9.2熔析精炼.ppt

* 第九章 粗金属的火法精炼 本章介绍了粗金属精炼常用的各种方法及其原理，主要要点包括： 1. 熔析精炼； 2. 萃取精炼； 3. 区域精炼； 4. 金属蒸馏精炼； 5. 氧化精炼（可参看氧化反应）； 6. 硫化精炼（可参看硫化矿冶金）； 本章要点 第九章 粗金属的火法精炼 9.1 粗金属火法精炼的目的、方法及分类 9.2 熔析精炼 9.3 萃取精炼 9.5 金属的蒸馏过程 9.4 区域（带熔）精炼 9.6 氧化精炼 9.7 硫化精炼 主 要 内 容 第九章 粗金属的火法精炼 目的 火法精炼的步骤 精炼方法的分类 得到尽可能纯的金属； 提取金属中无害的杂质，因它们有使用价值，如从铅中回收银。 使均匀的熔融粗金属中产生多相体系(如金属—渣，金属—金属，金属—气体)； 把上述产生的各两相体系用物理方法分离。 物理方法，如区域熔炼、熔析精炼、蒸馏等； 化学方法，如化学萃取、氧化精炼、硫化精炼、卤化精炼等。 9.1 粗金属火法精炼的目的、方法及分类 第九章 粗金属的火法精炼 定 义 定 义 定 义 应 用 步 骤 所谓熔析，是指熔体在熔融状态或其缓慢冷却过程中，使液相或固相分离。在冷却金属合金时，除了共晶组成以外，都会产生熔析现象。 熔析现象在有色金属冶炼过程中却广泛地应用于精炼粗金属，例如粗铅熔析除银、粗锌熔析除铁除铅、粗锡熔析除铁等。 除了精炼粗金属外，也有其他一些冶金过程以熔析现象作为基础的分层冶炼，例如铜镍冰铜的分层熔炼。 使在均匀的合金中产生多相体系(液体+液体或液体+固体）。产生多相体系可以用加热、缓冷等方法。 由第一步所产生的两相按比重不同而进行分层。如果分层为二液相则分别放出；如果分层为固体和液体，则利用漏勺、捞渣器等使两相分离。 9.2 熔析精炼 第九章 粗金属的火法精炼 图9-1 简单共晶体系 在均匀合金中产生多相的方法有下列两种： 以上两种方法都是在不恒温的情况下进行的！ 2 结晶 将粗金属缓缓冷却到一定温度，熔体中某成分由于溶解度减小，因而成固体析出，其余大部分熔体仍保持在液体状态，借此以分离金属及其所含杂质。 也有这种情况，在冷却粗金属熔体时，并不出现固体，而是出现另一独立的液相，它与原来的熔体分层。如粗锌分离铅即是如此。 1 熔化 将粗金属缓缓加热到一定温度，其中一部分熔化成液体，而另一部分仍为固体，借此将金属与其杂质分离。如图9-1所示，A(纯金属)与B(杂质)形成简单共晶体系，其共晶成分为a。设将粗金属b加热到共晶温度时，就会出现共晶成分的液相，而杂质B则留在固相内。因此经过熔析处理，粗金属b内杂质B的组成由6％降到 a％。 第九章 粗金属的火法精炼 粗金属的熔析精炼过程是以状态图为基础的。现以粗铅熔析除铜为例说明。 铅精炼的第一步是用精炼锅撇渣法除铜。Cu-Pb原相图示于图9-2。该系有一低熔点共晶，此时99％以上的铅以液态与固体纯铜相平衡。尽管粗铅含铜少于1％，但铜的大部分仍可通过缓慢地冷却铅水到450—350℃ ，富铜渣便浮于铅水表面而被除去。 图9-2 Cu-Pb二元系的平衡状态图 第九章 粗金属的火法精炼 9.3 萃取精炼 在熔融粗金属中加入附加物，此附加物与粗金属内杂质生成不溶解于熔体的化合物面析出。例如粗铅加锌除银，粗铅加钙除铋精炼等，都是此类方法的应用。 现以铅水加锌除银的帕克斯法来加以阐明。锌极易与银化合而生成不溶于铅水的锌银化合物。该方法在约500℃时向粗铅中加入足够量的锌(达2％重量)，搅拌铅水并使其稍许冷却则在熔池上形成富银渣壳，该渣壳除含银和锌外，含铅可达70％。 在实际操作中，常采用分两批加锌的两段脱银法。精炼过程的第一阶段产出含银很高的渣壳，但在第二阶段却为了尽可能多地从铅水中除去银而使渣壳含有过量的锌。在过程第二阶段形成的这种富锌渣壳可以用于新的一锅粗铅作为帕克斯法第一阶段，所需的添加锌料。 为阐明帕克斯法所涉及的热力学，现举出下列例题。但应指出，由于在过程温度下生成的渣壳实际上也可能是由铅、银和锌的三元合金所组成，而不是夹带铅的银锌化合物。因此，在实际操作中，其组成就可能变得更复杂。 第九章 粗金属的火法精炼 例9-1 一无锌粗铅水，每吨含7．775公斤银，在500℃时加锌除银。今假设其反应产物纯Ag2Zn3，试求除去98％银时每吨粗铅所需添加的锌量? 已知： (γ?Zn)Pb=11，(γ?Zn)Pb=2.3