重有色冶金習(xí)題

1、 銅冶金主要步驟：造锍熔煉、銅硫吹煉、火法精煉、電解精煉。1. 何謂造锍熔煉？造锍熔煉的目的是什么？定義：在1150-1250的高溫下，是硫化銅精礦和溶劑在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，爐料中的銅、硫與硫化亞鐵形成液態(tài)的銅硫。目的：將銅精礦中銅及其他有價(jià)金屬（Ni、Co、Pb、Zn和貴金屬）富集于冰銅中從而達(dá)到與脈石、部分硫鐵的分離。2. 造锍熔煉時(shí)銅在渣中的損失有哪幾種形式？并說(shuō)明原因及降低渣含銅的可采取的措施。損失形式：機(jī)械夾帶、溶解兩種形式。原因：機(jī)械夾帶損失是由于細(xì)顆粒冰銅未能沉降到锍層而夾帶于爐渣中而引起的損失；溶解損失是由于銅的硫化物（Cu2S)及氧化物(Cu2O)溶于FeO爐渣中造成的損失，

2、又分別為物理?yè)p失、化學(xué)損失。措施:為降低渣含銅，實(shí)踐中采取的主要措施是控制冰銅品位不要太高，渣中要有足夠的二氧化硅以及良好的沉清條件和足夠的沉清時(shí)間。3. 造锍熔煉過(guò)程中Fe3O4有何危害？生產(chǎn)實(shí)踐中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？危害：1、Fe3O4的熔點(diǎn)高在渣中以FeO復(fù)雜離子狀態(tài)存在。當(dāng)其量較多時(shí)，會(huì)使?fàn)t渣熔點(diǎn)升高，粘度增大，比重增大，惡化了渣與锍的沉清分離。2、當(dāng)熔體溫度下降時(shí)，F(xiàn)e3O4會(huì)析出沉于爐底及某些部位形成爐結(jié)，還會(huì)在冰銅與爐渣界面上形成一層粘渣隔膜層，危害正常操作。有效措施：1.盡量提高熔煉溫度；2.適當(dāng)增加爐渣中SiO2含量；3.降低冰銅品位，控制適當(dāng)?shù)谋~品位,

3、以保持足夠的FeS量；4.創(chuàng)造Fe3O4與FeS和SiO2的良好接觸條件。3Fe3O4+FeS=10FeO+SO24.在吹煉過(guò)程中Fe3O4有何危害？怎樣抑制其形成？危害：使?fàn)t渣熔點(diǎn)升高、粘度密度增大，轉(zhuǎn)爐渣中Fe3O4含量較高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致渣含銅顯著增高，噴濺嚴(yán)重，風(fēng)口操作困難。在轉(zhuǎn)爐渣回爐處理的情況下，還會(huì)給熔煉過(guò)程帶來(lái)諸多問(wèn)題。抑制其形成：適當(dāng)提高吹煉溫度，勤放渣。5.冰銅吹煉的目的？冰銅吹煉分哪兩個(gè)階段？并寫(xiě)出各階段的主要方程式。目的：1）除去銅硫中鐵、硫及其他雜質(zhì)；2）產(chǎn)粗銅；3）產(chǎn)粗銅時(shí)，將金銀及鉑族元素富集于粗銅中。第一階段是造渣期，主要反應(yīng)：MeS+3/2O2=MeO+SO2；Me

4、O+SiO2=MeO·SiO2第二階段是造銅期，主要反應(yīng)：Cu2S+3/2O2=Cu2O+SO2;2Cu2S+Cu2O=6Cu+SO26.酸性爐渣和堿性爐渣各有何特點(diǎn)？堿性爐渣溫度粘度曲線變化急劇，有明顯的轉(zhuǎn)折；酸性渣的曲線則平緩，無(wú)轉(zhuǎn)折。后者是因?yàn)楫?dāng)溫度升高后，復(fù)雜硅氧絡(luò)陰離子離解為尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的離子過(guò)程是逐漸進(jìn)行的；而堿性渣在熔化后便立即離解為各種R2和半徑小的陰離子，所以隨溫度增加，粘度下降很快。7.銅的火法精煉的目的是什么？每個(gè)周期包括哪幾個(gè)階段？火法精煉目的：1、部分除去粗銅中對(duì)氧親和力較大的雜質(zhì)；2、為電解精煉提供合乎要求的陽(yáng)極銅，并澆鑄成表面平整、厚度均勻、致密的陽(yáng)

