有色概論

1. 冰銅熔煉煉分那兩個(gè)階段？并寫(xiě)出各個(gè)階段的主要反應(yīng)。第一階段：造渣期，主要進(jìn)行FeS的氧化和造渣反應(yīng)；FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + SiO2 = 2FeOSiO2 在吹煉的第一周期，銅锍中的FeS與鼓入空氣中的氧發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，生成FeO和SO2氣體。FeO與加入的石英熔劑反應(yīng)造渣，故又叫造渣期。造渣期完成后獲得了白锍(Cu2S)，繼續(xù)對(duì)白锍吹煉，即進(jìn)入第二周期。 第二階段：造銅期，Cu2S +1.5O2 = Cu2O + SO2 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2 主要進(jìn)行Cu2S的氧化及Cu2S和Cu2O的相互反應(yīng)，最終獲得粗銅。 造渣期根據(jù)情況加入冰銅和石英溶劑，并間斷地排放爐渣。造銅期無(wú)需加溶劑，不產(chǎn)出爐渣。冰銅熔煉法：傳統(tǒng)熔煉法：鼓風(fēng)爐熔煉 反射爐熔煉 電爐熔煉法 現(xiàn)代熔煉法: 熔池熔煉法 漂浮熔煉法 漂浮熔煉法： 閃速爐熔煉（奧托昆普法 印柯法） 基夫賽特法決定反射爐生產(chǎn)率最主要的因素是什么？爐氣和溫度鼓風(fēng)爐從上至下分為 預(yù)熱區(qū) 焦點(diǎn)區(qū) 本床區(qū)密閉鼓風(fēng)爐有矩形和橢圓形兩種，大爐子均為矩形斷面。爐料的偏析和爐氣分布不均勻，從而破壞了爐氣與爐料間、爐料相互間的良好接觸，妨礙了多相反應(yīng)的迅速進(jìn)行，不利于硫化物的氧化和造渣反應(yīng)。這是密閉鼓風(fēng)爐的床能率和冰銅品位低的根本原因。造锍反應(yīng)： FeS + Cu2O = FeO + Cu2S 一般說(shuō)來(lái)，在熔煉爐中只要有FeS存在，Cu2O就會(huì)變成Cu2S ，進(jìn)而與FeS形成锍。這是因?yàn)镕e和O2的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cu和O2的親和力，而Fe和S2的親和力又小于Cu和S2的親和力。造渣反應(yīng)： 爐料中產(chǎn)生的FeO 在有存在時(shí)，將按下式反應(yīng)開(kāi)成鐵橄欖石爐渣：2FeO + SiO2 = （2FeOSiO2） 硫化物的氧化和造渣反應(yīng)是放熱反應(yīng)。利用這些熱量可以降低熔煉過(guò)程燃料消耗，甚至可實(shí)現(xiàn)自熱熔煉。 此外，爐內(nèi)的Fe3O4在高溫下也能與FeS和SiO2作用生成爐渣。3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeOSiO2) + SO2濕法煉銅主要方法有哪些？適合處理哪些物料？1、 焙燒-浸出凈化-電積法 用于處理硫化銅精礦2、 硫酸浸出-萃取-電積法 用于處理氧化礦，尾礦，含銅廢礦，復(fù)合礦3、 氨浸-萃取-電積法 用于處理高鈣鎂氧化銅礦或硫化銅礦的氧化砂粗銅精煉的目的：1、 除去銅中的的雜質(zhì)，提高純度，使銅含量在99.95%以上；2、 從銅中分離回收有價(jià)元素，提高資源綜合利用率，從銅精煉的副產(chǎn)品中回收金、銀，是貴金屬的重要生產(chǎn)途徑。 粗銅精煉方法：1、火法精煉 2、先火法精煉除去部分雜質(zhì)，再澆注成陽(yáng)極，進(jìn)行電解精煉火法精煉過(guò)程：1、氧化過(guò)程銅中有害雜質(zhì)的除去 2、還原過(guò)程銅中氧的排除火法精煉的產(chǎn)物：陽(yáng)極銅、精煉爐渣、煙氣和煙塵。