粗铅精炼
粗铅精炼
2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围，其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值，必须提取出来，而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响，必须除去。因此要对粗铅进行精炼。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼，世界其他国家均采用火法精炼法。火法精炼设备与工艺简单，建设费用较低，能耗低，生产周期短。其缺点是过程繁杂，中间产物品种多，均需单独处理，金属回收率较低；电解精炼生产率高，金属直收率高，易于机械化和自动化，可一次产出高纯度精铅。但建设投资大，生产周期较长。
（一）粗铅火法精炼
该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。
1．粗铅熔析和加硫除铜
粗铅含铜一般为1.2%-2.0%，采用熔析法降低铅中含铜。熔析法的基本原理是，粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜，这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。熔析法可将粗铅中铜降至0.1％以下。
熔析法所用设备有反射炉和熔析锅，大型炼铅厂多用熔析锅。熔析锅用铸钢制成，容量30-370t，以重油作燃料。熔析温度500-600℃，熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。
为进一步脱铜，熔析处理的铅再进行加硫处理。该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性，在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001％-0.002％。
2．粗铅氧化精炼
此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。精炼在反射炉中进行，炉温控制在800-900℃，开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质，使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣，然后用入工捞出。
3．粗铅加锌除银与随后除锌
向熔铅中加入锌，即可与铅中的金和银生成锌金化合物和锌银化合物。此生成物性质稳定、熔点高、密度比铅小，不溶于为锌饱和的铅，因而以固体形态浮于铅液表面形成银锌壳，使贵金属与铅分离。
加锌提银在加锌锅中进行，加锌量为铅重的1.5%-2%，作业温度分450-480℃、330-340℃和420-430℃三段进行。捞出银锌壳，铅液含银低于2g/t。
除银后铅中常含有0.6%-0.7%的锌需要除去。一般采用氧化除锌法，该法利用锌氧化成的ZnO不溶于铅并浮出铅水而除去。过程在750-900℃进行，氧化剂可以是空气、水蒸气或氧，经此氧化铅含锌可以降至0.0025%。
4．粗铅除铋
该法采用加钙镁熔炼以除去铅中的铋，熔炼时钙、镁与铅中铋生成的不溶于铅和密度小于铅的Bi3Ca和Bi3Mg2浮渣壳。生产中钙以Pb-Ca合金形式加入，操作温度380-390℃。经过两次除铋作业，可将粗铅中铋从0.5％-1.0％降到0.005％以下。除铋后粗铅还要经过一次精炼除钙镁，方法有吹风氧化、吹氯气及碱性精炼法，其中以碱性精炼法效果最好。
（二）粗铅电解精炼
电解时以硅氟酸铅和硅氟酸为电介质，在直流电作用下，将粗铅电解成精铅。中国铅电解精炼工艺流程由火法除铜精炼和电解两段作业组成。
1．粗铅连续脱铜
这是中国沈阳冶炼厂开发的粗铅除铜技术，同上述分批除铜法比较，本工艺燃料消耗低，中间产物少，处理简单，生产效率高。连续脱铜在一设有隔墙的反射炉中进行，炉内分为加料区（熔池深1.2m）、熔炼区（熔池深2m）和贮存区。熔炼炉产出的铅水直接加入熔炼区，加硫熔析，使铅中铜生成铜锍，并加碱（Na2CO3）降低锍中含铅量同时使砷、锑与碱作用生成盐进入炉渣。贮存区与熔炼区间隔墙下开有通道，精炼脱铜铅经由通道进入贮存区，再由虹吸口放出，铸成阳极，送电解工序。
2．电解
电解时，以电解铅片作阴极，脱铜后的铅作阳极，在硅氟酸和硅氟酸铅水溶液中进行电解。在直流电作用下，阳极氧化成铅离子进入溶液，阴极上溶液中铅离子还原析出：阳极 Pb→Pb2++2e
阴极 Pb2++2e→Pb
电解过程中，标准电极电位较铅负的金属，如铁、锌、锡、镍、钻等与铅一道电化溶解进入溶液，而电极电位较铅正的金属，如银、金、铜、砷、蹄等不溶解而形成阳极泥沉于电解槽底。经过一定周期，残阳极返回精炼炉熔炼，阴极析出铅经过熔化除微量锡、砷、锑杂质后，铸成精铅锭。阳极泥用于回收贵金属。
电解在内衬耐腐蚀材料的钢筋混凝土制成的电解槽内进行。铅电解的主要技术条件为：电解液总酸量120-160 g/L,含铅90-125 g/L,电解温度32-45℃，电流密度120-200A/m2，同极矩95mm，精铅含铅99.98％-99.99％。
粗铅精炼
2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围，其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值，必须提取出来，而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响，必须除去。因此要对粗铅进行精炼。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼，世界其他国家均采用火法精炼法。火法精炼设备与工艺简单，建设费用较低，能耗低，生产周期短。其缺点是过程繁杂，中间产物品种多，均需单独处理，金属回收率较低；电解精炼生产率高，金属直收率高，易于机械化和自动化，可一次产出高纯度精铅。但建设投资大，生产周期较长。
（一）粗铅火法精炼
该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。
1．粗铅熔析和加硫除铜
粗铅含铜一般为1.2%-2.0%，采用熔析法降低铅中含铜。熔析法的基本原理是，粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜，这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。熔析法可将粗铅中铜降至0.1％以下。
熔析法所用设备有反射炉和熔析锅，大型炼铅厂多用熔析锅。熔析锅用铸钢制成，容量30-370t，以重油作燃料。熔析温度500-600℃，熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。
为进一步脱铜，熔析处理的铅再进行加硫处理。该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性，在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001％-0.002％。
2．粗铅氧化精炼
