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        火法冶金—物理精煉

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        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。

        物理精煉
        是以物理變化為主,利用它們的物理性質不同脫除雜質的方法。如精餾精煉、真空精煉、熔析精煉等。
        1、精餾精煉
        利用物質沸點的不同,交替進行多次蒸發和冷凝除去雜質的火法精煉方法。精餾精煉包括蒸餾和分凝回流兩個過程。
        精餾通常在精餾塔中進行,氣液兩相通過逆流接觸,進行相際傳熱傳質。液相中的易揮發組分進入氣相,于是在塔頂冷凝得到幾乎純的易揮發組分,塔底得到幾乎純的難揮發組分。塔頂一部分分凝液作為回流液從塔頂返回精餾塔,塔頂回流入塔的液體量和塔頂產品量之比稱之為回流比,其大小影響精餾操作的分離效果和能耗。
        精餾精煉適用于相互溶解或部分溶解的金屬液體,不適用于兩種具恒沸點的金屬熔體。在有色金屬冶金中,精餾成功地用于粗鋅的精煉之一。
        2、真空精煉
        在低于或遠低于常壓下脫除粗金屬中雜質的火法精煉方法。真空精煉除能防止金屬與空氣中氧氮反應和避免氣體雜質的污染外,更重要的是對許多精煉過程(特別是脫氣)還能創造有利于金屬和雜質分離的熱力學和動力學條件。真空精煉主要包括真空蒸餾(升華)和真空脫氣。
        真空蒸餾(升華)是在真空條件下利用各種物質在同一溫度下蒸氣壓和蒸發速度不同,控制適當的溫度使某種物質選擇性揮發和冷凝來獲得純物質的方法。這種方法主要用來提純某些沸點較低的金屬,如汞、鋅、硒、碲、鈣等。
        真空脫氣即在真空條件下脫除氣體雜質,包括通過化學反應而使某些雜質以氣體形態的脫除。真空脫氣過程的作用主要是降低氣體雜質在金屬中的溶解度。
        3、熔析精煉
        利用雜質或其化合物在主金屬中的溶解度變化的性質,通過改變精煉溫度將其脫除的火法精煉方法,熔析精煉利用了熔化一結晶相變規律,即利用均勻二元系或多元系液體,在相變溫度下開始凝固時,會變成兩個或幾個組成不同的平衡共存相,雜質將富集在其中的某些固相或液相中,從而達到金屬提純的目的。如粗鉛除,從Cu-Pb二元系狀態圖得知,共晶溫度599℃,析出含銅的理論值為銅0.06%;一般控制溫度為613℃,鉛含銅要大于0.06%,但尚有砷、銻存在時,則它們與銅生成不溶于鉛的化合物—固溶體,可使鉛中銅降至理論值以下0.02%-0.03%。

        爐料

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