什么是水口山炼铅法?
答:水口山炼铅法由国家科委列为“六五”科技攻关项目。该项目是综合参考了20世纪80年代国内外直接炼铅工艺,并结合水口山矿的具体情况而开发出来的直接炼铅工艺。其特点是:
(1)设备紧凑,生产率高,原料制备简单,因此投资省,见效快;
2)设备密闭性好,并应用了纯氧,因此烟气二氧化硫的浓度高,硫的利用率高,可消除二氧化硫对环境的污染;
(3)原料含水分6%~8%,处于湿润状态,可控制铅尘的飞扬。由于密闭性好,易形成负压并有效控制漏风率,可防止含铅烟尘的逸出,工作环境可达到国家工业卫生标准。
水口山炼铅法选择了两室法的工艺流程,将氧化和还原分别在不同熔炉中进行,其好处在于:
(1)氧化、还原两个过程要求的氧势和温度相差甚远,在同一室内很难同时存在两个截然不同的热力学区域,而两室法可以有两个完全不同的热力区域;
(2)氧化和还原要求不同的渣型,采用两室法,可有效地进行调整;
(3)氧化和还原两个过程产生的烟尘成分不同,两室法有利于将其分离;
(4)氧化和还原产生的气体成分不同,还原段二氧化硫含量极微,两室法可将其分开,从而进入制酸系统的烟气量大幅度减少,有利于二氧化硫的回收。
其氧化设备采用圆筒形卧式转炉,特点是设备简单,密封性能好,操作方便,反应过程容易控制,采用底吹方式,炉衬寿命长。
北京有色冶金设计研究总院(现中国恩菲)在水口山炼铅法半工业性试验和消化吸收QSL法技术的基础上,将氧化和还原分两段进行,在一个水平回转式熔炼炉中,加入铅精矿、含铅烟尘、熔剂及少量粉煤从熔池底部的氧枪喷入工业纯氧,将部分铅氧化成氧化铅,氧化铅和熔池上部的硫化铅发生交互反应生成-次铅、氧化铅渣和二氧化硫,渣和铅沉淀分离分别放出。氧化铅渣铸块后送鼓风炉熔炼产出二次粗铅。熔炼炉采用微负压作业,车间含铅尘低于0.1mg/m³,符合国家环保标准。
答:火法精炼指将粗铅置于精炼炉或精炼锅中,加入不同熔剂,使各种杂质造渣除去得到纯净的精铅。火法精炼铅适于处理含贵金属较少的粗铅。火法精炼的优点是设备简单、基建投资少、生产成本低。缺点是工序繁多、铅的直接回收率低、劳动条件差。初步火法精炼其目的是除去粗铅中对电解作业有害的铜、锡等杂质,调整成分,浇铸成适于电解要求的阳极。
粗铅火法初步精炼如何脱铜?
答:粗铅中铜的脱除一般分为两步,即先经熔析法除去其中的大部分铜,再加硫进一步降低铜的含量。
熔析脱铜的原理是利用铜在铅液中的溶解度随温度升高而提高,随温度下降而降低。熔析操作有加热熔析法与冷却熔析法。其原理完全相同。加热熔析法是将粗铅锭在反射炉或熔析锅内低温熔化,使铅与杂质分离;冷却熔析法是将鼓风炉放出的铅液从盛铅锅内输送到熔析设备中,然后降低温度使杂质从铅液中分凝出来。
加硫脱铜是在稍高于铅的熔点温度下加入硫,使铜与之生成密度较小、不熔于铅的Cu₂S浮于铅液表面,将其捞出而除去。
粗铅火法初步精炼如何脱锡?
答:粗铅除锡一般采用氧化精炼法,其原理是利用锡对氧的亲和力大于铅对的亲和力,锡形成一种不溶于铅,且比铅更稳定的氧化物,因其密度较小、不于铅而浮在铅液面上,与铅分离。
什么是粗铅的电解精炼?
答:铅的电解精炼指将含有2%~5%杂质的粗铅,先经初步火法精炼后铸成阳极板,用阴极铅铸成阴极板(始极片),然后将阴极、阳极分别按一定距离装盛有硅氟酸铅、游离硅氟酸和水组成的电解液的电解槽中,通入直流电进行电解得到纯度较高的电铅。
粗铅精炼的目的一是除去有害杂质,提高铅的纯度;二是回收有价金属如金和银。电解精炼的优点是能使贵金属富集于阳极泥中,有利于综合回收,劳动条件较好。但基建投资多,加工费用高,占用的金属多。
粗铅电解精炼过程中杂质的行为如何?
答:电解时,铅自阳极溶解进入电解液并在阴极上放电析出;比铅更负电性的金属如Fe、Zn、Ni、Co等与铅一道溶解进入电解液,但这些金属具有比铅有更高的析出电位,正常情况下不会在阴极放电析出;比铅更正电性的金属如Sb、As、Cu、Au、Ag等不溶解而留在阳极泥中。与铅电位接近的Sn电解时与铅一道析出,故含锡高的粗铅在电解前或电解后必须进行脱锡。
铅电解精炼对阳极与阴极有何要求?
答:(1)铅电解精炼的阳极是用经过火法初步精炼的粗铅铸成。要求阳极板上部厚些,下部薄些,平直光滑,无飞边毛刺和穿孔。
(2)阴极片是用电解纯铅熔化后浇成的薄片制成。要求阴极片尺寸大于阳极板,刷去下部边缘无毛刺,片面平整。
答:合适的铅浓度可获得致密光滑而坚固的阴极电积物。铅浓度过低,会引起杂质在阴极析出,且生成海绵状阴极沉积物。电解液含铅浓度过高,阴极易长成粗粒结晶,严重时破坏电解作业的正常进行。其他条件相同时,电解液中游离HSiF₆浓度越低,电流效率越低。适当提高电解液中Pb离子和游离H₂SiF₆浓度对电解是有利的。
阳极泥的洗滤如何进行?
答:为了回收阳极泥中大量的酸与铅,阳极泥需要精细的洗涤。洗涤阳极泥采用逆流操作法,即出槽后的残极首先在残极洗涤槽中用浓度较高的洗液(如心机滤出的洗液)进行初步洗涤,然后澄清分离。洗液加入电解液中或送去铅,初步清洗后的阳极泥送入圆形搅拌槽中加入浓度低的阴极洗液或清水,在40~50℃下进行搅拌洗涤。搅拌后的阳极泥浆用离心机或压滤机过滤,滤液返回残极洗涤槽使用,滤饼干燥后送去提取金、银及其他金属。
铅液铸锭方式有哪两种?
答:(1)人工铸锭。铸模在地面上摆成一个弧形,铸模底部喷水冷却,模内依次浇灌铅液,趁热捞去上部的氧化物,浇水冷却,用钩子逐个将铅锭从模内取出,刮去飞边毛刺,即可码堆送库。
(2)机械铸锭。转盘式铸锭机的主要部件为一个水平放置的绕轴旋转的圆盘,置于托轮之上,借减速机的传动而旋转,圆盘的外围放置呈辐射状的铸钢或生铁铸模。铅液经虹吸管流入铸模,调节阀门控制铅液流量,铸模下部采用喷水冷却。在圆盘的另一边将铅锭取出,圆盘不断转动,所以可连续浇铸。