5、極板；3、以保證電解銅的質(zhì)量和降低電解精煉的成本。每個(gè)周期包括加料熔化、氧化、還原和出銅澆鑄四個(gè)基本階段。8.粗銅火法精煉的基本原理是什么？第一，氧化過(guò)程：銅中有害物質(zhì)的除去，基本原理在以雜志對(duì)氧氣的親和力大于銅對(duì)氧氣的親和力，但是銅較多，首先氧化的是銅，4Cu+O2=2Cu2O,雜質(zhì)與Cu2O接觸后把Cu2O中氧氣奪走，Cu2O+MeO+2Cu,Cu2O起到氧傳遞作用。第二，還原過(guò)程：銅中氧的排除，利用重油、天然氣、石油氣等作還原劑，其反應(yīng)有：Cu2O+H2=2Cu+H2O;Cu2O+CO=2Cu+CO2;4Cu2O+CH4=8Cu+CO2+2H2O9.電解精煉目的：1、把火法精煉銅中的有害

6、物質(zhì)進(jìn)一步除去；2、回收金、銀、硒、碲等有價(jià)金屬。陽(yáng)極上雜質(zhì)的行為：1正電性金屬和以化合物形態(tài)存在的元素落入槽底組成陽(yáng)極泥2鉛錫形成不溶化合物3鐵和鋅含量極微，電解時(shí)溶入電解液中；鎳可溶解，但也會(huì)形成一些不溶化合物，會(huì)在陽(yáng)極表面形成不溶性薄膜砷銻鉍電位與銅相近，會(huì)在陰極析出，生成絮狀物漂浮在電解液中，機(jī)械黏附在陰極上。10.請(qǐng)論述電解提銅和電積提銅有哪些相同點(diǎn)、不同點(diǎn)？相同點(diǎn)：1）都是在電能的作用下在溶液中提取金屬銅的方法，在陰極發(fā)生的是Cu2+獲得電子析出金屬銅的反應(yīng)Cu2+2e=Cu；2）使用的設(shè)備電解槽構(gòu)造、電積連結(jié)、電路系統(tǒng)、電解液循環(huán)系統(tǒng)及生產(chǎn)實(shí)踐基本相同。不同點(diǎn)：1）陽(yáng)極材料不同，

7、電解提銅的陽(yáng)極用的是經(jīng)過(guò)吹煉、火法精煉后澆鑄的陽(yáng)極板主要成分是銅，而電積提銅陽(yáng)極用的是不溶陽(yáng)極材料，主要成分是鉛為主的合金材料。2）在陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)不同：電解提銅的主要陽(yáng)極反應(yīng)為：Cu-2e=Cu2+；電積提銅的主要陽(yáng)極反應(yīng)：H2O-2e=1/2O2+2H+；3）生產(chǎn)實(shí)踐中的一些重要指標(biāo)不同，比如槽電壓、電耗、電流效率等。11粗銅電解過(guò)程中，電流密度與電流效率是什么？電流密度：表示每平方米陰極表面通過(guò)的電流安培數(shù):Dk=I/S,單位為安/米；電流效率：通常指的是陰極電流效率，是實(shí)際在陰極沉積的銅量與理論沉積的銅量之比:12.銅陽(yáng)極泥中稀貴金屬回收常規(guī)工藝流程：1、預(yù)處理除銅和硒；2、還原熔煉產(chǎn)

8、出貴鉛合金；3、貴鉛合金精煉為金銀合金，即銀陽(yáng)極板；4、銀電解；5、銀陽(yáng)極板進(jìn)行某些處理后，進(jìn)行金電解精煉，鉑族金屬大都是從金電解母液中進(jìn)行富集回收。13.濕法煉銅有哪些主要方法？適合用于處理哪些物料？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；適合處理氧化礦、尾礦、含銅廢石、復(fù)合石。3、氨浸萃取電積法；用于處理高鈣、鎂氧化銅礦或硫化礦的氧化砂。14.細(xì)菌在浸出時(shí)作用是什么？影響細(xì)菌生活的條件有那些？1.細(xì)菌的直接作用：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+4