此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。精炼在反射炉中进行，炉温控制在800-900℃，开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质，使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣，然后用入工捞出。
3．粗铅加锌除银与随后除锌
向熔铅中加入锌，即可与铅中的金和银生成锌金化合物和锌银化合物。此生成物性质稳定、熔点高、密度比铅小，不溶于为锌饱和的铅，因而以固体形态浮于铅液表面形成银锌壳，使贵金属与铅分离。
加锌提银在加锌锅中进行，加锌量为铅重的1.5%-2%，作业温度分450-480℃、330-340℃和420-430℃三段进行。捞出银锌壳，铅液含银低于2g/t。
除银后铅中常含有0.6%-0.7%的锌需要除去。一般采用氧化除锌法，该法利用锌氧化成的ZnO不溶于铅并浮出铅水而除去。过程在750-900℃进行，氧化剂可以是空气、水蒸气或氧，经此氧化铅含锌可以降至0.0025%。
4．粗铅除铋
该法采用加钙镁熔炼以除去铅中的铋，熔炼时钙、镁与铅中铋生成的不溶于铅和密度小于铅的Bi3Ca和Bi3Mg2浮渣壳。生产中钙以Pb-Ca合金形式加入，操作温度380-390℃。经过两次除铋作业，可将粗铅中铋从0.5％-1.0％降到0.005％以下。除铋后粗铅还要经过一次精炼除钙镁，方法有吹风氧化、吹氯气及碱性精炼法，其中以碱性精炼法效果最好。
（二）粗铅电解精炼
电解时以硅氟酸铅和硅氟酸为电介质，在直流电作用下，将粗铅电解成精铅。中国铅电解精炼工艺流程由火法除铜精炼和电解两段作业组成。
1．粗铅连续脱铜
这是中国沈阳冶炼厂开发的粗铅除铜技术，同上述分批除铜法比较，本工艺燃料消耗低，中间产物少，处理简单，生产效率高。连续脱铜在一设有隔墙的反射炉中进行，炉内分为加料区（熔池深1.2m）、熔炼区（熔池深2m）和贮存区。熔炼炉产出的铅水直接加入熔炼区，
加硫熔析，使铅中铜生成铜锍，并加碱（Na2CO3）降低锍中含铅量同时使砷、锑与碱作用生成盐进入炉渣。贮存区与熔炼区间隔墙下开有通道，精炼脱铜铅经由通道进入贮存区，再由虹吸口放出，铸成阳极，送电解工序。
2．电解
电解时，以电解铅片作阴极，脱铜后的铅作阳极，在硅氟酸和硅氟酸铅水溶液中进行电解。在直流电作用下，阳极氧化成铅离子进入溶液，阴极上溶液中铅离子还原析出：阳极Pb→Pb2++2e
阴极 Pb2++2e→Pb
电解过程中，标准电极电位较铅负的金属，如铁、锌、锡、镍、钻等与铅一道电化溶解进入溶液，而电极电位较铅正的金属，如银、金、铜、砷、蹄等不溶解而形成阳极泥沉于电解槽底。经过一定周期，残阳极返回精炼炉熔炼，阴极析出铅经过熔化除微量锡、砷、锑杂质后，铸成精铅锭。阳极泥用于回收贵金属。
电解在内衬耐腐蚀材料的钢筋混凝土制成的电解槽内进行。铅电解的主要技术条件为：电解液总酸量120-160 g/L,含铅90-125 g/L,电解温度32-45℃，电流密度120-200A/m2，同极矩95mm，精铅含铅99.98％-99.99％。
粗金属的火法精炼
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 由矿石经熔炼制取的金属常含有杂质，当杂质超过允许含量时，金属对空气或化学药品的耐蚀性、机械性以及导电性等有所降低，为了满足上述性质的要求，通常需要用一种或几种精炼方法处理粗金属，以便得到尽可能纯的金属。有些精炼是为了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。 火法精炼常常是根据下列步骤来实现： 第一步，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)。 第二步，把上述产生的各两相体系用物理方法分离． 因此，可把精炼的产物分为三类： (1)金属—渣系； (2)金属—金属系； (3)金属—气体系。 当然在某种情况下，上述某两类同时存在是可能的。 对于每个体系来说，视这些相的物理性质的不同，都有特殊方法使其分离。 9．2 熔析精炼 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。 熔析精炼过程是由两个步骤组成： 第一步，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。 第二步，是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。 在均匀合金中产生多相的方法有下列两种： 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加热到共晶温度了时，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6内杂质B的组成由6％降到a％。 156
第二章铜火法精炼的基本原理
第二章铜火法精炼的基本原理 第一节铜火法精炼的化学基础 粗铜的火法精炼，是在精炼炉中将固体粗铜熔化（或熔体装料），然后向熔体铜中通入空气，使其中对氧亲和力较大的杂质如锌、铁，铅、锡，砷、锑、镍等发生氧化，以氧化物的形态浮于铜液表面形成炉渣，或挥发进入炉气而除去的过程。残留在铜液中的氧，经还原脱去后，即可浇铸成为电解精炼用的阳极板或火法精炼的精钢锭。 通入铜熔体中的空气，首先与占熔体中绝大多数的铜发生氧化作用，其反应式如下； 4Cu +O2 =2Cu2O 所生成的氧化亚铜(Cu2O)立即溶解于铜熔体中。 氧化亚铜在铜熔体种的溶解度，随温度的升高而增加，如． 温度(℃) 1100 1150 1200 溶解度(%) 5 8.3 12,4 溶解在铜熔体中的氧化亚铜与铜中呈杂质形态存在的其他金属 接触时，出于铜对氧的亲和力比许多金属杂质对氧亲和力小，所以 氧化亚铜中的氧，便被这些金属杂质夺去． Cu2O+Me=MeO十2Cu 式中Me代表金属杂质． 从上式可以看出：当铜熔体中的氧化亚铜浓度愈高时，则与杂质碰撞的机会就愈多，从而使杂质发生氧化而除去的可能件也愈大。铜精炼作业也就愈完全。实践证明，为了更迅速彻底地除去铜中杂质，应力求氧化亚铜在铜熔体中的溶解达到饱和程度，并提高炉温。以增加氧化亚铜在铜熔体中的溶解度。但铜熔体在高温时饱和氧化亚铜愈多，虽对杂质的除去有利，却在脱氧还原时需要消耗更多的还原剂，延长还原时间，所以对整个作业来说仍然是不利的。因此，为了避免铜液的过度氧化，要求氧化期铜熔体的温度，以控制在1150~1170℃为宜。 显然，铜熔体表面上的杂质，以及少部分在熔体内的杂质能被炉气或鼓入熔体中的空气泡所直接氧化。但这种直接的氧化作用，对含量较少的杂质或较难氧化的杂质，毕竟由于反应物质的接触机会少而只有次要的意义。所以，在粗铜的氧化精炼过程中，杂质的氧化，主要是与溶解在铜中的氧化亚铜的相互反应而实现的，在这种情况下，氧化亚铜起着将空气中的氧输送给杂质的传递作用。 铜火法精炼时，杂质的氧化次序，从理论上说，可按杂质对氧的亲和力的大小来粗略地判断，其排列顺序是：铝、硅、锰、锌、铁、镍、砷、锑，铅，硫、铋、铜、银，金。然而，在精炼的实际过程中，杂质氧化的明显顺序是不存存的，而是许多杂质同时发生氧化，只是往某一个时刻，其氧化的程度不同而已。杂质的氧化顺序和除去程度，与很多因素有关，这些因素是： ①杂质在铜中的浓度和对氧的亲和力； ②杂质氧化后所生成的氧化物在铜中的溶解度， ③杂质及其氧化物的挥发性，杂质氧化物的造渣性。 在上述因素中，最重要的是杂质的浓度、对氧的亲和力和杂质氧化物在铜中的溶解度。杂质及其氧化物在铜中的溶解度愈大，则该杂质愈难除去，杂质对氧的亲和力愈小，则该杂质愈难氧化，因而亦难于除去。 在氧化作业将结束时，由于氧化亚铜和硫化亚铜的相互作用而放出二氧化硫，使熔池内发生激烈的沸腾现象，但二氧化硫是难以完全地从熔体铜铜排出的。 二氧化硫能溶解于铜液中，其溶解度随温度的提高而增大，如图2所示。在1220℃时，100克铜中溶解0.448克二氧化硫，而在1380℃时，其溶解度提高到0.706克。