銅電解和電積的區(qū)別：寫(xiě)出各自的電極反應(yīng)相同點(diǎn)：1、電解和電積都是提取銅的工藝 2、陽(yáng)極都是析出銅3、陰極板相同不同點(diǎn)：1、陽(yáng)極板不一樣2、陽(yáng)極反應(yīng)不一樣3電積、電解技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不一樣煉銅的原料：1、銅的礦物、礦石與精礦 2、再生銅原料閃速爐結(jié)構(gòu)、爐型：閃速熔煉按不同的工作原理可分為兩種基本形式： 1.精礦從反應(yīng)塔頂垂直噴入爐內(nèi)的奧托昆普閃速爐（圖5.1）； 2.精礦從爐子端墻上的噴嘴水平噴入爐內(nèi)的印柯閃速爐 奧托昆普型的閃速爐由反應(yīng)塔、沉淀池和上升煙道三部分組成。銅電解精煉電極反應(yīng)： 陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極上進(jìn)行的是銅和一些雜質(zhì)的氧化反應(yīng) 陰極反應(yīng) 陰極上進(jìn)行的是銅的還原反應(yīng)。電解銅過(guò)程中陽(yáng)極雜質(zhì)分類：第一類：正電性金屬和以化合物形態(tài)存在的元素 第二類：在電解液中形成不溶性化合物的Pb和Sn 第三類：負(fù)電性金屬Ni、Fe、Zn。 第四類：電位與銅相近的As、Sb和Bi。反應(yīng)工程中雜質(zhì)行為：1、負(fù)電性雜質(zhì)在陽(yáng)極離解，陰極不析出 2、電中性雜質(zhì)在陽(yáng)極溶解，陰極析出 3、正電性雜質(zhì)不溶解而進(jìn)入陽(yáng)極泥。細(xì)菌浸出的作用:1、直接氧化 氧化鐵硫桿菌為取得維持生命的能源而將礦石中的低價(jià)鐵和硫氧化成高價(jià)，氧化過(guò)程中破壞了礦石的晶格，使礦石中的硫化物變?yōu)榱蛩猁}而轉(zhuǎn)入溶液中。 CuFeS2 + 4O2 = CuSO4 + FeSO4 Cu2S + H2SO4 + 5/2O2 = 2CuSO4 + H2O 2、 間接催化 細(xì)菌在有氧和硫酸存在的條件下起催化作用，將Fe2+氧化成Fe3+ 細(xì)菌生活條件：細(xì)菌為自養(yǎng)性的，即生活在無(wú)機(jī)物中，當(dāng)環(huán)境是PH=1.53.5，T=2540（最佳為35）充足的氧和避光都可產(chǎn)生細(xì)菌，菌液大量存在于硫化礦的酸性水中，可進(jìn)行專門培育以補(bǔ)充不足。鎳 冰鎳吹煉分為吹煉和精煉兩個(gè)階段，吹煉得到高冰鎳（Ni3S2和Ni）吹煉的目的是除去冰鎳中大部分的硫和鐵；精煉的目的是使殘留的鐵和鈷氧化造渣，使富冰鎳提高為高冰鎳冰鎳吹煉為什么得不到金屬鎳？答：因?yàn)榻饘冁嚭脱趸嚨娜埸c(diǎn)都很高，空氣吹煉放出的熱量不足以維持如此高的爐溫，所以吹煉過(guò)程中只能得到高冰鎳而不是金屬鎳。煉鎳最終產(chǎn)品：純鎳類（電鎳、鎳丸、鎳塊、鎳錠、鎳粉等）和非純鎳類（燒結(jié)氧化鎳、鎳鐵等） 。高冰鎳分離的方法：分層熔煉法、鹽酸浸出法、磨浮分離法使硫化鎳和硫化銅分離鎳電解精煉特點(diǎn)：1、隔膜電解（把陰極放在隔膜布袋內(nèi)與陽(yáng)極分開(kāi)，袋內(nèi)純凈電解液高出袋外液面50-100mm，以保證陰極室內(nèi)電解液的純度）2、電解液低酸性 3、深度凈化 4、造液電爐熔煉的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)A、熔池溫度易于調(diào)節(jié)，并能獲得較高的溫度，可處理含難熔物較多的物料，爐渣易于過(guò)熱，有利于四氧化三鐵的還原，渣含有價(jià)金屬較低。 B、爐氣量較小，含塵較低。