有色冶金原理
表 4.1 各种气态硫在不同温度下及P总=101325 Pa时的分压(Pa)
图 4.1 各种硫化物的离解压对数与温度关系曲线
图 4.2 硫化物的吉布斯自由能图
表4.2 一般的Me-S-O系中的反应及平衡关系式
图4.3 Me-S-O系等温平衡图
表4.3 Cu-S-O系标准吉布斯自由能数据
硫化物比氧化物容易氯化
思考题
1、什么是氯化冶金,基本过程及主要方法有哪些? 2、理解氯化物的∆Gᶱ~T关系图意义; 3、金属氧化物氯化时为何需要加入还原剂?写出氯化时加C 反应的原理; 4、金属硫化物的氯化过程为何较其氧化物容易? 5、NaCl作为氯化剂时,对金属硫化物和金属氧化物的氯化程 度如何,工业上如何操作? 6、能否用碳、氢作还原剂来还原其他金属氯化物?
图4.8 S-O系吉布斯自由能图
着火温度并非一定值,而与硫化物的颗粒大小有关。 硫化物氧化过程影响因素: 1、温度; 2、颗粒外表面的固体反应物膜层的厚度及致密程度; 3、物料的物料化学性质。粒度、孔隙度; 4、气流中O2、SO2、SO3的浓度等。
表4.8 某些硫化物的着火温度与其颗粒大小的关系
方法及分类
方法: 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 。 分类: (l) 金属一法系; (2) 金属一金属系: (3) 全属一气体系。
• •
• • •
第五章 氧化物和硫化物的火法氯化
金属氯化物与相应金属的其它化合物比较,大都具有低熔 点、高挥发性和易溶于水等性质,因此将矿石中的金属氧化 物转变为氯化物,并利用上述性质将金属氯化物与一些其它 化合物和脉石分离。 氯化冶金 就是将矿石(或冶金半成品)与氯化剂混合,在一定条件下 发生化学反应,使金属变为氯化物再进一步将金属提取出来 的方法 氮化冶金主要包括氯化过程、氯化物的分离过程、从氯化 物中提取金属等三个基本过程。 • 在多数的冶金原料中,金属并非以氯化物形态存在,因此 从原料中制取金属氯化物的氯化过程,是氯化冶金最基本 和最重要的过程。
图4.15 某些金属硫化物氧化的吉布斯自由能图
图4.22 Cu-H2S-H2系中气相平衡成分与熔体含硫量的关系
思考题
• • • • 1、硫化矿的反应原理有哪些?写出化学反应方程式; 2、低价硫化物离解压一般采用间接测定,写出测定原理和算法; 3、从硫化物的吉布斯自由能图,比较各金属硫化物的稳定性? 4、根据Me-S-O系平衡图,改变温度或气体成分时,硫酸盐的稳定区 如何变化? 5、硫酸盐离解的判定依据是什么? 6、什么是氧位和硫位?画出S-O系吉布斯自由能图并推导某一气体成 分与氧位或硫位的关系; 7、硫化物的氧化机理是什么?动力学影响因素有哪些? 8、着火温度; 9、说明硫化铜矿生产金属铜的主要过程及原理。
表4.4 由表4.4 推出PO2与PSO2 的关系式
logPO2 , Pa
图4.4 Fe-S-O系与Cu-S-O系重叠等温平衡图 图4.5 Me-S-O系在一定的PSO2下的logPO2 - 1/T图
图 4.6 Zn-Fe-S-O系logPSO3 - 1/T 图
图4.7 金属氧化物硫酸化反应标准吉布斯自由能图
第六章 粗金属的火法精炼
目的
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、 机械性以及导电性能等有所降低,为了满足上述性 能的要求,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。在有些情况下要 求金属纯度很高,在其他情况下,精炼的目的是为 了得到一种杂质含量在允许范围的产品。此外,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,如从铅中回收金银。