粗铅精炼
2019-03-05 09:04:34
熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%规模,其他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越铅的价值,有必要提取出来,而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发作有害影响,有必要除掉。因而要对粗铅进行精粹。 粗铅精粹有火法精粹和电解精粹两种。我国和日本的炼铅厂一般选用电解精粹,国际其他国家均选用火法精粹法。火法精粹设备与工艺简略,建造费用较低,能耗低,出产周期短。其缺陷是进程冗杂,中间产品种类多,均需独自处理,金属收回率较低;电解精粹出产率高,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。但建造出资大,出产周期较长。 (一)粗铅火法精粹 该法一般由熔析和加硫除铜一氧化精粹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。我国西北铅锌冶炼厂等厂选用此法。 1.粗铅熔析和加硫除铜 粗铅含铜一般为1.2%-2.0%,选用熔析法下降铅中含铜。熔析法的基本原理是,粗铅中的铜能与砷、锑生成安稳的难熔的化合物—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别离。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。该办法是使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,在熔铅中参加硫黄将铜进一步除到0.001%-0.002%。 2.粗铅氧化精粹 此办法的意图是从除过铜的粗铅中进一步除掉锡、砷、锑等杂质。精粹在反射炉中进行,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。 3.粗铅加锌除银与随后除锌 向熔铅中参加锌,即可与铅中的金和银生成锌金化合物和锌银化合物。此生成物性质安稳、熔点高、密度比铅小,不溶于为锌饱满的铅,因而以固体形状浮于铅液表面构成银锌壳,使贵金属与铅别离。 加锌提银在加锌锅中进行,加锌量为铅重的1.5%-2%,作业温度分450-480℃、330-340℃和420-430℃三段进行。捞出银锌壳,铅液含银低于2g/t。[next] 除银后铅中常含有0.6%-0.7%的锌需求除掉。一般选用氧化除锌法,该法使用锌氧化成的ZnO不溶于铅并浮出铅水而除掉。进程在750-900℃进行,氧化剂可所以空气、水蒸气或氧,经此氧化铅含锌能够降至0.0025%。 4.粗铅除铋 该法选用加钙镁熔炼以除掉铅中的铋,熔炼时钙、镁与铅中铋生成的不溶于铅和密度小于铅的Bi3Ca和Bi3Mg2浮渣壳。出产中钙以Pb-Ca合金方式参加,操作温度380-390℃。通过两次除铋作业,可将粗铅中铋从0.5%-1.0%降到0.005%以下。除铋后粗铅还要通过一次精粹除钙镁,办法有吹风氧化、吹及碱性精粹法,其间以碱性精粹法效果最好。 (二)粗铅电解精粹 电解时以铅和为电介质,在直流电效果下,将粗铅电解成精铅。我国铅电解精粹工艺流程由火法除铜精粹和电解两段作业组成。 1.粗铅接连脱铜 这是我国沈阳冶炼厂开发的粗铅除铜技能,同上述分批除铜法比较,本工艺燃料耗费低,中间产品少,处理简略,出产效率高。接连脱铜在一设有隔墙的反射炉中进行,炉内分为加料区(熔池深1.2m)、熔炼区(熔池深2m)和储存区。熔炼炉产出的铅水直接参加熔炼区,加硫熔析,使铅中铜生成铜锍,并加碱(Na2CO3)下降锍中含铅量一起使砷、锑与碱效果生成盐进入炉渣。储存区与熔炼区间隔墙下开有通道,精粹脱铜铅经由通道进入储存区,再由虹吸口放出,铸成阳极,送电解工序。 2.电解 电解时,以电解铅片作阴极,脱铜后的铅作阳极,在和铅水溶液中进行电解。在直流电效果下,阳极氧化成铅离子进入溶液,阴极上溶液中铅离子复原分出: 阳极 Pb→Pb2++2e 阴极 Pb2++2e→Pb 电解进程中,标准电极电位较铅负的金属,如铁、锌、锡、镍、钻等与铅一道电化溶解进入溶液,而电极电位较铅正的金属,如银、金、铜、砷、蹄等不溶解而构成阳极泥沉于电解槽底。通过必定周期,残阳极回来精粹炉熔炼,阴极分出铅通过熔化除微量锡、砷、锑杂质后,铸成精铅锭。阳极泥用于收回贵金属。 电解在内衬耐腐蚀材料的钢筋混凝土制成的电解槽内进行。铅电解的首要技能条件为:电解液总酸量120-160 g/L,含铅90-125 g/L,电解温度32-45℃,电流密度120-200A/m2,同极矩95mm,精铅含铅99.98%-99.99%。
火法精炼
2019-03-07 09:03:45
火法精粹是指在高温熔化金属的条件下,用各种办法除掉粗金属中杂质的精粹进程。依据金属和杂质的不同特性,火法精粹有下列一些办法,如加剂法,熔析法、精馏等。火法精粹首要用于重有色金属和某些轻有色金属的精粹。加剂精粹就是在熔融的粗金属中参加一种或几种附加物质,使杂质和附加物质生成不溶于金属中的安稳化合物,并上浮成渣而除掉杂质的进程。依据参加物质不同,加剂精粹又可分为:鼓入空气和氧化精粹,参加元素硫或硫物质的硫化精粹;参加氯化物或的氯化精粹,或参加其它附加物的精粹(如粗铅加锌除银)等。熔析精粹是将粗金属在加热熔化后,在冷却其熔体的进程中,操控温度,因为杂质与金属彼此溶解度和密度不平等,发作分层而到达别离杂质的意图。例如粗锌熔析除铅和铁。
粗铜的火法精炼
2019-03-04 16:12:50
铜锍吹炼产出的粗铜含有较高的硫、氧和其他一些杂质,如铁、钴、锌、铅、锡、镍、砷、锑、铅等,此外还有含有硒、碲、锗、金、银等稀有元素和贵金属,其总含量可达0.5%~2%。
为除掉粗铜中的杂质和收回贵金属等有价元素,应将粗铜进行火法精粹和电解精练。火法精粹只能将对氧亲和力较大的杂质除到必定的程度,而贵金属仍留于火法精粹铜中。
粗铜火法精粹的意图是为电解精粹供给符合要求的阳极铜,并浇铸成表面平坦、厚均匀、细密的阳极板,以确保电解铜的质量和下降电解精粹的本钱。
在火法精粹时,因为铜是主体,杂质浓度很低,故铜首要被氧化:
4[Cu]+O2=2[Cu2O]
生成的氧化亚铜溶于铜熔体中,将铜液中的杂质Me氧化:
[Cu2O]+[Me]=2[Cu]+(MeO)
欲使杂质残留于铜液中的极限浓度最低,应操控以下要素:
(1)氧化亚铜始终保持饱和状态;
(2)下降杂质氧化物的活度;
(3)温度不宜太高。
粗铜火法精粹多选用固定式精粹炉、回转式精粹炉,也还有倾动式精粹炉。表1和表2列出了国内外一些火法精粹进程的目标。
表1 国内火法精粹技能经济目标(一)厂 别铜精粹收回率/%铜精粹真收率/%床能率
/t·(m2·d)-1燃 料复原剂种 类单耗
/kg·t-1种 类单耗
/kg·t-1鑫冶(上海)99.9199.28.28重 油80~90重 油6白 银99.6958~12重 油70~90重 油8云 冶99.898.74重 油87木炭粉13重 冶99.698.54.36天然气167m3/t柴 油11株 冶99.797 重 油90~110重 油10~20广 冶99.0296.83.1重 油180重 油6贵 冶 99 重 油50~60液化4~6大 冶 98 重 油42重 油5~6
表1 国内火法精粹技能经济目标(二)厂 别烟气废热运用每炉复原时刻/h渣 率/%渣含铜/%电耗
/kW·h·t-1水 耗
/t·t-1铸模耗费
/个·t-1(阳极)运用方法运用率/%鑫冶(上海)锅炉空气预热器出产蒸汽热风621.50.5~0.610~30301.8铸 铁120白 银 1.53.525~3559 铜100云 冶汽化烟道
收回蒸汽230.74~530~35 5.5铜126重 冶 0.83 铸 铁40~70株 冶空气预热
器产热风 1.70.5~120~253412铸 铁80广 冶 4~62.525~30 2铸 铁18~20贵 冶部分热烟气
枯燥精矿 1.53.5314511铜390~470大 冶废热锅炉空气预热器收回蒸汽热风650.753~430~405318铸 铁35
表2 国外火法精粹技能经济目标实例厂 别炉 型炉容量/t燃料复原剂耐火材料单耗/
kg·t-1渣含铜/%备 注种 类单耗/
kg·t-1种 类单耗/kg·t-1复原时刻/h小 坂回转炉70重 油22.7810.6547.6直收率89.5%奶名滨回转炉250重 油17.2C4H10
H21.71
11.52.10.95 热熔融炉料
直收率94%玉 野回转炉100重 油27.3灯 油
丙 烷4.8
0.530.5549.7直收率94.8%佑贺关回转炉250重 油16.171.12.5775.0熔融炉料
直收率98%日 立回转炉150重 油54A维
重油8.23.2 45直收率92.2%直 岛回转炉90重 油18.56.81.83 50直收率96.9%东 予回转炉350重 油2182.50.2 直收率98%
火法精粹的技能发展首要是寻求强化氧化和复原进程,添加炉子容量。前者又都集中于运用更有用的氧化剂和复原剂,如水蒸汽、富氧、气、再制天然气等。真空精粹进程也进行过实验。西班牙IDCSA铜精粹厂为了扩展出产能力,选用了端部液压倾倒式回转炉来处理废铜出产铜锭。运用氧气烧嘴,炉温较高。首要的传热方法是当炉子滚动时耐火材料内衬与熔体之间传导传热,一起具有杰出的混合效果(此炉子可能与卡尔多炉原理相假,仅仅传动组织不同)。
阳极浇铸设备有直线浇铸机、圆盘浇铸机、主动定量浇铸机。奥托昆普公司选用90t/h的大型圆盘浇铸机1台与两台呈八字形摆放的回转炉配套,如下图所示。大大节省了出资。也有单个工厂运用接连浇铸法制造阳极板。
奥托昆普回转炉与浇注机的八字形布置图
粗铅精炼和精炼产物处理的特点
2019-02-20 09:02:00
废铅蓄电池和其它再生含铅质料的熔炼产品是粗铅、难熔浮渣、炉渣和烟尘。
主要在与原生硫化物质料一道处理再生物料的厂商里得到的铅要进行彻底的精粹。在这种情况下,人们选用铅冶炼教科书上介绍的标准流程。含锑的粗铅是在鼓风炉熔炼和电炉熔炼再生物料所得,为了得到产品产品----铅锑合金而进行除铜、锡和砷的精粹。
用粗除或精除铜法精粹粗铅除铜。用熔析法分两个阶段进行粗除铜。熔析法的根底在于铜的溶解度小以及低温下的铅化合物。铅冷却时,在密度约为9克/厘米3的铜中(图1)结晶出铅的固液体,它漂浮在铅液的表面,构成铜浮渣。 图1 铅-铜体系状态图Ⅰ、ⅡⅢ-液体 用这种办法彻底除掉铜不成功,因为低熔混合物(共晶体)在326℃下降固,而且仍含铜0.06%。在实践中,铸锭后,铅中含铜约0.1%。 浮渣的基本成分是机械带走的铅。在低温下,浮渣中混入较多的铅,故称之为肥渣。在高温时,得到含有少数铅的干浮渣。 液态粗铅注入精粹锅驼机中。用电预热来坚持必要的温度。铅液在除掉干浮渣时的温度为500~550℃。从液态铅锅中除掉干浮渣,借助于桥式起重机用撇渣漏勺来完结。干浮渣的产值为粗铅总量的15~20%。干浮渣的成分为(%):铅57~68,铜13~23,硫2.3~4.5,锑0.5~1.1,砷3.1~4.6。 取出干浮渣后,粗铅被送入下道工序精粹锅驼机中,在温度降到300~335℃时,取出肥渣。把渣产出量为粗铅总量的6~8%。把渣的成分为(%):铅近95,铜3~5。 肥渣取出后当即除铜。往精粹铅的槽中,用机械拌和机混入元素硫,在25~30分钟内。精粹锅中铅的温度为315~335℃。研磨过的硫的粒度约为3毫米。 溶解在铅中的固若金汤与熔融的元素硫相互作用: [Cu]铅+S液=CuS固 (1) [Cu]铅+CuS=Cu2S固 (2) 因为熔点高(1170℃),硫化亚铜实际上不在粗铅里溶解而漂浮在表面上,其密度为5.6克/厘米3。 在精除铜时,进行铅的硫化处理: [Pb]铅+S液=[PbS]液 (3) 一起断定,铜在低温时的硫化反应速度大大高于铅的硫化反应速度,故这可确保用硫更安全、更激烈地除掉铅中的铜。 漂浮在表面上的硫化物浮渣放入钢锭模并装入锅中,为了彻底除掉铜,参加2~3种硫的添加剂。 硫化物浮渣的产出量为粗铅总量的近12%。除过铜的铅含铜不大于0.05%,含砷和锑不大于1.7%。 由炉熔炼后所得到的粗的铅锑合金进行熔析并往熔体中一起掺入木块和木屑料,促进硫化物的浮渣很好地从熔体上分离出来。硫物浮渣(干浮渣)含有铜、铅、锑、砷的硫化物。干浮渣的产出率为粗铅总量约14.5%。干浮渣的成分为(%):铅近85,锑近4.9,硫近9。木屑的耗费是每1吨被精粹的合金用去1.5~2.0千克木屑。浮渣中铅和锑的含量高,致使必须在电炉里依照苏打流程图加以处理。 碱性精粹铅锑合金的意图是用空气中的氧氧化杂质,在其与熔化的苛性钠相互作用时,伴随下一步生成锡酸盐、盐和钠的锑酸盐。苛性的钠的耗费量取决于所精粹的合金的成分、温度,每1吨产品铅锑合金耗费2~3千克苛性钠。 杂质的氧化并随之转入碱性渣中的次序是:砷-锡-锑-铅。碱性精粹进程在分散操控区进行。对这一进程发生巨大影响的是熔体中杂质的饱和度和拌和速度。在实践踢用机械拌和机进行拌和的。参加烧碱的持续时间是2.0~2.5小时。 在精粹合金时,不期望彻底除掉锑。为除掉锡和砷,故要参加必要数量的碱。进程常常要操控的是锡和砷的剩余含量。 碱性熔体的发生量为精粹合金总量的0.25%。含铅41~46%和含锑3.5~9.2%的碱性渣送往电炉处理。在出产时,碱性精粹锑含量低(低于2%)的合金后,在450~480℃温度下,往精粹过的铅中掺入核算量的金属锑。 牌号CCyAA的制品铅锑合金在水平传送带上倒入生铁锭子模。铸锭机的出产能力7.5吨/小时,铸件分量35~40千克。