粗铜的火法精炼工艺
粗铜的火法精炼工艺 1概述 1.1阳极炉精炼的目的 粗铜火法精炼的任务是除去一部分杂质，目的是为电解精炼提供合乎要求的阳极铜，并浇铸成表面平整、厚度均匀、致密的阳极板，以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。 1.2阳极炉精炼的过程描述 转炉产出的粗铜装入粗铜包子，用液体吊车倒入阳极炉内，先通入压缩空气使之产生氧化反应，氧化结束后扒出炉渣，开始通入还原剂使之产生还原反应，还原结束后开始浇铸，精炼过程采用重油做燃料。阳极板的双圆盘定量浇铸系统是由程序来自动控制的。产生的烟气经过空气换热器冷却后经排空。 1.3阳极炉精炼的工艺流程 2粗铜火法精炼原理 粗铜的火法精炼包括氧化与还原两个主要过程。 粗铜的火法精炼通常是在1150～1250℃的温度下，先向铜熔体中鼓入空气，使铜熔体中的杂质与空气中的氧发生氧化反应，以金属氧化物MO形态进入渣中，然后用碳氢还原剂将熔解在铜的氧出去，最后浇铸成合格的阳极送去电解精炼。 2.1阳极炉精炼氧化原理及主要物理化学变化 阳极炉氧化精炼是在1150～1200℃的高温下，将空压风鼓入熔
铜中，由于铜液中大多数杂质对氧的亲合力都大于铜对氧的亲合力，且多数杂质氧化物在铜水中的溶解度很小，当空气中的氧通入铜熔体中便优先将杂质氧化除去。脱硫是在氧化过程中进行的。向铜熔体中鼓入空气时，除了O2直接氧化熔铜中的硫产生SO2之外，氧亦熔于铜中。但熔体中铜占绝大多数，而杂质占极少数，按质量作用定律，优先反应的是铜的大量氧化：4Cu+O2=2Cu2O 所生成的Cu2O 溶解于铜水中，其溶解度随温度升高而增大。 1100℃，溶解的Cu2O=5%，相应的O2=0.56% 1150℃，溶解的Cu2O=8.3%，相应的O2=0.92% 1200℃，溶解的Cu2O=12.4%，相应的O2=1.38% 1250℃，溶解的Cu2O=13.1%，相应的O2=1.53% 500℃1083℃ 20406080100 Cu 重量% CuO 700℃ 900℃ 1065℃1200℃1230℃ 3.4712.41300℃ 当Cu2O 含量超过该温度下的溶解度时，则熔体分为两层，下层是饱和了Cu2O 的铜液相，上层是饱和了铜的Cu2O 液相。 溶解在铜熔体中的Cu2O ，均匀地分布于铜熔体中，能较好地与铜熔体中的杂质接触，那些对氧亲和力大于铜对氧亲和力的杂质
粗铅的火法精炼技术
粗铅的火法精炼 11.1 概述 生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表1-1： 粗铅需经过精炼才能广泛使用。精炼目的：一是除去杂质。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，提高铅的纯度。二是回收贵金属，尤其是银。粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。 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80%。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。
粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。 电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。 我分厂采用的火法精炼只是初步精炼，其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度，并调整锑含量，浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板，为电解精炼做好准备。 11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理 11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程 基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出，以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜，脱铜后粗铅含铜0.07～0.08%，然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼，除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质，调整锑含量，达到符合电解精炼要求的合格粗铅。工艺流程图见图11-1
一种除铜新工艺在粗铅精炼中应用研究
第31卷第4期2006年8月 昆明理工大学学报(理工版)Jour nal ofK un m ing Un i versity of Sci ence a nd Technology (S cience and Technolo gy )V o.l 31 N o .4 A ug .2006 收稿日期:2005-09-26. 第一作者简介:班丽丽(1980-),女,在读博士生.主要研究方向:冶金新工艺及钢铁功能材料.E -ma il :banlili @to https://www.360docs.net/doc/3d8440966.html, 一种除铜新工艺在粗铅精炼中应用研究 班丽丽1,2,刘中华1,雍歧龙2,陈雯1,孙保华1,顾晓明 1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093;2.钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081)摘要:针对西北铅锌厂粗铅火法精炼过程中,直接加单质硫进行除铜而出现硫损过大的问题,对 除铜工艺中硫的利用方式进行了研究,提出一种除铜新工艺,即利用硫化铅代替单质硫进行除 铜.在本实验中,对硫加入过量率、加热温度、加热时间等制备PbS 的工艺条件进行了研究,并确 定了加PbS 除铜工艺的最佳硫化铅用量,最佳搅拌时间等技术条件.实验结果表明,粗铅中含铜 量由0.814%下降至0.011%,除铜效率高达98.65%,且在除铜过程中,硫的利用率达92%以上. 