9、O2=CuSO4+FeSO4，Cu2S+H2SO4+5/2O2=2CuSO4+H2O。2.細(xì)菌的間接催化作用：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+ ：2FeSO4+O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+H2OCu2S + Fe2(SO4)3 +2O2=2CuSO4+ 2FeSO4Cu2O+H2SO4+ Fe2(SO4)3 =2CuSO4 + 2FeSO4 +H2O 影響細(xì)菌生活的條件：1）pH值1.33.0；2）溫度2540，在35時(shí)細(xì)菌有最大活力，3）氧氣充足; 4)避光，溶液不要暴露在日光下15.砷、銻、雜質(zhì)在電解過(guò)程中有哪些危害？1、砷、銻、鉍在電解液中可會(huì)在

10、陰極上析出，生成溶解度很小的砷酸鹽化合物，2、不易沉降，在電解液中漂浮，并吸附其他化合物或膠體物質(zhì)而形成 “漂浮陽(yáng)極泥”，3、它們會(huì)機(jī)械地粘附于陰極表面或夾雜于銅晶粒之間，降低陰極銅的質(zhì)量，4、還會(huì)造成循環(huán)管道結(jié)殼。 鋅冶金火法煉鋅：焙燒、還原蒸餾、精煉 濕法煉鋅：焙燒、浸出、凈化、電積、制酸火法煉鋅主要有：密閉鼓風(fēng)爐煉鋅，鋅焙燒礦閃速還原，鼓風(fēng)爐煉鋅、豎罐煉鋅、平罐煉鋅、電熱法煉鋅1. 密閉鼓風(fēng)爐煉鋅有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：1）對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，適合處理難選的鉛鋅混合礦；2）可綜合利用原礦中的有價(jià)金屬：3）生產(chǎn)能力大，燃料利用率高，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；4）基建投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)：1）需要消耗

11、較多質(zhì)量好、價(jià)格高的冶金焦炭；2）技術(shù)條件要求高，特別是燒結(jié)礦的含硫量要低于1%；3）爐內(nèi)和冷凝器內(nèi)不可避免地產(chǎn)生爐結(jié)，需要定期清理，勞動(dòng)強(qiáng)度大。2. 簡(jiǎn)述硫化鋅精礦焙燒的目的：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO21、定義：硫化鋅精礦焙燒過(guò)程是在高溫下借助于空氣中的氧進(jìn)行氧化焙燒過(guò)程。2、火法煉鋅（蒸餾法）：1）在焙燒是實(shí)行死焙燒（氧化焙燒）；2）盡可能得除去全部硫；3)盡可能完全使鉛、鎘、砷、銻揮發(fā)除去；4）得到主要由金屬氧化物組成的焙砂；5）產(chǎn)出濃度足夠大的SO2煙氣以供生產(chǎn)硫酸。3、鼓風(fēng)爐煉鋅：1）通過(guò)燒結(jié)機(jī)進(jìn)行燒結(jié)焙燒2）得到具有一定強(qiáng)度的燒結(jié)礦；3）既要脫硫、結(jié)塊，又要控制鉛的揮發(fā)；

12、4）精礦中含銅較高時(shí)，要適當(dāng)殘留一部分硫，以便在熔煉中制造冰銅。4、濕法煉鋅：1）實(shí)行部分硫酸鹽化焙燒，使焙砂中形成少量硫酸鹽以補(bǔ)償電解與浸出循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失；2）使砷與銻氧化并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去；3）在焙燒時(shí)盡可能少地得到鐵酸鋅；4）得到SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸；5）得到細(xì)小粒子狀的焙燒礦以利于浸出的進(jìn)行。3.硫化鋅精礦焙燒的過(guò)程中，硅酸鹽和鐵酸鋅的生成對(duì)后續(xù)過(guò)程有什么影響？在焙燒過(guò)程中如何避免硅酸鹽和鐵酸鋅的生成?鐵酸鋅的影響：鐵酸鋅不溶于稀硫酸，留在殘?jiān)性斐射\的損失。避免鐵酸鋅的生成的方法：1、加速焙燒作業(yè)，縮短反應(yīng)時(shí)間；2、增大爐料的粒度、減小ZnO與Fe2O3顆粒