金、银的火法精炼
2019-03-05 09:04:34
金、银的火法精粹一般选用坩埚熔炼法。此法是别离和提纯金、银的陈旧办法,在曩昔曾被广泛运用。重要的有:
一、共熔法
该法是将金银合金参加进行熔炼,此刻银及铜等重金属被硫化生成硫化物造渣浮起。而金不被硫化,仍以金属状况留于坩埚底部,然后到达别离的意图。然后再对硫化渣进行复原熔炼以收回其间的银。
二、辉锑矿共熔法
此法是将一份金银合金,参加两份辉锑矿(Sb2S3)进行熔炼,待悉数物料熔化后,倾入预热的模中。此刻,金锑合金便沉于模子底部,含少最金的硫化银、硫化锑等聚于模子上部,冷却后别离,再将硫化物进行几回熔炼,以彻底别离金。金锑合金经氧化熔炼除掉锑后,再加硼砂、硝石和玻璃一同熔炼,使残留的杂质造渣,以进步金的纯度。最终复原熔炼硫化渣以收回其间的银。
三、食盐共熔法
该法是将金银合金粒与食盐、粉煤混合进行熔炼,银即生成氯化银浮起,金不被氯化而留在坩埚底部。别离金后,再复原熔炼氯化银渣以收回其间的银。
四、硝石氧化熔炼法
该法是将含有杂质的银或金银合金与硝石进行共熔炼,在熔炼过程中少数铜等重金属被氧化造渣,而银或金银合金便得到提纯。加硝石氧化熔炼能够在合金与硝石共熔的基础上,依据杂质的氧化状况再重复加硝石几回,每次参加时要用铁或木质东西进行拌和,以氧化杂质进步银或金银合金的纯度。操作时要防止烧穿坩埚,必要时可参加碎玻璃。
五、氯化熔炼法
将金银合金装于坩埚中,在表面掩盖一层厚30~40mm的硼砂层下进行熔炼。熔炼作业于烧煤气或石油的地炉中进行,坩埚上加盖(从旧坩埚锯取),用内径5mm瓷管、或粘土耐火管或石英管(下部斜口)刺进坩埚中通入(图1)。在熔练过程中,铜、银及其他杂质氯化造渣,其间某些氯化物则蒸发除掉。氯化作业一向进行到火焰呈紫红色,用冷金属棒于火焰中能熏上一层黄褐色绒毛状的烟尘时停止。取出坩埚稍停,待金冷凝后,扒出表面硼砂,将氯化渣铸入模中,倒出金块。再将金块投入溶液中浸泡除掉表面氯化物后熔化铸锭,此金的成色可达99%以上。产出的氯化渣尚含有5%左右的金,参加7%碳酸钠(质量比)再熔炼,以复原银和捕集金生成金银合金后进再熔炼。加碳酸钠熔炼的渣送收回银、铜等。图1 地炉氯化熔炼
1-喷嘴孔;2-瓷管;3-烟道;4-硼砂层;5-氯化物;6-金
通氯熔炼法作业,一般在石墨坩埚内放入一只粘土坩埚作衬埚,氯化熔炼在衬埚中进行,防止坩埚损坏形成丢失。两埚之间的空地用石墨粉填充。通氯的瓷管或石英管须经预热,以防决裂。为防止瓷管或石英管熔蚀,坩埚中应参加石英石或石英砂。瓶应放在另一房间或远离地炉,以利安全。
上述别离和提纯金、银的各种火法法,存在着如下的一些首要的缺陷:(1)需求运用较多的劳动力,劳动强度大、条件差;(2)出产功率低,返料多,原材料耗费大;(3)金与银的别离不彻底,产品纯度不高,质量不稳定;(4)原猜中如含有铂族金属,则会丢失于金、银中。故现代出产中,非状况特殊,一般均不选用。
粗铋和火法精炼
2019-01-04 09:45:43
表1列举几种不同成分的粗铋。
表1 粗铋成分(%)分析表1列举的几种粗铋,可以发现存在如下规律:
火法生产的粗铋中,砷与锑含量均较高。因为在用碳还原铋的过程中,部分砷、锑也还原进入粗铋,精炼中必须将其分离除去;
火法生产的粗铋中银含量较高,所以在精炼过程中,必须优先回收银,以防银的分散与损失;
火法生产的粗铋中铅含量较高,铅是粗铋中的主要杂质,必须采取有效措施分离铅、铋,并应考虑回收大量铅渣;
湿法生产的粗铋中杂质含量较少,这是因为在湿法处理过程中已分离出铅、银、铜、砷等杂质,为精炼创造了有利条件;
Pb-Bi合金中铋含量太低,在火法精炼前必须经过预处理富集铋。
铋的火法精炼在精炼锅内进行。火法精炼一般包括以下工序:熔析及加硫除铜;氧化精炼除砷、锑;碱性精炼除锡、碲;加锌除银;氯化精炼除铅、锌;最终精炼。
各工序的确定以及工序次序的安排,因各厂粗铋原料成分的不同和操作习惯的不同而有差异,但一般有如下规律:
当粗铋含碲高时,为了回收碲,常将除碲工序安排在除砷、锑工序之后,使碲富集存碲渣中以利于回收;当粗铋含碲低时,常省略除碲工序,粗铋中微量的碲经最终碱性精炼除去,此时最终精炼时间将较常规延长2小时左右。
当粗铋含砷、锑低时,常省去除砷、锑工序,粗铋中微量的砷、锑,将在最终碱性精炼中除去;当砷、锑含量高时,必须首先氧化挥发除砷、锑。
当粗铋含银高时,为了回收贵金属银,应将除银工序安排在除铅工序之前,以免银分散入氯化铅渣中;当粗铋含银低含铅高时,也可考虑将除银工序安排在除铅工序之后。有些工厂由于操作上的习惯,或因产出的氯化铅渣可返回铅系统处理,贵金属银仍可回收等原因,而将除铅工序安排在除银工序之前。但从有利于回收富集银着想,为了防止银的分散,先除银是合理的。
当处理铅高铋低的Pb-Bi合金时,常将氯化除铅分两次进行:一次氯化除铅是为了提高铋的含量;二次氯化才是为了除去剩余的杂质铅与锌。
下面介绍几个火法精炼工艺流程实例:
流程一,如图1,这种流程的特点是由于粗铋含铅高(Pb 20~25%),并且由于产出的氯化铅渣返回铅系统回收铅、银,而将除铅工序放在除银工序之前。从回收银的角度考虑,这种安排是不合理的。图1 铋火法精炼工艺流程图(一)
流程二,如图2。此流程的特点是将除银工序放在前面,以利于回收银;并且粗铋含砷、锑,碲低,因而省略了除砷、除锑、除碲工序。图2 铋火法精炼工艺流程图(二)
流程三,如图3,为直接火法精炼处理Pb-Bi合金,这个流程有三十特点:一是由于合金含砷低,含锑高,所以采用碱性除砷与氧化挥锑,锑以Sb2O3烟尘状态回收;二是氯化除铅产出的大量氯化铅渣,用湿法制取黄丹;二是精铋在铸型前加入NH4Cl作表面,使铋锭呈银白色。图3 Pb-Bi合金火法精炼工艺流程
流程四,图4介绍了国外一些厂炼铋的工艺流程,如日本住友金属矿山公司国富冶炼厂铋火法精炼工艺流程,秘鲁中部矿业公司奥罗亚冶炼厂铋火法精炼工艺流程。这种流程的安排是比较合理的。目前国内一些厂也在改革流程,以利于综合回收。图4 国外铋火法精炼工艺流程图
锡火法精炼车间设计
2019-01-04 13:39:40
锡火法精炼车间设计(design of fire refinery of tin) 以锡熔炼车间产出的粗锡为原料,按其所含杂质种类及含量,选用相应的火法精炼工艺产出精锡的锡冶炼厂车间设计。精炼过程中产生的焊锡及各种浮渣是综合回收伴生金属的原料。 简史 20世纪50年代前,锡火法精炼技术发展缓慢。70年代由英国卡佩尔帕斯冶炼厂(Capper Pass Smelter)研制,经苏联新西伯利亚炼锡厂完善的铁浮渣离心过滤机和真空蒸馏装置,将过去依次脱除铁、砷、铜、锑、铅和铋的过程,简化为离心过滤除铁砷、真空蒸馏除铅铋和精炼除铜锑等工序。80年代初,中国云南锡业公司第一冶炼厂设计研制的电热连续结晶机,取代了劳动强度大、生产效率低的结晶放液锅。1982年该厂精炼车间改建设计,将电热连续结晶机与真空蒸馏炉或焊锡电解装置配套使用,使火法精炼高铅粗锡的技术趋于完善。
工艺流程 粗锡中常见的杂质有铁(0.03%~8%)、铜(0.002%~0.5%)、铅(0.03%~1.5%)、铋(0.003%~0.5%)和硫(0.001%~0.3%)。火法精炼主要包括熔析和凝析除高熔点杂质、加硫除铜、加铝除砷锑、结晶分离铅铋和真空蒸馏除铅铋等作业。一个单项作业可除去一、二种杂质,而一种杂质有时又需两项作业才能达到质量要求。设计时一般根据粗锡杂质种类和含量,参照附表中所列常用作业的工艺参数,选择适宜的精炼作业。作业顺序一般依试剂消耗量少、锡的回收率高并有利于劳动卫生安全等因素确定。中国云南锡业公司第一冶炼厂的火法精炼流程。锡火法精炼流程示意图 火法精炼在锡熔点232℃以上进行。此工艺由于设备日趋完善,生产效率高,作业费用低,已被广泛采用,其所产精锡约占世界锡总产量的90%。主要缺点是难以回收粗锡所含的贵金属和加铝除砷锑所产的浮渣,遇水或潮湿空气会产生剧毒气体AsH3。火法精炼车间的劳动卫生安全防护设计须从严考虑。
阳极炉中铜的火法精炼
2019-03-04 16:12:50
为改善阳极炉中金属/炉渣反响以及选择性氧化蒸发,研讨人员研讨了各种反响条件下最重要伴生元素的行为。此外,研讨人员也研讨了各种元素间的彼此反响,特别是与镍有关的反响随温度、元素含量和炉渣成分改动所发作的改变。 铜精粹用的物料除了铜元素之外,还含有其它多种元素,比方镍、铅、锡、锌和铁。铜精粹时,这些元素选用各种办法脱除,比方选择性蒸发和氧化以及电解精粹。简直一切火法冶金(大约占85%)产出的铜都要经过钢电解精粹,大多数二次铜的处理也是如此。电解精粹时,含有杂质的铜在阳极溶解,在阴极结晶出不含杂质的纯铜。时空产率(现在约为0.03t/m3)和单位能耗(约为0.4kwh/kg Cu)是电解精粹首要的要害方针。为了确保工艺出产的经济性,有必要使这两个操作方针优化到最大或许值。增大电流密度,就会遇到阳极钝化的问题,阳极钝化会构成电化学溶解简直中止。其成果是电流功率下降,电压降升高,单位能耗添加。因为需求重熔残极,很多的铜就不得不再次参加阳极炉内。阳极的钝化行为与化学成分有很大联系,伴生元素比方砷、铋、锑、铅、氧和镍的含量影响最大。在许多公司、特别是再生工厂,这些元素的脱除十分困难,因为原猜中或多或少地含有这些元素。为了经济地处理含铜废料,一般需求参加低档次物料。考虑到这些方面的要素,就肯定有必要进一步优化阳极炉的火法精粹。金属和炉渣间的行为和反响以及蒸发条件十分重要,这是因为这些条件直接影响精粹铜和阳极铜的成分,终究也影响了阳极泥的成分。
黑铜吹炼阶段以及随后的火法精粹阶段,一切的贱金属以及部分钢被氧化,然后产出各种金属氧化物含量较高的炉渣。金属氧化物含量以及氧势对炉渣的液相区有激烈的影响。现在,这些炉渣被返至竖炉处理,伴生元素要么积聚在烟尘中,要么转移至黑铜中。为了损坏几种元素的这种结束会议回路,并将它们从工艺中排走,应测验复原阳极炉和吹炼炉炉渣中的金属氧化物。复原进程日益重要,因为铜废料的质量不断下降,就肯定有必要进一步优化火法精粹工艺,以减小电解精粹负荷。此外,应特别注意的是,炉渣应均匀并且初度低,以确保较高的传质速度和反响速度。
一、阳极铜中伴生元素的行为
火法精粹假如没有彻底脱除伴生元素,阳极中就会构成各种化台物,引起电解精粹工艺的一些问题。阳极有多相合金,因为各种元素会构成固溶液及金属互化物。其间,Cu-Ag、Cu-Sb、Pb-Bi和Pb-Sb是典型的固溶液二元系统。Cu-Sb或Cu-Se是Sb和Se含量较高的金属互化物。图1为二次铜冶炼厂阳极中各相的行为。加有外框的相为产品,能够在阳极泥、电解液或阴极的方位处找到。 假如杂质是与铜基质别离的相,或许呈固溶液或金属间化物的形状,关于定性或定量的电化学溶解,就十分重要。机械搀杂的杂质是由杂质相悬浮在电解液中构成的。图2为电解液中阳极溶解进程的特性示意图。正是因为这种特殊的原因,火法精粹的优化就成为进一步研讨的首要方针之一。 二、热力学基础知识
(一)活度
金属氧化物的活度(aMO)是炉渣中相应金属溶解的驱动力。活度系数直接与溶解度成正比。亨利规律在铜中金属含量(M)和炉渣中金属氧化物(MO)的浓度低时有用。金属氧化物的活度系数是温度、氧势和炉渣成分的函数。温度对活度系数的影响见图3。表1 液态铜中的活度系数金属RTlnγM0[cal]γM0Fe(l)9300-0.41T15.95(1573K)Fe12.6Ni(l)23402.11(1573K)Pb(l)8620-2.55T4.37(1573K)Sn(l)-89000.058(1573K)Zn(l)-56400.165(1573K)
表1总结了液态铜中几种金属的活度系数值,图4为活度系数随温度发作的改变。 (二)分配系数
分配系数(方程1)描绘了炉渣和金属间伴生元素的散布,因而分配系数是金属提取功率的方针。
(1)
炉渣中不同的金属(比方Cu、Ni、Zn、Pb、Sn等)以氧化物的方法存在,如方程式2中的反响所示。方程式3为该反响相应的平衡常数。 (2) (3)
假如铜中金属和炉渣中金属氧化物的行为遵守亨利规律时,分配系数就与 直接成正比。
(三)铜的伴生元素
有必要选用吹炼和精粹的办法从液态铜中脱除投入物料(废铜、泥浆、尘埃和炉渣等)中的杂质。
有必要差异伴生元素中:
氧化物的生成焓较高的贱金属,这些金属有必要分几步转移到炉渣中(比方Fe、A1、Si、P、Zn、Sn和Be)。
能够用铜部分复原的元素,这些元素经过堆集在半产品中或经过电解工艺别离。这些金属是除贵金属元素之外的元素,比方As、Sb、Ni和Pb,它们的氧化物的生成焓与铜附近。
应确保伴生元素不会分配在几个相中(金属、炉渣、烟尘),而是堆集在这些相的某一相中。
熔炼工艺中,含量最多的杂质至少要有部分转移至炉渣中或烟尘中。例外情况就是镍和可防止氧化的贵金属(Au、Ag、铂族金属)溶解在铜中,然后构成电解精粹中的阳极泥。
吹炼阶段,伴生元素经过选择性氧化,要么蒸发要么转至炉渣中。构成的吹炼炉渣再返至竖炉。因为这种做法,一切的伴生元素,要么从头循环,要么转移至后续工序。烟气也要进行净化,然后简直没有元素丢失。
伴生元素能够选用喷入空气或使用氧化渣的方法从铜中脱除。假如喷入空气,元素的氧化行为就取决于烟气流量和温度。锌和锡氧化后,液态铜的氧含量就继续添加,直至到达临界值,然后答应铅的氧化。
液态Cu-Pb-O金属相中,铅的氧化速度低于Cu-Zn-Sn-Pb-O相,标明氧化铅的活度系数( )在Cu20与Zn0和Sn0共存的炉渣中更低。
虽然添加流量能够使伴生元素的氧化速度更高,可是这种做发作更多的炉渣,然后构成更多的铜丢失。液态铜中的氧含量随温度的升高添加得十分敏捷。锌和锡的氧化反响是放热反响,温度升高会下降这些元素的氧化速度,而铅的氧化速度简直与温度无关。