关键词:粗铅;火法精炼;硫化铅;除铜 中图分类号:TF111.1文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2006)04-0010-03 Study on the Applicati on of a New D ecopper i n g T echni que i n R efi n i ng of Lead Bullion BAN L i -li 1,2,LI U Zhong -hua 1,YONG Q i -l o ng 2 , CHENG Wen 1,SUN Bao -hua 1,GU X i a o -m i n g 1(1.Facult y ofM aterials andM etall urgical Eng i neering ,Kun m ing U ni versit y of Science and Techno l ogy ,Kun m ing 650093,China ; 2.Instit ute for S truc t ura lM aterials ,Centra l Iron ＆Stee l Research Instit ute ,Beiji ng 100081,Chi na ) Abst ract :There is a b i g pr oble m t h at too m uch su l p hu r is w asted in lead bullion py r o -refining p r ocess by add i n g sulphur d irectl y i n no rthwestm e tallur gy of lead and zinc factory .A s to the pr oble m ,a ne w m e t h od to de -copper fro m lead billion t h r ough c hang ing sulphur to PbS is i n vented .The i m pac t of su l p hur overchar ge pe rcen t -age ,heati n g te m perature and heating ti m e on percent for m ati o n of PbS are st u died ,and t h e PbS overcharge pe r -centage ,hea ting ti m e and agita tion ti m e for decoppe ring fr o m l e ad bullion are investigated too .The results of t h e experi m ent show tha t the percentage of Cu in lead bu llion is reduced fr o m 0.814%to 0.011%,t h e 98.65%coppe r in lead bu llion is successf u ll y d r o w n off and t h e 92%o rm o r e su l p hu r is used efficientl y . K ey w ords :lead bulli o n ;py r o -refining ;PbS ;decoppering 0引言 铅是最常用的有色金属之一.由于火法精炼比电解精炼有着能耗低、占地少、设备简单、投资较少、生产周期短和最终产品的成分容易控制等诸多优点 [1],目前,火法精炼粗铅的精铅产量约占精铅总产量的 80%[2,3].在粗铅火法精炼的除铜工艺中,大多数工厂采用加单质硫除铜,其主要化学反应如下: S +Pb =PbS (1) PbS +2Cu =Cu 2S +Pb (2)除铜原理是利用S 对Cu 的亲合力大于Pb ,即化学反应(2),生成的Cu 2S 密度比Pb 小,而形成浮渣,通过撇渣得到精铅[4].这两个化学反应在同一个过程中完成,由于反应温度较高,反应过程很难控制,容 DOI 牶牨牥牣牨牰牨牨牪牤j 牣cn ki 牣牭牫牠牨牪牪牫牤n 牣牪牥牥牰牣牥牬牣牥牥牫
粗铅精炼
粗铅精炼 2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围，其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值，必须提取出来，而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响，必须除去。因此要对粗铅进行精炼。 粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼，世界其他国家均采用火法精炼法。火法精炼设备与工艺简单，建设费用较低，能耗低，生产周期短。其缺点是过程繁杂，中间产物品种多，均需单独处理，金属回收率较低；电解精炼生产率高，金属直收率高，易于机械化和自动化，可一次产出高纯度精铅。但建设投资大，生产周期较长。 （一）粗铅火法精炼 该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。 1．粗铅熔析和加硫除铜 粗铅含铜一般为1.2%-2.0%，采用熔析法降低铅中含铜。熔析法的基本原理是，粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜，这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。熔析法可将粗铅中铜降至0.1％以下。 熔析法所用设备有反射炉和熔析锅，大型炼铅厂多用熔析锅。熔析锅用铸钢制成，容量30-370t，以重油作燃料。熔析温度500-600℃，熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。 为进一步脱铜，熔析处理的铅再进行加硫处理。该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性，在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001％-0.002％。 2．粗铅氧化精炼 此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。精炼在反射炉中进行，炉温控制在800-900℃，开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质，使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣，然后用入工捞出。 3．粗铅加锌除银与随后除锌 向熔铅中加入锌，即可与铅中的金和银生成锌金化合物和锌银化合物。此生成物性质稳定、熔点高、密度比铅小，不溶于为锌饱和的铅，因而以固体形态浮于铅液表面形成银锌壳，使贵金属与铅分离。 加锌提银在加锌锅中进行，加锌量为铅重的1.5%-2%，作业温度分450-480℃、330-340℃和420-430℃三段进行。捞出银锌壳，铅液含银低于2g/t。 除银后铅中常含有0.6%-0.7%的锌需要除去。一般采用氧化除锌法，该法利用锌氧化成的ZnO不溶于铅并浮出铅水而除去。过程在750-900℃进行，氧化剂可以是空气、水蒸气或氧，经此氧化铅含锌可以降至0.0025%。 4．粗铅除铋
铜精炼工艺操作规程