13、的接觸表面；3、升高焙燒溫度并對(duì)焙砂進(jìn)行快速冷卻；4、進(jìn)行還原沸騰焙燒以破壞鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)而將ZnO析出。3（ZnO·Fe2O3)+CO=3ZnO+2Fe3O4+CO2硅酸鋅的影響：硅酸鋅與其他硅酸鹽易溶解，但生成的SiO2在濕法浸出是成膠體狀態(tài)，對(duì)澄清和過(guò)濾不利。為了避免硅酸鹽的形成，對(duì)入爐精礦中的鉛、硅含量要嚴(yán)格控制。硅酸鹽的形成對(duì)火法煉鋅的影響不大。4. 在硫酸鋅溶液中的雜質(zhì)Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb、F、Cl在電積過(guò)程中有什么危害？如何將他們出去？危害：1）Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb可在陰極析出，降低陰極鋅的品質(zhì)和電流效率；2）促使在陰極上形成ZnH微電池，加速

14、H放電和陰極鋅反溶而造成燒板現(xiàn)象；3）氯離子會(huì)腐蝕陽(yáng)極，縮短陽(yáng)極壽命增加溶液的含鉛量，使陰極鋅的含鉛量增加而降低鋅的品質(zhì)；4）氟離子能破壞陰極表面的氧化鋁膜，使析出的鋅與鋁板發(fā)生粘結(jié)而使陰極鋅難于剝離。去除方法：1）加鋅粉置換除銅、鎘；2）砷鹽凈化法、銻鹽凈化法和合金鋅粉凈化法除鈷、鎳；3）在去除鈷、鎳的同時(shí)除去微量雜質(zhì)砷、銻；4）氯離子可以采用硫酸銀、銅渣及離子交換法除去；5）氟離子可采用加入石灰乳使其形成難容的化合物CaF2的方法和火法焙燒法除去。5. 簡(jiǎn)述粗鋅火法精餾精煉的基本原理和過(guò)程。原理：粗鋅精餾精煉的基本原理是利用鋅與各雜質(zhì)的蒸汽壓與沸點(diǎn)的差異，在高溫下使它們與鋅分離。過(guò)程：6、

15、 簡(jiǎn)述鋅粉置換除銅鎘的原理及影響鋅粉置換反應(yīng)的因素。1、 原理：是用較負(fù)電性的鋅從硫酸鋅溶液還原較正電性的銅、鎘、鈷等金屬離子，氣反應(yīng)為：Zn+Me2+=Zn2+Me 2、因素：鋅粉質(zhì)量、攪拌強(qiáng)度、置換溫度、中性浸出液的成分、添加劑。 7. 說(shuō)明鋅焙燒礦中性浸出過(guò)程中和水解法除雜原理，并寫(xiě)出中性浸出的主要反應(yīng)。1、除雜原理：中和水解除雜就是在浸出終了調(diào)節(jié)溶液PH值至5.2-5.4，使鋅離子不致水解，而雜質(zhì)金屬離子全部或部分以氫氧化物的形式析出。降低溶液的酸度是加入某些中和劑，如鋅焙砂、鋅煙塵、石灰乳等。2、主要反應(yīng)：水解反應(yīng)：Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3+3H2SO4;中和反

16、應(yīng)：2H2SO4+3ZnO=3ZnSO4+3H2O總反應(yīng)：Fe2(SO4)3+3ZnO+3H2O=ZnSO4+2Fe(OH)38. 硫化鋅精礦的焙燒設(shè)備：反射爐、多膛爐、復(fù)式爐、飄懸焙燒爐、沸騰焙燒爐。9. 沸騰焙燒的強(qiáng)化措施：高溫沸騰焙燒和富氧鼓風(fēng)沸騰焙燒，制粒，利用二次空氣或貧SO2燒結(jié)煙氣焙燒、多層沸騰爐焙燒等。10. 在濕法煉鋅的熱酸浸出過(guò)程中，從含鐵高的浸出液中沉鐵有哪些方法？請(qǐng)說(shuō)明其原理及優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)沉淀鐵的化合物形態(tài)不同，熱酸浸出過(guò)程中采用的沉鐵方法有黃鉀鐵礬法、轉(zhuǎn)化法、針鐵礦法和赤鐵礦法。黃鉀鐵礬法的原理：使三價(jià)鐵以黃鉀鐵礬復(fù)鹽的形式從弱玻溶液里沉淀出來(lái)并使ZnO·F

