重有色冶金习题(2)

以下，较多的采用798K，二者相差约673～973K；2、产品质量好：常压精馏锌纯度为含锌99.995%，含铝量少于0.003%，含铜、铁、镉各在0.001%以下，而真空蒸馏产品锌纯度更高。

写出锌焙砂常规浸出和热酸浸出的工艺流程。 +

铅冶金

1.粗铅电解精炼过程中，阳极中的杂质元素分为哪几类？分别简要叙述他们在电解过程走向。

杂质分为三类：1、电位比铅负的杂质如Zn、Fe、Cd、Ni、Co等，由于电位比铅负，随铅一道溶解进入电解液中，但不在阴极析出；2、电位比铅正的杂质如Sb、Bi、As、Ag、Au等，由于电位比铅正，不能溶解，只能进入阳极泥，电流密度较高时会有少量溶解；3、电位与铅相近的Sn，一部分溶解进入电解液并在阴极析出，一部分不溶解而进入阳极泥。

2.请简述QSL氧化熔炼的特点及工艺流程:

答：1.特点：它与传统炼铅工艺比较省去了烧结工序，故而具有流程短、热利用率高、烟气中SO2浓度高、硫利用率高并较好地解决了环保问题等优势。 3.请简述闪速氧化熔炼(Kivcet)氧化段和还原段的冶炼过程。 答：氧化段：把干燥的精矿和溶剂由工业氧从闪速熔炼炉反应塔顶部的喷枪喷入塔内，在悬浮状态下精矿剧烈氧化。还原段：熔体落入沉淀池时通过覆盖在沉淀池表面的焦炭过滤层，将大部分氧化物还原为金属铅。

4.试述粗铅精炼除砷、锑、锡的方法，并说明氧化精炼过程。

答：粗铅精炼除砷、锑、锡有氧化精炼和碱性精炼两种方法。氧化精炼是借助于

空气的氧对杂质的氧化造渣除去；氧气首先与Pb形成PbO，利用PbO的强氧化性将杂质元素氧化成氧化物，以浮渣的形式除去。碱性精炼则是利用硝酸钠做氧化剂将杂质氧化造渣除去。

5.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 答：阴极反应为：Pb2＋＋2e= Pb，阳极反应为Pb-2e＝Pb2+ 6.请列举出各种提炼铅的方法并写出氧化还原熔炼的工作流程。 答：直接熔炼法，分为熔池熔炼法和闪速熔炼。

熔池熔炼：1.硫化铅精矿氧气底吹直接熔炼法（QSL法），QSL法是将铅精矿与熔剂、烟尘、粉煤等按一定比例，经混合和制粒后直接加入反应器，在一个反应器中先后完成脱硫及还原过程，产出粗铅和炉渣。2. 氧气底吹氧化一鼓风炉还原炼铅（SKS）。3.硫化铅精矿富氧熔池熔炼(艾萨熔炼) ,卡尔多法。

闪速熔炼：1.基夫塞特熔炼法。核心设备：作为氧化段的闪速熔炼炉，作为还原段的电炉，锌蒸气冷凝器。2. 卡尔多法，分加料、氧化、还原、倒渣及出 铅四个步骤。

锡冶金

锡精矿焙烧方法：氧化焙烧，氯化焙烧，氧化还原焙烧。通常根据锡精矿的品位选择焙烧方法。 焙烧设备：固定床焙烧，流态化焙烧 二元相图题（连续结晶除铅过程）：组分为x的粗锡冷却到t1，析出晶体β1和液相L1，β1在叶片推动下移向高温端并发生熔析，不断熔出液体L2、L3?Ln，晶体熔析使Pb含量不断降低而除去，最后进入精锡锅；液体在低温下回流向低温区析出晶体β2，β3?βn，致使Sn含量降低，Pb含量升高到达D点，形成焊锡进入焊锡锅。

1.请分析云锡公司Ausmelt炉还原熔炼—炉渣烟化炉贫化技术取代三段熔炼技术的合理性。Ausmelt炉炼锡三段熔炼技术：1、第一段为熔炼阶段，产出粗锡和含Sn为10%的炉渣；2、第二段为弱还原阶段，产出粗锡并使炉渣含Sn由10%降至4%；3、第三段为强还原阶段，进一步贫化炉渣，是炉渣含Sn由4%降至1%左右。Ausmelt炉还原熔炼—炉渣烟化炉贫化技术：1、第一段熔炼产生粗锡产品和含Sn15%左右的炉渣；2、第二段对渣进行还原处理，使渣的含锡达到4%-6%后，从炉内放出运至烟化炉处理。主要由以下考虑：1）强还原阶段需要2-4小时，可以节省冶炼周期；2）还原温度达到1300℃高温，不利于与昂贵的Cr-Mg耐火材料的寿命；3）两段工艺可以处理低品位的锡中矿；4）云锡公司可以用现有的烟化炉来处理炉渣；5)抛渣含锌低（0.1%）。 2.简述锡精矿焙烧的目的及锡精矿焙烧的理论基础

答：目的：1.除去砷、硫和锑，使硫、砷、锑呈SO2、As2O3和Sb2O3等气态物质挥发除去。2. 将物料烧结变成烧结块。理论基础：1. 锡精矿中各种硫化物受热时将发生热离解2. 锡精扩中硫、砷、锑等硫化物的氧化，在有空气存在的条件下，所有硫化物或硫化物热离解的产物都将被氧化。 3.简述湿法处理锡精矿的过程，及影响浸出效率的因素。