铜精炼工艺操作规程 SDTY/YT-III-05-20 1、工艺原理 一般粗铜含有0.5~1.5%的杂质，紫杂铜含有1~5%的杂质。这些杂质的存在，使铜的抗腐性弱，机械性能差，导热、导电率低，不适合机械加工及电气工业的应用。火法精炼主要是将金、银等贵重金属以外的杂质含量降低到相应限度，以满足电解精炼的要求。火法精炼是将粗铜、紫杂铜装入精炼炉内熔化后，向熔体铜内通入空气，使其中对氧亲和力较大的杂质Zn、Fe、Pb、Sn、As、S等发生氧化，以氧化物的形态与加入炉内的熔剂发生氧化反应，于铜液表面形成炉渣，或挥发进入炉气而除去。残留在铜液中的氧，经还原脱去后，即可浇铸成电解精炼用的阳极板。因此，铜火法精炼可分成以下两个主要反应阶段： 1.1氧化阶段 在1160℃的温度条件下，使铜液中的杂质发生氧化而除去。主要反应式： 4Cu+O2=2Cu2O Cu2O+Me=2 Cu+MeO MeO+SiO2= Me O·SiO2 2Cu2O+ Cu2S=6 Cu+SO2↑ 1.2还原阶段 经氧化后铜熔体约含有8%左右的氧，需进行还原以脱除铜熔体中的
氧。其主要反应式（用煤粉作还原剂）：Cu2O+C=2 Cu+CO 4 Cu2O+CH4=8 Cu+CO2+2 H2O Cu2O+CO=2 Cu+CO2 Cu2O+H2=2 Cu + H2O 6Cu2O+2C2H m=12 Cu+2CO+m H2+ 2CO2 2、工艺流程
3、主要工艺设备一览表
4、工艺技术条件 4.1铜阳极板技术标准 4.1.1铜阳极板的化学成分 Cu≥99.0%～99.5% As≤0.09% Sb≤0.02% Bi≤0.02% Zn≤0.02% Fe≤0.05% Pb≤0.15% Ni≤0.25% S≤0.05% 4.1.2.1每块阳极板的重量为200±20Kg(外购板±5Kg)（鹏辉）；每 块铜阳极板的重量265Kg,每块重量允差±5Kg。（方圆） 4.1.2.2阳极板的物理规格：770×980×40—44㎜ 4.1.3阳极板两耳厚度的最薄尺寸，不小于该阳极板周边厚度的最薄尺，两耳的表面不准有与长度方向相交的裂纹（平行向的隔层除外）。耳部不允许有冷隔层，板面不允许有夹渣。 4.1.4阳极板起泡高度，飞边毛刺及因顶针，铸模损坏而引起的凸峰，经修整后不准大于5mm。 4.1.5阳极板底面厚度之差不大于6mm，决不允许下厚上薄，上沿突 出不大于6㎜，两侧边偏差不大于1.5mm。 4.1.6阳极板弯曲部位的最大弯曲度不大于5mm。 4.2炉渣技术标准 4.2.1炉渣含量≤21% 4.2.2炉渣粒度≤100㎜ 4.2.3炉渣不允许有镁砖头。 4.2.4炉渣内严禁有石墨棒，氧气管、砖头等杂物。 4.3粗铜技术标准
有色金属冶炼部分：粗铅精炼
第六章 粗铅精炼 1、粗铅精炼方法有 法和 法两种。目前世界上采用 的厂家较多，我国多采用 。 答案：火法 电解 火法 电解精炼 2、火法精炼：火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相（如精炼渣），并将杂质富集其中，从而达到精炼的目的。 3、熔析除铜：根据铜在粗铅中的溶解度随温度下降而减小的原理，当含铜高的铅液冷却时，铜以固溶体的状态析出，由于其密度较铅液小，便以浮渣形式浮在铅液表面而被除去。 4、加硫除铜：根据铜对硫的亲和力比铅大，所以可向铅液中加入硫化剂，硫首先与铅作用生成硫化铅：Pb S PbS +=,由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以硫化铅中的铅很快被铜置换，生成硫化亚铜：22PbS Cu Pb Cu S +=+。生成的2Cu S 在作业温度 下不溶于铅，且密度较小，呈固溶体浮在铅液表面形成硫化渣而被除去。 5、加锌除银、加钙镁除铋的原理：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间化合物（合金）的亲和力大于铅，这些化合物密度比铅小，且不溶于铅，呈固溶体浮在铅液表面而被除去。 6、粗铅火法精炼初步除铜用 法，深度除铜用 法。 答案：熔析除铜 加硫除铜 7、粗铅火法精炼除杂的顺序为先除 ，其方法有
和 ，再除砷锑锡，方法有 和 ；接着除银，主要方法有 ，然后除锌，现普遍采用 ；最后除铋，除铋后进行最终精炼，得到精铅。 答案：铜 熔析除铜 加硫除铜 炼化精炼 碱性精炼 加锌 真空蒸馏法 8、碱性精炼：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给合成盐而除去的火法精炼方法。 9、请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素，铅阳极中杂质元素在电解过程中的行为？ 答案： 根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类： 1）电位比铅负的金属Zn 、Fe 、Cd 、Co 和Ni 等； 2）电位比铅正的Sb 、Bi 、As 、Cu 、Ag 、Au 等； 3）电位与铅很相近的Sn ； 第一类杂质金属由于它们具有比铅高的析出电位，且浓度极小，因此在阴极不致放电析出。 第二类杂质金属由于它们具有比铅更低的析出电位，电解时一般不溶解，而留于阳极泥中。 第三类杂质金属Sn ，部分与铅一起溶解并一起在阴极析出，部分留在阳极泥中。 10、写出铅电积过程的主要电极反应，并解释为什么氢离子没有在阴极析出。 答案： 阳极主要反应：22Pb e Pb +- （铅阳极溶解）
重金属铜铅锌锡冶金思考题
铅冶金 1、请列举出铅的主要化合物及其重要的性质。 2、请列举出各种提炼铅的方法并写出氧化还原熔炼的工艺流程。 3、请简述硫化铅精矿氧化焙烧时，各金属发生的反应及存在状态。 4、请说出硫化铅直接氧化为金属铅的热力学条件，并通过MeS+2MeO=3Me+SO2的lgp SO2 －T的关系图简要说明各杂质金属的反应。 5、请根据C-O系反应ΔG-T关系图，说明CO还原和碳还原的热力学。 6、硫化铅精矿烧结焙烧脱硫的程度与什么有关系，脱硫的目的是什么？ 7、试述烧结焙烧的过程及各个步骤的原则、作用。 8、试述富氧鼓风烧结过程及其与单纯鼓风烧结和返烟烧结有什么不同？ 9、简述鼓风炉正常工作时的炉温分布情况以及熔炼完成后的熔炼产物组成情况。 10、请简述QSL氧化熔炼的特点及工艺流程。 11、请简述闪速氧化熔炼（Kivcet）氧化段和还原段的冶炼过程。 12、简述烟化炉的性能参数及吹炼过程。 13、简述烟化炉处理炉渣的原理。 14、试述粗铅火法精炼流程，并简述熔析法除铜的原理和过程。 15、试述粗铅精炼除砷、锑、锡的方法，并说明氧化精炼过程。 16、电解精炼的工艺是怎样的，请写出粗铅电解精炼阳极和阴极的主要反应。 17、请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素，铅阳极中杂质元素的行为？ 18、请简述再生铅的原料及原料的炼前处理过程。 19、再生铅废料的熔炼技术有哪些，请分别简要进行说明。 20、试述废蓄电池渣泥固相电解还原法回收含铅废料的原理、过程及工艺。 21、与火法炼铅相比，湿法炼铅有哪些特点。 22、湿法炼铅大致有哪几类方法，简述碱浸出过程。 23、写出利用蓄电池铅废料生产三盐基硫酸铅的方法和操作流程。 24、简述有色金属电解中铅阳极材料的应用情况。 25、举例谈谈你对铅产品深加工的发展趋势。 铜冶金 1、当今铜的主要消费领域是哪些？ 2、试从资源综合利用和生产过程对环境的友好两方面，分析火法炼铜和湿法炼铜的主要优 缺点。 3、造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？ 4、酸性炉渣和碱性炉渣各有何特点？ 5、闪速炉造锍熔炼对入炉铜精矿为何要预先进行干燥？ 6、闪速熔炼过程要达到自热，生产上采用哪些措施来保证？ 7、闪速熔炼的发展趋势如何？ 8、熔池熔炼产出的炉渣为何含铜较高？ 9、奥斯麦特/艾萨法造锍熔炼过程主要控制哪些技术条件？生产上是怎样控制？ 10、铜锍的吹炼过程为何能分为两个周期？ 11、在吹炼过程中Fe3O4有何危害？怎样抑制其形成？ 12、吹炼过程中铁、硫之外的其它杂质行为如何？ 13、简述炉渣贫化的过程原理。 14、如果炉渣中含有较多以Cu2O形态存在的铜，用哪种贫化方法处理更有效？ 15、简述粗铜火法精炼的过程原理。 16、火法精炼过程中为什么镍较难除去？ 17、精炼过程中有一还原作业，目的是什么？过还原有什么不利影响？
