江西德兴发现了张潜的墓行状碑,碑刻于北宋大观元年(1107年)三月,碑铭记载:张潜“尝读《神农书》,见胆矾水可浸铁为铜,试之信然。曰:‘此利国术也’。命其子甲献之。”(注:据报道,碑铭三千多字。此碑保存在德兴县博物馆。)〔22〕这段碑铭阐明,张潜从撒播下来的《神农本草经》一书的记载中取得对胆铜法的知道,通过自己的实验后写成《浸铜要略》一书,嘱其子张甲上交朝廷,这之后胆铜法才得以推行开来。除以上宋人记载外,元末明初人危素写有《浸铜要略序》一文,介绍了宋代《浸铜要略》一书的编撰者及德兴县浸铜状况,内容最为翔实。他写道:(元代)德兴张理从事福建宣慰司,考满调官京师,会国家方更钱币之法,献其先世《浸铜要略》于朝。……钱币之行尚矣,然鼓铸之无量,产铜则有限。理之术乃能浸铁认为铜,用费少而收功博。……今书作于绍圣间,而其说始备,盖元yòu@①元年。或言取胆泉浸铁,取矿烹铜,其泉三十有二:五日一举洗者一,曰黄牛;七日一举洗者十有四,曰永丰、青山、黄山、大岩、横泉、石墙wù@⑥、齐官wù@⑥、小南山、章木原、东山南畔、上东山、下东山、上石姑、下石姑;十日一举洗者十有七,曰西焦原、铜精、大尚山、横槎山、横槎wù@⑥、羊栈、陲mín@⑦、冷浸、横槎下wù@⑥、陈君、炉前、上姚mín@⑦、下姚mín@⑦、上炭灶、下炭灶、上何木、中何木、下何木。凡为沟百三十有八。政和五年雨多泉溢,所浸为最多。是书,理之先赠少保府君讳潜所撰,以授其子赠少师府君讳盘、成忠府君讳甲。少师之孙参知政事忠定公讳焘shí@⑧序志之。(注:原文中有文字过错,已与《江西通志》卷一六二《杂记补》中引录的危素《浸铜要略序》对校改正。)〔15〕(卷三《浸铜要略序》)从危素的记叙来看,他见到的《浸铜要略》这部书中载有张潜的曾孙张焘作的序,可见此书已不是张潜绍圣元年献呈朝廷的版别。张焘的家世根由及官吏生计在周必大的《文忠集》〔23〕(卷六四《资政殿大学士左中大夫参知政事赠太师张忠定公焘神道碑》)和《宋史》〔14〕(卷三八二《张焘传》)中均有记载:“张氏世家德兴,唐宰相文@⑨之后……。公(张焘)曾祖讳潜,通直郎致仕,赠少保……。祖磐,袁州万载县主簿,赠少师……。公讳焘,……政和八年(1118年)廷试……嘉之,亲擢第三。”张焘任官于徽、钦、高、孝四朝,于隆兴元年(1163年)迁参知政事,以老病不拜,台谏交章留之,除资政殿大学士、提举万寿观兼侍读。后致仕。卒于乾道二年(1165年),年七十五,谥忠定。根据张焘的生平来判别,张焘为《浸铜要略》作序,应在他进入宦途之后的北宋晚期至南宋乾道初年之间。危素在《浸铜要略序》中说到的“其泉三十有二”的称号及“政和五年雨多泉溢,所浸为最多”之句,有或许出自张焘为《浸铜要略》所作序中的内容。若果如此,三十二泉一百三十八沟的胆泉浸铁规划或许就不仅仅是北宋晚期的状况(注:日本中岛敏先生虽未考证,可是说到三十二泉一百三十八沟是德兴县兴利场最盛时期(北宋晚期)的事。见《た於什る湿式收铜の沿革》,东瀛学报27卷第3号,1939年。),还连续到了南宋,但饶州的胆铜出产值则以宋微宗政和五年为最高。胆矾化铁成铜的记载古已有之,北宋仁宗时期还曾进行过实验,为什么偏偏到宋哲宗时期才得到推行呢?这既是客观形势的需求,也与张潜父子的尽力密切相关。北宋前期,一方面,铜矿的开采量呈逐步上升的势态,铜料供与需的对立尚不尖利;另一方面,政府长期以来采纳着“铜禁”办法,恐怕新的出产技术遍及撒播开来,会对政府的货币政策形成难以掌控的形势;加之,胆铜的规划化出产理论还处在探索阶段。这一时期,无论是客观因素,仍是主观因素,都还没有供给胆铜法出产的根底。