火法精粹工艺最重要的方针是产出铜含量低和对伴生元素的氧化物吸附性高的炉渣。为了能够描绘各种元素的行为,有必要在热力学实验和核算中断定相应元素的活度和散布系数。
三、炉渣铜丢失
炉渣中,铜以夹藏金属液滴Cu0以及溶铜Cu+的方法存在。
(一)夹藏的金属铜
炉渣的物理性质,比方密度、表面张力和黏度,决议了夹藏的金属铜量。使金属液滴有满足的沉降时刻,或许削减炉渣中磁铁矿的含量下降炉渣黏度,就能够削减铜丢失。温度较高时,炉渣熔点和黏度的影响确实会消失,可是燃料耗费和加工成本会添加。从这种观念看,研讨的总体方针应该是确保在较低的工艺温度下取得较低的炉渣黏度。
夹藏的金属颗粒的沉降速度能够由斯托克规律预算出来。 (4)
式中,
v―沉降速度(m/S )
g―重力加速度(m/s2)
、 ―夹藏颗粒和炉渣的密度(kg/m3)
rD―夹藏颗粒的半径(m)
―炉渣黏度(kg/m·s)
依据斯托克规律,小金属颗粒的沉降适当慢。向炉渣/金属中喷入气体,更多的金属就由气泡输送至炉渣中。上升的气泡覆盖了一层液态金属,气泡进入炉渣中时,这一层液态金属就会决裂。这就是为什么夹藏的金属量随流量而添加。湍动较大时,大颗粒的沉降也受到了阻挠。
(二)溶解的氧化铜
炉渣中氧化铜的含量首要取决于PO2,此外,也取决于温度和炉渣成分。
氧化铜依据如下的反响溶解在炉渣中。 (5) (6)
平衡常数的温度依靠由方程(7)和图5所示的图形决议。 (7) 图6为铜含量和氧势的联系。关于铜在硅渣中的溶解,也能够使用亨利规律。CuO 0.5的活度系数显现了对炉渣成分的依靠。溶解度随SiO2和CaO的添加而减小。此外,CaO、Mg0和A1203参加SiO2饱满的铁橄榄石渣中会下降铜的溶解度。 方程(8)为亨利规律和铜的极限溶解度的成果: (8)
铜的氧化物的活度系数能够依据方程(9)核算: (9)
CaO-FeOx-Si02系中,Q为0.45~0.55且R为0.2左右时,能够取得 的较高值(最大为13)。
(三)铜的总丢失
铜的总丢失不只取决于炉渣中铜的溶解度,并且也取决于炉渣总量。炉渣总量则与炉渣中的铁含量直接成正比。假如铜以氧化物形状存在,则能够经过削减Si02含量的方法削减炉渣中的铜含量以及铁橄榄石渣中溶铜的总量。
熔炼和精粹时,能够经过如下办法削减铜丢失:
熔化结块时选用复原气氛(可是有必要彻底防止固体金属铁的构成)
精粹工艺选用氧化气氛,氧化性要尽或许低,可是要能够脱除杂质。
渣型应确保铜的溶解度低且铜的夹藏量少。
四、炉渣镍丢失
镍是铜的一种重要合金元素,是在参加二次物料时带入的。镍比铜更易氧化,在电解精粹进程中在电解液中沉积为硫酸镍脱除。
吹炼炉和阳极炉的炉渣参加竖炉中。经过竖炉的镍丢失适当低,约为0.5%。黑铜和吹炼炉渣中镍的含量最高。
炉渣中镍的氧化溶解反响如下所示: (10) (11)
五、实验
实验次数用软件MODDE 7.0核算。反响使用了复原剂的化学计量。核算时,假定炉渣中一切的有色金属氧化物(Cu00.5、NiO、Pb0、Sn0、Zn0)复原成金属,铁仍然留在渣中,可是应由FeO1.5复原成FeO。要得到精确的Fe/SiO2,就需求参加铁。此外,铁也用作为Zn、Pb、Sn、Ni和Cu的氧化物的复原剂,铁则被复原为FeO, FeO也能够经过复原FeO1.5得到。Fe/Si02和Ca0/Si02是这些实验中研讨的参数。所研讨的炉渣的成分参见表2。
表2 阳极炉炉渣的成分(%)(%)Cu28.500As0.016Fe6.9Ag0.035Pb4.9SiO211.0Sn3.1Al2O34.5Ni2.6MgO1.8Sb0.2CaO2.0
研讨是在感应炉中进行的。实验使用了一个高38毫米、直径32毫米、壁厚1毫米的坩埚。坩埚中参加阳极炉炉渣(表2)和几种添加剂(Si02、CaO、Al2O3、MgO、石墨)。每个实验的反响时刻为4小时。
4小时后,移走热电偶,坩埚在炉内冷却。
实验期间温度保持在1300℃,以研讨炉渣的黏度。实验证明,在这一温度时,较高的碱度添加了炉渣的黏度,然后又导致了炉渣中更高的金属含量。
实验首要重视镍(对电解有激烈的影响)和铜的行为。因为镍在阳极中的散布取决于凝结条件,因而镍在阳极截面上的散布会有很大的不同,然后又构成电解进程中的不同状况。图7为镍元素沿阳极截面的散布,这种散布是凝结条件的函数。能够看出,铜的初结晶是树枝状(图8)或球状(图9)十分重要。 图10为炉渣中铜和镍的含量,它们是Ca0/Si02和Fe/Si02的函数。有必要考虑到的一点就是,这些研讨是在1300℃的温度下进行的。因而,炉渣的黏度会影响反响以及液态金属的沉降。在工业实践中,在更高的碱度时,有必要考虑这些要素,以便得到黏度较低的炉渣。
能够依据方程(12)和(13)核算出研讨条件下的铜和镍的含量。 (12) (13)
更高温度(1400℃)下的更多实验现已标明,元素的含量特别是铜的含量会明显下降。因为这一现实,在将来的实验中,温度也将成为可变的一个参数。虽然这种实践会添加能耗,可是却能够添加产值并改善伴生元素的造渣行为。
六、定论
因为投入物料质量下降以及接连添加时空产值的需求,就不得不优化一次铜工业和二次铜工业的火法冶金进程。选择性氧化和蒸发反响中,工艺条件的改变也改动了伴生元素的行为。就工艺条件的描绘以及进一步的研讨而言,对炉渣的黏度、温度和碱度的了解是十分重要的。研讨标明,温度是影响炉渣黏度的最重要的参数之一。
对终究的电解精粹工艺有问题的操作而言,铜二次冶金中火法精粹工艺的继续改善十分重要。各种元素会激烈影响电解精粹工艺,比方,它们会构成阳极的钝化,然后导致整个工艺的产值下降。更多的研讨应使得在使用低质废料时,产出能够在电解精粹工艺中使用不会受限的阳极铜。
粗铅
2017-06-06 17:49:58
目前粗铅火法精炼的方法备受业内人士关注以及交流学习。粗铅火法精炼是分段脱除熔融粗铅中的杂质,产出精铅的过程,为火法炼铅流程的重要组成部分。铅熔炼产出的粗铅,除含有铜、镍、钴、铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外,还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属,杂质总量约为1%~4%。因此,精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质,使精铅符合用户的要求,而且还要综合回收粗铅中的有价金属。粗铅精炼有火法精炼和电解精炼(见铅电解精炼)两种方法。中国、加拿大和日本等国的炼铅厂,一般采用粗铅火法精炼脱铜后再进行电解精炼的工艺流程,世界其他国家都采用火法精炼流程。火法精炼流程所产的精铅约占精铅总量的80%。与电解精炼相比,火法精炼的主要优点是设备及工艺操作简单,基建投资省;可处理成分复杂的粗铅,产出不同品级的精铅;生产周期短,能耗少。但火法精炼过程繁杂,产出一系列的副产品,每种副产品都需要单独处理,增加了处理费用,降低了综合回收率。无论是采用火法精炼或电解精炼,都可获得纯度达99.99%的精铅。火法精炼由除铜,除砷、锑、锡,加锌脱银,除锌,除铋和除钙镁等作业组成。其中粗铅中去铜是最最关键的一步。因为从粗铅中分离铜的过程不论是火法精炼还是电解精炼,粗铅除铜都是精炼的第一道作业。粗铅除铜的方法有熔析法和加硫法两种方法,大多数工厂都采用先熔析、后加硫的两段除铜方法。所以运用好粗铅除铜技术对粗铅的提炼师非常重要的。
铜阳极泥的火法熔炼-分银炉的精炼
2019-03-05 10:21:23
贵铅(包含回来渣贵铅)及粗银粉均选用分银炉精粹,产出含金、银总量97%以上的金银合金阳极板送电解提银。
某厂所用的小型分银炉为1t的圆筒形卧式转炉。炉体由厚15mm的锅炉钢板卷焊而成。炉内衬以10mm石棉板一层和镁砖一层。炉膛内部直径1.1m、长1.3m,容积1.23m3,按容积的五分之二装料,每炉可处理贵铅3~4.5t,或处理粗银粉1.5~2t。炉子的形状、支承及传动方式均与图1贵铅炉相同,但因炉子较小,故只在正前方开一长400×高300mm的炉口,供加料、出料和烟气出口用,并在炉体一侧开孔设高压喷嘴供重油、蒸汽和风。烟气经水套烟道、内衬耐火砖的钢烟道和冷却烟道然后进入布袋收尘体系,收尘后的水蒸汽经烟囱排入大气。当不收尘时,烟气由地下副烟道经烟囱排入大气。图1 转炉示意图
一、分银炉的烤炉和洗炉
分银炉的烤炉和洗炉与贵铅炉大致相同。因为分银炉的砖层薄,大修需烤炉5d(120h),停炉再出产一般需烤两天。洗炉24h。为了确保金银合金阳极板产品的质量,原则上应运用质量较纯的废铅来洗炉。
二、浸出渣贵铅的熔炼
熔炼浸出渣贵铅,每炉处理量3~4.5t,不配熔剂。加料后,跟着炉温的升高炉料逐步熔化,经3~4h待贵铅彻底熔化后,逐步升温并坚持炉温在1050~1150℃,架起风管吹风氧化。吹风管管口置于熔融金属液面以上约150mm处,吹入的风最好只使熔融金属液而发作波纹,防止引起金、银的飞溅丢失。每炉氧化精粹时刻一般为35~60h。进程中要常常查看炉温、吹风量及氧化状况,不时改动吹风方位。并随时扒出氧化生成的起浮干渣。但当炉温过低、吹风量过大时,氧化干渣生成速度过快,这就必定使很多金、银进入干渣中而构成丢失,这种状况是不期望呈现的。
在分银炉氧化熔炼进程中,贵铅中的各种杂质大致按锌、铁、锑、砷、铅、铋、镍、硒、碲、铜的次序氧化除掉。但它们的氧化除掉与氧化开端次序并不彻底一致。
开端,炉猜中的砷、锑大部分生成蒸发性的三氧化物呈烟气逸出,部分生成不易蒸发的五氧化物:
4As+3O2 2As2O3↑
4Sb+3O2 2Sb2O3↑
4As+5O2 2As2O5
4Sb+5O2 2Sb2O5
这时,虽有部分铅开端氧化,但生成的氧化铅除很少数蒸发外,大部分又被砷、锑、铁、锡等杂质复原成金属铅:
2As+3PhO As2O3+3Pb
2Sb+3PbO Sb2O3+3Pb
Fe+PbO FeO+Pb
Sn+2PbO SnO2+2Pb
另一部分氧化铅,则与砷、锑反响生成亚铅和亚锑酸铅:
2As+6PbO 3PbO·As2O3+3Pb
2Sb+6PbO 3PbO·Sb2O3+3Pb
亚铅与过量的空气效果,部分氧化呈铅进入渣中:
3PbO·As2O3+O2 3PbO·As2O5
亚锑酸铅与炉猜中的锑效果,生成蒸发性的三氧化锑,并复原铅:
3PbO·Sb2O5+2Sb 2Sb2O5↑+3Pb
来不及蒸发的部分三氧化锑,又被氧化成五氧化锑,并与氧化铅效果生成锑酸铅进入渣中:
Sb2O3+2PbO Sb2O5+2Pb
Sb2O5+3PbO 3PbO·Sb2O5
跟着砷、锑的蒸发和造渣,烟气逐步由深变浅。炉猜中的锌、铁氧化物,在氧化铅的效果下,也与砷、锑反响生成亚盐、亚锑酸盐并氧化成盐和锑酸盐进入渣中而被除掉。此刻,熔池液面呈暗至暗绿色,渣成糊状,并具有很大的粘性。
当锌、铁、砷、锑大部分蒸发和造渣除掉后,即开端铅的很多氧化进程:
2Pb+O2 2PbO
铅开端氧化蒸发时,烟气逐步转为青灰色,从熔池底部取出的金属样断面发青并呈细粒结晶。跟着很多铅的氧化蒸发,烟气由青灰转为淡灰黄色。此刻,碲开端氧化进入渣中。运用火法熔炼进程收回碲的工厂即可造碲渣。但有些工厂却操控到熔池中合金含金、银总量在80%以上时才开端造碲渣。
贵铅中的碲和硒均为化合物,它们除少部分在氧化气氛中可自行氧化外,大部分则依托参加强氧化剂(硝石等)所分化的活性氧才干氧化。为便于用浸出法收回碲,造碲渣是在激烈拌和下向熔池中参加为贵铅分量1%~3%硝石和3%~5%碳酸钠的混合氧化剂,使碲和硒氧化并生成亚碲(硒)酸钠进入渣中:
2NaNO3 Na2O+2NO2+〔O〕
MeTe+3〔O〕 MeO+TeO2
TeO2+Na2CO3 Na2TeO3+CO2↑
MeSe+3〔O〕 MeO+SeO2
SeO2+Na2CO3 Na2SeO3+CO2↑
造出的碲渣,用苛性钠水溶液浸出,浸出液送收回碲和硒,浸出渣回来处理收回金、银。造碲渣要正确把握机遇,早了,碲没有很多氧化,造不出富碲渣;晚了,碲已氧化成难溶物进入渣中并部分蒸发跑掉。
除掉大部分铅、硒、碲后,烟气逐步转为粉赤色,即铜进入氧化期。铜开端氧化时,与氧化铅发作以下可逆反响。跟着反响的进行,铅逐步被氧化除掉:
Cu2O+Pb PbO+2Cu
铋在铜很多氧化时也开端氧化生成三氧化铋:
4Bi+3O2 2Bi2O3
三氧化铋的沸点很高(1980℃),不易蒸发。因为氧化铅的存在。故大部分三氧化铋与氧化铅构成低熔点(817℃。PbO的熔点为883℃,此刻PbO中因溶解有3%~6%的银而下降至840℃)、流动性好的呈亮黄色的稀渣,掩盖在熔池液面。这时大部分铋巳氧化造渣,收回铋的工厂可将此亮渣(俗称高铋渣)放出,送提取铋。
因为激烈的氧化效果,此刻部分银实践上也被氧化成。但熔池中尚含有其他金属杂质,生成的很不安稳,很快就被铜、铋等复原成金属银,并相应生成铜、铋等氧化物:
2Ag+ O2 Ag2O
Ag2O+2Cu Cu2O+2Ag
3Ag2O+2Bi Bi2O5+6Ag
炉猜中的少数镍,则生成NiO进入渣中而被除掉。
跟着其他杂质的氧化除掉,铜便进入首要氧化期(随同镍、铋等剩余杂质的氧化),并很多蒸发,使烟气变浓呈粉红直至暗赤色。此刻从熔池底部取出的金属样断面呈粉红至暗灰赤色,结晶由细变粗。跟着铜的进一步氧化,渣内氧化铜很多富集,金属样断面呈现大颗粒具有玻璃光泽的氧化铜结晶,或于断面某一处会集有褐赤色呈浸染状的氧化铜。铜通过进一步氧化并很多造渣后,从取出的金属样表面能够看见分出很多银白色的银,姿态断面呈浅灰粉赤色细粒结晶,部分存在很多渣。此刻,即能够开端清合金。
