有色冶金概論-14講-鎳冶金(二)(已修改)
2025-01-08 16:50 本頁面
【正文】 2 造 锍 熔 煉 ? 造锍熔煉概述 造锍熔煉是有色金屬冶煉中一個(gè)重要的冶金過程。尤其是銅、鎳、鈷等金屬的火法冶金，一般來說，不能直接從精礦或焙砂中煉出金屬，而是需要通過一個(gè)造锍的中間過程。即將硫化物精礦、部分氧化焙燒的焙砂、返料及適量溶劑等物料，在一定溫度下（ 1200—1300℃）進(jìn)行熔煉，產(chǎn)出兩種互不相溶的液相 ―熔锍和熔渣。這種熔煉過程稱為造锍熔煉。造锍熔煉的原理是基于主體金屬對(duì)硫的化學(xué)親和力大于其對(duì)氧的化學(xué)親和力，從而使金屬與硫或幾種金屬硫化物之間相互溶合為锍。造锍反應(yīng)的目的是將爐料中的待提取的有色金屬和貴金屬聚集于锍中。 ? 原料 原礦和精礦都可以進(jìn)行造锍熔煉，但不同爐型進(jìn)行造锍熔煉時(shí)對(duì)物料的要求也不同，如：自然爐、鼓風(fēng)爐可以直接處理原礦，有的需要對(duì)原礦進(jìn)行加工處理，如：閃速爐、電爐。 ? 產(chǎn)物 造锍熔煉的產(chǎn)物為低鎳锍、爐渣、煙氣、煙塵等。 鎳锍熔煉的理論基礎(chǔ) ? 主要礦物在熔煉過程中發(fā)生的主要反應(yīng) : 進(jìn)行造锍熔煉時(shí)，投入熔煉爐的爐料有銅鎳硫化礦和溶劑等， 即：（ Ni,Fe） 9S8； Fe7S8； CuFeS2。 FeS2 ；Fe3O4； MgO； CaO； Al2O3和 SiO2等。 這些物料在爐中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，最終形成煙氣和互不相溶的鎳锍和爐渣，其中主要的化學(xué)反應(yīng)如下： ? A、高價(jià)硫化物的分解 Fe7S8＝ 7FeS + 1/2S2 2CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + S 2 3(Fe Ni)S2 = 3FeS + Ni3S2 + S2 （ Ni,Fe） 9S8＝ 2Ni3S2 + 3FeS + S 2 FeS2＝ FeS＋ 1/2S2 這些反應(yīng)的結(jié)果，使得物料的 組成簡單化了，生成比較 簡單而穩(wěn)定 的化合物。 ? B、低價(jià)硫化物的氧化 2FeS＋ 3O2 = 2 FeO+2SO2 Ni3S2 +3 O2=3NiO+ 2SO2 ? C、造锍反應(yīng) 3FeS＋ 3NiO = Ni3S2+ 3FeO+ S 2 ? D、造渣反應(yīng) 爐子中產(chǎn)生的 FeO在 SiO2存在的條件下，將按下列反應(yīng)形成爐渣： 10Fe2O3+FeS=7Fe3O4+SO2 3Fe3O4+ FeS＋ 5SiO2= 5（ ） +SO2 2FeO ＋ SiO2 = CaO＋ SiO2= MgO＋ SiO2= 其它少量元素在造锍熔煉過程中的行為 ? 鎳精礦中除鎳元素外，還有少量的有價(jià)金屬。如銅，鈷及貴金屬等。另外還含有雜質(zhì)金屬，如鋅、鉛、砷、銻等。 ? 精礦中 – 銅、鈷都以 低價(jià)硫化物的形式進(jìn)入鎳锍 。 – 少部分被氧化成氧化物，這些氧化物在熔煉爐中與鐵的硫化物進(jìn)行交互反應(yīng)，生成硫化物，進(jìn)入鎳锍。 – 因?yàn)橛羞@類反應(yīng)的存在，才得以將絕大部分的有價(jià)金屬回收到锍中，實(shí)現(xiàn) 造锍熔煉的最終目的 。 ? 其中 ： – 銅 ：在 1350℃的熔煉溫度下，有 Cu2O + FeS = Cu2S + FeO – 鈷 ： CoO + FeS = CoS + FeO – 鋅 ：原料中總鋅量的 5080%以氧化物形態(tài)進(jìn)入爐渣 ， 810%蒸發(fā) 與爐氣一道從爐內(nèi)排出。其發(fā)生的反應(yīng)為： ZnS+3/2O2=ZnO+SO2 ZnS+FeO=ZnO+FeS ZnO+2SiO2= ZnO+SiO2=ZnO. SiO2
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