而宋哲宗嗣位时,却面临着铜矿出产完毕了宋神宗时期光辉开展的阶段而进入急剧式微的时期,这种形势导致了大批铸钱监的罢废和铸钱额的剧减。宋政府面临着巨大的压力,急需采纳各种办法康复铜矿出产,进步产值。正是在这种形势下,张潜父子通过悉心实验,体系地总结出胆铜出产的办法,并自动将《浸铜要略》献给朝廷。客观需求与主观尽力得到了完美的结合。所以,在宋政府的大力提倡下,胆铜法出产迅速地被推行开来。宋政府推行的胆铜出产,最早实施于哪个采矿场呢?宋人著作中,首推信州铅山场。前引褚孝锡的《长沙志》就清晰说到“朝廷始行其法于铅山”〔21〕(卷二三《江南东路·饶州·景象下》)。洪咨夔的《大冶赋》中也专门说到:“其浸铜也,铅山兴利,首鸠@⑩功。推而放诸,象皆取蒙。”〔24〕(卷一《大冶赋》)《舆地纪胜》中《信州》条下则曰:“胆水在宝穴,自昔无之。始因饶州布衣张甲献言,可用胆水浸铁为铜,绍圣元年(1094年),始令本州差厢军兴浸,其利渐兴。”从上面几条材料来看,朝廷最早是在信州铅山县推行胆铜法的,时刻正是在张甲献《浸铜要略》的绍圣元年(1094年),这今后才扩大到其他矿场。可是《建炎以来系年要录》〔25〕(卷五九绍兴二年十月辛卯)和《皇宋中兴两朝圣政》〔26〕(卷一二绍兴二年十月辛卯)中均说到:“元yòu@①中始置饶州兴利场,岁额五万斤。绍圣二年(《皇宋中兴两朝圣政》为“三年”)又相信州铅山场,岁额三十八万斤。”清晰指出元yòu@①年间饶州先设兴利场,开端浸铜。那么怎么分析上述材料的对立之处呢?我认为:张潜早在元yòu@①年间就已在饶州从事胆铜出产的实验,估量那时的实验或许取得了矿场监官供给场所、铁等质料的协助,因尚属实验阶段,所以当地官没有提早申报中央政府。而信州铅山场则是官府在取得《浸铜要略》之后,通过查询,首要推行的胆铜场所。因为信州胆铜产值高,位置重要,现存史猜中记叙信州铅山场浸铜出产的内容也非常多,如前引南宋人赵蕃的记载等等。明代人胡我琨在《钱通》中也曾引录《广信府志胜》的记载,说到铅山县有两处浸铜场所:其一,“铜宝山,在县西南七里,一名七宝山。下有竹叶、猊(貌)平坑,石@(11)中胆泉涌出,浸铁成铜。天久晴,有矾可拾。建隆三年置铜场,今废。其铜以土垢淋水浸铁为之。”其二,“锁山门,浸铜之所,在县鹅湖乡,去治七十里许。有沟漕七十七处,兴于宋绍圣四年,更创于淳熙八年,县尉马子岩有铭,至淳yòu@①后渐废。”〔27〕(卷三《资采》)(注:建隆三年在铜宝山铜场出产的应是矿铜,不是胆铜。)比较之下,饶州兴利场胆铜出产的记载不只很少,胆铜产额也只占信州铅山场的八分之一弱。四、胆铜的出产工艺及出产本钱宋代胆铜的出产工艺有两种,一为胆水浸铜,一为胆土淋铜。两种工艺进程,在洪咨夔的《大冶赋》中均有具体的记载〔24〕(卷一《大冶赋》),现摘抄如下:附图从所述状况来看,胆水浸铜与胆土淋铜两种办法的原理是相同的,都是用胆矾水浸泡铁片置换出胆铜,仅仅胆水浸铜是指直接将天然胆水引进人工缔造的沟槽中,浸泡铁片;而胆土淋铜则要先采挖含有胆矾的土壤(包含采矿时被抛弃的矿土),用水灌浸,使胆矾溶入水中,发生胆水,再用人工盛舀胆水淋浸铁片置换出胆铜。这两种办法,各有利益与缺乏,宋人总结为:“古坑有水处为胆水,无水处为胆土。胆水浸铜,工少利多,其水有限;胆土煎铜,工多利少,其土无量。”胆水浸铜的长处是用工少,本钱低,但有必要依托春夏旱季胆水充分时从事出产,受时节、气候的影响很大。一旦春夏雨水少,涌出的胆水也会削减,天然无法大量出产胆铜。