冶金新技术
湿法冶金新工艺新技术及设备选型应用手册

湿法冶金新工艺新技术及设备选型应用手册一、湿法冶金简介湿法冶金是一种从含金属的废水、废渣或土壤中回收有价金属的重要方法。
它通过化学或电化学过程,将金属从复杂的多金属氧化物或硫化物中提取出来,并转化为可溶性的离子形态,然后从溶液中提取出来。
湿法冶金广泛应用于工业生产中,尤其在环保和资源回收方面具有重要意义。
二、新工艺新技术1. 微生物浸出技术:利用某些特殊类型的微生物,能够将固体矿石中的金属离子转化为可溶性离子,提高金属提取效率。
2.化学沉淀法:通过添加沉淀剂,将金属离子转化为氢氧化物、碳酸盐或其他类型的沉淀,从溶液中分离并回收金属。
3. 膜分离技术:利用半透膜将溶液中的金属离子与杂质、有机物等分离,具有高效、选择性高的优点。
4. 电化学处理法:通过电解作用,将金属离子从溶液中提取出来,适用于处理高浓度金属离子废水。
三、设备选型应用1. 搅拌器:用于液体混合、搅拌,促进化学反应的进行。
2. 浸出罐:用于微生物浸出、化学沉淀等工艺过程的浸出作业。
3.沉淀池:用于金属离子的沉淀过程,回收金属。
4. 膜分离设备:用于处理含金属离子废水,回收金属。
5. 电镀槽:用于电化学处理法,将金属从溶液中提取出来。
四、总结湿法冶金新工艺新技术及设备选型应用日益多样化,包括微生物浸出、化学沉淀、膜分离和电化学处理等新工艺,以及相应的设备如搅拌器、浸出罐、沉淀池和电镀槽等。
这些新工艺和设备的选择和应用,将有助于提高金属回收效率,降低环境污染,实现资源的可持续利用。
以上内容仅供参考,具体选择和应用还需要根据实际情况进行考虑。
冶金轧钢生产新技术解析

冶金轧钢生产新技术解析作为冶金行业的重要领域之一,轧钢生产一直是冶金生产过程中的关键部分。
如今,随着科技的发展和工业化的进程,轧钢生产也在不断进步,新技术不断涌现,为轧钢生产带来了更高的效率和质量。
本文将就轧钢生产中的一些新技术进行解析。
1. 大断面高速无缝钢管轧制技术大断面高速无缝钢管轧制技术是一种创新性的钢管轧制技术,主要针对大断面高强度钢管轧制。
这项技术采用了先进的轧制工艺和设备,通过控制轧机的轧制力和控制轧制参数,可获得均匀的内外壁厚度和外径尺寸的高品质钢管。
2. 硅钢绕制全过程数值模拟技术硅钢绕制全过程数值模拟技术是一种新型的钢材制造技术,它将数学模型与计算机仿真技术相结合,在钢材生产过程中实现全程数字化。
这项技术可为钢材制造提供精确定位、快速优化并预测工艺过程,从而实现高效率和高质量的生产。
3. 冷拔技术冷拔技术是一种重要的金属加工技术,在钢材生产中具有广泛的应用。
这项技术通过采用特殊的机械设备,将钢材进行多道次冷拔,可为钢材提供均匀性好、抗弯曲性好以及耐磨性好的特点。
4. 超声波检测技术超声波检测技术是一种先进的无损检测技术,广泛用于金属制品、管道等各领域的检测。
在钢材生产中,超声波检测技术可在钢材制品的生产和加工过程中,检测和排除隐患和缺陷,提高产品的质量和可靠性。
5. 自动化控制技术自动化控制技术是一种基于计算机控制的自动化制造技术,可实现钢材生产过程的控制和监测,并优化整个生产过程。
这项技术可大幅减少劳动力和资源的浪费,提高生产的效率和质量。
以上这些新技术,都是钢材生产过程中的重要技术,可以为钢材生产带来更高的效益和更好的质量,同时也反映了我国冶金技术的不断进步和创新能力的不断提升。
微冶金建材矿山新技术及新产品(最新)

微冶金合金化新技术及建材矿山领域强化产品一、微冶金合金化新技术微冶金技术是利用特殊集中高密度热源,通过程序精确控制工艺参数,使得高性能合金粉末与金属基材表面发生局部微冶金反应,在基材表面制备具有耐高温、抗氧化、耐磨损、抗冲击等优秀性能的合金层,制得复合材料。
所制备的复合新材料应用广泛。
