有色金属真空冶金进展(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术网整理 作者:剑气书生

2.3、其它粗金属精练与合金分离
    在真空中蒸馏铅银合金能顺利地分开铅和银,并直接得到金属铅和粗银[9]。应用已有的工业型真空炉已经实现了这一作业。铋银合金中铋的性质与铅相近,用真空蒸馏法分开铋和银的工作已达到可以进行工业试验的阶段[10,11]。得到了含Ag<5ppm的铋和富银合金。富银合金再蒸馏,得到粗银。对含锡粗铅的真空蒸馏,铅蒸发,而锡留在残留台金中,呈金属状态便于回收。Pb-Sb合金可分为两类,一为含铅粗锑,含铅在0.5%~10%,包括“高铅锑”;二是含铅高达百分之几十的铅锑合金。在我们研制的半工业真空炉进行的实验表明,真空蒸馏高铅锑可得到含Pb0.2%的精锑,粗Pb-Sb合金不宜用真空蒸馏法处理。此外,在粗镉、粗锌的真空精炼,锰铁真空蒸馏提取锰,以及银锌壳真空蒸馏等方面[12,13,14],我幻也墩了一些研究。

  3、矿石和冶金中间产物的真空处理以及金属氧化物在真空中的还原
    化台物、矿石及冶金中间产物也能用真空中加热蒸发使它们的组分分开,或使某些化合物热分解部分蒸发。例如,我们用真空蒸发分解法,出砷钴矿分离出纯度~90%粗砷,并且钴产物也能满足后处理的要求[15]。真空中加热处理铜锌精矿,可以较完全的使锌集中到冷凝物中,蒸馏的残余物为很纯的冰铜[16]。对锡一绅一铅合金(碳渣)真空的蒸馏,得到了禽微量砷的粗锡、含砷80%~90%的粗砷、含铅80%~90%的粗铅,实现了砷和锡较完全的分离[17]。对铜炉渣的真空处理,可使随渣丢弃的铜减少一半至兰分之二[18]

    有些金属氧化物还原后的产物在反应温度下部分或全部为气体,这样的反应在真空中可以更顺利地进行,根据还原剂的种类可分为碳还原或金属热还原。以氧化镁碳还原为例[19,20],MgO+C→Mgg+COg

    因为反应产物都是气态,在真空中将使反应更易于进行,反应温度降低。热力学计算表明,常压下必须到1876oC,PMg。才达到1个大气压,若在残压为102Pa真空中,在1300oC反应就可进行。除了应集中研究真空碳还原氧化镁之外,对氧化锌、氧化锂等在真空中的还原的研究也很有意义。

    另外,在真空中使金属气化,控制冷凝条件,或在真空中进行化学反应,以制备超细粉末也是一种很有前途的制粉途径[21]

4、结语

    冶金中应用真空技术,将冶金过程由常压下作业改变为真空中进行,使冶金作业的环境和作业条件发生很大的变化,以前不能进行的作业,在真空中可以实现,如金属蒸馏,以前能作的有些事,在真空中可以进行得更好,如减少以至消除对环境的污染。

    但是,毕竟真空冶金的应用时间还太短,在深度和广度方面都还研究不足,设备种类和完善程度都有待增强。真空冶金将会日益发展,新的真空冶金过程和设备将会涌现。

    对于Pb-sn体系,β≥1。用真空蒸馏法能很好地分开Pb和sn。真空蒸馏Pb-sn合金仅为一物理过程,铅蒸发,锡留下,铅蒸气冷却成为金属铅,直接产出金属锡和金属铅。不要化学试剂,不生成化合物,免去化合物再处理的复杂过程。我们研制的处理焊锡用的内热式多级连续蒸馏真空炉[1,4,8]如图3所示。过程仅消耗电约500度/吨料,,作业成本仅为氯化物电解法的15%~20%,对环境无污染,占地面积、占用人员都较少,金属回收率高(>99%)。全国的炼锡厂现在都已使用这种真空炉。此种真空炉还可用于粗铅分离锡、锡一锑合金分离、铅一银分离、铋一银分离等过程。

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