第二篇 火法冶金原理 第5章 粗金属的火法精炼1 6h.
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1、第二篇 火法冶金原理第第3章章 硫化矿的火法冶金硫化矿的火法冶金第第4章章 氧化物和硫化物的火法氯化氧化物和硫化物的火法氯化第第5章章 粗粗金属的火法精炼金属的火法精炼傅崇说，有色冶金原理（第傅崇说，有色冶金原理（第2 2版），冶金工业出版社，版），冶金工业出版社，19931993李洪桂，冶金原理，科学出版社，李洪桂，冶金原理，科学出版社，20052005安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.725.5.1 1 概述概述 5.5.2 2 氧化精炼氧化精炼5.5.3 3 硫化精炼硫化精炼5.5.4 4 熔析与凝析
2、精炼熔析与凝析精炼5.5.5 5 区域精炼区域精炼 5.5.6 6 蒸馏精炼蒸馏精炼5.5.7 7 萃取精炼萃取精炼安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.75.1 概述概述粗金属的概念粗金属的概念由矿石或精矿经火法冶炼得到的粗金属，常常含有由矿石或精矿经火法冶炼得到的粗金属，常常含有一定量的杂质（一般来自金属矿石及人为加入的熔剂、一定量的杂质（一般来自金属矿石及人为加入的熔剂、反应剂、燃料等），这样的金属称作反应剂、燃料等），这样的金属称作粗金属粗金属。例如例如: 粗铜粗铜含有各种杂质和金银等贵金属，其总量可达
3、含有各种杂质和金银等贵金属，其总量可达0.52%；鼓风炉还原熔炼所得的；鼓风炉还原熔炼所得的粗铅粗铅含有含有14%的杂质和金的杂质和金银等贵金属。银等贵金属。粗金属中所含的杂质对金属的物理、化学和机械性粗金属中所含的杂质对金属的物理、化学和机械性能有不利影响必须除去，而且杂质中有较高的经济价值能有不利影响必须除去，而且杂质中有较高的经济价值的有价元素（如稀贵金属等）必须加以回收利用。因此，的有价元素（如稀贵金属等）必须加以回收利用。因此，大多数粗金属都要进行精炼。大多数粗金属都要进行精炼。一、火法精炼的目的一、火法精炼的目的3安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有
4、色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.75.1 概述概述除去有害杂质，生产出具有一定纯度的金属；除去有害杂质，生产出具有一定纯度的金属；生产生产出含有各种规定量的合金元素的金属，使其出含有各种规定量的合金元素的金属，使其具有一定的物理、化学和机械性能；具有一定的物理、化学和机械性能；如合金钢的生产如合金钢的生产回收其中具有很高经济价值的稀贵金属回收其中具有很高经济价值的稀贵金属“杂质杂质”。如：粗铅、粗铜中的金、银及其他稀贵金属。如：粗铅、粗铜中的金、银及其他稀贵金属。一、火法精炼的目的一、火法精炼的目的4安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶
5、金原理目录5.15.25.35.45.55.65.7利用主金属与杂质的物理和化学性质的差异，利用主金属与杂质的物理和化学性质的差异，形成与主金属不同的新相，将杂质富集于其中；形成与主金属不同的新相，将杂质富集于其中；或者或者：将主金属全部转移至新相，而使杂质残留：将主金属全部转移至新相，而使杂质残留下来。下来。二、火法精炼的基本原理二、火法精炼的基本原理三、火法精炼的基本步骤三、火法精炼的基本步骤用多种（化学的或物理的）方法使均匀的粗金属用多种（化学的或物理的）方法使均匀的粗金属体系变为体系变为多相（一般为二相）体系多相（一般为二相）体系；用各种方法用各种方法将不同的相分开将不同的相分开，实现
