锍
[拼音]:liu
[外文]:matte
有色重金屬硫化物與鐵的硫化物的共熔體,亦稱熔锍。是銅、鎳等金屬的硫化物精礦火法冶金的重要中間產(chǎn)物。以產(chǎn)出锍為目的的熔煉過程稱為造锍熔煉。在造锍熔煉中,把要提取的金屬以硫化物的形態(tài)富集于锍中,貴金屬及其他有價成分也隨之富集于其中,脈石則熔合成渣而與锍分離。
锍的幾種典型
銅冶煉得到的锍稱為銅锍(或冰銅),屬于Cu2S-FeS系。冰銅吹煉造渣期終獲得的含F(xiàn)eS較低的锍俗稱白鈹(或白冰銅)。硫化鎳精礦電爐或閃速爐熔煉可得到 Cu2S-Ni3S2-FeS系的銅鎳锍 (或銅鎳冰銅)。有些工廠添加硫化劑(石膏、黃鐵礦)和還原劑處理氧化鎳礦石,進行所謂還原硫化熔煉,獲得一種屬于Ni3S2-FeS系的鎳锍(或冰鎳)的中間產(chǎn)物。在含銅高的鉛燒結(jié)塊還原熔煉中,為了分離和回收伴生的銅,常常在粗鉛和爐渣之間造成一層組成為Cu2S-FeS-PbS系的鉛冰銅。幾種曲型锍的主要成分見表。
锍的物理化學(xué)性質(zhì)
FeS 是各種锍最基本的組成之一。因此 FeS與相應(yīng)有色重金屬硫化物組成的二元系也是锍的最基本體系。幾種主要的硫化物(或氧化鐵)與硫化鐵的二元系液相線匯總于圖1。由圖可見,在有色重金屬冶煉溫度下(1200℃左右),除FeS-ZnS系外,各系均為完全互溶的熔體。FeS-ZnS系的熔融組成范圍則甚狹窄,在實際生產(chǎn)中ZnS容易在熔池中析出,形成隔層,在爐壁和爐底生成爐瘤,影響冶煉作業(yè)的正常進行。
下面以冰銅為例,進一步說明锍的性質(zhì)。锍中銅、鐵、硫三者之和常占總量的90%左右。冰銅的某些物理化學(xué)性質(zhì)近似地可用 Cu-Fe-S三元系的狀態(tài)圖(見相圖)說明。還原硫化熔煉的锍可用 Cu-Fe-S三元系狀態(tài)圖的一部分Cu2S-FeS-Fe-Cu圖表示(圖2)。圖中存在較大的分層區(qū)(兩液相區(qū)),對生產(chǎn)有實際意義的冰銅成分應(yīng)在靠近Cu2S-FeS一側(cè)的三元共晶點附近,其理論含硫量為25%左右。通常在硫化銅礦物的氧化熔煉中,一般不會出現(xiàn)金屬相。因此,此圖有較大的局限性。冰銅的含硫量往往低于按硫化物考慮的化學(xué)計量,含硫量不足的基本原因是冰銅實際上溶解少量的鐵的氧化物。因此氧是冰銅的第四個重要組分。冰銅含氧量與平衡共存的渣含SiO2量、冰銅品位和氧勢等有關(guān)。一般工廠冰銅含氧量波動在1~6%之間。冰銅中氧的存在形態(tài)有兩種觀點(是FeO和是Fe3O4)。中國冶金工作者研究了Cu2S-FeS-FeO系的熔點,并繪出相應(yīng)的等溫液相線圖(圖3)。1200℃時此系各組分的等活度曲線見圖4。實際生產(chǎn)中的冰銅含硫量波動范圍較狹,為22~26%。冰銅的熔點多在950~1050℃,比爐渣的熔化溫度低。熔融冰銅的密度大(約4.4克/厘米3),粘度較低(約10厘泊),這足以使冰銅沉降到渣層(密度3~3.7克/厘米3)下面,并且流動性遠優(yōu)于爐渣。熔融冰銅的電導(dǎo)率(300~1000西門子/厘米)也比爐渣(0.5西門子/厘米)高得多。其比熱約為 0.5~0.63千焦/(公斤?開)。冰銅是貴金屬的良好溶劑,95~98%的貴金屬和硒、碲進入冰銅,所以造锍熔煉常用作富集貴金屬的重要手段。必須注意,熔融冰銅與水接觸會發(fā)生劇烈爆炸。與爐渣相比,對熔融冰銅的研究較少,冰銅的物理化學(xué)性質(zhì)如活度和結(jié)構(gòu)等尚待深入研究。
- 參考書目
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- 趙天從主編:《重金屬冶金學(xué)》,上冊,冶金工業(yè)出版社,北京,1981。
- 比士瓦士等著,昆明工學(xué)院冶金系有色冶煉教研室譯:《銅提取冶金》,冶金工業(yè)出版社,北京,1980。(A.K.Biswas &W.G.Davenport,Eхtractive Metallurgy of Copper,Pergamon, Oxford, 1976.)
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