年处理5万吨粗铜火法精炼反射炉设计1
年处理5万吨粗铜火法精炼反射炉设计 摘要：反射炉一种室式火焰炉，燃料在燃烧室燃烧，生成的火焰靠炉顶反射到加热室加热坯料的炉子。炉内传热方式不仅是靠火焰的反射，而且更主要的是借助炉顶、炉壁和炽热气体的辐射传热。反射炉炼铜适于处理细粒浮选精矿，对原料和不同类型的燃料适应性强，流程简短，生产稳定，渣含铜低至可直接废弃的程度，炉床面积大，适于大规模生产，从而成为当代最重要的炼铜方法。在世界铜的生产中，反射炉炼铜产出的铜量长期居于首位。 关键词：火法精炼反射炉粗铜 一：前言 铜精炼反射炉的入炉原料为矿石粗铜、再生杂铜、不同渠道获得的各类铜锭等。原料中除含硫、氧外，还含有一些其他杂质，如砷、锑、铅、锌、锡、铁、钴、镍等，此外还含有硒、碲、铋、金、银等稀有金属。通常情况下，将铜料在铜精炼炉中进行火法精炼，产出Cu ≥99.8%的阳极板，再进行电解精炼，产出Cu≥99.95%的电解铜。最后从阳极泥中将稀贵金属提取出来[1]。铜火法精炼为间歇（周期）作业，分为加料熔化、氧化、还原、铸型五个阶段，每炉作业周期一般小于24小时，最快12小时。由于各工厂所处理的原料成分差异很大，所以氧化期的操作方法有不尽相同之处，但基本原理相同。 用一段法处理杂铜熔炼时，一般都在固定反射炉中进行，所以实际上，在反射炉进行的既是熔炼也是精炼。并且与矿铜的火法精炼原理相同，不过，由于粗铜杂质含量高，所以在操作上有其独特特点，杂铜在反射炉中处理时，整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。 二：反射炉结构 1.1炉基 炉基是整个炉子的基础，承受炉子巨大的负荷，因此要求基础坚实。炉基可做成混凝土的、炉渣的或石块的，其外围为混凝土或钢筋混凝土侧墙。炉基底部留有孔道，以便安放加固炉子用的底部拉杆。 炉基上面设有为发生事故跑铜时排出和积存高温铜液的深沟，设计时沟的倾斜方向应注意机电设备和立柱的安置位置，沟的坡度以4%~5%为宜。炉基是一次性建筑设施，设计时应考虑到扩大炉体的因素，保持炉体基础整体性。 1.2炉底 炉底是反射炉的重要组成部分，对炉底的要求是坚实、耐腐蚀并在加热时能自由膨胀。铜精炼反射炉是周期作业，一般采用架空炉底，以防止金属向炉底及炉基渗漏。而且，架空炉底通风道对炉底的冷却程度有很大的影响[2]。
铜冶炼工艺
铜冶炼工艺 粗铜的火法精炼 火法精炼原理：粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且，杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此，杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜，最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。 1.氧化过程（氧化除渣阶段） 空气进入铜熔体，首先与铜反应生成Cu2O，再与其它金属杂质 作用使杂质氧化，化学反应如下： 4Cu+O2→2Cu2O Cu2O+Me→MeO+Cu 反应式中的Me代表金属杂质。 2.还原过程（还原得到阳极铜） 氧化除渣后铜液中的Cu2O，用还原剂进行还原： Cu2O+H2→2Cu+H2O Cu2O+CO→2Cu+CO2 Cu2O+C→2Cu+CO 还原剂有：重油、天然气、液化石油气、木炭等。得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。
铜的电解精炼 铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阳极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属（硒、碲）不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽底，溶液中的铜在阳极上优先析出，而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。这样，阳极上析出的金属铜纯度很高，成为阴极铜或电解铜。 电解精炼过程： 阳极：火法精炼铜； 阴极：电解铜（阴极铜）； 电解液：硫酸铜和硫酸的水溶液。 引入直流电，阳极铜溶解，在阴极析出纯铜，杂质进入阳极泥或电解液，从而实现铜和杂质的分离。 1.阳极反应 电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子，当通入直流电时，在阳极上可能的氧化反应为： Cu-2e→Cu2+ Me-2e→Me2+ SO42--2e→SO3+1/2O2 H2O-2e→2H++1/2O2 Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等，电极电位比铜负，与铜一起溶解进入电解液；SO42-和H2O电极电位比铜正得多，在阳极上不可能进行
粗铅的火法精炼
第十一章粗铅的火法精炼 11.1 概述 生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表11-1： 表11-1 粗铅的化学成份（%） 粗铅需经过精炼才能广泛使用。精炼目的：一是除去杂质。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，提高铅的纯度。二是回收贵金属，尤其是银。粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。 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80%。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。 粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。 电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。 我分厂采用的火法精炼只是初步精炼，其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度，并调整锑含量，浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板，为电解精炼做好准备。 11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理