胆土淋铜比胆水浸铜投入的人工多,本钱高,可是胆土取之不竭,出产上又不受时节的影响,一年四季均可出产。因为两种办法各有好坏,在胆水浸铜法推行后,宋政府又先后在韶州岑水场、潭州永兴场、信州铅山场等处推行了胆土淋铜法,最大极限地进步产铜数量。与矿铜出产比较,胆水浸铜和胆土淋铜两种出产的本钱都比较低。崇宁元年(1102年)时,担任胆铜出产的官员游经说到,每出产一斤胆铜(此处应指胆水浸铜法),用本钱四十四文省。他主张:“措置之初,宜增本减息,庶使后来可继。胆水浸铜,斤以钱五十为本;胆土煎铜,斤以钱八十为本。比之矿铜,其利已厚。”〔3 〕(食货三四之二五)其时政府向矿铜出产者付出的本钱大约是每斤一百文〔28〕(卷四《论时势》)至二百五十文〔3〕(食货三四之二七)。 从节省政府资金的视点来考虑,胆铜法出产是值得大力提倡的。从北宋后期至南宋期间,出产一斤胆铜需求的耗铁量不是固定不变的,耗铁量最少的如《文献通考》所载,“大率用铁二斤四两得铜一斤”〔29〕(卷一八《征榷考五·坑冶)),耗铁量与出铜量比为2.25∶1; 据《宋会要辑稿》记载,南宋高宗晚期,各地年供铁料八十八万斤以上,而悉数胆铜产额只要二十一万斤,耗铁量与出铜量比为4∶1;南宋理宗时期,依照张端义《贵耳集》所言:“韶州涔(岑)水场以@(12)水浸铜之地,会百万斤铁浸炼二十万(斤)铜……”〔30〕(卷下)耗铁量与出铜量比则增至5∶1。归纳以上材料,能够看出,跟着耗铁量的添加,胆铜原有的本钱低价的优势逐步削弱以致消失,这应该是南宋今后胆铜出产无法再康复到北宋时期的原因之一。五、宋徽宗至南宋期间胆铜出产区域与产值的改变自宋哲宗绍圣年间在信州铅山推行胆铜法后,很快就将这一新的出产办法推行到有胆水的矿区。大概在宋哲宗绍圣末元符初,游经曾主管推行胆铜出产,后以丁忧去官。建中靖国元年(1101年),游经守孝期满,向朝廷上言:“昨在任日常考究有胆水能够浸铁为铜者:韶州岑水、潭州浏阳、信州铅山、饶州德兴、建州蔡池、婺州宝穴、汀州赤水、邵武军黄齐、潭州矾山、温州南溪、池州宝穴,凡一十处。唯岑水、铅山、德兴已尝措置,其他未及司理。将来钱额愈见亏失。”户部认为请,所以命“宣德郎游经提举措置江淮荆浙福建广南铜事”。“崇宁元年户部言:‘游经申,自兴相信州铅山场胆铜已(以)来,收及八十九万斤八千八十九斤八两。……自丁忧免去之后,皆权官时暂监管,致今胆铜十失五六,今再除职事以来,自本年正月至九月二十日终,已收胆铜一十七万二千一百二十三斤八两……’”〔3〕(食货三四之二五)根据上述记载估测,游经在丁忧前推行胆铜出产时,信州铅山场、韶州岑水场、饶州德兴场胆铜出产成效已非常明显。游经以丁忧去官后,胆铜出产曾一度松懈,建中靖国元年
镀铝锌
2017-06-06 17:50:03
镀铝锌镀铝锌其防护作用强,抗腐蚀能力更优于镀锌产品。整个结构由铝-铁-矽-锌,形成致密的四元结晶体,此结晶体在钢板上形成一层屏障, 因而有效的防止腐蚀因子穿透。 耐腐蚀性来自铝的障碍层保护功能,和锌的牺牲性保护功能。当锌在切边、刮痕及镀层擦伤部份作牺牲保护时,铝便形成不能溶解的氧化物层,发挥屏障保护功能。在发生电化学腐蚀时,由于铝锌的氧化性比铁强,所以铝锌会成为阴极端失去电子而被氧化,而铁为阳极保证了铁不会被氧化,所以常采用镀锌铝的方法来提高刚被的耐腐蚀性,如船常会镀一层锌板。镀铝锌钢板 镀铝锌钢板是日常生活中经常应用到的一种重要的合金材料。镀铝锌钢板是铝锌合金结构组成,由55%铝、43%锌与2%硅在600℃高温下凝固而组成,其整个结构由铝-铁-硅-锌,形成致密的四元结晶体的一种合金。
铝制件的滚光溶液如何选用?