所谓“清合金”,是指炉猜中的某些贱金属杂质,特别是铜等高电位金属,不能单靠吹风来氧化它们而使之造渣或蒸发除掉,而必须向熔融合金中参加强氧化剂使之氧化除掉的作业。清合金一般运用强氧化荆硝石,它可分化放出活性氧来氧化合金中剩余的铜、镍、铋等使之进入渣中而得以除掉:
2NaNO3 Na2O+2NO2+〔O〕
2Cu+〔O〕 Cu2O
2Bi+3〔O〕 Bi2O3
Ni+〔O〕 NiO
Te+2〔O〕 TeO2
实践出产中,有经历的操作人员往往恰当延伸吹风氧化,推延开端清合金的时刻。这样做是为了使铜等杂质尽可能多氧化除掉一些,以缩短清合金的作业时刻,减轻劳动强度、削减硝石耗费和下降金、银丢失。因为当熔融合金表面掩盖有很多渣时,即便风量较大,吹风进程中金、银的“蒸发”丢失也是很小的。而在清合金时,合金表面无掩盖剂,在长时刻激烈拌和和氧化条件下,高速的烟气气流必定会夹带走很多微细的金、银颗粒,使金、银的“蒸发”丢失增大。清合金作业的时刻愈长,金、银的丢失就愈多。
开端清合金前2h,将炉温升至1250~1300℃,使炉壁上的渣熔下,以便在清合金前或清合金进程中一道除掉。防止清合金完毕后,合金放出很多潜热,将炉壁上的渣烘烤下来,影响金、银合金板质量。
清合金时,先放出稀渣,扒出粘渣后,中止供油、风,在铁扒子接连激烈拌和合金的一起,向熔池中参加一批硝石。激烈拌和是为了使分化出来的活性氧能与合金中所有的杂质充沛触摸,以加快贱金属杂质的氧化。边拌和边加硝石,是为了防止参加的硝石在熔池液面结成黄色砂糖状硬壳而引起爆破。按上述的炉料,每批参加硝石20~25kg。加完一批后,在持续激烈拌和下先供入少数风、油,防止硝石激烈焚烧掉而下降氧化效果。经数分钟后中止拌和,再加劲风、油量升温,然后用风管往熔池液面吹风(如前法)以促进杂质的氧化。吹风氧化15min后,取熔池金属样调查效果。半小时取出风管,放出稀渣,再如上法加硝石进行第2次和第三次……清合金。一向到熔池合金面上渣量已不多时,改为加两批硝石(1h)放一次渣。清合金作业一向进行到从熔池底部取出的金属样表面润滑平坦呈纯的银白色,样面中间有一条细而均匀的冷凝小沟,姿态很难打断,打断后断面呈鸭蛋青色时中止。此合金中含金、银总量在97%以上。
此刻,合金液面尚有一层不易铲除的淡薄渣。这层渣可在中止供油、风后,往合金液面撒一极薄层枯燥的水泥或骨灰,将其吸附后扒出。然后将合金放入经预先烤热的煲子内,往煲子液面加两只稻草把子(或草灰),以焚烧除掉部分氧,并起保温文阻隔渣的效果。
在煲子液面持续焚烧草把时,将合金浇入预先烘热的阳极模内。冷凝后取出,剃除飞边毛刺送电解提纯银。某厂的阳极板(一次合金板)长250mm×宽190mm×厚15mm。
分银炉吹炼产出的干渣和清合金前放出的稀渣,经鼓风炉富集后回来贵铅炉熔炼铜银合金。清合金前的粘渣和清合金进程中放出的稀渣,直接回来贵铅炉熔炼回来渣贵铅。
分银炉造碲渣和清合金时,为防止加硝石的烟气腐蚀收尘布袋,应封闭收尘设备,让烟气从副烟道经由烟囱排入大气。其他时刻均应进行收尘。搜集的烟尘可供贵铅炉洗炉用,或据烟尘中金、银含量送去熔炼贵铅或铜银合金。
某厂处理分银炉的烟尘,是将其分步氧化熔炼。先烟化除掉砷、锑,至不冒白烟(捕集的烟尘送收回砷、锑),然后进行氧化除铅,烟尘送铅体系处理。除铅后的合金再按铜银合金处理。
三、回来渣贵铅的熔炼
贵铅炉产出的回来渣贵铅,就成分而言属高铜低金的银合金。一般含20%银、0.5%金、20%~40%铜(有时高达60%)。因为贵铅含铜高,熔炼时铜的氧化需求占用很长的时刻,故每炉总冶炼时刻有时超越100h。上述的1t分银炉,每炉可处理回来渣贵铅约4t。
回来渣贵铅熔炼的操作与浸出渣贵铅大致相同,但因为此一炉料含碲很少,出产碲的工厂一般也不造碲渣。
某厂曾用分银炉熔炼过含铜约60%的回来渣贵铅,但因为含铜太高,未能使铜、银别离。对这种高铜贵铅,如将其熔炼成铜银合金再处理,较易到达预期意图。
四、粗银粉的熔炼
粗银粉的来历一般有二:一是从阳极泥硫酸盐化浸出脱铜液中置换出来的,含银约80%,并含有少数硒、碲、铜等杂质;另一为从银电解废液和洗液中置换出来的,含银常大于80%,首要杂质是铜。
一吨分银炉,每炉可熔炼粗银粉1.5~2t。一相配入8%碳酸钠、4%萤石粉。炉料入炉经5~8h熔化后,运用风管于熔池液面上吹风氧化。操作方法与浸出渣贵铅大致相同。因为炉猜中含铜等杂质少,每炉总冶炼时刻约20~30h。出产碲的工厂一般造碲渣。经熔炼产出的阳极板含银达97%左右,含金很少。
粗铅价格
2017-06-06 17:49:59
粗铅价格是很多铅投资人士、很多粗铅企业关注的焦点,及时掌握粗铅的价格信息、交易状况、市场供求关系、行情走势等,是在粗铅投资交易中获得成功的关键。 2010年8月18日讯,现货粗铅价格今报16150-16350元/吨,持平。隔夜伦铅得利好消息的提振,继而收升摆脱连日颓势。国内现货方面,对于隔夜外盘的提振收涨,可能是由于下游蓄电池生产偏淡的缘故,贸易商今日依然对现货粗铅价格报价持不变态度。此外,部分下游制造商仍对粗铅价格会有调整的预期,现不愿接货,成交平平。 中国国家统计局相关人士周三(8月11日)表示,由于安徽省一家大型铅冶炼企业此前误漏报其废铅冶炼产量,经加补相关数字后,1-7月铅产量因而大幅上修28.1万吨,该数字接近全国单月产量。统计局数据显示,中国1-7月累计铅产量为222.1万吨,而此前公布的1-6月铅产量仅为155.6万吨,二者之差达66.5万吨,而7月产量仅为38.4万吨。其分项数据亦显示,本期铅产量数据调整量为28.1万吨。 伦铅结束其短暂的一日涨势,再次陷入跌势。国内现货方面,由于外盘的下挫,今日市场报价普遍下调50元/吨附近。据了解,目前下游方面仍有拿货需求。相反上游部分厂家没有报价,使得下游接货有所不顺从而再次陷入僵持,市场交投一般。现货市场某铅贸易商说:“隔夜外盘的再度走低,促使今日国内市场粗铅价格普遍下调价格50元/吨左右。我们今日报价也在16300元/吨附近,出金沙铅。下游制造商拿货今天还蛮多,上午出了150吨货。”另一铅贸易商说:“今天我们报价下调个50元/吨,云南一带产的粗铅价格和金沙铅分别报在16100元/吨、16300元/吨左右,上午一共出了145吨货。上游厂家部分没有报价,我们也接不太到多少货,目前只能消耗自己原有的库存。” 国内铅市在经过早盘的混乱后,在国内期货回调的背景下,云南铅交投重回16250一线,品牌粗铅价格回落至16400附近,但交投不佳。伦铅连续三日自高位回落,显示2250上方抛压非常巨大,短期多空双方继续胶着。MACD指标顶部背离,KDJ指标短线死叉,OBV量能指标动能趋缓,后市并不乐观。唯有均线指标继续向上发散,暗示短期仍处于多头市场。 更多关于粗铅价格的资讯,请登录上海有色网查询。
粗铅价格
2017-06-06 17:49:53
2010年粗铅价格走势受到诸多不确定因素影响,这主要是由于铅价格的摇摆不定而导致的。上海有色网结合2010年粗铅行业所处的特殊环境,全面考虑内外部多重影响因素,对2010年中国粗铅价格走势及影响因素做了深入透彻研究并最终审核成稿。此外粗铅还经常被用于粗铅火法精炼。分段脱除熔融粗铅中的杂质,产出精铅的过程,为火法炼铅流程的重要组成部分。铅熔炼产出的粗铅,除含有铜、镍、钴、铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外,还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属,杂质总量约为1%~4%。因此,精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质,使精铅符合用户的要求,而且还要综合回收粗铅中的有价金属。下图可以帮助您可直白地了解:通过上述信息,您可以对2010年中国粗铅价格走势做出更科学的判断,从而为企业的生产、采购做出更科学的安排;您可以对影响2010年粗铅价格走势的诸多因素更理性的区别对待,从而能更有条不紊的推进企业战略规划的实施。
国外从铅火法精炼的除铋渣中回收铋
2019-02-18 15:19:33
在粗铅的火法精粹中,铋是最难除掉的杂质,国外一些厂常选用加钙、镁办法除铋。因为钙、镁与铋生成难熔的金属间化合物,构成浮渣而与铅别离。
图1是Ca-Bi系状态图。钙与铋构成两个化合物:Ca3Bi2和CaBi3。其间Ca3Bi2含铋77.66%(分量),熔点不低于1200℃:而CaBi3在507℃分解为Ca7Bi4。图1 Ca-Bi系状态图
从图1可见存在两个共晶:Ca3Bi2与铋构成的共晶熔点270℃,组成挨近纯铋,而Ca3Bi2与钙构成的共晶熔点786℃,含铋12%(原子)或含铋41.5%(分量)。因为Ca-Bi构成难熔的金属间化合物Ca3Bi2,所以用于粗铅脱铋。
图2描绘了Bi-Mg系状态图。图2 Bi-Mg系状态图
从图2可见,铋和镁构成化合物Bi2Mg3,熔点823℃。Bi2Mg8与Bi组成的共晶点温度为551℃,含Bi14.3%(原子),而Bi2Mg8与Mg组成的共晶点温度260℃,含Bi95.7%(原子)。И.И.柯尔里洛夫指出,铋与镁构成有限固熔体,在铋中镁的溶解度在300℃时约15.0%(原子),500℃时约30.0%(原子);在镁中铋的溶解度在400℃时为0.18原子%,在551℃时为1.12%(原子)。
下面介绍几个实例:
(一)比利时巴伦电锌厂火法精粹粗铅中,选用加钙、镁除铋的办法产出高铋浮渣,作为提铋质料,其工艺流程如图3。图3 巴伦电锌厂收回铋工艺流程
此流程首要包含熔化、Pb-Bi电解与氯化精粹三道工序:熔化中包含碱性除钙、镁、电解的意图是完成铅、铋别离,氯化精粹是除掉残铅。因为在铅的火法精粹中,脱铋前,现已除铜、砷、锑、银、锌等杂质,所以,浮渣别离钙、镁、铅后,就可以产出精铋。
(二)西德北德铅精粹厂产出之粗铅,首要经过真空脱锌,脱锌后铅含铋0.05%~3.5%,对含铋高于3.5%的脱锌铅,直接铸成阳极电解,别离铋与铅,而对含铋低于3.5%之脱锌铅,选用加钙,镁除铋办法,将高铋渣熔化后碱性精粹,产出之Pb-Bi阳极含铋4%~8%,铜0.005%~0.01%,银50克/吨,用电解法别离,电解液中Pb70克/升,Cu<0.002克/升,Bi<0.002克/升,产出阳极泥中B188%~90%,Pb2%~4%,Cu0.06%,作为提炼精铋的质料,其工艺流程如图4。图4 北德铅精粹厂收回铋工艺流程
此流程的特点是含铋高(Bi>3.5%)的脱锌铅选用电解精粹,而含铋低(Bi<3.5%)的脱锌铅选用火法精粹,从Pb-Bi电解所产出的阳极泥中精粹收回铋。
(三)加拿大伯列顿冶炼厂将开始火法精粹后之粗铅,加钙,镁除铋,产出之浮渣含铋2%~4%,经碱性富集后,产出之Pb-Bi合金含铋8%~10%,直接选用通富集铋,富集至Pb-Bi合金含铋高于65%时,加锌除银,氯化脱锌、铅,然后进行碱性精粹,产出一号精铋。其工艺流程如图5所示。图5 伯列顿厂收回铋工艺流程图
此流程的特点是分两次氯化脱铅,第一次氯化起富集铋(Bi>65%)的效果;第2次氯化起除残铅的效果。
铑的精炼——贵金属的精炼
2019-02-25 14:01:58
假设个人毅力强加于贵金属的精粹程序将会发生“必反”作用!如:配料的挑选,假设你拟定了一种程序,因客观的原因挑选了一种牵强的替代品,或是半途的条件约束抛弃了原定环节中的某一程序,将导致精粹之失利!这大部分决定于资方于技方的交流程度!这是一个态度问题!现将铑(只写粗老的精粹,不写提炼)的精粹程序祥写如下 铑的旧办法精粹:(这是旧的世界通行规律,也是经典规律):第一步贵贱别离:用复原水解法进行贵贱别离,即常用的亚复原水解法,将造好的铑液(铝溶活化造液最好)过滤浓缩后趁热参加亚饱满溶液,使铑液彻底变至淡色通明停止(已复原透彻),加饱满的溶液使PH=9.26冷却静置30分钟,这时贵金属【部分钯、悉数铂、悉数铑、悉数铱(当含金、锇、钌时应提早别离,看我博客)】不会构成碱合物沉积!而贱金属除钴外悉数水解沉积!过滤出沉积物,将沉积物用PH=9.3的水洗刷三次,将洗水与滤液兼并在用酸化至PH=2,再按上述进程进行一次,终究搜集悉数滤液及洗液兼并(俗称二次贵液)。滤渣含部分钯进行提钯! 第二步钯别离:用丁二酮肟别离钯,将二次贵液浓缩赶亚硝基彻底并调PH=2,参加丁二酮肟溶液,使钯呈亮黄色的丁二肟钯沉积,加热至70度使之热聚,过滤,滤液再用氧化至深色,用水解法使铂与铑铱别离,滤出铑铱渣,用PH=8.5的水洗净再用酸化至滤渣刚好彻底溶解,加热溶液至80度!使PH=4.5时参加10%的溶液,使大部分铱构成硫化铱沉积!可使铱降低到下步硫化铵除铱精制铑的规模(但铑有30%也涣散在沉积中)!除铱后的铑主体液水解后(首要除硫)滤出铑黄(氢氧化铑)再酸化后经硫化铵精制后用复原,洗刷,再经煮洗后得纯铑粉。铑的新办法精粹(闻名的中华铑的精制办法):第一步(不含金、钯的溶液,当含金钯时用S201或二异辛基硫醚萃取,或用除金,丁二酮肟除钯,后续续氧化):贵贱别离:将造好的铑液调PH=1.5,用30%P204【二(2乙基己基)磷酸】+70%正十二烷萃取铜铝铁镍钴等贱金属。(留意:稀释剂有必要是正十二烷!!),直至萃取油相不变色停止(或许是八到十级萃取也未尚不行),萃余液需用氧化并使酸度调到4摩尔(用分析级碱检测)。第二步铑与贵杂别离:用30%TRPO(C7-C9)+四号溶剂油萃取调好的萃余液,萃取至油相不变色为至(或许六到八级的萃取)!一系列萃取后的铑液调PH=9使铑呈铑黄沉积(别离剩余有机物及残留有机相)滤洗净后用复原出铑黑,再经煮洗后氢复原出纯铑。整个进程必须要有专用萃取设备来支撑!新办法精粹铑的回收率很高!很纯!
