粗铅初步火法精炼课件.ppt
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- 初步 火法 精炼 课件
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1、铅冶金铅冶金粗铅的火法精炼粗铅的火法精炼0铅冶金铅冶金1铅冶金铅冶金2铅冶金铅冶金一、概述一、概述 视处理方法和原料的不同,生产的粗铅都含有一定量的杂质,一视处理方法和原料的不同,生产的粗铅都含有一定量的杂质,一般杂质含量为般杂质含量为2%2%4%4%,少数也有低于,少数也有低于2%2%或高于或高于5%5%的,粗铅成分下表。的,粗铅成分下表。3铅冶金铅冶金 粗铅中含的杂质有粗铅中含的杂质有CuCu、FeFe、NiNi、CoCo、ZnZn、AsAs、SbSb、SnSn、AuAu、AgAg、S S、SeSe、TeTe、BiBi等。杂质含量主要取决于铅精矿的成分,冶炼方法也影响杂等。杂质含量主要取决
2、于铅精矿的成分,冶炼方法也影响杂质含量。质含量。粗铅需经过精炼才能广泛使用。精炼目的是除去杂质。由于铅含有粗铅需经过精炼才能广泛使用。精炼目的是除去杂质。由于铅含有上述杂质,影响了铅的性质,使铅的硬度增加,韧性降低,对某些试剂的上述杂质,影响了铅的性质,使铅的硬度增加,韧性降低,对某些试剂的抗蚀性能减弱,使之不适于工业应用。用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时,抗蚀性能减弱,使之不适于工业应用。用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时,也不能得到纯净的产品,因而降低了铅的使用价值。所以,要通过精炼,也不能得到纯净的产品,因而降低了铅的使用价值。所以,要通过精炼,提高铅的纯度。提高铅的纯度。4铅冶金铅冶金 粗铅
3、精炼的原料有三类: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,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);俗称矿产粗铅(简称矿铅);第二类是再生铅;第二类是再生铅;第三类是锡冶炼副产粗铅。第三类是锡冶炼副产粗铅。5铅冶金铅冶金粗铅的冶炼方式介绍粗铅的冶炼方式介绍 粗铅精炼的方法有两类,第一类为火法精炼,第二类为先用火法除去铜粗铅精炼的方法有两类,第一类为火法精炼,第二类为先用火法除去铜与锡后,再铸成阳极板进行电解精炼。目前世界上火法精炼的生产能力约占与锡后,再铸成阳极板进行电解精炼。目前世界上火法精炼的生产能力约占80%80%。采用电解精炼的国家主要有中国、日本
4、、加拿大等国。我国大多数企。采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。火业粗铅的处理均采用电解法精炼。火法精炼是利用杂质金属与主金属(铅)法精炼是利用杂质金属与主金属(铅)在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异,形成与熔融主金属不同的新在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异,形成与熔融主金属不同的新相(如精炼渣),并将杂质富集于其中,从而达到精炼的目的。相(如精炼渣),并将杂质富集于其中,从而达到精炼的目的。例如:例如:铜在粗铅中的溶解度随温度降低面减小,因而可采用熔析除铜铜在粗铅中的溶解度随温度降低面减小,因而可采用熔析除铜;铜对硫的亲和力
5、大于铅,因而有加硫除铜;铜对硫的亲和力大于铅,因而有加硫除铜;砷、锑、锡等杂质对氧的亲和力大于铅,因而有氧化(或氧化加碱)精砷、锑、锡等杂质对氧的亲和力大于铅,因而有氧化(或氧化加碱)精炼和碱性精炼除砷、锑、锡;炼和碱性精炼除砷、锑、锡;在含杂质金属的粗铅中添加第三种甚至更多种金属,它们与杂质金属形在含杂质金属的粗铅中添加第三种甚至更多种金属,它们与杂质金属形成金属化合物(合金)的亲和力大于铅,因而有加锌除银、加钙镁除铋等方成金属化合物(合金)的亲和力大于铅,因而有加锌除银、加钙镁除铋等方法。法。6铅冶金铅冶金 火法精炼的优点是设备简火法精炼的优点是设备简单、投资少、占地面积小,并可单、投资少