微冶金加工新技术具有基材无变形,一次微冶金反应制得的合金层厚度可达1~5mm,控制精度高,可多次微冶金反应制备大厚度合金层,合金层与基材为冶金结合,稀释率低,金属基材对合金层性能影响小。
基于我们在粉末冶金技术方面近15年的研发经历,已经在基于镍基、钴基、铁基、金属陶瓷基等金属粉末材料方面取得了突破性进展,开发的系列气雾化粉末达到100余种,而且在合金化制备方面开发了专用设备,实现了多种粉末的预合金化制备。
典型特点:推出系列金属基陶瓷强化型合金复合新材料,并在矿山、建材及水泥等领域得到应用,用户由此获得了良好的经济效益和社会效益。
二、微冶金产品技术指标及范围依托系列合金粉末制备的微冶金新材料强化产品指标及适用范围:微冶金后,表面质量好,接近初加工表面,性能均一,基材无变形。
硬度:HRC16—HRC65均可以实现;耐磨性:制备软基材上硬质颗粒增强型、硬质基体型等复合材料,耐磨性是同种硬度情况堆焊制备产品的1.5-3倍;耐热、耐冷温度范围:常温、低温(最低-75°)、高温(最高1150°),特别在600°—950°高温范围内独具特色的保持高温硬度的系列合金粉末,制备了高温下耐磨损、耐冲击及耐腐蚀性能优异的复合材料;耐腐蚀性:通过系列合金粉末的研发,形成了耐酸、碱、盐、氯离子腐蚀及耐气体腐蚀性能优异的多种复合材料,根据用户工况的需要,合理配比合金粉末,满足个性化耐腐蚀要求;依托在系列合金粉末方面的技术进步,采用微冶金技术制备的强化和再制造产品在冶金、矿山、水泥、电力、煤矿、等获得广泛应用,解决客户的难题。
粉末冶金新技术-烧结

用SPS制取块状纳米晶Fe90Zr7B3软磁的过程是: 先将由非 晶薄带经球磨制成的50~150μm非晶粉末装入WC/Co合金 模具内,并在SPS烧结机上烧结(真空度1×10-2Pa以下、升温 速度0.09~1.7K/s、温度673~873K、压力590MPa), 再把所 得的烧结体在1×10-2Pa真空下、以3 7K/s速度加热到923K、 保温后而制成。材料显示较好的磁性能:最大磁导率29800、 100Hz下的动态磁导率3430, 矫顽力12A/m。
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双频微波烧结炉 生产用大型微波烧结炉 已烧结成多种材料:如陶瓷和铁氧体等材料。另 外,在日本又开发出相似的毫米波烧结技术,并成功 地在2023K下保温1h烧结成全致密的AlN材料。
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2.爆炸压制技术 爆炸压制又称冲击波压制是一种有前途的工艺
方法,它在粉末冶金中发挥了很重要的作用, 爆炸压 制时,只是在颗粒的表面产生瞬时的高温,作用时间 短,升温和降温速度极快。适当控制爆炸参数,使得 压制的材料密度可以达到理论密度的90%以上,甚至 达到99%。
3)快速脉冲电流的加入, 无论是粉末内的放电部位还是焦耳 发热部位, 都会快速移动, 使粉末的烧结能够均匀化。
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与传统的粉末冶金工艺相比,SPS工艺的特点是:
• 粉末原料广泛:各种金属、非金届、合金粉末,特别是 活性大的各种粒度粉末都可以用作SPS 烧结原科。
• 成形压力低:SPS烛结时经充分微放电处理,烧结粉末表 面处于向度活性化状态.为此,其成形压力只需要冷压烧 结的l/10~1/20。
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SPS制备软磁材料 通常用急冷或喷射方法可得到FeMe(Nb、Zr、Hf)B的非 晶合金,在稍高于晶化温度处理后, 可得到晶粒数10nm,具有 体心立方结构,高Bs 、磁损小的纳米晶材料。但非晶合金目 前只能是带材或粉末, 制作成品还需要将带材重叠和用树脂固 结, 这使得成品的密度和Bs均变低。近年, 日本采用SPS工艺研 究FeMeB块材的成形条件及磁性能。