粗金要精炼,精炼的方法
2019-03-04 16:12:50
由化金泥取得的粗金,含金量可达15~37%,最高也不超越50%。膏蒸馏后炼出的粗金含金在50~70%左右。重砂炼得的粗金含金量可达80~92%。由于粗金中含杂质较多,因而需求进一步精粹。 精粹办法有: 1.火法精粹,将鼓入熔融金液中,使银及其它金属变成氯化物而除掉。因而办法产品质量不稳定,劳动条件又差,所以现在已很少运用。 2.化学精粹法:这是一种广泛应用的办法。其中有硝酸法、硫酸法、法等三种办法。产品中的金含量可达98~99.9%。 3.电解精粹法,此法分两步进行,第一步是银电解,第二步是金电解精粹。此办法产品中含金高达99.99%。
火法冶金
2019-01-04 13:39:38
火法冶金就是在高温条件下(利用燃料燃烧或电能产生的热或某种化学反应所放出的热)将矿石或精矿经受一系列的物理化学变化过程,使其中的金属与脉石或其他杂质分离,而得到金属的冶金方法。简言之,所有在高温下进行的冶金过程都属于火法冶金。它包括焙烧(或烧结焙烧)、熔炼、吹炼、蒸镏与精镏、火法精炼、熔盐电解等过程。对于不同的金属,其火法冶金由不同的几个冶金过程组成。例如,铅在火法冶金是将铅精矿依次经过烧结焙烧、熔炼、火法精炼,然后得到金属铅;铜的火法冶金是将铜精矿依次经过焙烧、熔炼(或者直接从精矿到熔炼)、吹炼、火法精炼,然后得到金属铜。火法冶金是比较古老的冶金方法。重有色金属的提取多采用火法冶金。对某些金属的冶炼,往往火法冶金和湿法冶金联合使用。
火法炼铅
2019-03-05 09:04:34
在我国已工业使用的办法有三种:①铅精矿烧结焙烧一鼓风炉复原熔炼;②铅锌混合精矿烧结焙烧一密闭鼓风炉复原熔炼;③QSL法。办法①工艺老练、操作简略、出产才能大、对质料适应性强、铅收回率高;缺陷是能耗高、对环境有污染。办法②能够熔炼混合精矿一起产出金属铅和锌,出产才能大;不足之处也是能耗高、有污染。办法③不需要繁琐的烧结焙烧作业,流程简化;粉尘污染少,烟气SO2浓度高有利于制硫酸,能充分利用质料的反响热,不必优质焦炭,出产费用低;此法冶金操控要求严厉、产品铅的收回率较低。此外,我国开发了水口山炼铅法,该法流程简略、熔炼强度大、烟气SO2浓度高(>10%SO2)、燃料率低、环保效果好。 火法炼铅一般包含质料预备(配料、制粒、烧结焙烧)、复原熔炼制取粗铅和粗铅精粹三大工序。烟气制酸、烟尘归纳收回以及从阳极泥收回金银等贵金属也是火法炼铅工艺的重要组成部分。 (一)烧结焙烧一鼓风炉复原熔炼 准则流程见图1。
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铅精烧结焙烧有两个意图:一是将质猜中的硫氧化除掉,并以SO2方式送去制硫酸;二是使部分伴生金属氧化并与SiO2等脉石成分生成MeO.SiO2低熔点液相,使细粉状铅精矿粘结成多孔硬块,以利复原熔炼。 (1)备料 进入烧结工序的物料包含铅精矿、石英熔剂、烧结返料,三者的配比为30:10:60。铅精矿一般含有(%):Pb 50-60、Zn 4-6、Cu 0.2、S15-25、Fe 14、SiO2 1-2。此外,还伴生有Ag、Bi、Cd、In等有价金属。配好的物料,通过混合和制粒,用布料机均匀地平铺在烧结机上进行烧结焙烧。 (2)烧结 现代烧结作业均选用带式烧结机,面积为60-70m3。作业时,铺满炉料的烧结机在传动机械带动下向前移动,通过焚烧装置处炉料被火焰点着,并在强制通过料层吸入(或鼓出)的很多窑中氧的效果下,料层温度敏捷上升到1073-1173K,炉猜中发作了一系列的烧结反响。 炉猜中首要铅矿藏PbS与O2反响生成PbO和SO2: 3PbS+5O2====2PbO+PbSO4+2SO2 3PbSO4+PbS====4PbO+4SO2 还有少数金属铅生成: PbS+PbSO4====2Pb+2SO2 在炉猜中含量较高的黄铁矿(FeS2)发作分化并进一步氧化成FeO, Fe2O3和SO2,进而与SiO2, PbO化合,生成为硅酸盐(2FeO.SiO2、xPbO.SiO2)和亚铁酸盐(xPbO.yFe2O3)。以上盐类在焙烧作业温度下均呈液相,粉状炉料在此液相效果下,构成坚固多孔大块。这些低熔点盐是烧结进程的粘结剂。烧结料通过破碎筛分,筛至50-150mm块料送鼓风炉熔炼,筛下粉料返配料,含SO2烟气送去制酸。 影响烧结焙烧效果的要素有:①炉料配比与化学成分;②炉料水分;③炉料粒度;④料层厚度;⑤焚烧温度;⑥小车运转速度;⑦吸风风量与鼓风压力、风量;⑧烟气SO2浓度等。 烧结焙烧典型技能经济指标为:料层厚度250-300 mm,床才能25-30 t/(m2·d),台车速度0.8-1.0 m/min,烧结块含硫1.5%-2%,混合料含硫6%,含水5%-6%,制品块率 27%-30%,脱硫率88.5%,焚烧温度800-1000℃,烟气SO2浓度3%-4.5%,鼓风压力2.5-4.5 kPa,强度18-23m3 /(m2·min),烧结温度1000℃,时刻16-20 min,笔直烧结速度12-15 mm/min.[next] (二)烧结块鼓风炉复原熔炼 铅鼓风炉复原熔炼的意图是使铅烧结块中的含铅化合物复原成金属铅,并将金银等贵金属富集在铅中,使铁氧化物从高价变贱价,再与其他脉石成分造渣而与铅别离。 参加鼓风炉中炭质燃料的焚烧,既为冶金反响供给必要的热量,又在炉内构成复原气体,复原氧化铅: C+O2====CO2 CO2+C====2CO PbO+CO====Pb+CO2 烧结块中的2PbO·SiO2,在有较强碱性氧化物FeO、CaO存在时,可发作置换反响放出PbO,进一步复原为金属铅: 2PbO·SiO2+2FeO+2CO====2Pb+2FeO·SiO2+2CO2 2PbO·SiO2+2CaO+2CO====2Pb+2CaO·SiO2+2CO2 烧结熟猜中的三氧化二铁发作以下复原和造渣反响: 3Fe2O3+CO====2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO====3FeO+CO2 2FeO+SiO2====2FeO·SiO2 烧结块中的其他氧化物,如Al2O3、CaO, MgO也都进入炉渣。PbSO4有部分与CO反响生成PbS和CO2,部分受热分化为PbO和SO2。含铜、硫高时,可生成梳相,镍、钻砷化物高时,还可构成黄渣。铅是金和银的优秀捕集剂,熔炼时烧结块中的金银大部分富集于粗铅中,少数散布在锍和黄渣内。 1.熔炼设备 主体设备为鼓风炉,辅佐设备有电热前床、烟化炉以及收尘器等。小型炼铅厂均选用圆形断面鼓风炉,而大型工厂多选用出产才能大、热效率高的矩形断面水套式鼓风炉。炉体为竖井式,由炉基、炉缸、水套炉身和炉顶四部分组成。无炉缸鼓风炉则设电热前床,以完结粗铅与炉渣的有用别离。[next] 2.工艺操作 按规则配料份额,用加料车顺次分批地将焦炭、熔剂、返料和烧结块自鼓风炉顶加料口分层均匀参加炉内。经炉身两边水套上的风口鼓入焦炭焚烧和熔炼反响有必要的空气或富氧空气。熔炼进程发作的烟气自炉顶排出,通过烟道、收尘净化后排放;熔体产品在炉缸内弄清,别离出粗铅和炉渣,定时或接连分别从渣口和虹吸口排出,无炉缸鼓风炉,则通过咽喉口接连将熔体排入前床,在通电加热下,进行粗铅与炉渣的别离。为收回炉渣中的锌,一般还要对熔炼渣进行烟化处理,所用烟化炉为一箱形卧式炉,侧壁设有风口。烟化炉渣时将熔渣放入炉内,经风口向熔渣鼓入空气和粉煤,将渣中的锌复原并蒸腾出去,锌蒸气在烟道中再次氧化,通过收尘器捕收下去,得到产品氧化锌。烟化炉中收回的粗铅送精粹处理。鼓风炉复原熔炼的首要技能经济指标是:风口区面积8-10m2;焦率9%-11%;炉渣含铅2%-2.5%;铅收回率95%-96%;烟化炉弃渣含铅小于0.7%。 (三)QSL法 即氧气底吹直接炼铅法。该法是在P. E. Queneau和R. Schuhman JR已创造的接连炼铜QS法基础上,又与德国Lurgi公司进一步开宣布的一种炼铅新工艺。工艺流程见图2。
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QSL反响炉呈卧式圆筒形,内衬铬镁砖,熔池用隔墙分为氧化熔炼段和复原弄清段两部分。氧化段上方设有加料口,底部设氧气喷,放铅口,端墙开有排烟口;复原段炉底有粉煤空气喷,端墙有放渣口。硫化铅精矿与其他炉料混合制粒后,经加料机参加炉内,在炉温1223-1323K和鼓入氧气效果下,发作熔炼反响: 在鼓入氧气搅动下熔池呈欢腾状况,落入氧化段熔池的炉料敏捷熔入高温熔体中,此刻发作的氧化和造渣反响是在气一固一液三相间完结的,发作出氧化铅高的渣、粗铅和含SO2烟气。高铅渣通过隔墙流向复原段,在此被喷入粉煤复原,复原产出的铅逆流过隔墙会聚于氧化段,经放铅口放出。复原后的低铅渣经端墙渣口接连排出。冶炼烟气通过余热锅炉收回余热,除尘器除尘净化后送去制硫酸。 工业用QSL炉长30m,氧化段长10m,直径3.5 m,复原段长20m,直径3m。氧化段产初渣含铅高达35%,复原后弃渣含铅2.5%-5%。产品粗铅档次99.2%左右。
火法炼铜(四)
2019-03-05 09:04:34
铜锍中的杂质Pb和Zn在吹炼中简直悉数进入烟尘,As和Sb大部分以氧化物形状或蒸发除去或进入炉渣,少数残留于粗铜中,贵金属Au和Ag则悉数转入粗铜。 2.转炉结构 现代锍吹炼转炉均为水平卧式转炉,又称PS型转炉(见图7)。炉壳用锅炉钢板制成圆筒状,内衬优质耐火砖,炉壳外固定有两圈钢环,借此钢圈将转炉体支撑在4对滚轮上。炉体一端有齿轮圈,电动机和减速器组成的驱动组织经过小齿轮操控滚动的作业方位。在转炉作业方位后侧沿炉子轴线方向设有等距离的一系列风口,风口上装有可用于整理风口结渣的风盒,压缩空气经由风口进入炉内。转炉上部中心开有炉口,这是进料、出料、烟气出炉的必经之路。炉口上有水冷或汽化冷却烟罩。转炉首要尺度规格见表3。表3 主转炉规格目标规格粗铜容量/t155080100直径×炉长/mФ(2.2×4.3)Ф(3.6×7.7)Ф(4×9)Ф(4×10.7)风口直径×个数/mmФ(50×13)Ф(48×34)Ф(49×48)Ф(49×48)送风量/(m3/min)140340500540处理铳量/(t/炉)20100160204[next]
3.工艺操作 铜锍转炉吹炼成粗铜的进程分为两个周期。榜首周期是从参加榜首包铜锍开端,经过分批参加铜锍和熔剂吹炼,直到所加铜锍到达额外容量,并悉数吹炼成由Cu2S组成的白冰铜倒出最终一批炉渣止。这一周期的效果是将铜锍中的FeS组分别离以2FeO·SiS2炉渣和SO2方式除去,一同除去部分杂质元素。第二周期炉内不加任何物料,只经过风口鼓风使部分Cu2S氧化成Cu2O和SO2,再靠Cu2O与Cu2S反响取得粗铜。第二周期有必要严厉把握吹炼结尾,当炉内粗铜档次到达98.5%-99%时,即可滚动转炉风口显露液面、停风,将粗铜倒入铜水包中,或送精粹炉精粹,或送浇铸机铸锭。为进步生产率和烟气SO2浓度,现遍及选用转炉富氧鼓风吹炼。 首要技能经济目标:送风时率80%-90%;粗铜档次98.5%-99.1%;送风压力60-120kPa;粗铜工艺能耗0.87-0.91标煤/t;氧气浓度23%-28%(造渣期);炉渣含铜4%-4.5%。 (三)铜的精粹 这是除去粗铜中的杂质产出精铜的炼铜进程。粗铜精粹分为火法精粹和电解精粹。 1.铜火法精粹 矿产粗铜或紫杂铜在精粹炉中氧化除杂和复原熔炼产出精粹铜,铸成阳极板供电解精粹用。有些含杂质低、不含贵金属的紫杂铜,经过火法精粹后,即可直接直销商场。 矿产粗铜常含有S、Fe、Pb、Zn、Ni、As、Sb、Sn、Bi等杂质,其总量约占粗铜总量的1%-2%。这些杂质均具有易氧化、氧化物比Cu20安稳和在铜液中溶解度低的特性。使用杂质元素的这些性质,先向熔铜中鼓入空气,将杂质氧化成氧化物,或成气体蒸发或和参加的熔剂造渣除去。因为少数杂质散布于主体铜水中,所以鼓入空气中的氧首要氧化的是铜,所生成的Cu2O作为一种氧化剂再将杂质氧化,氧化除去杂质后,再通以碳氢质复原剂除去铜水中的氧,产出契合电解要求的精粹铜。火法精粹包含氧化和复原两个进程。 (1)氧化进程空气吹炼时,铜首要被氧化: 4Cu+O2====2Cu2O 生成的Cu2O可溶于铜水中,经再与熔铜中杂质元素效果,将它们氧化,自身被复原成金属: Cu2O+Me====MeO+2Cu[next] 杂质中的Zn和As、Sb的贱价氧化物均可在高温条件下变成气体蒸发除去,而Fe、Pb、Co、Sn以及As、Sb高价氧化物则与参加的石英、石灰、碳酸钠等熔剂生成各种盐类进入炉渣。当金属杂质氧化完毕时,Cu2S开端剧烈氧化,放出SO2气体: Cu2S+O2====2Cu+SO2 经核算,当氧化精粹后期铜液中含氧0.6%、系统温度1373 K时,铜液中S含量可降到0.001%。以Cu2O形状存在的氧鄙人一步复原进程除去。 (2)复原进程 通常以重油和作复原剂,这些有机物受热分化发作H2、CO和C等强复原剂,它们再和Cu2O效果发作以下复原反响: Cu2O+H2====2Cu+H2O Cu2O+CO====2Cu+CO2 Cu2O+C====2Cu+CO 复原期结尾判别十分重要,复原缺乏或过复原,都会下降用火法精粹铜铸成的阳极板的成分和物理性质。别的要求铜中氧量降到0.05%-0.1%的水平。 (3)精粹炉结构 我国现有两种精粹炉炉型:反射炉和回转式炉。前者使用遍及,后者使用时刻较晚,至1999年全国只要2家冶炼厂选用。精粹炉首要技能特色见表4。表4 我国要为法精粹炉首要参数目标参数炉子容量/t2680120150240100炉型反射炉反射炉反射炉反射炉回转炉回转炉炉床面积/m210152123Ф3.9m×9.2mФ3.4m×7.5m复原剂品种柴油重油重油木炭粉重油复原剂用量/(kg/t)1198137 阳极板重/(kg/块)125150220210370 [next]