17、e2O3中的鋅溶解，其基本反應(yīng)為：3Fe2(SO4)3 + 2A(OH) + 10H2O = 2A Fe3(SO4)2(OH)6 + 5H2SO4式中A代表K+、Na+、NH4+、H3O+等離子。ZnO·Fe2O3 + 4H2SO4 = ZnSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O黃鉀鐵礬法的優(yōu)缺點(diǎn)：1) 沉淀為晶體，易澄清過(guò)濾分離。2) 金屬回收率高3) 堿試劑稍耗量少。4) 沉鐵是在微酸性(pH1.5)溶液中進(jìn)行，需中和劑ZnO少。5) 鐵礬帶走一定的硫酸根，有利于保持酸的平衡。6) 脫砷、銻的效果不佳，也不利于稀散金屬的回收。7) 黃鉀鐵礬渣渣量大(渣率40%)，渣渣鋅高(

18、36%)，渣中含鐵低(2530)，難于利用，堆存時(shí)其中可溶重金屬會(huì)污染環(huán)境。 針鐵礦法原理：在較低酸度（pH=35）、低Fe3+濃度（<1g/l）和較高溫度（80100）的條件下，浸出液中的鐵可以呈穩(wěn)定的化合物針鐵礦析出。如果從含F(xiàn)e3+濃度含高的浸出液中以針鐵礦的形式沉鐵，首先要將溶液中的Fe3+用SO2或ZnS還原成Fe2+，然后加ZnO調(diào)節(jié)pH值至35，再用空氣緩慢氧化，使其以針鐵礦的形式析出。其基本反應(yīng)如下：2FeSO4 + 2ZnO + 0.5O2 +H2O = 2ZnSO4 + Fe2O3·H2O針鐵礦法沉鐵的優(yōu)缺點(diǎn)：1)鐵沉淀完全，溶液最后含F(xiàn)e3+<1g/

19、L；2) 鐵渣為晶體結(jié)構(gòu)，過(guò)濾性能好；3) 沉鐵的同時(shí)，可有效地除去As、Sb、Ge，并可除去溶液中大部分(6080%)氯4) V·M法需要對(duì)鐵進(jìn)行還原-氧化過(guò)程，而E·Z法中和酸需要較多的中和劑；5)鐵礦含有一些水溶性陽(yáng)離子和陰離子(即12%SO42-或6%Cl-)，有可能在渣堆存時(shí)滲漏而污染環(huán)境；6)對(duì)沉鐵過(guò)程pH值的控制要比黃鉀鐵礬法嚴(yán)格。 赤鐵礦法原理：當(dāng)硫酸濃度不高時(shí)，在高溫（180200）高壓（2000kPa）條件下，溶液中的Fe3+會(huì)發(fā)生如下水解反應(yīng)得到赤鐵礦（Fe2O3）沉淀：Fe2(SO4)3 + 3H2O = Fe2O3 + 3H2SO4 如果溶液中的鐵

20、呈Fe2+形態(tài)，應(yīng)使其氧化為Fe3+。產(chǎn)出的硫酸需用石灰中和。赤鐵礦法的沉鐵率可達(dá)90%。赤鐵礦法的優(yōu)缺點(diǎn)：鋅及伴生金屬浸出率高，綜合回收好，產(chǎn)渣量少，渣的過(guò)濾性好，渣含鐵高（58%），可直接用作煉鐵原料。需用高壓釜，建設(shè)投資費(fèi)用大，蒸汽消耗多，酸平衡問(wèn)題用石灰中和解決但產(chǎn)生大量的CaSO4渣。11.簡(jiǎn)述硫化鋅精礦氧壓浸出的原理及其特點(diǎn)。原理：硫化鋅精礦不經(jīng)焙燒，在高壓斧內(nèi)充氧下加入廢電解液，使硫化物直接轉(zhuǎn)化為硫酸鹽和元素硫的工藝過(guò)程。2ZnS+H2SO4+O2=ZnSO4+2S+H2O 特點(diǎn)：1、對(duì)原料有較大的適應(yīng)性，鋅的回收率較高，97%以上；2、流程短，可取消焙燒、制酸系統(tǒng)及渣處理工序；