金属冶炼中的新技术新方法

采用先进的冶炼材料,如耐高温、耐腐蚀、耐磨损等,提高金属回收率
采用新型冶炼技术,如真空冶炼、电弧炉冶炼等,提高金属纯度 采用新型合金化技术,如微合金化、复合合金化等,提高金属性能 采用新型热处理技术,如快速冷却、高温淬火等,改善金属组织结构 采用新型表面处理技术,如电镀、喷涂等,提高金属表面性能和耐腐蚀性
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汇报人:
01
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青铜冶炼:采用铜、锡、铅 等金属的混合物,通过加热、 熔炼、铸造等工艺制成
铁器冶炼:采用铁矿石、木 炭等原料,通过高温熔炼、 锻造等工艺制成
钢冶炼:采用铁矿石、焦炭 等原料,通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
铝冶炼:采用铝矿石、石灰 石等原料,通过电解、熔炼 等工艺制成
应用:广泛应 用于铝、镁、 钛等金属的冶
炼
挑战:熔盐电 解技术需要解 决熔盐腐蚀、 电解质损失等
问题
原理:利用微生物的生物代谢能力,将金属离子转化为金属单质 优点:环保、高效、低成本 应用:铜、铁、锌、金等金属的冶炼 挑战:微生物的培养、筛选和优化,以及冶炼条件的控制
原理:利用化学反应的热力学性质,控制反应条件,实现金属的冶炼 特点:高效、节能、环保 应用:应用于各种金属的冶炼,如铁、铜、铝等 发展趋势:随着科技的发展,化学热力学冶金技术将更加成熟和完善
铜冶炼:采用铜矿石、焦炭 等原料,通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
锌冶炼:采用锌矿石、焦炭 等原料,通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
电弧炉炼钢技 术的发展:提 高了炼钢效率
和质量
连续铸造技术 的发展:提高 了生产效率和
产品质量
真空冶金技术 的发展:提高 了金属纯度和
钢铁冶金新工艺技术目录

钢铁冶金新工艺技术目录钢铁冶金是现代工业中应用最广泛的材料之一,其技术不断发展和创新,推动了钢铁行业的高效生产和质量提升。
下面是一份钢铁冶金新工艺技术目录。
一、高炉冶炼新技术1. 高效节能热风炉技术:采用高效燃烧器和余热回收装置,提高燃烧效率和热风温度,降低燃料消耗和排放。
2. 富氧预处理技术:通过对冶炼矿石进行富氧预处理,提高还原效率和高炉产能,减少煤耗和焦耗。
3. 燃料灰渣精煤技术:通过对燃料灰渣中的可燃物质进行精煤,提高燃烧效率和热量利用率,降低煤耗和废气排放。
二、转炉冶炼新技术1. 高效氧枪技术:采用高效氧枪和透氧技术,提高氧枪吹氧效率和转炉熔化过程中的氧气利用率,降低氧气消耗和炉渣中的氧化铁含量。
2. 喷吹粉煤技术:通过将粉煤喷吹到转炉中,在燃烧过程中释放高热值的挥发分,提高炉内温度和燃烧效率,减少焦耗和燃料消耗。
3. 渣液脱锰技术:通过添加适量的石灰和石膏等物质,控制转炉渣中的碱度和碳酸锰含量,降低转炉渣锰损失和锰冶炼成本。
三、连铸新技术1. 水模连铸技术:采用水模铸坯,提高结晶器冷却效果和铸坯的表面质量,降低铸坯变形和裂损率,提高铸坯质量和连铸效率。
2. 轧辊调整技术:通过轧辊调整系统自动化控制,实现辊型调整和轧件形状控制,提高轧件尺寸精度和表面质量,降低轧制能耗和加工成本。
3. 涂层技术:在连铸过程中,对铸坯和轧件表面进行涂层处理,减少表面氧化、脱碳和损伤,提高产品质量和附加值。
四、高温热处理新技术1. 连续退火技术:采用连续退火设备,对钢材进行高温退火处理,实现均匀结构和优良性能,提高钢材的塑性和韧性。