11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程 基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出，以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜，脱铜后粗铅含铜0.07～0.08%，然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼，除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质，调整锑含量，达到符合电解精炼要求的合格粗铅。工艺流程图见图11-1 图11-1 粗铅火法精炼的工艺流程图\ 11.2.2 火法精炼的基本原理 11.2.2.1 熔析除铜 熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少，当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为9)，因而浮至铅液表面，以铜浮渣的形式除去。又铜在铅液中的溶解度随着温度的变化而变动，温度下降时，液体合金中的含铜量相应地减少，当温度降至共晶点(326℃)时，铜在铅中的含量为0.06%，这是熔析除铜的理论极限。 当粗铅中含砷锑较高时，由于铜对砷、锑的亲合力大，能生成难溶于铅的砷化铜和锑化铜，而与铜浮渣一道浮于铅液表面而与铅分离。实践证明，含砷、锑高的粗铅，经熔析除铜后，其含铜量可降至0.02～0.03%。粗铅中含砷、锑低时，用熔析除铜很难使铅液含铜降至0.06%。这是因为：
粗铅火法精炼
粗铅火法精炼(fire refining of crude lead) 分段脱除熔融粗铅中的杂质，产出精铅的过程，为火法炼铅流程的重要组成部分。铅熔炼产出的粗铅，除含有铜、镍、钴、铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外，还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属，杂质总量约为1％～4％。因此，精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质，使精铅符合用户的要求，而且还要综合回收粗铅中的有价金属。 粗铅精炼有火法精炼和电解精炼(见铅电解精炼)两种方法。中国、加拿大和日本等国的炼铅厂，一般采用粗铅火法精炼脱铜后再进行电解精炼的工艺流程，世界其他国家都采用火法精炼流程。火法精炼流程所产的精铅约占精铅总量的80％。与电解精炼相比，火法精炼的主要优点是设备及工艺操作简单，基建投资省；可处理成分复杂的粗铅，产出不同品级的精铅；生产周期短，能耗少。但火法精炼过程繁杂，产出一系列的副产品，每种副产品都需要单独处理，增加了处理费用，降低了综合回收率。无论是采用火法精炼或电解精炼，都可获得纯度达99．99％的精铅。火法精炼由除铜，除砷、锑、锡，加锌脱银，除锌，除铋和除钙镁等作业组成，工艺流程如图1所示。 除铜从粗铅中分离铜的过程。不论是火法精炼还是电解精炼，粗铅除铜都是精炼的第一道作业。粗铅除铜的方法有熔析法和加硫法两种方法，大多数工厂都采用先熔析、后加硫的两段除铜方法(图2)。 熔析法除铜基于铜在液态铅中的溶解度随温度降低而减少的原理。在降低液铅温度时，铜不断析出。当温度降至1225K以下时，析出的不是纯铜，而是含铅3％～5％的固溶体，以固态浮在液铅上面。当温度降至铅的熔点(599K)附近时，铅和铜形成共晶，共晶含铜0.06％，这是熔析法除铜的理论极限值。但实际上粗铅中含有砷、锑，它们与铜形成难溶的砷化铜和锑化铜，进入固体渣浮在铅液面上。因此，熔析法除铜
铜火法精炼
铜火法精炼在熔融高温条件下，除去矿产粗铜和再生铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡、秘和氧等杂质，产出火法精铜的火法炼铜过程。部分再生铜、少数不含或含贵金属很少的粗铜，经过火法精炼，即可供机械制造等部门直接使用。绝大部分粗铜在火法精炼后铸成阳极板，经电解精炼，生产纯度更高、用途更广的电解铜。基本原理火法精炼的主要目的是要除去粗铜中的硫等杂质，利用杂质对氧的亲和势大于铜对氧的亲和势和杂质氧化物在铜中溶解度低的特性，向熔铜中鼓入空气，即可使杂质生成气体和造渣除去，而金、银等贵金属富集于铜液中。鼓入空气中的氧首先与铜反应生成Cu20，Cu2o同分散于铜液中的杂质接触，生成杂质氧化物除去。然后再用含碳氢化合物的还原剂除掉溶于铜中的氧，产出化学成分和物理性能符合要求的精炼铜。 基本过程 铜火法精炼包括氧化脱硫等杂质和还原脱氧两个基本过程。氧化过程又称氧化精炼期，主要是脱除粗铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡和秘等杂质。熔池中待精炼熔体质量的98%以上是铜，所以氧化过程一开始，首先是铜被鼓入熔池的空气中的氧所氧化: 4Cu+O2→2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液中，在操作温度1373K一 1523K条件下，Cu2O在铜中溶解度为6%一13%。铜中杂质金属(Me)遇溶解在铜液中的Cu2O时便发生反应: Cu2O+Me→MeO十2Cu 由于MeO在铜中溶解度很小，而铜的浓度在杂质氧化时几乎不发生变化，可视为常数，上式的反应平衡常数为: K‘=〔Cu2O〕〔Me〕K‘ 或〔Me‘〕〔Cu2O〕式中表明，Cu2O的浓度越高，杂质金属的浓度就越小，被除去的杂质就越多。从节约嫉料和不延长下一步还原过程所需时间等综合因素出发，氧化过程温度控制在1373~1423K时，eu2o的饱和浓度约为6%~s%。氧化精炼期通常还要加入石英砂、石灰和苏打等熔剂，以使铁、铅、砷、锑等杂质氧化后造渣除去。除硫是在氧化过程的后期完成。因为在有对氧的亲和势较大的金属杂质存在时，铜的硫化物不易氧化，而一旦金属杂质氧化结束，铜中硫的氧化反应会剧烈进行: 〔S〕e。+2〔O〕eu一502(g) 反应平衡常数为: p阳。氧化精炼末期铜液含氧约0.6%，1373K时的反应平衡常数K值为90,气相中户、2在3. ZkPa左右，由此计算铜液中含硫量可以降到0.001%。铜液中以Cu2O 形态存在的氧在下一步还原过程中除去。还原过程又称还原精炼期。用重油、丙烷等还原剂将CuZO还原成金属铜，使铜中氧含量降到0.05% ~0.10%的过程。重油等还原剂受热裂解为HZ、CO、 C等成分，还原反应为: Cu2O十H2—2Cu+H2O Cu:O+CO—2Cu+CO2 Cu2O+C 一2Cu+CO 还原精炼期的终点控制十分重要，如过还原，氢气在铜液中的溶解量会急剧增加，在浇铸铜阳极板时析出，使阳极板多孔;而还原不足时，就不能产生一定量的水蒸气，以抵消铜冷凝时的体积收缩部分，降低了阳极板的物理规格，同样不利。
粗铜的火法精炼