21、3、不產(chǎn)出SO2廢氣，且廢渣少；4、能耗和成本與常規(guī)法大體相同；5、有利于鉛、鎘及貴金屬的綜合回收。11. 寫(xiě)出鋅電積的主要電積反應(yīng)：電化學(xué)反應(yīng)：ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2電極反應(yīng)：陰極：Zn2+2e=Zn;陽(yáng)極：H2O-2e=1/2O2+2H+12. 什么是槽電壓？影響槽電壓的因素有哪些？槽電壓：指電解槽內(nèi)相鄰陰、陽(yáng)極之間的電壓降，它直接影響到鋅電積的電能消耗。因素：1）電流密度；2）電解液的組成；3）溫度；4）兩極間的距離；5）接觸點(diǎn)電阻等。13. 什么是電流效率和電能消耗？影響鋅電積過(guò)程的電流效率和電能消耗的因素有哪些？分別寫(xiě)出電流效率和電能消耗的數(shù)學(xué)表達(dá)式。1、電

22、流效率：指在陰極上實(shí)際析出的金屬鋅量與理論析出的金屬鋅量之比，即：;影響電流效率的因素：1）電解液的組成；2）陰極電流密度；3）電解液溫度；4）電解液純度；5）陰極表面狀態(tài)；6）電積時(shí)間等。2、電能消耗：指每生產(chǎn)一噸鋅所消耗的直流電能，即：；電能消耗取決于電流效率和槽電壓14. 根據(jù)Zn-Cd二元系沸點(diǎn)組成圖，說(shuō)明粗鋅火法精餾精煉的基本原理和過(guò)程。由圖可以看出，當(dāng)鋅中熔有低沸點(diǎn)鎘時(shí)，鋅的沸點(diǎn)便會(huì)降低，其變化規(guī)律如圖中I線所示。當(dāng)成分為A的粗鋅加熱到a的溫度時(shí)，這種含鎘的鋅便會(huì)沸騰，鋅、鎘同時(shí)揮發(fā)。蒸氣冷卻時(shí)，其組成則是沿著線II變化，從I線上的a點(diǎn)作橫坐標(biāo)的平行線，交于b點(diǎn)，b點(diǎn)所代表成分，即

23、為A成分的合金加熱至a點(diǎn)蒸發(fā)，氣液兩相平衡時(shí)氣相的平衡成分。因此，被冷凝下來(lái)的液相含鋅較b點(diǎn)多、含隔少。未被冷凝的氣相則正好相反，即氣相中富集了低沸點(diǎn)的金屬鎘，這樣反復(fù)多次地蒸發(fā)與冷凝，液相中就富集了高沸點(diǎn)金屬，氣相中富集了低沸點(diǎn)的金屬，從而使沸點(diǎn)有差別的兩種金屬，達(dá)到完全分離的目的。16.粗鋅真空蒸餾的原理及其優(yōu)點(diǎn)。原理：粗鋅的真空蒸餾是利用鋅與各雜質(zhì)的蒸氣壓的差別，在高溫和真空中使它們與鋅分離。優(yōu)點(diǎn)：1、作業(yè)溫度低：常壓蒸餾在14231473K，真空蒸餾在1073K以下，較多的采用798K，二者相差約673973K；2、產(chǎn)品質(zhì)量好：常壓精餾鋅純度為含鋅99.995%，含鋁量少于0.003%

