矿石及半成品的真空蒸馏ppt课件

.,1,真空冶金学VacuumMetallurgy,主讲钟晖InstituteofvacuumMetallurgy,Schoolofmetallurgicalscienceandengineering,.,2,真空冶金学,前言真空技术的发展史第一章真空技术的基本知识第二章金属真空蒸馏第三章有色合金中间产品的真空蒸馏分离第四章矿石及半成品的真空蒸馏第五章金属化合物的真空还原第六章高熔点金属的真空精炼第七章粉末材料的真空制备第八章金属表面处理第九章真空技术在冶金中的其他应用,.,3,第四章矿石及半成品的真空蒸馏,4.1化合物的挥发性4.1.1氧化物的挥发性4.1.2硫化物的挥发性4.1.3氯化物的挥发性4.1.4碘化物的挥发性4.2含砷的金精矿的处理4.3金-锑矿和精矿的处理4.4硫化锑汞矿的分离4.5铅锌铜精矿及矿石的处理4.5.1铅锌铜精矿的处理4.5.2铜锌硫化矿的处理4.6砷-钴矿处理4.7含铅锌的冰铜处理4.8氧化物的真空处理,.,4,4.1.1氧化物的挥发性,4.1化合物的挥发性,一些氧化物的蒸汽压与温度的关系式,.,5,金属氧化物的蒸汽压与温度的关系,.,6,蒸气压最低的是4价锗氧化物，最高的是2价锗氧化物(Ge+GeO2,接近GeO)，说明相互作用后会使锗挥发。,.,7,（1）氧化物的蒸汽压与温度的关系不同的MeO有不同的挥发性MeO的蒸汽压随温度的增大而增大达到相同的蒸汽压所需温度越低，MeO越容易挥发（2）对同一种元素有含氧量不同的氧化物，具有不同的挥发性。低价氧化物比高价氧化物容易挥发,.,8,4.1.2硫化物的挥发性,（1）硫化物的蒸汽压与温度的关系（2）硫化物的蒸汽压与环境硫压、温度有关（3）硫化物与氧化物的蒸汽压比较,.,9,硫化物的蒸汽压与温度的关系曲线,各种元素的硫化物的蒸汽压大小的顺序为：HgSAs2S3Sb2S3SnSPbSCdSZnSNiSCaSFeSMoS2MnS,.,10,各种金属硫化物的挥发性和稳定性,.,11,硫化铅的蒸气压和硫压PS2的关系,.,12,温度升高，硫化铅的总压升高,.,13,各种金属氧化物硫化物的蒸汽压曲线,比较氧化物与硫化物的蒸汽压,.,14,4.1.3氯化物的挥发性,（1）几乎所有的金属氯化物的蒸汽压都是随温度的升高而增大的（2）氯化物具有比氧化物和硫化物更强的挥发性。利用氯化物的挥发性应当更有利。4.1.4碘化物的挥发性与氯化物类似，熔点和沸点都很低，蒸汽压比较高。碘化物提纯法,.,15,氯化物的蒸汽压与温度的关系曲线,.,16,.,17,4.2含砷的金精矿的脱砷,常规方法：焙烧，将砷氧化为氧化砷挥发。真空处理：对含砷金精矿的研究表明，在真空中进行砷的挥发，更快更完全。达到同样的效果，比常规作业温度低200。条件：温度达到900时，砷的挥发率可达到90%以上。系统残压需要在1330Pa以下。冷凝产物：温度高的地方凝结成致密光亮的金属砷：As9799%其次凝结成橙黄色的硫化砷：As6070%，夹杂金属杂质）温度较低的地方凝结为黄色的硫，夹杂硫化砷。各种冷凝物的产量取决于原料成分，例如原料中含黄铁矿少时，冷凝物中金属As占7585%，含黄铁矿多时，As只占1015%.,.,18,.,19,4.3金-锑矿和精矿的真空处理,金-锑矿采用常规方法进行熔炼时，金分布在所有的产物中，回收率不超过85%，为了从矿石或精矿中提取金必须在氰化处理之前将全部锑除去。真空挥发除砷和锑的影响因素：温度：798K升高至1023K，精矿中Sb挥发率由85%提高到99.9%；温度773K增大到973K，矿石中Sb挥发率由43%提高到99.2%，As由精矿挥发为9599%，由矿石挥发为5393.5%在773873K温度范围内，蒸发速率和蒸发率得到显著提高。,温度对Sb、As挥发的影响（残压13.3a、时间60min）1.精矿2.