2. 淬火技术:采用先进的淬火设备和工艺,快速冷却钢材,形成细小、均匀的马氏体组织,提高钢材的硬度和耐磨性。
3. 氮化处理技术:通过将钢材置于含氮气氛中,在高温下进行氮化处理,提高钢材的表面硬度和耐腐蚀性。
五、环保技术1. 高效除尘技术:采用先进的除尘设备和技术,减少钢铁冶炼过程中的烟尘和废气排放,改善环境污染问题。
粉末冶金新技术

一、制粉新技术 5.电爆炸金属丝 电爆炸金属丝 制取纳米粉 大功率电脉冲施于氩气保 护的金属丝上, 护的金属丝上,并受到大 功率脉冲产生的特殊场约 束。柱形等离子体被加热 到15000K以上高温,因而 15000K以上高温, 电阻剧增, 电阻剧增,引起特殊场崩 溃。金属蒸气的高压引起 爆炸,产生冲击波, 爆炸,产生冲击波,形成的 金属气溶胶快速绝热冷却, 金属气溶胶快速绝热冷却, 制得纳米粉。 制得纳米粉。
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二、粉末冶金成型新技术 许多合金钢粉用动磁压制做过实验, 许多合金钢粉用动磁压制做过实验,粉末中不 添加任何润滑剂,生坯密度均在 以上。 添加任何润滑剂,生坯密度均在95%以上。动磁压 以上 制件可以在常规烧结条件下进行烧结, 制件可以在常规烧结条件下进行烧结,其力学性能 高于传统压制件。 高于传统压制件。动磁压制适用于制造柱形对称 的近终形件、薄壁管、 的近终形件、薄壁管、纵横比高的零件和内部形 状复杂的零件。 状复杂的零件。
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一、制粉新技术 7.声化学制取纳米金属粉 7.声化学制取纳米金属粉 美国科学家采用声化学 技术制取纳米金属粉。 技术制取纳米金属粉。 声化学是研究液体中高 强度超声波产生的小气 泡的形成、 泡的形成、长大与内向 破裂等现象的学科。 破裂等现象的学科。
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一、制粉新技术 这些超声波气泡的破裂,产生很强的局部加热而在 这些超声波气泡的破裂 产生很强的局部加热而在 冷液中形成“热点” 瞬时温度约为 瞬时温度约为5000℃,压力约 冷液中形成“热点”,瞬时温度约为 ℃ 压力约 1GPa,持续时间约 亿分之一秒。 持续时间约10亿分之一秒 持续时间约 亿分之一秒。 粗略而形象地说, 粗略而形象地说,上述这些数据相当于太阳的表 面温度,大洋底部的压力,闪电的时间。 面温度,大洋底部的压力,闪电的时间。当气泡破 裂时, 裂时,气泡内所含金属的易挥发化合物分解成单个 金属原子,而后聚集为原子簇。 金属原子,而后聚集为原子簇。这些原子簇含有几 百个原子,直径约为2 百个原子,直径约为2~3nm。 。
氯冶金新技术及应用

氯冶金新技术及应用氯冶金是一种利用氯化物作为原料进行冶金过程的技术。
它在提高资源利用率、降低能耗和环境污染等方面具有明显的优势,因此得到了广泛的应用。
下面将详细介绍氯冶金的新技术及应用。
首先,氯冶金的新技术之一是电解氯化铝法生产铝金属。
传统的铝冶炼方法主要是以氧化铝为原料进行电解制铝,但该方法存在能耗高、环境污染等问题。
而电解氯化铝法是将氯化铝作为原料,经过电解反应得到铝金属。
相比传统方法,电解氯化铝法不仅能够降低能耗,还能够减少环境污染,并且可以充分利用废弃物氯化铝的资源。
其次,氯冶金的另一项新技术是氯化钛法生产钛金属。
传统的钛冶炼方法主要是通过氟化物法或氯气法制备钛金属,但这些方法存在工艺复杂、设备投资大等问题。
而氯化钛法是将氯化钛矿石与金属钠或金属镁等进行反应,然后通过升华和提纯等过程得到钛金属。
相比传统方法,氯化钛法不仅能够节约能源,降低生产成本,还能够减少环境污染。