①反射炉精粹 精粹炉外形与铜熔炼反射炉类似,但尺度相对较小,炉顶密闭无加料口,炉料是从炉墙上的加料口参加。炉子巨细由生产能力而定,每炉产铜可在20-150t规模,大型炉的长一般有15m,宽5m,炉体用耐火砖砌筑在钢筋混凝土支撑的钢板上,四周用钢板拉杆固定,炉头设置供热燃烧器,炉尾开设竖直烟道,烟道下有放渣口,侧墙有放铜口,炉子中部侧墙上开有尺度较大的加料口和操作门,并设可升降的门盖。 精粹作业包含质料预备、加料、熔化、氧化、复原、阳极浇铸等。炉料中一般加粗铜量占80%,回来残阳极占20%,收回的废紫杂铜少数。热粗铜用溜槽参加,冷料用加料机参加。加料后行将炉温进步到1623℃,熔化炉料,然后扒出炉渣。氧化是火法精粹进程中的一项关键步骤,压缩空气是经过外面涂有耐火泥的刺进铜水中的长铁管鼓入铜水,在吹炼的一同还要参加石英等造渣熔剂,为了有用除去Zn等蒸发元素,熔池面还需盖上一层木炭粉或焦炭末。氧化完毕扒净炉渣即进入复原操作。复原剂重油用空气或蒸汽雾化喷入铜水除去Cu2O中的氧,复原终了时铜水含氧0.05%-0.1%。复原完毕时炉内坚持1390-1423K、零负压即可浇铸。 ②回转式精粹炉 我国贵溪冶炼厂和大冶冶炼厂备有1台回转式精粹炉。前者为引入的芬兰技能和设备。后者为自行设计制造的设备。回转炉呈圆筒形,外面为钢板制成,内衬耐火砖。炉子中上部设置炉口,用于加料和倒渣,其上有盖,平常盖上。炉子一端有燃烧器,相对一端有排烟口。炉口下方有2个Ф50mm的圆孔风嘴,用于插管通气氧化或通复原剂复原,风嘴对侧有放铜口,转炉炉子将铜口转到液面以下即可放铜。整个炉体支在滚轮上。 回转炉是一种新式铜精粹设备,它的密封性好,无烟气走漏,环境清洁,能耗低,机械化程度高,但比反射炉一次出资大。 2.铜的电解精粹 在电解槽中将火法精粹铜提炼成电解精铜的进程。火法精粹所得的铜一般仍含有0.5%左右的杂质成分,选用电解精粹可将火法精铜中的杂质进一步下降到契合产品质量标准的要求。 (1)铜电解的根本进程 铜电解精粹是以硫酸性硫酸铜溶液为电解质,以火法精铜为阳极,纯铜片或不锈钢板作阴极,在电解槽中进行电解。电解时在直流电压效果下,阳极铜发作电化学溶解溶入电解液,电解液中铜离子Cu2+趋向阴极,并在阴极上沉积为金属铜。电极反响是: 阳极 Cu-2e====Cu2+ 阴极 Cu2++2e====Cu[next] 电解进程中,电位比铜正的金、银不被溶解而沉落于阳极泥。与铜电位挨近的As、Sb可与铜一同溶入电解液,当堆集到必定程度时就会在阴极上分出,下降电解铜的质量。因而有必要对电解废液进行净化处理,除去对电解铜质量有害的杂质。 (2)电解设备首要设备有电解槽、阴极片、阳极板、整流电源、阳极作业线、阴极作业线以及核算机操控系统等。电解槽为一长方形槽体,多用混凝土制造,内衬耐酸防腐的铅板、PVC或玻璃钢等材料。槽子一端上边有进液口,另一端稍低处有排液口,槽底歪斜最低处有排泥斗。阳极机械化作业线已彻底替代以往靠手艺完结的一切作业,如压平、矫耳、铣耳、摆放极板等。阴极作业线有始极片整形、穿孔、吊耳、穿导电棒等。阴极洗刷、打捆也由机械完结。大型电解槽的尺度为:长5-5.5m,宽11-1.3m,深1.2-1.4m;阳极板重370kg,尺度0.98m×0.96m;阴极(始极)片6-7kg,尺度1m×lm。
火法炼铜(三)
2019-03-05 09:04:34
反响塔顶装置有精矿喷嘴,该喷嘴由不锈钢外壳、环形表里空气室、中心风管、加管料、氧气管、分配器组成(见图5)。 反响塔由11层铜板水套和水套间砌筑的耐火砖构成。沉积池渣线区也设有冷却铜水套,用于维护炉墙。炉体首要结构尺度为:反响塔直径6.8m,容积254m3,反响塔高7.05m,沉积池容积88m3。 闪速熔炼全流程由铜精矿气流枯燥、闪速炉富氧熔炼、转炉吹炼、回转炉精粹、阳极主动定量浇铸、阳极加工连动线作业、太阳极电解、阴极主动化作业、转炉渣选矿处理、烟气双触摸法制硫酸、余热发电、电解接连除砷净化、砷滤饼制取白砷、阳极泥全湿法处理等工序组成。具有技能先进、出产才能大、能耗低、无环境污染等特色。该厂的首要技能经济目标如下:出产才能20万吨铜/年;精矿枯燥才能180t/h;闪速炉处理精矿量2867t/d;反响塔送风含氧60%-65%;闪速炉烟气SO2浓度37.01%;转炉处理铜锍1216t/d;转炉送风含氧S 24.1%;B 21%;硫酸产值92.57万吨/年;硫使用率97.25%。 铜陵金隆铜业公司建有我国第二座奥托昆普闪速炉。闪速炉高7m,反响塔直径5m,塔顶装有功能优秀的中心喷发型精矿喷嘴。沉积池渣线面积138.3m2,内宽6.7m.该公司闪速炉炼铜的首要目标为:铜精矿档次25%-30%;枯燥精矿含水0.2%-0.4%;投料量1344t/d;铜锍档次50%;烟气SO2浓度8%-11%;烟尘率7%;弃渣含铜0.55%;富氧浓度54%。 5.诺兰达炼铜法 该法是在高温熔池中通过向熔池液面以下鼓风将铜精矿熔炼成铜锍或粗铜的炼铜办法。加拿大诺兰达矿业公司于20世纪70年代开发出此项技能,原用于冶炼出产粗铜,后因粗铜含硫高,精粹困难,改为出产高档次铜锍。[next] 我国湖北大冶有色金属公司冶炼厂于1997年用引进技能建成了诺兰达炉炼铜体系,年产铜10万吨,出产流程见图6。该工艺产出锍档次高(含铜达70%),有利于转炉出产;烟气SO2浓度高(17%),有利于制硫酸,原猜中S使用率高于96%;环境维护好,排放尾气中SO2浓度低于400g/m3;炉子操作便利灵敏;对质料适应性强,可处理不同水分、温度和成分的铜精矿;燃料率低。其缺陷是炉渣含铜高(大于3.5%),需经选矿贫化收回;炉子寿数较短。 (1)诺兰达炉结构特色 大冶有色金属公司冶炼厂诺兰达炉为一卧式可滚动的圆筒形炉体,长18m,直径4.7m,内砌高档耐火材料。炉内分为熔炼和沉积两个区,熔炼区长10m,等距摆放风口37个,顶部设有加料口。沉积区长7m,设有放锍口、放渣口和排烟口。整个炉体凭借轮圈支撑在两头有地基的托轮上,由电动机通过齿轮带动炉体滚动,视点可到480。诺兰达出产时,可将风口转到液面以下,也能够转到液面以上的停风状况,炉子工艺操作实施计算机操控。 (2)诺兰达炉操作进程 正常作业,按90t/h的速度用抛料机向炉内参加枯燥铜精矿、烟灰、渣精矿以及石英石熔剂等炉料,一起以30km3/h速率经风口鼓入富氧空气。鼓入空气自冰铜层上升进程中发作多相化学反响并搅动熔池,由此加快了传热和传质进程。在此同一台炼铜炉中完结了铜精矿矿藏的分化、氧化、造渣、造锍进程。经弄清区炉渣与锍别离,分别从放铜口和渣口排出。放出的铜锍用铜水包吊运至转炉吹炼成粗铜,高铜炉渣缓冷后送选矿处理,产出渣精回来熔炼。高SO2烟气通过余热锅炉和收尘体系收回余热和烟尘,净化后烟气送去出产硫酸。[next] (3)大冶冶炼厂诺兰达炉首要技能经济目标 投矿量78.8t/h;鼓风氧浓度40.3%;烧嘴燃油量300kg/h;铜锍档次70%;炉渣含铜3.5%;炉渣选矿尾矿含铜0.34%;烟气SO2浓度19%;冶炼收回率98%;粗铜工艺能耗0.69t标准煤/t铜;烟尘率3%;质料硫实收率96%;制酸尾气SO2浓度小于400g/m3。 6.奥斯麦特(Ausmelt)熔炼技能 一种通过浸没于熔体表面顶吹喷向熔体中吹入含铜物料和氧气与燃料制取铜硫的熔炼法。该技能为澳大利亚所开发,我国中条山有色金属公司山西侯马冶炼厂选用该项技能建成一座炼铜厂。同闪速炉比,奥斯麦特熔炼炉结构较为简略,尺度较小,对质料及燃料适应性强,能够熔炼干矿、湿矿、块矿、粉矿和杂乱矿,能够运用液体、固体或气体燃料,在环境操控方面也具有优势。缺陷是工业使用与实践尚少,工艺与设备需求完善。 (1)技能特征该技能是一种典型的喷吹熔池熔炼技能,熔炼用空气或氧气和燃料通过笔直刺进熔体的套管喷喷入熔体。在反响器内构成剧烈搅动熔池,含铜炉料经加料管参加熔池,在搅动条件下,受热并完结熔炼反响,产出铜锍、炉渣和炉气。喷的火焰和炉内气氛能够操控为还原性或氧化性,以契合工艺进程的要求。 (2)炉型结构熔炼炉为一圆筒形竖炉,外部用钢板焊接而成,选用喷淋水冷却,内衬铬镁砖,炉子下部在砌砖与炉壳之间衬有水套。炉顶收拢成歪斜的排烟通道,其上安置有加料口和正对炉子中心的喷进孔。各种物料—铜精矿、熔剂、返料用运送皮带送至溜槽参加炉内,炉体下部有2个排放孔,可将铜锍与炉渣熔体的混合物放入配套设置的沉降炉内进行铜与渣的别离。铜锍送去吹炼成粗铜,炉渣水淬后出售。 奥斯麦特的技能中心是浸没式喷,该喷结尾设一个特殊的旋流器,强化了气流中熔体的搅动作用。一起因为气流高速通过喷,发生了本身冷却作用,使触摸上喷的熔渣在其表面上构成冷凝渣维护层,延伸了喷的运用寿数。喷能够按需求在炉内升降,操控熔炼进程。 7.电炉炼铜 这是一种在通电加热条件下将铜精矿熔炼成铜锍的冶炼技能。矿热电炉炼铜耗电多,但能够灵敏调控熔炼温度是其两个杰出的特色,正是这两个特色,决议了该技能的两个适应性:一是适用于电力丰厚、电价廉价的区域;二是适于熔炼含钙镁等高熔点矿藏成分高的含铜质料。但该法出产成本高、烟气SO2浓度低,使用正日渐萎缩。 (1)根本原理电炉炼铜是将电流经刺进熔池渣层的电极送入炉内,部分电流在电极与熔渣触摸面上以微弧方式转变成热能,部分电流通过固体和熔体构成的电阻变成热能。因为电极邻近熔渣温度高于其池区域温度,构成了温度与密度差,过热的熔渣不断上升到熔池面加热料坡,炉料受热熔化,发作一系列冶金进程化学反响:[next] 生成物Cu2S和FeS组成熔炼产品铜锍,送转炉吹炼;CaO、MgO、FeO等氧化物与SiO2生成各种硅酸盐构成炉渣,水淬后综合使用;发生的SO2、H2O和漏入电炉的空气混组成冶炼烟气进一步处理收回硫。 (2)电炉结构我国现有大型炼铜电炉容量有30MW和126MW两种规格。炉体为长方形,由炉底、墙和炉顶组成,铬镁质炉底砌筑在铜筋混凝土支柱上。为延伸炉墙运用寿数,渣线一带选用水套冷却。炉顶选用耐火砖砌成拱顶,其上设有加料孔、排烟孔和电极孔。炉墙外围以钢板和支架加固。在炉子短端墙上一端开有放铜口,另一端装备排渣口。电极直径1.2m,为自焙电极,沿炉长方向直线摆放,共6根。 (3)技能操作炼铜电炉脱硫率低,但传热作用好,因此要求对含硫高的铜精矿有必要枯燥、预脱硫,以防止水分急剧蒸腾构成矿内翻料事端,确保产出较高档次的铜锍。为进步炉料透气性,收回使用部分原猜中的硫,将铜精矿与回来烟灰混合制粒后,进行鼓风烧结,为熔炼供给优质炉料。因为该区域铜原猜中高熔点成分CaO和MgO已分别从建厂时的11%和6%降到3%和2.5%,而硫使用率进步不易,电炉的优越性已不彻底存在,正面对一种新炼铜工艺的挑选。首要技能经济目标为:床才能6.9 t/(m2·d);熔炼收回率97.8%;炉渣含铜0.3%-0.4%;电极糊单耗6kg/t料;电耗420-450 kW·h/t料。 (二)铜锍转炉吹炼 这是在转炉中鼓入空气将铜锍吹炼成粗铜的进程。能将铜锍吹炼成粗铜的办法,还有闪速炉吹炼法、奥斯麦特法、连吹炉法,但都远比不上转炉吹炼技能的普遍性、老练可靠性和出产才能。 1.转炉吹炼技能特征 吹炼时,通过风口向熔融锍中鼓入空气,并参加石英熔剂,在彻底自热条件下,使铜锍中FeS成分悉数氧化,大部分生成FeO并与石英结合造渣生成2FeO·SiO2,少部分进一步氧化成Fe3O4, Cu2S氧化脱硫生成金属铜和SO2,含SO2炉气经炉口进入锅炉和收尘体系,炉渣和粗铜分批倒出。因为铜锍吹炼放出热量过剩,为维护炉衬,常参加必定数量的精粹炉渣、壳等冷料。根本吹炼反响是:[next] 2Cu2S+3O2====2Cu2O+2SO2 2FeS+3O2====2FeO+2SO2 FeS+Cu2O====Cu2S+FeO 2FeO+SiO2====2FeO·SiO2 6FeO+O2====2Fe3O4 鼓入炉内熔体中的氧,部分直接地将FeS氧化,部分将Cu2S氧化成Cu2O后,再由Cu2O氧化FeS, Cu2O成为O2的传递者。当炉内FeS悉数被氧化并与SiO2造渣后,Cu2S才开端氧化,生成的Cu2O当即与Cu2S交互反响放出SO2并产出金属铜: 2Cu2O+Cu2S====6Cu+SO2