矿石,.,20,.,21,4.4硫化锑汞矿的分离,常规处理方法真空挥发法的基础：硫化汞和硫化锑的蒸汽压有较大的差别，致使两者的挥发速率显著不同。HgS的挥发速率明显大于Sb2S3。5001atmHgS的挥发速率8*10-4gcm-2s-140013.3PaHgS的挥发速率12*10-4gcm-2s-1Sb2S3的挥发速率几乎为0.HgS容易氧化，在气相或矿中有Sb2O3或氧气存在，就足以使之氧化产出金属汞。实验研究：原料含汞0.44%4.1%，挥发温度320350，残压13.340Pa，时间35min，Hg的挥发率达到99%以上。获得的蒸汽冷凝物含汞4050%。蒸馏渣含汞0.0020.004%，以及几乎全部为硫化物状态的Sb。,.,22,Hg、HgS、Sb2S3的蒸汽压与温度关系曲线,.,23,.,24,（1）铅锌铜硫化精矿的处理研究表明：PbS在900左右挥发强烈，ZnS则要在1100附近才挥发较多。因此存在铅锌分离的可能性以及两者与挥发性更小的硫化物分离的基础。,4.5铅锌铜精矿及矿石的处理,.,25,.,26,研究硫化锌在真空中挥发的结果表明，它的挥发速度在900一1200温度范围内较大，并随真空度提高而增大，残压由1.33104Pa降低到1.33102Pa时，挥发速度提高了10到20倍。研究还表明，Cu2S、FeS、SiO2对ZnS挥发有一定的不良影响。,冷凝物：较高温区750700处为黄白色，含6568Zn，2930S，1.21.3Pb，约0.1Cu。中间带(650450)为较重而有光泽的片状冷凝物，含8386Pb，12S，11.7Zn，少于0.1Cu。第三部分为黄白色，为硫和硫化砷的混合物。,.,27,稀有金属常在铅锌矿中伴生。研究表明，在铅、锌硫化物挥发时稀有金属也在挥发，富集到挥发物中。在900950挥发时，Te、Pb进入挥发物较完全。在1100时Bi、Cd、In与Zn进入挥发物。而在1100，挥发Ge达87.8，Ga51。,.,28,（2）含As、Zn、Sn的硫化铜精矿处理,某矿硫化铜精矿成分：元素：AsCuSnZnSFeAg（gt-1）含量（%）13.49.784.594.229.1428.43662元素SbPbCaOSiO2MgOAl2O3含量（%）0.80.35微3.761.291.97脉石成分CaO、SiO2、MgO、Al2O3很少挥发，Cu2S、FeS也很少蒸发。挥发的成分：砷在约650挥发比较完全，升温则Sn的挥发增多，到800Sn挥发接近完全，升高温度到1000，Zn明显挥发，Ag也开始挥发，继续升温到Zn挥发完全时Ag已挥发50%。结论：硫化精矿原料中许多金属硫化物都可以挥发，控制不同的温度可以分别挥发某些金属，从而得到不同的挥发冷凝物。基于以上原则，许多硫化矿都可以用真空蒸馏的方法将其分离。,.,29,4.6砷-钴矿处理,某地钴砷矿成分（gt-1）元素：CoAsFeNiSCaMgSiO2AuAg含量%9.96577.242.100.982.20.735.91388常规处理：电炉熔炼得到砷冰钴，脱砷率60%。冰钴破碎后送沸腾炉氧化焙烧，脱砷率90%。熔炼和焙烧都产生As2O3，对环境有影响。真空处理：砷钴矿在真空中加热，随着温度的升高，钴的砷化物分解转变为含砷低的化合物，达到较高的脱砷率。1100时达到90%以上的脱砷率。残压降低砷挥发率升高，但残压低于26.7Pa时不再有明显提高。得到含砷7191%的冷凝物。一部分Fe将与CaO、SiO2与MgO等形成渣。,.,30,4.7含铅锌的冰铜处理,含铅锌的冰铜：Cu2560%Pb525%Zn512%Fe130%S1530%常规熔炼：铅锌分散在烟尘、炉渣中，一部分到合金中，引起作业困难，金属回收率低。真空处理：挥发铅锌，得到较集中的铅锌冷凝物条件：1100以上，铅挥发相当完全，锌挥发8090%，在内热外冷式多级半连续蒸馏炉中进行。获得冷凝物含Pb8084%，Zn4%，S1819%,.,31,真空蒸馏冰铜的半连续式装置,.,32,4.8氧化物的真空处理,焙