2019-01-15 09:49:17
铝制件的滚光溶液宜选用近中性的材料,以免浸蚀铝制件,通常用皂角水或少量乳化剂。
铬矿直接还原合金化
2019-01-24 09:36:33
铬是冶炼不锈钢、内热钢、合金工具钢、合金结构钢以及多种类型铸铁的重要合金元素。随着国民经济的发展,需要更多的不锈、内热、高强度的钢材,铬合金的消耗量也迅速增加。我国铬矿资源短缺,大型富矿少,小矿品位低、贫而杂,大量开采经济上不合理,得不到充分利用。国内有些厂家曾做过铬矿还原直接合金化的工业性试验,铬矿还原率平均为90%,但所采用的铬矿粉为进口铬矿、铬精矿等。因受资源的限制,难以满足大工业生产的需要。铬矿大部分依靠进口,致使铬合金供应紧张,价格高。
为充分利用有限的铬矿资源,降低钢材的生产成本,采用内蒙古乌拉特中旗所产的低品位铬矿,进行铬矿直接还原合金化的试验研究,实验室和半工业性试验证明,铬矿直接还原合金化是可行的。它可以代替高碳铬铁用于炼钢,反应速度快,经济合理,收得率高。在3t电弧炉上冶炼35CrMo钢的工业性试验中,铬矿中的铬的收得率在89.6%~96.7%,平均为92.92%。
1、铬矿中铬的回收率为89.6%~96.77%,平均为92.92%。
2、还原铬矿入炉后25min左右,已得到较好的还原,不延长炼钢冶炼时间。
3、用还原铬合金剂炼钢,钢中增碳量与使用高碳铬铁基本相符。因此,可以代替高碳铬铁使用。
4、还原铬合金剂生产工艺简单,技术容易掌握,生产率高,能改善劳动条件,避免了冶炼铬铁造成的环境污染。
5、采用本还原铬合金剂冶炼35CrMo钢,可使吨钢成本下降,经济效益显着。
6、可提高铬的总回收率约10%,解决了矿山日益增多的廉价铬矿粉的利用问题。
无铅化发展历程
2019-03-13 09:04:48
1991和1993年:美国参议院提出将电子焊猜中铅含量控制在0.1%以下的要求,遭到美国工业界激烈对立而夭亡;
1991年起NEMI, NCMS, NIST, DIT, NPL, PCIF, ITRI, JIEP等安排相继展开无铅焊料的专题研究,耗资超越 2000万美元,现在仍在持续;
1998年日本修订家用电子产品再生法,唆使厂商界开发无铅电子产品;
1998年10月日本松夏公司第一款批量出产的无铅电子产品面世;
2000年6月:美国IPC Lead-Free Roadmap 第4版宣布,主张美国厂商界于2001年推出无铅化电子产品,2004年完成全面无铅化;
2000年8月:日本 JEITA Lead-Free Roadmap 1.3 版宣布,主张日本厂商界于2003年完成标准化无铅电子拼装;
2002年1月欧盟 Lead-Free Roadmap1.0 版宣布,依据问卷调查结果向业界供给关于无铅化的重要统计资料;
欧盟议会和欧盟理事会2003年1月23日发布了第2002/95/EC号《关于在电气电子设备中约束运用某些有害物质的指令》,在这个指令中,欧盟明确规定了六种有害物质为:“(Hg)、镉(Cd)、六价铬(Cr)、铅(Pb)、聚(PBB)、聚二醚(PBDE)”;并强制要求自2006年7月1日起,在欧洲市场上供应的电子产品有必要为无铅的电子产品;(单个类型电子产品暂时在外)
2003年3月,我国信息产业部拟定《电子信息产品出产污染防治管理办法》,提议自2006年7月1日起投放市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有Pb。
锌知识
2019-03-14 09:02:01