答：锡精矿中有些杂质金属，在炼前处理作业中，无论用精选或焙烧都不能完全除去。于是用酸来浸出锡精矿，使杂质溶解除去。MxOy＋2yHC1＝ xMCl2y/x＋yH2O(M=Fe，Bi,Sb,Cu等)

影响浸出效率的因素：盐酸用量、盐酸浓度、浸出温度、精矿粒度。 4.试述电解精炼粗锡的理论基础

金属锡从溶液中析出的过程，大致分为三个阶段：(1) Sn2+由主体溶液中迁移到双电层中；(2)在双电层密集部分发生Sn2+脱水并吸附在阴极表面以及吸收电子而结合成Sn原子的放电过程；(3)中性的锡原子进入金属晶格中或生成新的晶核。

5.试述SnO2还原过程中杂质元素的行为。

答：1. 第一类杂质是与氧的亲和力比锡大的金属氧化物，包括SiO2、A12O3、CaO, MgO以及少量的TiO2、MnO, Nb2O5, Ta2O5和WO3，不会被还原，以金属氧化物入渣。2. 第二类杂质是与氧的亲和力比锡小的金属氧化物，包括铜、铅、铋、砷、锑和银等，比SnO2先还原进入粗锡中。3.第三类是铁的氧化物，部分进入粗锡中。

6.试述反射炉还原熔炼的特点及冶炼SnO2的过程；

答：1.对原料的适应性强，对粒度和水分无特殊要求，能够处理粉状物料，因此只要原料成分适宜，均可直接入炉，无须特殊处理；2.对燃料无特殊要求，固、液、气态的然料均可使用；3. 炉内气氛容易控制，设备操作方便；4. 对生产规模适应性强，可根据需要的熔炼能力设计炉床面积。反射炉熔炼作业包括开炉、进料、熔炼、放锡放渣、停炉及正常维修等过程。 7.简述熔析除铁、砷、加硫除铜的原理及过程；

答：熔析法将含铁、砷高的固体粗锡（生产中称为乙粗锡），加热到锡熔点以上，高熔点金属间化合物仍保持固体状态，而锡熔化成液体，分开固体和液体，从而使锡与铁、砷分离。控制温度在320℃以下，加入硫磺并强烈搅拌，使锡液中的铜与硫充分结合生成Cu2S，成为固体状态的浮渣而被除去，[SnS]＋2 [Cu]＝Cu2S(s)＋[Sn]。

29、目前，世界上金属锌的最大用途是镀锌，其次是用于制造黄铜。 30、按原矿石中所含的矿物种类，锌的矿物可分为硫化矿和氧化矿两类。在硫化矿中锌主要以闪锌矿（ZnS）及铁闪锌矿（nZnS·mFeS）形态存在。氧化矿中的锌主要以菱锌矿（ZnCO3）和异极矿（Zn2SiO4·H2O）形态存在。自然界中锌矿石最多的是硫化锌矿，氧化锌矿一般是次生的。 31、现代炼锌方法分为火法炼锌与湿法炼锌两大类，以湿法冶炼为主。火法炼锌包括平罐炼锌、竖罐炼锌、密闭鼓风炉炼锌及电热法炼锌；湿法炼锌即为电解法。 32、葫芦岛锌厂是我国最大的竖罐炼锌企业，韶关冶炼厂是我国最大的密闭鼓风炉炼锌企业，株州冶炼厂是我国最大的湿法炼锌企业。 33、焙烧是目前从锌精矿中提炼金属锌的第一个冶金过程。 34、硫化锌精矿的焙烧可采用反射炉、多膛炉、复式炉（多膛炉与反射炉的结合）、飘悬焙烧炉和沸腾焙烧炉。 35、目前采用的沸腾焙烧设备可分为三种类型：带前室的直形炉、道尔型湿法加料直型炉、鲁奇扩大型炉，其中70年代以来用的最广的是鲁奇型炉。 36、低温硫酸化焙烧要求在焙烧矿中保留有2~4%SSO4的可溶性硫。 37、强化硫化锌精矿沸腾焙烧的方法有：高温沸腾焙烧、富氧空气沸腾焙烧、制粒、利用二次空气或贫SO2烧结烟气焙烧、多层沸腾炉焙烧。 38、在锌电积过程中，工厂电流效率效率一般为85~93%，槽电压一般为3.1~3.6V，每生产1吨锌的直流电耗一般为3000~3300kWh。 39、在湿法炼锌过程中，锌焙砂中性浸出的pH值控制在5.2左右。 40、锌焙烧矿经二次浸出后，渣中含锌仍较高，为了提高锌的回收率，需采用火法或湿法回收其中的锌。火法可采用还原挥发法、硫酸化焙烧法、电热蒸馏法及鼓风炉熔炼法，湿法主要采用热酸浸出-黄钾铁矾法。 41、根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法有黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法和赤铁矿法。目前，国内外普遍普遍采用黄钾铁矾法。 42、在锌电积过程中，阴极用纯铝板制成，阳极一般采用铅-银合金。

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