完善的電爐密封，可提高煙氣二氧化硫濃度，并可加以利用。C、對(duì)物料的質(zhì)量適應(yīng)范圍大，可以處理一些雜料、返料。 D、容易控制，便于操作，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 E、爐氣溫度低，熱利用率達(dá)4560%，爐頂及部分爐墻可以用廉價(jià)的耐火粘土磚砌筑。 缺點(diǎn)A、電能消耗大，電費(fèi)較高時(shí)，加工費(fèi)高。 B、對(duì)爐料含水分要求嚴(yán)格（不高于3%）。C、脫硫率低（1620%），處理含硫高的物料時(shí)，應(yīng)在熔煉前采取必要的脫硫措施。 冰銅與冰鎳的區(qū)別：冰鎳為熔有金屬硫化物熔體。金屬化程度達(dá)到50%，鎳、鐵、硫總重量超過(guò)95%。鉛火法煉鉛的三種方法：焙燒還原熔煉、反應(yīng)熔煉、沉淀熔煉選用高CaO渣型對(duì)降低渣含鉛是有利的；處理高鋅爐料應(yīng)在焙燒時(shí)盡量脫硫，并按高鐵渣型配料。爐料中含鎳和鈷高時(shí)，熔煉產(chǎn)物中應(yīng)有黃渣產(chǎn)出。氧化還原熔煉的產(chǎn)物有 ：粗鉛 、砷冰銅、鉛冰銅、爐渣粗鉛火法精煉流程：粗鉛精煉除砷、銻、錫有氧化精煉和堿性精煉兩種方法：氧化精煉是借助于空氣的氧對(duì)雜質(zhì)的氧化造渣除去；堿性精煉則是利用硝酸鈉（NaNO3 )做氧化劑將雜質(zhì)氧化造渣除去。分離As、Sb、Sn后的粗鉛開(kāi)始變軟，所以將除As、Sb、Sn的粗鉛精煉稱為軟化精煉，精煉后的鉛稱為軟鉛。所謂堿性精煉：是加堿于熔融粗金屬中，使氧化后的雜質(zhì)與堿結(jié)合成鹽而除去的火法精煉方法。鉛的電解精煉：是以陰極鉛鑄成的薄極片作陰極，以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單火法精煉的粗鉛作陽(yáng)極，裝入硅氟酸和硅氟酸鉛水溶液組成的電解液內(nèi)進(jìn)行電解的過(guò)程。什么是直接煉鉛？?jī)?yōu)點(diǎn)？PPT直接煉鉛是利用硫化鉛精礦粉料在迅速氧化過(guò)程中放出大量的熱，將爐料迅速融化，產(chǎn)出液態(tài)鉛和熔渣，同時(shí)產(chǎn)出少量的SO2濃度的煙氣，使硫得以回收的冶金過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，能耗低，環(huán)保效果好缺點(diǎn)：投資龐大。未來(lái)的鉛冶煉企業(yè)一定會(huì)朝著高冶煉強(qiáng)度、全自動(dòng)化、高密封、生產(chǎn)連續(xù)化的方向發(fā)展。另外，濕法煉鉛也將有所進(jìn)展。粗鉛精煉除銅有熔析和加硫兩種方法：初步脫銅用熔析法，深度脫銅用加硫法。QSL直接煉鉛氧化熔煉的特點(diǎn)鋅鋅用途：世界上鋅的全部消費(fèi)中大約有一半用于鍍鋅，約10用于黃銅和青銅，不到10用于鋅基合金，約7.5用于化學(xué)制品。硫酸鋅焙燒目的：火法煉鋅廠的焙燒是純粹的氧化焙燒，火法煉鋅廠的焙燒是純粹的氧化焙燒。濕法煉鋅： 1)盡可能完全地氧化金屬硫化物并在焙砂中得到氧化物及少量硫酸鹽(34%SSO4)，實(shí)行部分硫酸鹽化焙燒，焙砂中少量硫酸鹽以補(bǔ)償浸出與電解循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失； 2)在焙燒時(shí)盡可能少地得到鐵酸鋅； 3)使砷與銻氧化并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去； 4)得到SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸；在濕法煉鋅過(guò)程中，鋅焙砂中性浸