6、主体金属与杂，实现主体金属与杂质的分离。质的分离。5安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.7 根据精炼中平衡共存的相态种类的不同根据精炼中平衡共存的相态种类的不同 精炼体系精炼体系精炼原理精炼原理举例举例金属金属金属金属物理变化物理变化熔析精炼、区域精炼熔析精炼、区域精炼金属金属气体气体物理变化物理变化蒸馏蒸馏精炼精炼金属金属炉渣炉渣化学变化化学变化氧化精炼、硫化精炼氧化精炼、硫化精炼四、火法精炼的基本体系四、火法精炼的基本体系6安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录
7、5.15.25.35.45.55.65.7五、火法精炼方法五、火法精炼方法 化学法化学法 基于杂质与主金属化学性质的不同，加基于杂质与主金属化学性质的不同，加入某种反应剂使之形成某种难溶于金属入某种反应剂使之形成某种难溶于金属的化合物析出或造渣的化合物析出或造渣。氧化精炼、硫化精炼氧化精炼、硫化精炼 物理法物理法 基于在两相平衡时杂质和主金属在两相基于在两相平衡时杂质和主金属在两相间分配比的不同。间分配比的不同。利用粗金属凝固或熔化过程中，粗金属中的利用粗金属凝固或熔化过程中，粗金属中的杂质和主金属在液杂质和主金属在液固两相间分配比的不同固两相间分配比的不同熔析精炼、区域精炼（区域熔炼）熔析精
8、炼、区域精炼（区域熔炼）。利用杂质和主金属蒸气压的不同，因而粗金利用杂质和主金属蒸气压的不同，因而粗金属蒸发过程中，其易蒸发的组份将主要进入属蒸发过程中，其易蒸发的组份将主要进入气相，与难蒸发组分分离气相，与难蒸发组分分离蒸馏蒸馏精炼精炼。 7安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.7精炼方法精炼方法原理原理熔析精炼熔析精炼物理变化物理变化区域精炼区域精炼物理变化物理变化蒸馏精炼蒸馏精炼物理变化物理变化氧化、硫化、氯化精炼氧化、硫化、氯化精炼化学变化化学变化添加碱金属或碱土金属化合物的精炼添加碱金属或碱土金属化合
9、物的精炼化学变化化学变化利用热离解、歧化反应等特殊高温化学反利用热离解、歧化反应等特殊高温化学反应的精炼应的精炼化学变化化学变化萃取精炼萃取精炼物理和化学变化物理和化学变化8安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.7精炼方法精炼方法粗金属粗金属主要杂质主要杂质典型反应典型反应氧化精炼氧化精炼生铁生铁碳及有害杂质碳及有害杂质A + nO = (AOn)A + n(FeO) = (AOn) + nFe(l)C + O = CO(g) 粗铜粗铜铁、硫、锡、砷、锑铁、硫、锡、砷、锑Fe + O = FeO(s)Fe +
10、Cu2O = FeO(s) + 2Cu(l)S + 2O = SO2(g) 粗铅粗铅锡、砷、锑锡、砷、锑A + nO = (AOn)A + n(PbO) = (AOn) + nPb(l)粗铋粗铋砷、锑、碲砷、锑、碲A + nO = (AOn)3A + n(Bi2O3) = 3(AOn) + 2nBi(l)粗锑粗锑砷砷2As + 2.5O2 + 3Na2CO3 =2(Na3AsO4) + 3CO2化学化学法火法精炼在冶金中主要应用（一）法火法精炼在冶金中主要应用（一）注：表中注：表中 表示溶于主金属中物质，如表示溶于主金属中物质，如 A 表示溶于金属中的杂质表示溶于金属中的杂质A； ( ) 表示
11、熔渣形态，如表示熔渣形态，如 (AOn) 表示熔渣中的表示熔渣中的AOn。9安徽工业大学安徽工业大学 冶金冶金与资源学院与资源学院有色冶金原理有色冶金原理目录5.15.25.35.45.55.65.7精炼方法精炼方法粗金属粗金属主要杂质主要杂质典型反应典型反应硫化精炼硫化精炼粗锑粗锑铜、铁铜、铁3A + Sb2S3 = 3AS(s) + 2Sb(l)粗铅粗铅铜、铁铜、铁A + PbS = AS(s) + Pb(l)粗锡粗锡铜、铁铜、铁A + SnS = AS(s) + Sn(l)加锌除银加锌除银粗铅粗铅银银2Ag + 3Zn = Ag2Zn3(s)加碱金属除铋加碱金属除铋粗锡粗锡铋铋2Bi +