此外,氯冶金还有一项新技术是电解氯化镁法生产镁金属。
传统的镁冶炼方法主要是通过热还原法制备镁金属,但该方法存在能耗高和环境污染等问题。
而电解氯化镁法是将氯化镁溶液直接电解制备镁金属。
相比传统方法,电解氯化镁法的能耗约为传统方法的一半,同时能够减少废气、废水和固体废物排放。
此外,氯冶金技术还可以应用于废弃物处理和资源回收领域。
通过氯冶金技术,可以对废弃物中的金属进行有效分离和提取,实现废弃物的有效利用和资源回收。
例如,废旧锌碱电池中的氯化锌可以通过氯冶金技术回收,制备新的锌金属或其他锌化合物;废旧电子产品中的氯化铜、氯化铅等可以通过氯冶金技术进行回收和再利用。
总的来说,氯冶金作为一种新兴的冶金技术在提高资源利用率、降低能耗和环境污染等方面具有很大的潜力。
随着研究的深入和技术的不断创新,氯冶金技术将会得到更广泛的应用,并为工业生产和环境保护做出更大的贡献。
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冶金新技术论文题目:铅锡提取冶金的新进展学院:冶金与能源工程学院专业:有色金属冶金一、铅的湿法冶金传统的火法炼铅工艺成熟,金属的回收率高,但火法炼铅工艺存在着两大不足之处,首先,流程短,适应范围较小,仅适应于高品位且成分较单一的硫精矿,不适应处理低品位的复杂矿;其次,在炼铅过程中会产生二氧化硫气体以及含铅烟尘和含铅挥发性化合物,污染大气,随着人们对资源综合利用意识的提高以及环境保护法规的健全,以及我国矿物资源具有贫矿多而富矿少,复杂矿多而单一矿少的特点,加之,湿法炼铅与传统的火法炼铅相比较有明显的优点:不但在炼铅过程中不会产生二氧化硫气体、铅烟尘和含铅挥发物等污染物,而且较适合于处理低品位的复杂矿。
因而,湿法炼铅技术引起了众多研究者的密切关注。
1 常用的湿法炼铅方法1.1 氯化铁食盐水浸出法氯化铁作氧化浸出剂,NaCl饱和溶液作增溶络合剂[1-3],方铅矿PbS与FeCl3发生如下反应:FeCl3 + PbS ——2 FeCl2 + PbCl2 +S0从热力学上看,FeCl2在氯化盐体系中的溶解度较小,但是由于FeCl2能与Cl-1络合生成FeCl4,从而大大提高FeCl2在溶液中的浸出率。
因此,通过加入氯化钠饱和溶液增加Cl-1的总溶度,有助于FeCl3溶液浸出铅。
得到的固体PbCl2经过熔盐电解可得到金属铅,此工艺通过控制FeCl3与NaCl 的溶液浓度、温度以及方铅矿颗粒的大小来控制该反应的速度,同时必须考虑Fe+3的循环利用。
众所周知,Fe+3的溶度越高,用量越大,反应的平衡时间就越短,但是过高的Fe+3溶度会因溶度黏度太大,过滤难于进行,文献[1]表明,Fe+3 150g/l"、NaCl200g/l的酸性饱和食盐水,在60min内可获得较高的浸出指标。
其次酸度是高铁饱和食盐水浸出过程中不可忽视的指标,必须维持不致使Fe+3水解沉淀的PH,一般来说,PH<0.5有较好的浸出效果,由于此反应会生成氯化铅膜及硫膜,温度过低时硫会黏附在硫化矿表面,形成牢固的阻挡层使反应速度明显降低,实验表明:温度一般为90℃较好。
此工艺的优点:高铁饱和食盐水做浸出剂,不仅价廉易购,而且利用电解废气(氯气)将其再生并反复循环使用,大大降低了材料的成本:工艺流程简单,浸出反应速度快,金属的浸出率较高:此工艺适合范围较广,可用于处理低品位复杂难选的铜、铅、银、锌等混合硫化矿[5]。
此工艺的不足:要通过电解PbCl2溶液的方法来得到纯度较高的金属铅,在技术上还存在一定的难度;FeCl3再生所用氯气和氯化物水溶液都具有较高的腐蚀性,对设备具有较高的要求。