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 粗铜的火法精炼 铜锍吹炼产出的粗铜含有较高的硫、氧和其他一些杂质，如铁、钴、锌、铅、锡、镍、砷、锑、铅等，此外还有含有硒、碲、锗、金、银等稀有元素和 贵金属，其总含量可达0.5%～2%。为除去粗铜中的杂质和回收贵金属等有价 元素，应将粗铜进行火法精炼和电解精练。火法精炼只能将对氧亲和力较大的 杂质除到一定的程度，而贵金属仍留于火法精炼铜中。粗铜火法精炼的目的 是为电解精炼提供合乎要求的阳极铜，并浇铸成表面平整、厚均匀、致密的阳 极板，以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。在火法精炼时，由于铜 是主体，杂质浓度很低，故铜首先被氧化：4[Cu]＋O2＝2[Cu2O] 生成的氧化 亚铜溶于铜熔体中，将铜液中的杂质Me 氧化：[Cu2O]＋[Me]＝2[Cu]＋（MeO）欲使杂质残留于铜液中的极限浓度最低，应控制以下因素：（1） 氧化亚铜始终保持饱和状态；（2）降低杂质氧化物的活度；（3）温度不宜 太高。粗铜火法精炼多采用固定式精炼炉、回转式精炼炉，也还有倾动式精 炼炉。表1 和表2 列出了国内外一些火法精炼过程的指标。表1 国内火法精炼 技术经济指标（一）厂别铜精炼回收率/%铜精炼真收率/%床能率/t·（m2·d） －1 燃料还原剂种类单耗/kg·t－1 种类单耗/kg·t－1 鑫冶（上海）99.9199.28.28 重油80～90 重油6 白银99.6958～12 重油70～90 重油8 云冶99.898.74 重油87 木炭粉13 重冶99.698.54.36 天然气167m3/t 柴油11 株冶99.797 重油90～110 重油10～20 广冶99.0296.83.1 重油180 重油6 贵冶99 重油50～60 液化石油气4～6 大冶98 重油42 重油5～6 表1 国内火法精炼技术经济指标（二）厂别烟气废热利用每炉还原时间/h 渣率/%渣含铜/%电耗/kW·h·t－1 水耗/t·t－1 铸模消耗/个·t－1（阳极）利用方式利用率/%鑫 冶（上海）锅炉空气预热器生产蒸汽热风621.50.5～0.610～30301.8 铸铁120
浅谈我国铅火法冶炼技术现状及进展
浅谈我国铅火法冶炼技术现状及进展 发表时间：2019-06-25T15:52:30.743Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：熊会圣 [导读] 摘要：铅火法冶炼技术是当前工业金属提取中非常重要的一种冶炼技术，本文对该技术的应用现状进行了分析，然后对其未来发展展开了探讨。 江西自立环保科技有限公司 344000 摘要：铅火法冶炼技术是当前工业金属提取中非常重要的一种冶炼技术，本文对该技术的应用现状进行了分析，然后对其未来发展展开了探讨。 关键词：铅火法冶炼技术；应用现状；发展趋势 1我国现阶段铅火法冶炼技术现状分析与对比 上世纪80年代以来，国外先后发明了Kivcet法、QSL法、Ausmelt（ISA）法和Kaldo法等炼铅新工艺；在国外炼铅技术的基础上国内发明了氧气底吹炉+鼓风炉+烟化炉炼铅法、富氧闪速炉+电炉炼铅法、艾萨炉+鼓风炉+烟化炉炼铅法、底吹氧化炉+底吹还原炉+烟化炉炼铅法、底吹氧化炉+侧吹还原炉+烟化炉炼铅法。 Kivcet法是一种铅闪速熔炼法。此工艺优点是原料适应性强、金属回收率高、烟尘率低，且炉体密闭，烟气逸散少，操作条件好。主要缺点是炉体结构复杂，投资较大；供料系统较复杂；电耗高；烟道下部易出现炉结导致炉况恶化。目前，我国江铜和株冶采用此技术，没有得到大范围推广。QLS法是真正的一步炼铅法。此技术优点是备料简单、生产成本低、烟气SO，浓度高、铅和贵金属回收率高达96％以上。缺点是操作及条件控制要求严格，烟尘率高达20％以上，粗铅含硫高，导致精炼渣率高达20％左右，不适于处理中低品味及含锌高的铅物料，此法被我国引进后一直未生产。 Ausmelt（ISA）法优点是对物料的要求不高，炉衬的寿命较长，缺点是喷枪喷头寿命短，反应激烈易发生喷炉事故。我国云南驰宏锌锗采用此技术，随着生产实践不断摸索，喷头寿命短及喷炉事故等问题得到很好解决。 Kaldo法属间断作业，炉寿短，制酸复杂。我国引进该技术试产过一段时间，但至今尚未连续生产。 富氧闪速炼铅法主体设备由一台闪速炉和贫化电炉构成。此法优点是供料系统简单；电炉深度还原使弃渣含铅锌低于2％；后面不用设置烟化炉，能耗低，投资仅为Kivcet法的40％，还能够配合不同的锌浸出渣，能够更好地实现铅锌联合生产。该工艺运用于河南灵宝10万t ／a铅厂。氧气底吹炉+鼓风炉+烟化炉炼铅法相比传统炼铅技术取得了重大进步。一经问世就很快被推广。但该技术热能利用极不合理，且高铅渣铸块过程中，产生的铅烟尘及水蒸气污染环境。因此，我国现已逐步淘汰了鼓风炉处理高铅渣的工艺。 底吹氧化炉+底吹还原炉+烟化炉炼铅法和底吹氧化炉+侧吹还原炉+烟化炉炼铅法是现阶段国内较先进的铅冶炼技术，共同特点是取消了铸渣机和鼓风炉。三台炉由溜槽串连，利用液态高铅渣本身潜热，且设备占用空间小，环保及节能效果明显。 2我国铅火法冶炼技术的改进与发展趋势 2.1铅冶炼技水的改进 我国炼铅技术都从国外引进，但引进后做了改进，以适应我国铅冶炼自身发展，主要改进如下：①一炉向多炉改进。国外炼铅技术考虑一炉完成多个冶炼工艺过程.如基夫赛特、QSL等，由一台炉完成氧化、还原等工艺过程。虽然流程短，工序少，但炉内气氛很难控制，操作难实现，且炉温不稳定，炉衬寿命短。我国引进国外技术后，充分利用各炉型优缺点，将各炉型完美嫁接，实现一炉向多炉改进。如双底吹炼铅、底吹+侧吹炼铅工艺等。改进后的工艺不仅烟气制酸简单，生产成本相对较低，且炉内气氛易控制，操作简便，炉温稳定，炉衬寿命提高。②间断向连续改进。传统炼铅工艺间断生产，产出的粗铅和渣冷却后倒运至下一工序。不仅造成热量损失，且低空污染严重。改进后的工艺连续进料。炉子间用溜槽连接，既利用了热态物料潜热，又减少了低空污染。③传统能源向清洁能源改进。传统铅冶炼采用大量燃煤作为还原剂及补热，新工艺逐步采用天然气等清洁能源取而代之，实现清洁生产。④节能方面改进。基夫赛特炉铜冷却水套借鉴闪速炼铜技术中三明洽水套的设置，保证反应塔冷却效果的情况下，减少冶炼过程能源消耗。侧吹炉水套以循环水方式冷却，将水套更换成汽化水套。减少循环水用量，同时产出低压蒸汽用于锅炉除氧器升温，达到节能目的。 2.2铅冶炼技术发展趋势 通过铅冶炼技术现状对比与分析可知，我国火法炼铅技术已达到国际领先水平，但与国外技术相比，还存在一定差距，将来发展趋势有以下几点：①我国铅冶炼厂绝大部分规模小、装备水平低，劳动生产率低，综合利用水平差，今后发展方向应加大集中度，扩大企业规模，提高装备水平，并建成铅锌联合企业，发挥铅锌冶炼优势互补，走循环经济道路，提高资源综合利用水平。②目前国内铅厂都利用烟化炉提锌，产出次氧化锌通过湿法流程才能获得金属锌。可以考虑改变烟化炉炉体结构，减少锌蒸汽氧化，出口直接接入锌雨冷凝器，直接产出金属锌③目前国内大部分企业生产的粗铅还是经铸锭后再送去火法精炼进行熔铅处理，应加大液态粗铅直接火法精炼技术的推广力度，进一步降低能耗，减少排放。④铅熔点低，易挥发，铅尘弥散易造成铅中毒。继续研究低温熔炼技术，将熔炼温度降至铅熔点以下，减少铅的挥发，从而改善工人操作环境，同时有利于环境保护。⑤研究处理一些成分复杂、多金属伴生铅矿的冶炼技术，对铅矿中一些伴生元素，如Cu、Sn、Zn、As、Sb、Bi等元素尽量回收。 3 结束语 综上所述，铅冶炼技术的进步对于金属提取具有着非常重要的作用，目前我国铅冶炼技术已经达到国际领先水平，但是与顶尖国家相比，依然存在着一定的差距，所以相关工作人员需要加强研发，推动铅冶炼技术的发展和进步。 参考文献： [1]陈亚州，汤伟，吴艳新，et al. 国内外再生铅技术的现状及发展趋势[J]. 中国有色冶金，2017（3）. [2]铅阳极泥处理技术的研究进展[J]. 有色金属科学与工程，2017（5）. [3]金伟，王建潮，朱钰土，et al. 我国铅锌冶炼工艺现状及发展趋势分析[J]. 化工管理，2017（25）：187-187.