金的精炼
2019-02-15 14:21:10
主要用化学法和电解法精粹,前者适于小批量出产,后者规划较大。 1.化学精粹 常用草酸复原法。粗金用、HCl/Cl2、HCl/H2O2溶解,溶液加热至70℃,用20%NaOH溶液调pH=1-1.5,复原反响式为: 2HAuCl4+3H2C2O4====2Au↓+8HCl+6CO2 拌和下参加过量一倍的固体草酸,反响平稳后再用碱液调整并坚持pH=1-1.5,补加适量草酸直至反响彻底。产出的海绵态金用1:1HN03和纯水洗刷,金纯度99.9%-99.99%以上,回收率>99%。 2.电解精粹 含Au>90 % , Ag 0.1%-0.5%的粗金熔铸为阳极,用纯金片或钦板作阴极,在含Au 250-300g/L, HCl 150-300 g/L的酸性HAuCl4溶液中电解。阳极溶解时,Cu、Pb、Pd、Pt等杂质金属一起溶解并在电解液中堆集,会污染阴极产品。当电解液含(g/L)Au90、Cul0、Pb1、Pt10、Pd1时应替换送去净化。难溶氯化物(PbCl2、AgCl)黏附在阳极表面会构成阳极钝化,常使槽电压升高电解难以进行。为此,电解时还需周期性地输入沟通电压,构成非对称脉动电流,使AgCl疏松掉落。阳极一般需套上布袋搜集阳极泥。电解液温度50-70℃,电流密度300A/m2,交直脉动电流电解为500-1000A/m2,电流密度过低会生成HAuCl并分解出泥状金粉。槽电压取决于阳极成分、极距离等要素,在0.3-0.8V之间。电流效率一般达95%。残极率15%-20%,残极经细心铲除阳极泥后重熔为阳极返电解。阳极泥主要成分为金及银、铅氯化物、少数铂族金属,用硫代硫酸钠溶解氯化银后残剩的金粉返熔铸阳极。 我国纯金质量标准(GB4134-84)如表。 我国纯金质量标准/%品种AuAgCuFePbBiSb总和一号金 Au-11000.0100.0020.0010.0020.0020.01二号金 Au-21000.030.020.0030.0030.0020.0020.05三号金 Au-399.9 0.1
国际上还通用K金(Karat)纯度单位,纯Au为24K。我国入民银行规则1K的含金量为4.1666%。K值与含金量的对应标准如下:K值2422201814121098含金量/%99.998491.665283.33274.998858.332449.999241.66637.499433.3328
铜的火法冶炼
2019-01-08 09:52:52
火法冶炼处理的原料是由硫化铜矿石经选矿得到的铜精矿。一般流程如图1所示。
图1 火法炼铜流程图
表1的有关数据显示,1995年世界各种铜溶炼工艺生产能力在总能力中的比例为:奥托昆普闪速熔炼36.6%,因科闪速熔炼工艺4.5%,顶吹沉没熔炼工艺2.7%,特尼恩特工艺8.0%,诺兰达法2.7%,三菱法3.6%,瓦纽可夫法3.6%,反射炉25%,鼓风炉5.4%,电炉6.3%。20世纪90年代后期以来,顶吹沉没熔炼技术(ISA和Ausmelt)的发展迅速,已有多空企业采用该技术建设新的熔炼系统。
表1 世界各种火法熔炼工艺的生产能力和产量工艺方法冶炼厂数量/个生产能力
/万t·a-1当年产量/万t工艺方法冶炼厂数量/个生产能力
/万t·a-1当年产量
/万t奥托昆普闪速熔炼
因科闪速炉
特尼恩特转炉
瓦纽可夫法
诺兰达法
顶吹沉没溶炼法
漩涡顶吹熔炼法26
3
7
2
2
2
1410
50
90
40
30
30
10215
40
80
30
20
20
10三菱法
白银法
反射炉
鼓风炉
电 炉2
1
27
8
540
10
280
60
7030
10
180
40
50合 计861120860
粗铅冶炼厂
2017-06-06 17:49:52
粗铅冶炼厂以铅精矿等为原料,生产粗铅或电铅,并回收伴生有价元素的重金属冶炼厂设计。其设计范围包括:铅、锌精矿烧结车间设计、铅鼓风炉熔炼车间设计、氧气底吹炼铅法熔炼车间设计、基夫赛特炼铅法熔炼车间设计、铅精炼车间设计和铋冶炼车间设计等。粗铅冶炼厂的原料以含铅55%~65%的硫化铅精矿为主,其次是含铅高于25%的氧化铅精矿以及废杂铅料。铅、锌矿物常共生,铅与锌在同一厂冶炼,有利于伴生有价元素的综合回收和环境的治理。粗铅冶炼厂主要产品为精铅(或电铅)、并副产硫酸和氧化锌,一般还综合回收金、银、镉、铋等金属,处理废杂铅料时产品还有铅合金。因此,粗铅冶炼厂设计需重视环境保护和防治,提高机械化程度,加强设备密封和环境通风,有污染源的车间通常与主导风向垂直配置,并置于下风向,以减轻铅蒸汽及铅粉尘的有害影响。
火法粗炼金的原料
2019-03-05 12:01:05
从金的选矿可知,火法粗炼金的质料首要有以下五种: (1)化金泥:是用锌粉或锌丝从化法提金含金贵液中置换金得到的一种富含金银的泥状沉淀物。化金泥经火法冶炼得到粗金。 (2)载金炭灰:一些矿浆或废液虽含金但档次很低,用活性炭收回经济上不合算,所以用煤焦炭吸附金。将吸附金的煤焦炭燃烧而得到的炭灰即叫载金炭灰。 (3)膏:是用混提金法得到的一种金合金。膏中除含金(一般为30%~40%)、外、有时还搀杂一些矿砂。 (4)重砂:又名毛金,是用重选法得到的富含金的物料。重砂中除含金外,首要还含有黄铁矿、钛铁矿、锆英石、石英等。 (5)含金钢棉:是电积法在阴极上的产品,含有钢棉残留物、铜、锌等杂质。
金的精炼方法
2019-03-06 09:01:40
金的精粹是指除掉金中的杂质、产出纯金的进程。在金提取进程中得到的粗金产品,除金和银之外,还含有不同量的铜、铅、锑、锡、铋或铂、钯等,需通过进一步精粹处理。金精粹的质料是各式各样的,分来自原生资源和再生资源,化学成分动摇较大。金的精粹办法有火法熔炼法、化学法、溶剂萃取法、电解精粹法。
一、火法熔炼法
火法熔炼法也称为坩埚熔炼法,是别离和提纯金的陈旧办法。有共熔法、食盐共熔法、硝石氧化熔炼法、氯化熔炼法等。由于劳动强度大、环境条件差、出产功率低、产品纯度不高以及原材料耗费大等,因此近代已很少运用。
二、化学精粹法
化学精粹法是选用化学办法除掉杂质以提纯金,首要用于某些特殊质料或特定的流程中。例如,有浓硫酸浸煮法、硝酸分银法、分金法、草酸复原精粹法等。有时也作为电解精粹前的一种预处理法。
三、溶剂萃取法
溶剂萃取法是为习惯电子工业对金纯度越来越高的要求而开展起来的。从20世纪60年代以来开展很快,1971年加拿大世界镍公司阿克纯(Acton)精粹厂用二丁基卡必醇(dibutyl Carbito,全称为二乙二醇二丁醚,简称DBC,分子式C12H26O3),从氯化物溶液中萃取金。1980年该厂又用二丁基卡必醇、二异辛基硫醚和磷酸三丁酯接连萃取别离金、铂、钯,取得纯度99.99%的制品金。1983年我国金川有色金属公司冶炼厂也功地投产二丁基卡必醇萃取别离金、铂、钯的工艺。上海冶炼厂和邵阳冶炼厂相继运用仲辛醇从铜阳极泥的氯化物溶液中萃取别离金。萃取法提纯金的功率较高、习惯性较强、工序和返料少、产品纯度高、出产周期较短。现在工业上萃取用的原液,多为金与铂族金属的混合溶液,金在溶液中均以金氯酸根方式存在。为确保有较高的经济效益,工业上溶剂萃取法所用的含金原液的金浓度一般为1~10g/L之间。
金的萃取剂品种许多,包含中性、酸性或碱性有机溶剂,如醇类、醚类、酯类、胺类、酮类、含磷和含硫有机试剂均可作为金的萃取剂。金与这些有机萃取剂能构成安稳的合作物并溶于有机相,这就为Au3+的萃取别离提供有了利条件。但由于与金伴生的一些元素往往会与金一道萃取进入有机相,然后降低了萃取的选择性;加之金的合作物较安稳,要将它从有机相中反萃出来比较困难。因此,在金的萃取别离和反萃取方面展开了很多的研讨与开展作业。除了上述的二丁基卡必醇、二异辛基乙酰胺(N503)、、异癸醇、混合醇、与长碳链的脂肪醚、磷酸三丁酯与十二烷的混合液、磷酸三丁酯与的混合液等从氯化物溶液中萃取别离与金铂族金属的作业。关于从碱性溶液、硫代硫酸盐溶液以及酸性溶液中萃取别离金,则首要重视于有机磷类、胺类以及石油亚砜类萃取剂。
四、电解精粹法
此法是现在金的首要精粹办法,其特点是劳动条件好,操作安全,出产功率高,原材料耗费少,产品纯度高和安稳,并能归纳收回铂族金属。一般金泥熔炼产出的金、银合金和经电解银后得到的含金阳极泥,均需进一步富集和精粹。例如,银电解后所得的阳极泥一般含金25%~45%,通过富集使含金达85%以上,再用电解法精粹得出纯金产品。富集办法有硝酸蒸煮法和加银电解法。前者是运用金在硝酸中的不溶性,使金与其他金属别脱离;后者是在银电解阳级泥中配入一些银粉,铸成含金35%左右的银阳极,再进行电解。加银电解产出的阳极泥含金可达90%,铸成粗金阳极进行了金电解精粹。
金电解精粹是以粗金作阳极,用纯金片作阴极,用金的氯化合作物水溶液和游离作电解液,金的电解精粹进程能够近似地表明为:
阴极(纯金)∣HCl,HAuCl4,H2O∣阳极(粗金)
金电解精粹常选用非对称脉动电流或选用直流电周期反向电解的办法,以消除阳极钝化。由于电解精粹时银溶解后当即会与电解液中的氯离子作用,生成氯化银附着在阳极上,形成阳极钝化。金电解精粹分出的阴极金,经洗刷处理后,熔铸成分量11~13kg的金锭产品。在金电解精粹时,贵金属锇、铱、铑、钌进入阳极泥,铂和钯进入溶液,可别离进行收回。金电解精粹的一般技能条件为:电解液含AuCl3250~500g/L,HCl150~200g/L,电解液温度50~70℃,阴极电流密度400~700A/m2,槽电压0.4~0.8V,同极中心距80~120mm,沟通与直流的电流强度比为(1.5~2.0)∶1,阴极电流功率95%。金电解槽用耐酸材料制成,为避免含金溶液的漏损,在电解槽外需有保护套槽。
为满意电子工业的特殊需要,例如运用含金纯度高达99.999%(5N)的金及其合金材料作内引线和球焊料等,能够选用二次电解精粹的办法制备出5N高纯金,不只除杂质的作用好,并且处理流程短、操作简洁。
原铝的精炼
2019-03-04 16:12:50
现代大型预焙电解槽产出的原铝纯度有所进步,可直接产出特一号铝,但铝含量也只抵达99.8%。有些部门对铝的质量要求很高,如无线电器材、照明反射镜、纶出产反响器、储酸罐、食物包装材料等方面要求铝含量大于99.97%~99.996%的精铝;有的时分还要99.999%(5N)的高纯铝和99.999%(6N)以上的超纯铝。这就要对原铝进行精粹。
从电解槽中取出的铝液保温静置几小时让固体夹杂物(氧化铝、炭和等)和夹藏的融盐充沛与铝液分层,然后通入氮气和的混合气(90%N2+10%Cl2),除掉悬浮的氧化物、碳化物及溶解的气体。钠、镁、锂、钙等生动金属一起也被除掉,得到工业铝。电工用的铝,还要用含硼的合金来处理,以除掉那些严重影响电导率的杂质元素(如钛、钒、锆)。
精铝通过原铝精粹取得,精粹的办法有三层液融盐电解法、凝结提纯法及有机溶液电解法。常用三层液融盐电解法。高纯铝则要用精铝通过区域熔炼才干得到。
一、三层液电解精粹
1901年Hoopes创造的三层液电解法因精粹体系由三层熔体组成而得名。阳极熔体由待精粹原铝和加剧剂(30%Cu+70%Al)组成,它的密度大(3.3~3.7g/cm3)而居基层;中间为密度2.6~2.8g/cm3的电解质(氟化物或氯氟化物);最上层为精粹所得的精铝,密度为2.3g/cm3,它与石墨阴极相触摸,成为实践阴极。
(一)三层液电解精粹的原理
三层液电解精粹是使用阳极可溶的溶体进行电化学冶金的进程。阳极合金中的铝失掉电子,进行电化学溶解,为成Al3+、Na+、F-、Cl-、AlF3-6、AlF-4的电解质,在外加是电压的推进下抵达阴极,Al3+又在阴极上得到电子而不定时原成铝。即:
在阳极 Al(合金)-3e→Al3+