1.2 氯气选择性浸出法该湿法炼铅新工艺[4-8]与三氯化铁浸出所不同的是氧化浸出剂的选择不同,此法选用氯气作为氧化浸出剂,用氯气通入到加水的硫化铅精矿,其反应如下:PbS+Cl2——PbCl2 +S0由于此反应属于气液相反应,要加快浸出速度,从动力学的角度看,必须消除它的内扩散和外扩散的干扰,如加强搅拌,减少矿石粒径,从而增加Cl2与矿的接触:提高气流速度,以加快反应速度和扩散速度,从而提高转化率。
此法可以选择性的浸出硫化铅,同时控制了杂质的浸出,消除大量铁离子在流程中的循环和三价铁离子的再生问题,但氯气污染以及腐蚀性问题比较严重,密闭以及设备的防腐性要求更高,与三氯化铁浸出法相比较在经济上没有明显的优越性。
其他的工艺与氯气法相同,此法的明显优越在于:矿物中大多数有MnO2矿从而可以减少生产成本,而且流程短又简单,有利于小型工厂提铅的生产。
1.3 三氯化铁浸出——隔膜电解法该法[9]与FeCl3—NaCl溶液浸出法不同,它利用FeCl3—NaCl溶液进行固相转化,在较低的温度和较小的液固比下进行方铅矿的固相转化,而后利用浮选的方法分离杂质达到提高氯化铅的目的,而不是将Pb-Cl2溶入溶液,然后冷却结晶,提纯氯化铅,此工艺的电极反应如下:阴极反应:Pb2+ + 2e——Pb阳极反应:Fe2+ - e-1 ——Fe3+其技术关键是电极电位的控制以及离子膜电阻的控制。
在阴极区,溶液中主要的阳离子是Pb2+、Fe2+和H+;在阳极区,溶液中主要的阳离子是Fe3+、Pb2+和H+,为使阳极区的三价铁不致在阴极放电而降低电流效率,采用适当的隔膜材料把阴极和阳极分开,离子膜电阻过高,会出现槽电压高和局部离子膜烧焦的现象,使实验无法进行,可以通过改变离子膜预处理的方法,使膜电阻显著降低,控制适当的电流密度,在阴离子膜使用一段时间后,进行定期处理,控制槽电压在经济值内。
与三氯化铁食盐水浸出法相比较,可直接从矿石生产高质量金属铅而无需对溶液进行净化,但由于溶液中铁离子溶高,电解过程中,三价铁不可避免地透过隔膜在阴极还原,因而电流效率较低,本工艺适合于处理以铅为主的含硅低的多金属硫化物硫金矿[10]。
1.4 碳酸化转化法方铅矿在碳酸铵溶液中,常压且50-60℃通入空气就能转化成碳酸铅和元素硫[11],其反应如下:PbS + (NH4)2CO3 + 0.5O2 +H2O——PbCO3 +S +2NH4OH生成的PbCO3在硅氟酸溶液中溶解,用铅粉置换,净化溶液,最后用不溶阳极电解,在阴极沉积出致密光滑的金属铅,而且在一定的条件下可以使硫全部进入溶液中。
该工艺实现了PbCO3与S的有效分离,不存在在FeCl3浸出法中形成硫膜而阻碍反应进行的现象,易实现(NH4)2CO3的循环利用。
在碱性介质中进行反应,对设备的要求较低,而且铅在硅氟酸溶液中的溶解度比较大,可以满足电解沉积的要求。
1.5 硅氟酸介质中的氧化浸出硅氟酸介质中的氧化浸出的工艺原理[2]:PbS与氧化剂在硅氟酸介质中转化成PbSiF6,净化后电解沉积得到金属铅,根据所用的氧化剂的不同可以分为氧浸出和Fe2(siFe6)3浸出。
氧浸出的化学反应如下:2PbS +O2 +2H2SiF6—2 PbSiF6 +2S0+2H2O此反应常为氧的扩散控制,增加氧气的溶度及气流速度,有利于提高反应速度,所以一般采用加压氧浸出法。
硫化铅的Fe2(siFe6)3,浸出,其反应如下:PbS+ Fe2(siFe6)3—PbSiF6+ S0 + 2FeSiF6PbSiF6在水中的溶解度比PbCl2要大的多,完全能满足电解沉积的要求,所以Fe2(siFe6)3对方铅矿的酸性氧化浸出速度较快且反应温度较低,能够有效地实现铅的选择性浸出[12]。
在沉积过程中,铅离子在阴极还原成铅,FeSiF6在阳极上被氧化成Fe2(siFe6)3,实现氧化剂的再生,其技术的关键是离子膜的选择和电解电位以及电流密度[13]的控制,选择合适的隔膜材料,保证较高的阴极电流效率。
该工艺比三氯化铁浸出更简单,更经济,而且适应范围较广,不仅适用于一般的硫化铅精矿,而且也适合处理含锌较高的复杂铅精矿。
