粗铅火法精炼课件.pptVIP

铅的性质用途生产工艺流程 铅需要经过精炼才能被广泛地使用。 精炼的目的一是除去杂质；二是回收贵金属，尤其是银。 我国现行的精铅国家标准：GB/T469-1995: 粗铅精炼有火法和电解两种方法。 粗铅精炼的原料有三类： 第一类是铅熔炼或铅锌冶炼产出的粗铅，俗称矿产粗铅（简称矿铅）； 第二类是再生铅； 第三类是锡冶炼副产粗铅。 除铜 氧化精炼虽然设备简单，操作容易，投资少；但其缺点是铅的损失大，直接回收率低，作业时间长，劳动条件差，燃料消耗高，精炼后残锑高，故很少采用。 碱性精炼的主要优点是作业可在较低温度下进行，金属损失小，燃料消耗少，操作条件好，终点产品含砷、锑、锡比较低，试剂NaOH和NaCl可部分再生；缺点是过程所产生的各种碱渣处理比较麻烦，试剂消耗大。目前大多数精炼厂采用碱性精炼除砷、锑、锡。 碱性精炼 广而言之，所谓碱性精炼是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。 粗铅碱性精炼的实质是使粗铅中杂质氧化并与碱造渣而与铅分离，但该过程可以在比氧化精炼较低温度（400～450℃）下进行，且氧化剂主要不是空气而是硝石（NaNO3） 其原理是利用杂质元素As、Sb、Sn对氧的亲和力大于主金属铅，从而优先将As、Sb、Sn氧化为高价氧化物，然后它们再与NaOH形成相应的钠盐从而与铅分离，其反应速度快，进行得完全， As、Sb、Sn等杂质在铅中的残留量都比较低。 往粗铅中加入硝石后，硝酸钠熔于熔体中，在450℃的高温下分解析出O2： 2NaNO3==Na2O+N2↑+2.5O2 ↑ 由于上述反应，最终进入碱性精炼渣中的铅较少。此外过程中还要加入食盐，虽然它不起化学反应，但是提高了NaOH对杂质盐的吸收能力，所以能降低炉渣的熔点和粘度，减少NaNO3的消耗。每除去1kgSn、As、Sb消耗的各种试剂量列于下表。 由于铅的电化当量比较大，标准电极电位又较负，给粗铅电解精炼创造了有利的条件。 电解精炼是利用阳极中不同元素的阳极溶解或在阴极析出难易程度的差异来提纯金属的，其基本原理是以电化学基础理论为依据。粗铅电解的电化学体系如图所示。 1、电极反应过程 铅电解精炼时属于下列的电化学系统： Pb(纯)|PbSiF6，H2SiF6，H2O|Pb(含杂质) 从电化系统分析，阴极上放电反应可能有： Pb2+ + 2e = Pb 2H+ + 2e = H2 但因氢比铅的放电电位要负得多，故在正常情况下只Pb2+放电，而无H+放电。 在阳极上可能进行下列三个反应： Pb – 2e = Pb2+ 2 - 2e = H2O + 1/2O2 SiF62- - 2e = SiF6 由于OH-和SiF62-在阳极的电极电位比铅正，所在阳极上只有铅的溶解。 2、铅电解精炼时杂质的行为 在粗铅阳极中，通常含有金、银、铜、锑、砷、锡、铋等杂质，杂质在阳极中除以单质存在外，还以固溶体、金属间化合物、氧化物、硫化物等形态存在。阳极中的杂质在电解过程中的行为是很复杂的，按其标准电位可将阳极中的杂质分为三类： 第一类杂质金属能与铅一道从阳极溶解进入电解液，由于其析出电位较铅负，故在正常情况下不会在阴极上放电析出。由于这些杂质在粗铅中含量很小，且在火法精炼过程中很易除去，所以一般情况下不会在电解液中积累到有害的程度。第二类杂质在电解熔炼过程中基本上不溶解，从而在阳极表面上形成阳极泥层。 * * * 铅的性质 铅是最软的重金属，也是比重较大的金属之一，延展性良好，易与其他金属形成合金。铅最大的特性是能吸收有效射线，如X射线和γ射线等。常见的化合价+2、+4。 铅的主要物理性质 ????密度(20℃)????????????11.68????g／cm3 ????熔点?????????????????327.4????℃ ????沸点?????????????????1750?????℃ ????平均比热(0℃?～100℃)??129.8?????J／(kg·K) ????熔化热?????????????????4.98????kJ／mol ????汽化热????????????????178.8????kJ／mol ????热导率(0℃～100℃)???????34.9???W／(m·K) ????电阻率(20?℃)???????????20.6???μΩ·cm ? 铅的主要化学