24、，含銅、鐵、鎘各在0.001%以下，而真空蒸餾產(chǎn)品鋅純度更高。寫(xiě)出鋅焙砂常規(guī)浸出和熱酸浸出的工藝流程。+ 鉛冶金1. 粗鉛電解精煉過(guò)程中，陽(yáng)極中的雜質(zhì)元素分為哪幾類？分別簡(jiǎn)要敘述他們?cè)陔娊膺^(guò)程走向。雜質(zhì)分為三類：1、電位比鉛負(fù)的雜質(zhì)如Zn、Fe、Cd、Ni、Co等，由于電位比鉛負(fù)，隨鉛一道溶解進(jìn)入電解液中，但不在陰極析出；2、電位比鉛正的雜質(zhì)如Sb、Bi、As、Ag、Au等，由于電位比鉛正，不能溶解，只能進(jìn)入陽(yáng)極泥，電流密度較高時(shí)會(huì)有少量溶解；3、電位與鉛相近的Sn，一部分溶解進(jìn)入電解液并在陰極析出，一部分不溶解而進(jìn)入陽(yáng)極泥。2.請(qǐng)簡(jiǎn)述QSL氧化熔煉的特點(diǎn)及工藝流程:答：1.特點(diǎn)：它與傳統(tǒng)煉鉛

25、工藝比較省去了燒結(jié)工序，故而具有流程短、熱利用率高、煙氣中SO2濃度高、硫利用率高并較好地解決了環(huán)保問(wèn)題等優(yōu)勢(shì)。3.請(qǐng)簡(jiǎn)述閃速氧化熔煉(Kivcet)氧化段和還原段的冶煉過(guò)程。答：氧化段：把干燥的精礦和溶劑由工業(yè)氧從閃速熔煉爐反應(yīng)塔頂部的噴槍噴入塔內(nèi)，在懸浮狀態(tài)下精礦劇烈氧化。還原段：熔體落入沉淀池時(shí)通過(guò)覆蓋在沉淀池表面的焦炭過(guò)濾層，將大部分氧化物還原為金屬鉛。4.試述粗鉛精煉除砷、銻、錫的方法，并說(shuō)明氧化精煉過(guò)程。答：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；氧氣首先與Pb形成PbO，利用PbO的強(qiáng)氧化性將雜質(zhì)元素氧化成氧化物，以浮渣的形

26、式除去。堿性精煉則是利用硝酸鈉做氧化劑將雜質(zhì)氧化造渣除去。5.電解精煉的工藝是怎樣的，請(qǐng)寫(xiě)出粗鉛電解精煉陽(yáng)極和陰極的主要反應(yīng)答：陰極反應(yīng)為：Pb22e= Pb，陽(yáng)極反應(yīng)為Pb-2ePb2+6.請(qǐng)列舉出各種提煉鉛的方法并寫(xiě)出氧化還原熔煉的工作流程。答：直接熔煉法，分為熔池熔煉法和閃速熔煉。熔池熔煉：1.硫化鉛精礦氧氣底吹直接熔煉法（QSL法），QSL法是將鉛精礦與熔劑、煙塵、粉煤等按一定比例，經(jīng)混合和制粒后直接加入反應(yīng)器，在一個(gè)反應(yīng)器中先后完成脫硫及還原過(guò)程，產(chǎn)出粗鉛和爐渣。2. 氧氣底吹氧化一鼓風(fēng)爐還原煉鉛（SKS）。3.硫化鉛精礦富氧熔池熔煉(艾薩熔煉) ,卡爾多法。閃速熔煉：1.基夫塞特熔

27、煉法。核心設(shè)備：作為氧化段的閃速熔煉爐，作為還原段的電爐，鋅蒸氣冷凝器。2. 卡爾多法，分加料、氧化、還原、倒渣及出鉛四個(gè)步驟。 錫冶金錫精礦焙燒方法：氧化焙燒，氯化焙燒，氧化還原焙燒。通常根據(jù)錫精礦的品位選擇焙燒方法。 焙燒設(shè)備：固定床焙燒，流態(tài)化焙燒二元相圖題（連續(xù)結(jié)晶除鉛過(guò)程）：組分為x的粗錫冷卻到t1，析出晶體1和液相L1，1在葉片推動(dòng)下移向高溫端并發(fā)生熔析，不斷熔出液體L2、L3Ln，晶體熔析使Pb含量不斷降低而除去，最后進(jìn)入精錫鍋；液體在低溫下回流向低溫區(qū)析出晶體2，3n，致使Sn含量降低，Pb含量升高到達(dá)D點(diǎn)，形成焊錫進(jìn)入焊錫鍋。1. 請(qǐng)分析云錫公司Ausmelt爐還原熔煉爐渣煙