二、锡冶炼工艺上的最新发展使用火法冶金提取锡已经有好几百年的历史了。
传统的炼锡方法是在竖炉中进行,使用木炭或焦炭作为燃料和还原剂来进行熔炼的。
使用鼓风炉[14]是将熔化的物料渗过焦炭层,这能保证较强的还原环境,结果使楮矿中的所有锡和大部分铁被还原成金属产品。
如果精矿中含有高品位的铁,则产出的金属需要大量精炼来除去铁.导致了工艺的大量循环负担。
后来在锡的冶炼工业中使用反射炉[15]来替代鼓风炉,这种工艺包括两个以上步骤,在第一步骤中它能控制还原,井能产出无铁金属,几乎所有的铁都留在了炉渣中。
然而,炉渣中仍含有一定含量的锡,还原集中在第二阶段,主要是回收锡生产锡铁合金.返回到精矿冶炼阶段。
同时产出弃渣,其含锡量一般为1 5%—3%(取决于渣的含铁量)。
反射炉的操作受炉渣和金属中的铁和锡平衡状态的限制。
对于低品位的锡精矿而言,如果不产生大量的舍铁返回品,那么进入金属的锡的回收率也不会高。
冶炼锡过程中一个普遍的问题就是锡铁共还原。
这种铁/锡合金又返回到冶炼阶段。
因为铁的返回必须控制在易控制的范围内,所以,限制了锡的回收率,导致还原产出的最终炉渣的含锡量不会很低。
否则将会出现铁的过量还原。
电炉被用来提高精矿冶炼工艺[16],在金属相和炉渣相之间平衡状态占优势的间歇式熔炉中,操作仍受到Fe/sn分离差的因素的限制。
回转窑也被用于锡冶炼[17],这项工艺与前面工艺相似,也是间歇式熔炼和还原操作,回转窑的旋转使得炉渣混合良好并在二者之间保持平衡,产出金属锡和含锡量高的炉渣。
铁和残余的锡在还原阶段技重新冶炼。
产生大量的铁—锡合金(硬头)和含锡量超过2%的炉渣。
锡精矿的强化冶炼针对反射炉、电炉和鼓风炉传统熔池熔炼过程的不足,世界各产锡国自20世纪60年代以来,对锡精矿还原熔炼过程的强化进行了多种方案的探索和实践,主要有回转窑熔炼技术、卡尔多炉熔炼技术以及Ausmelt熔炼技术等。
这些技术大都因冶炼技术本身的存在的突出弱点而未能被推广,只有Ausmelt熔炼技术得到了较好的发展[18]。
澳大利亚澳斯麦特技术(Ausmelt Technology)也被称为顶吹沉没喷枪熔炼技术(top submerged lance technology),它是由澳大利亚澳斯麦特公司在赛罗熔炼技术(Sirosme|t Technology)基础上开发成功的有色金属强化熔炼技术。
其基本过程是将一根喷枪由炉子顶部插入圆筒型竖炉内的熔池中,该工艺的核心技术是采用了特殊设计的浸没式顶吹燃烧喷枪,利用可控制的冷却过程使喷枪表面外部的渣固化,以保护喷枪免受高腐蚀环境中的侵蚀。
熔炼过程所需的空气(或富氧空气)和燃料(油、天然气或粉煤)从喷枪末端喷人熔池,从而造成熔体的剧烈翻腾,形成强烈搅动状态的熔池;精矿、熔剂、返料、还原剂等炉料从炉顶加料口加入炉内,直接落人处于剧烈翻腾的熔池,炉料被快速卷入熔体迅速熔化并与喷入的氧迅速进行反应[19]。
氧化和还原程度是通过调节燃料与氧的比例,以及加入的还原煤的比例来控制,Ausmelt炼锡工艺有如下特点[18]:(1)熔炼强度高,牛产能力大。
床能率可达18~20t/(1112·d),较反射炉提高10倍以上。
(2)燃料种类灵活,可适应冶炼厂地区最为经济的燃料;燃料率低,能耗低,粗锡丁艺能耗为574kg(杯煤)/t。
(3)基本实现无泄漏作业,避免r低空环境污染和大气污染,操作环境好。
(4)整个熔炼过程可实现计算机自动控制,大大减轻r工人的劳动强度,劳动生产率高。
(5)熔炼系统漏风少,烟气量小,烟气处理系统规模小。
(6)人炉物料要求低,备料简单,仅需要混合;炉内气氛很容易控制,可以是强氧化性、氧化性、中性、弱还原性、强还原性气氛。
(7)一台熔炼炉取代原有多台反射炉,简化了生产环节,减少了机械损失,锡熔炼回收率可提高2%以上。
(8)炉子结构简单,不转动,占地小,投资低。