锌是一种灰色金属,密度7.14,熔点419.5℃,沸点911℃。在室温下性较脆,100~150℃时变软,超越200℃后又变脆。锌的化学性质生动,在空气中表面生成一层薄而细密的碱式碳酸锌膜,可阻挠进一步氧化。当温度到达225℃后,锌氧化剧烈。焚烧时,宣布蓝绿色火焰。锌易溶于酸,也易从溶液中置换金、银、铜等。 铅锌在自然界里特别在原生矿床生极为亲近。它们具有一起的成矿藏质来历和十分相似的地球化学行为,有相似的外层电子结构,都具有激烈的亲硫性,并构成相同的易溶络合物。它们被铁锰质、粘土或有机质吸附的状况也很附近。铅在地壳中均匀含量约为15×10-6,锌在地壳中均匀含量约为80×10-6。 现在,在地壳中已发现的铅锌矿藏约有250多种,大约1/3是硫化物和硫酸盐类,但可供现在工业使用的仅有17种。其间,铅工业矿藏有方铅矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、车轮矿、白铅矿、铅矾、铬铅矿、磷氯铅矿、砷铅矿、钒铅矿、钼铅矿;锌工业矿藏有闪锌矿、纤维锌矿、菱锌矿、异极矿、硅锌矿、水锌矿。硫化铅锌矿浮选产出的锌精矿,成分一般为:锌50%左右,硫30%左右,铁5-14%,还含有少数铅、镉、铜和贵金属,以及微量的铟、锗、镓、等稀散金属。 用硫化锌精矿炼锌的办法有火法和湿法。火法炼锌是将硫化锌精矿经焙烧使硫化锌转变为氧化锌,然后在高温、强复原气氛中,用碳质复原剂复原产出锌蒸气,经过冷凝得到金属锌。现在,火法炼锌首要为竖罐蒸馏法和鼓风炉法。因为环境保护要求日趋严厉、动力报价上涨等原因,横罐法已挨近筛选,竖罐法产锌量逐步下降,70年代以来,鼓风炉炼锌(ISP)处于阻滞状况,有的已停产或转而炼铅。湿法炼锌则不断开展,近十年来新建的炼锌厂均选用湿法。 湿法炼锌首要有焙烧、浸出、浸出液净化和电积等工序。锌精矿焙烧后用电解废液进行中性浸出,使大部分氧化锌溶解,得到的矿浆别离出上清液和底流矿浆。上清液净化后电积产出金属锌,熔铸成锭。底流矿浆进行酸性浸出以溶解剩余的氧化锌,酸性浸出液返回到中性浸出;含锌约20%的酸性浸出渣,须进一步处理,传统办法选用回转窑蒸发,收回其间的锌、铅和部分稀散金属。 因为锌在常温下表面易生成一层保护膜,所以锌最大的用处是用于镀锌工业。锌能和许多有色金属构成合金,其间锌与铝、铜等组成的合金广泛用于压铸件。锌与铜、锡、铅组成的黄铜用于机械制造业。含少数铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板。锌粉、锌白、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。 我国铅锌矿产资源丰厚,经过40多年来的建造和开展,现已构成东北、湖南、两广、滇川、西北等五大铅锌生产基地。我国铅锌矿产资源有以下首要特点: (1)矿产地散布广泛,但储量首要相对会集几个省区。现在,已有27个省区发现并勘查了铅锌资源,但从富集程度和保有储量来看,首要会集在云南、内蒙古、甘肃、广东、湖南和广西,这6个省区的铅锌算计储量占全国铅锌算计储量的64%。从三大经济区域散布来看,首要会集于中西部区域,铅储量占73.8%,锌储量占74.8%。 (2)成矿区域和成矿期也较相对会集。从现在已勘探的超大型、大中型矿床散布来看,首要会集在滇西、川滇、西秦岭-祁连山、内蒙古狼山和大兴安岭、南岭等五大成矿会集区。成矿期首要会集在燕山期和多期复合成矿期。 (3)大中型矿床占有储量多,矿石类型杂乱。在全国700多处矿产地中,大中型矿床的铅、锌储量别离占81.1%和88.4%。矿石类型多样,首要矿石类型有硫化铅矿、硫化锌矿、氧化铅矿、氧化锌矿、硫化铅锌矿、氧化铅锌矿以及混合铅锌矿等。以锌为主的铅锌矿床和铜锌矿床较多,而铅为主的铅锌矿床不多,单铅矿床更少。 (4)铅锌矿床物质成分杂乱,共伴生组分多,归纳使用价值大。大多数矿床遍及共伴生Cu、Fe、S、Ag、Au、Sn、Sb、Mo、W、Hg、Co、Cd、In、Ga、Ge、Se、Tl、Sc等元素。有些矿床挖掘的矿石,伴生元素达50多种。特别是近20年来,经过归纳勘查和矿石物质成分研讨,证明许多铅锌矿床中含银较高,成为铅锌银矿床或银铅锌矿床,其银储量占全国银矿总储量的60%以上,在选冶过程中归纳收回银的产值,占全国银产值的70%~80%,金的储量和产值也相当可观。