28、化爐貧化技術(shù)取代三段熔煉技術(shù)的合理性。Ausmelt爐煉錫三段熔煉技術(shù)：1、第一段為熔煉階段，產(chǎn)出粗錫和含Sn為10%的爐渣；2、第二段為弱還原階段，產(chǎn)出粗錫并使?fàn)t渣含Sn由10%降至4%；3、第三段為強(qiáng)還原階段，進(jìn)一步貧化爐渣，是爐渣含Sn由4%降至1%左右。Ausmelt爐還原熔煉爐渣煙化爐貧化技術(shù)：1、第一段熔煉產(chǎn)生粗錫產(chǎn)品和含Sn15%左右的爐渣；2、第二段對(duì)渣進(jìn)行還原處理，使渣的含錫達(dá)到4%-6%后，從爐內(nèi)放出運(yùn)至煙化爐處理。主要由以下考慮：1）強(qiáng)還原階段需要2-4小時(shí)，可以節(jié)省冶煉周期；2）還原溫度達(dá)到1300高溫，不利于與昂貴的Cr-Mg耐火材料的壽命；3）兩段工藝可以處理低品位

29、的錫中礦；4）云錫公司可以用現(xiàn)有的煙化爐來(lái)處理爐渣；5)拋渣含鋅低（0.1%）。2.簡(jiǎn)述錫精礦焙燒的目的及錫精礦焙燒的理論基礎(chǔ)答：目的：1.除去砷、硫和銻，使硫、砷、銻呈SO2、As2O3和Sb2O3等氣態(tài)物質(zhì)揮發(fā)除去。2. 將物料燒結(jié)變成燒結(jié)塊。理論基礎(chǔ)：1. 錫精礦中各種硫化物受熱時(shí)將發(fā)生熱離解2. 錫精擴(kuò)中硫、砷、銻等硫化物的氧化，在有空氣存在的條件下，所有硫化物或硫化物熱離解的產(chǎn)物都將被氧化。3.簡(jiǎn)述濕法處理錫精礦的過(guò)程，及影響浸出效率的因素。答：錫精礦中有些雜質(zhì)金屬，在煉前處理作業(yè)中，無(wú)論用精選或焙燒都不能完全除去。于是用酸來(lái)浸出錫精礦，使雜質(zhì)溶解除去。MxOy2yHC1 xMCl2

30、y/xyH2O(M=Fe，Bi,Sb,Cu等)影響浸出效率的因素：鹽酸用量、鹽酸濃度、浸出溫度、精礦粒度。4. 試述電解精煉粗錫的理論基礎(chǔ)金屬錫從溶液中析出的過(guò)程，大致分為三個(gè)階段：(1) Sn2+由主體溶液中遷移到雙電層中；(2)在雙電層密集部分發(fā)生Sn2+脫水并吸附在陰極表面以及吸收電子而結(jié)合成Sn原子的放電過(guò)程；(3)中性的錫原子進(jìn)入金屬晶格中或生成新的晶核。5.試述SnO2還原過(guò)程中雜質(zhì)元素的行為。答：1. 第一類雜質(zhì)是與氧的親和力比錫大的金屬氧化物，包括SiO2、A12O3、CaO, MgO以及少量的TiO2、MnO, Nb2O5, Ta2O5和WO3，不會(huì)被還原，以金屬氧化物入渣。2. 第二類雜質(zhì)是與氧的親和力比錫小的金屬氧化物，包括銅、鉛、鉍、砷、銻和銀等，比SnO2先還原進(jìn)入粗錫中。3.第三類是鐵的氧化物，部分進(jìn)入粗錫中。6.試述反射爐還原熔煉的特點(diǎn)及冶煉SnO2的過(guò)程；答：1.對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)粒度和水分無(wú)特殊要求，能夠處理粉狀物料，因此只要原料成分適宜，均可直接入爐，無(wú)須特殊處理；2.對(duì)燃料無(wú)特殊要求，固、液、氣態(tài)的然料均可使用；3. 爐內(nèi)氣氛容易控制，設(shè)備操作方便；4. 對(duì)生產(chǎn)規(guī)模適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)需要的熔煉能力設(shè)計(jì)爐床面積。反射爐熔煉作業(yè)包括開(kāi)爐、進(jìn)料、熔煉、放錫放渣、停爐及正常維