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        火法冶金—化學精煉

           來源:

        精煉是粗金屬去除雜質的提純過程。對于高熔點金屬,精煉還具有致密化作用。有化學精煉和物理精煉兩大類 。

        化學精煉
        為達到高度提純目的,往往需要化學精煉和物理精煉,利用雜質和主金屬某些化學性質的不同實現其分離。
        1、氧化精煉
        利用氧化劑將粗金屬中的雜質氧化造渣或氧化揮發除去的精煉方法,精煉效果及除雜限度不僅與主金屬和雜質元素的氧化物標準生成自由能變化(△Go)有關,而且還取決于雜質和氧化物的活度。
        2、硫化精煉
        加入硫或硫化物以除去粗金屬中雜質的火法精煉方法。能否適用此法取決于主金屬和雜質金屬對硫的親和力。當金屬熔體加硫之后,由于主金屬的濃度(活度)比雜質金屬大得多,所以首先被硫化生成主金屬硫化物MeS,然后才發生以下除雜反應:
        MeS+Me′====Me′S+Me
        該反應能否進行決定于硫化物標準生成自由能變化△Go。
        反應必要條件是Ps2(Me′S)> Ps2(MeS),即主金屬硫化物在給定的條件下的離解壓大于雜質硫化物的離解壓,才能形成雜質硫化物。如果所形成的各種雜質硫化物在熔體中的溶解度小,密度也比主金屬的小,它們便會浮到熔體表面而被除去。粗鉛、粗錫和粗銻加硫除、鐵是硫化精煉的典型例子。
        3、氯化精煉
        通人氯氣或加入氯化物使雜質形成氯化物而與主金屬分離的火法精煉方法。該方法是基于氯對雜質的親和力大于主金屬,并生成的氯化物不溶或少溶于主金屬為前提條件的。
        氯化精煉在粗鉛除鋅,粗鋁除鈉、鈣、氫,粗鉍除鋅,粗錫除鉛等方面都有廣泛應用。
        現舉例說明。粗鉛氯化精煉時是往鉛液中通入氯氣,使鋅形成ZnCl2進入浮渣而與鉛分離。此時鉛也部分被氯化,但又被鋅按下式置換:
        PbCl2+Zn====ZnCl2+Pb
        因此氯化精煉鉛時,鉛的損失很少。鉛液中其他雜質,如砷、銻、錫也形成氯化物揮發而與鉛分離。
        4、堿性精煉
        向粗金屬熔體加入堿,使雜質氧化與堿結合成渣而被除去的火法精煉方法。方法的實質是在精煉過程中用氧或其他氧化劑(如NaNO3)使雜質氧化,然后與加入的堿金屬或堿土金屬化合物溶劑反應,生成更為穩定的鹽(渣)加速反應的進行,并使反應進行更加完全。堿性精煉用于粗銅除鎳,粗鉛除砷、銻、錫,粗銻除砷等。

        爐料

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