在阴极 Al3++3e→Al(液)
在阳极,比铝更正电性的杂质Fe、Ca、Si等不发生电化学溶解,留在阳极合金中;比铝更负电性的杂质进入电解质,如Na2+、Ca2+、Mg2+等不能在阴极上分出,留于电解质中,然后抵达精粹的意图。假如电解质自身含比铝更正电性的杂质,就会在阴极上分出,因而电解质应选用纯的质料,并在母液槽中进行预电解铲除比铝更正电性的杂质。
电解进程中,铝在阳极溶解、阴极分出。这个电化学进程理论上为齐型电池,只耗费很少的电能(0.04~0.045V)。因为存在显着的浓差极化(0.35~0.40V),再加上为了避免阳极原铝分散到阴极下降了阴极铝的纯度而进步电解质水平,电解质压降很大,就需求5.5V的槽电压。此外电解进程中没有气体发生,也没有阳极效应。
(二)三层液电解精粹的阳极合金
三层液电解精粹对阳极合金的要求为:熔融合金的密度应大于电解质的密度;合金的熔点要低于电解质的熔点;铝在合金中的溶解度要大,合金元素应该比铝更正电性。
工业上用铜作阳极合金,当合金中的铜含量达33%~45%时,溶点为550~590℃,密度为3.2~3.5g/cm3,彻底能够满意上述要求。假如阳极合金中的铝含量下降至35%~40%时,合金的熔点会急剧升高,高于料室温度时就凝结(料室温度比槽内低30~40℃)。有必要定时向槽内补加原铝。
(三)电解质
三层液电解精粹对电解质的要求为:熔融电解质的密度应介于阳极合金与精铝的之间;电解质中不含比铝更正电性的元素;导电性能好,熔点不宜过火高于铝的溶点,蒸发性小,不吸水也不水解。现在工业电解质有两大类:氟氯化合物和纯氟化合物。
两类电解质的NaF/AlF3摩尔比对熔体的初晶点、密度、电导率都有影响。氟氯化合物电解质的最低熔点在NaF/AlF3摩尔比为1.8邻近。在工业使用范围内,其熔点和密度都比纯氟化物的低,但电导率稍差。增加锂盐能够下降电解质的初晶点、进步电导率。氟氯化合物纯氟化合物AlF3 25%~27%AlF3 35%~48%NaF 13%~15%NaF 18%~27% BaCl2 50%~60% CaF2 16% NaCl 5%~8%BaF2 18%~35%
(四)三层液电解精粹的正常作业
三层液电解精粹的正常操作包含:出铝、弥补原铝、增加电解质、整理与替换阴极和捞渣等。关于17~40kA的精粹槽,用真空抬包出铝。操作是先耙去精铝上面的电解质薄膜,将套有石墨筒的吸管刺进精铝层,抽真空汲取精铝。弥补原铝的量接近于出精铝的量,因而出铝后要及时弥补原铝。一般参加液态原铝,拌和阳极合金熔体,使原铝均匀分布。电解时电解质会蒸发和生成槽渣而丢失,需求弥补。一般在出铝后,用专门的石墨管往电解质层中补加电解质溶体,坚持原有的电解质水平。精粹时,石墨阴极底沾有反响生成的Al2O3渣或结壳,电阻增大,需定时(15天)逐一整理。整理时不停电,应赶快操作。跟着电解的进行,阳极合金中的杂质Si、Fe等累积,抵达必定时期就饱满分出大晶粒合金,需求定时清合金渣,坚持阳极合金洁净。
(五)三层液电解精粹的技术参数和经济指标
由表1可见,三层液电解精粹铝的能耗很高,比原铝出产高出3~5kW·h/kg(铝)。首要是为了取得纯度铝有必要进步极距,避免阳极合金分散到阴极。
表1 三层液电解精粹的首要技术参数和经济指标主 要 技 术 参 数经 济 指 标电流强度/kA
槽电压(作业电压)/V
电解质温度/℃
电解质水平/cm
阳极合金水平/cm
阴极铝水平/cm
阳极合金中Cu浓度/%
电流密度/A·cm-220~75
5.5~6.0
760~810
12~15
25~35
12~16
30~40
0.57~0.70原材料耗费量/kg·t-1(铅)
氯化
氟盐(按F计)
石墨
原铝
铜
阴极电流效率/%
电能耗费/kW·h·kg-1(铝)
35~40
16~21
12~13
1020~1030
10~14
96~98
直流17~18
沟通18~19 虽然三层液电解精粹铝的阴极产品坐落最上层,但电解质对阴极有杰出的湿润,构成一层薄膜覆盖住精铝液表面,免遭空气中的氧氧化;电解温度低(750~800℃),比铝的熔点高11℃,铝的溶解量小;极距高(8~12cm);电解液与阴极铝液之间密度差大(0.3~0.4g/cm3),分层清楚,避免了铝的溶解;电解时没有阳极效应,电解质相对平稳,铝的夹藏丢失量显着减小,铝电解精粹的电流效率很高。
二、凝结提纯法
因为三层液电解精粹铝的能耗高,促进了产量大、能耗低的凝结提纯法的研讨。液固两相都互溶的相平衡图指出,彻底互溶的液体在冷凝时,固体和液体的组成是不同的。只要将这种固溶体逐渐冷却,就可将某种组分富集于固相应或液相之中,抵达别离或提纯的意图。凝结提纯法就是使用这一原理来进行的,有定向法、分步提纯法和区域熔炼法三种工艺。
某杂质元素在铝固相中的浓度和液相中的浓度之比叫做分配系数。分配系数小于1的杂质在液相中富集;分配系数大于1的杂质在固相中富集。分配系数等于1的杂质不能在液相或固相中富集。定向提纯法就是通过熔融铝液的冷凝将杂质留在溶液中一起凝结分出较纯的铝,较纯的铝再进行熔融后冷凝就可得到高纯铝。明显定向提纯法只能除掉分配系数小于1的杂质。
分步提纯法就是先在溶融铝中参加硼,使某些杂质(分配系数大于1的杂质)和硼构成不溶于铝液的硼化物沉渣,弄清别离出铝液,再进行定向凝结提纯。分步提纯法得到的铝既除掉了分配系数大于1的杂质,又除掉了分配系数小于1的杂质,得到更纯的铝。
区域溶炼法就是将铝锭进行部分溶化定向提纯,通过屡次定向提纯,杂质富集于两头,切除端部后就得到纯铝。区域熔炼法既除掉了分配系数大于1的杂质,又除掉了分配系数小于1的杂质,得到更纯的高纯铝。
三、有机溶液电解法
有机溶液电解法就是用与的合作物作电解质、原铝作阳极、纯铝作阴极,在100℃以下电解。得到高纯铝,电流效率达99%,槽电压为1~1.5V,得到的高纯铝用酸浸洗后在高纯石墨坩埚中熔化,铸成条锭。有机溶液电解法的能耗比三层液电解精粹铝的能耗低得多。
有机溶液电解法还处于工业试验阶段,首要的问题是阳极泥接受、电解槽加热、保温文电解质用氮气维护。
钴的电解精炼
2019-01-24 09:36:35
金川公司采用可溶阳极和阴极隔膜电解法生产电钴。生产使用12个电解槽,规格为2060mm×790mm×860mm,使用2个槽造液。电解液为氯化物体系,阴极新液的化学成分列于表1。
表1 钴电解新液的成分 (g∕L)钴电解时的主要技术条件如下:
阳极规格及片数: 500mm×230mm×40mm,每槽22块
同极中心距: 180mm
始极片规格及片数: 540mm×520mm,每槽10块
电解温度: 55~65℃
电流密度 300~400A∕m2
槽电压: 1.6~2.2V
电解液循环量: 16~220ml∕(min·袋)
阴阳极区液面差: 30~50mm
阴极周期: 3天
钴电解阳极液的成分:阳极液和造液一起进行净化除杂,然后作为阴极新液返回电解。主要除杂作业为除镍、除铜、除铅和除铁。净化除杂的主要工艺条件列于表2。
表2 电解钴阳极液除杂主要工艺条件净化渣压滤除去,含钴铁渣返回与镍系统钴渣一起进行浆化、还原溶解。经过净化处理,溶液达到生产电钴的阴极液的要求,即:Co>100g∕L,Fe<0.001g∕L,Cu≤0.003g∕L,Pb≤0.0003g/L,Zn≤0.007g∕L。
火法炼铜(五)
2019-03-05 09:04:34
(3)操作技能条件主要有电流密度、电解液组成、添加剂等。电流密度250-350A/m2,添加剂主要有明胶、、干酪素、等。我国工厂实践条件列于表5。出产出的电解精铜纯度可达99.9%以上,我国电解铜国家标准见表6。堆积于电解槽底的阳极泥定时清出,供提取金、银、硒、碲等有价金属。表5 铜电解技能条件工厂12345电解液组成/(g/L) Cu45~5540~4835~4540~4542H2SO4165~185175~210160~190150~170190电流密度/(A/m2)320~330240~250190~230250240温度/℃62~6760~6858~6266~68>60同极距/mm758010085105阳极寿数/d1315241824阴极寿数/d455612直流电耗/(kWh/t)270260260230230表6 电解铜化学成分(GB467-82)铜档次代号Cu+Ag(>)杂质化学成分/%(AsSbBiFePbSnNiZnSP总和一号铜Cu-199.950.0020.0020.0010.0040.0030.0020.0020.0030.0040.0010.05
阳阴极在电解槽中衔接方法为槽间串联,槽内一切阳极并联,阴极并联。用钦材替代铜作母板出产始极片在我国许多工厂得到推广应用,同原用铜母板比较,用钦板出产始极片制品率由50%提高到90%,始极片剥离也较简单。因为钦的密度为4.54g/cm3,比铜的8.9g/cm3低,减轻了劳动强度。
火法炼锑
2019-01-04 11:57:10
火法炼锑
(1)挥发焙烧一还原熔炼。赫氏炉或直井炉挥发焙烧,常用于处理品位为10%~18%的块状单一硫化锑矿。回转窑常规挥发焙烧,多用于处理含锑10%~20%的块矿和重选及浮选精矿的混合料。回转窑闪速挥发焙烧,可用于处理含锑50%~60%的硫化锑精矿,焙烧烟气含二氧化硫8%~12%,可制硫酸。 (2)挥发熔炼-还原熔炼。鼓风炉挥发熔炼通常用于处理含锑30%~50%的硫化锑矿或混合矿,并可处理泡渣、生锑渣等炼锑的中间产物。处理粉矿时,须先制团或制粒。此法对原料适应性强,除产出氧化锑外,还产少量粗锑和锑锍,能富集贵金属以利回收。渣含锑0.8%~1.4%,烟气含二氧化硫0.3%~0.8%,经处理达到标准后排放。旋涡炉挥发熔炼用于处理含锑60%~65%,含铅和砷不高于0.5%的硫化锑精矿,渣含锑0.5~1.5%。 挥发焙烧和挥发熔炼所产氧化锑,经反射炉还原熔炼产出粗锑,含锑96%~97%。氧化锑达到锑白质量要求时也可作商品出售。
铝青铜的精炼
2019-05-30 18:20:37
一、 铝青铜因为铝合金在冶炼和浇注时铝易氧化,使铸件发作氧化夹渣,铝青铜液及易吸氢,使铸件构成气孔,体积缩短和线缩短都很大,易发作会集缩孔、且缩孔伸而细。铝青铜线缩短很大(2.49),且长运用冷铁金属型,缩短阻力大或型芯让步型差,浇注温度过高或合金中含铁过高级,易使大型铸件壁厚薄衔接处或内浇口邻近发作裂纹,因此在铝青铜铸造时,有必要环绕易氧化和缩短大的特色,采纳技术和精粹剂的运用,一起留意裂纹和吸气问题。适用于,铝青铜、高镍的镍铝青铜、铬青铜、硅青铜。此产品适用于铝及铝合金的掩盖与精练,使金属液与炉气阻隔,避免氧化,蒸腾,吸气。去除金属液中的杂质,具有保温脱硫作用。二、应用范围此产品适用于铝及铝合金的掩盖与精练,使金属液与炉气阻隔,避免氧化,蒸腾,吸气。三、精粹原理反响式如下其精粹原理是,使用其间的主要成分NaNO3,石墨均不与AI发作化学反响,而在高温下本身热能生成不熔于铝合金液的气体 N2、CO2、NO等来起精粹净化作用。反响原理如下:NaNO3+C → NaCO3+N2↑+CO2↑380℃NaNO3 → Na2O+NO↑反响后发作的N2、NO、CO2气体对人体和环境都无腐蚀刺激作用,其精粹作用也好,精粹温度为690—720℃,精粹时刻为5—12min停止时刻为5—8min.四、使用说明及用量:1、运用量为炉料总重量0.2%----0.7%,分2---3次用钟罩压入熔池中心离坩埚底100—150mm的深处,每份不超越总重量的30%,每次精粹时刻为3—5min,总精粹时刻为8---15 min。2、第二种的精粹办法的参加量为炉料的总重量的0.4%---0.7%左右,合金液的精粹温度为730----750℃,精粹时刻为12—15min,停止时刻为10--12 min.
精炼
2019-01-04 13:39:38
凡是除去杂质得到纯金属的过程都叫金属提纯。精炼就是粗金属除杂质的提纯过程。冶炼获得的粗金属都含有一些杂质,例如:粗铜一般纯度为98.5%~99.5%,其中主要杂质为铅、锌、砷、锑、铋、金、银等;粗铟纯度一般为96%~99.5%,其中主要杂质为镉、铅、铝、锌、锡、铜、铁等。杂质的存在严重影响了金属的机械物理性能和化学性质,不适宜工业用途,特别是高端料学技术的发展,要求高纯度的金属,故必须加以精炼将杂质除去。另外许多粗金属中含有贵金属及稀有元素,粗金属精炼,不仅可以得到纯金属,而且能综合回收这些贵金属和稀有元素。精炼的方法很多,不同的精炼方法获得不同纯度的金属。根据杂质和金属的不同特性,以及工业上对金属纯度的要求,有火法精炼、电解精炼、热电离法,萃取法离子交换法等。