6、、占地面积小,并可以按粗铅成分和市场需求采用不以按粗铅成分和市场需求采用不同的工序。从而产出多种牌号的同的工序。从而产出多种牌号的精铅。含铋和贵金属少的粗铅最精铅。含铋和贵金属少的粗铅最宜采用火法精炼。宜采用火法精炼。火法精炼的缺点是铅直收火法精炼的缺点是铅直收率低,劳动条件差,工序繁杂,率低,劳动条件差,工序繁杂,中间产品处理量大。中间产品处理量大。当前,世界上粗铅火法精当前,世界上粗铅火法精炼的生产能力约占总精炼能力的炼的生产能力约占总精炼能力的70,而电解精炼多在我国、,而电解精炼多在我国、日本和加拿大等国采用。日本和加拿大等国采用。粗铅火法精炼的典型流程7铅冶金铅冶金铅的电解精炼铅的电
7、解精炼技术在我国、日本技术在我国、日本和加拿大等国家广和加拿大等国家广泛应用。优点泛应用。优点:产产品质量高品质量高,生产过生产过程稳定程稳定,操作条件操作条件好。缺点好。缺点:生产周生产周期长期长,占用资金大占用资金大,投资大投资大,生产成本生产成本略高。略高。铅电解精炼的铅电解精炼的一般工艺流程如图一般工艺流程如图所示:所示:8铅冶金铅冶金 粗铅火法精炼的目的视采用精炼流程不同而异。全火法精炼的目的是除去铜、锡、砷、锑、银、锌、铋等杂质,将粗铅提纯,生产出合格的精铅产品。对于电解精炼而言,确切地讲,它所采用的火法精炼只是初步火法精炼,其基本任务是将粗铅中的杂质铜、锡除至一定程度,并调整锑量
8、,浇铸成化学质量和物理规格均满足电解要求的阳极板;9铅冶金铅冶金 在粗铅阳极中,通常含有金、银、铜、锑、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、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:中的杂质分为三类:10铅冶金铅冶金(1)电位比铅负的)电位比铅负的金属金属Zn、Fe、Cd、Co和和Ni等等(2)电位比
9、铅正的)电位比铅正的Sb、Bi、As、Cu、Ag、Au等等(3)电位与铅很)电位与铅很相近的相近的Sn由于它们具有比铅高的由于它们具有比铅高的析出电位,电解时同铅析出电位,电解时同铅一道从阳极溶解,但含一道从阳极溶解,但含量较少,且极易除去。量较少,且极易除去。由于它们具有比铅更低由于它们具有比铅更低的析出电位,电解时一的析出电位,电解时一般不溶解,而留于阳极般不溶解,而留于阳极泥中。泥中。Sn与与SiF62生成生成SnSiF6,Sn,但并不完全溶解,但并不完全溶解,部分留在阳极泥中。部分留在阳极泥中。根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类:根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类:
10、11铅冶金铅冶金 第一类杂质金属能与铅一道从阳极溶解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。到有害的程度。12铅冶金铅冶金 第二类杂质在电解熔炼过程中基本上不溶解,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。从而在阳极表面上形成阳极泥层。当阳极泥
11、散落或脱落,这些杂质将被带入电当阳极泥散落或脱落,这些杂质将被带入电解液中,并随着电解液流动而被粘附在和夹杂于解液中,并随着电解液流动而被粘附在和夹杂于阴极析出铅中,对阴极质量影响很大。尤其是铜、阴极析出铅中,对阴极质量影响很大。尤其是铜、锑、银和铋显著。下面分别叙述:锑、银和铋显著。下面分别叙述:13铅冶金铅冶金 铜:阳极中铜的活性很小,在没有氧的参与下,不铜:阳极中铜的活性很小,在没有氧的参与下,不会呈离子状态进入电解液中,所以在电解液中含量会呈离子状态进入电解液中,所以在电解液中含量很少。阳极中铜的存在严重影响阳极泥的物理性质。很少。阳极中铜的存在严重影响阳极泥的物理性质。当阳极中含铜超
12、过当阳极中含铜超过0.06%时,阳极泥将显著地变硬时,阳极泥将显著地变硬和致密,以致阻碍铅的正常溶解,并使槽电压升高和致密,以致阻碍铅的正常溶解,并使槽电压升高而引起杂质的溶解和析出。因此,而引起杂质的溶解和析出。因此,电解前粗铅必须电解前粗铅必须先进行火法精炼,将铜降至先进行火法精炼,将铜降至0.06%以下。以下。14铅冶金铅冶金 砷:在电解过程中砷与锑的性质相似,难溶砷:在电解过程中砷与锑的性质相似,难溶于电解液。阳极中砷含量一般不大于于电解液。阳极中砷含量一般不大于0.4%0.4%。砷和锑都具有增大阳极泥强度的效果。工厂砷和锑都具有增大阳极泥强度的效果。工厂实践证明,控制阳极泥中砷、锑的
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