濕法過程濕法過程的主要反應(yīng)

濕法處理陽極泥除了要使其中的鉛錫分離之外，還在于在過程中制造出濃電解液。這個(gè)過程反應(yīng)如下所述。

濕法過程氯化反應(yīng)

陽極泥在鹽酸溶液中，當(dāng)通入氯氣時(shí)其中的氯化亞錫和金屬錫均與氯氣發(fā)生激烈的反應(yīng)：

Sn Cl₂→SnCl₂ 127400卡/克分子

SnCl₂ Cl₂→SnCl₄ 72000卡/克分子

可見伴隨著反應(yīng)而放出大量的熱，使溶液溫度迅速升高。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)每m³溶液含錫200公斤左右時(shí)，通氯一小時(shí)左右溫度可上升到100℃。在強(qiáng)制攪拌的情況下，3~3.5小時(shí)便可結(jié)束通氯作業(yè)。

除上述主要的氯化反應(yīng)之外，在熱的濃鹽酸溶液中還可發(fā)生下列反應(yīng)：

Sn 2HCl→SnCl ₂ H₂

Sn 3HCl→HSrCl₃ H₂

Sn 4HCl→H₂SnCl₂ H₂

在通氯充足的情況下，溶液中僅有少量的SnCl₂，絕大部分以SnCl₄形態(tài)存在。

濕法過程還原反應(yīng)

通氯生成的四氯化錫溶液，可用金屬錫本身把它還原成二價(jià)錫，并可通過這個(gè)過程來增加溶液中SnCl₂的濃度。

還原是在另一容器中用水碎錫進(jìn)行，其反應(yīng)為；

SnCl₄ Sn→2SnCl₂

這個(gè)反應(yīng)在氯化反應(yīng)中也是伴隨進(jìn)行的，因?yàn)槁然锪现斜旧砭陀薪饘俅嬖诘木壒?。溶液中的雜質(zhì)氯化物也被金屬錫還原成金屬進(jìn)入沉淀：

3BiCl₃ 3Sn→3SnCl₂ 3Bi↓

3SbCl₃ 3Sn→3SnCl₂ 3Sb↓

CuCl₂ Sn→SnCl₂ Cu↓

雜質(zhì)以鉍為主，形成海綿鉍沉淀，必要時(shí)可以回收。溶液的溫度控制在105~110℃。在此溫度下還原反應(yīng)激烈進(jìn)行并伴隨著溶液的蒸發(fā)濃縮，而最終達(dá)到符合技術(shù)條件的濃SnCl₂溶液。

濕法處理陽極泥的設(shè)備由反應(yīng)鍋、還原鍋，洗滌槽、過濾器、供酸設(shè)備系統(tǒng)以及供氯裝置等組成，設(shè)備連結(jié)示意圖如下所示。

濕法過程反應(yīng)鍋

反應(yīng)鍋是酸浸和氯化陽極泥的設(shè)備，所以它必須具備耐磨、耐熱和耐腐蝕性能，同時(shí)還要具有一定的強(qiáng)度，不易變形和使用安全。

反應(yīng)鍋由鍋身，鍋蓋及攪拌器組成。工業(yè)上有一種內(nèi)搪耐酸玻璃的搪瓷反應(yīng)鍋，它具有良好的耐熱、耐腐和耐壓等性能，但卻不具耐磨性。經(jīng)實(shí)際使用結(jié)果，在陽極泥中錫粒強(qiáng)烈攪拌的磨損下，使用壽命僅有2~3個(gè)月，所以它不適用于作陽極泥反應(yīng)鍋之用。一種用硬塑料板（聚氯乙烯）加工成型的反應(yīng)鍋，經(jīng)過長期的實(shí)踐考驗(yàn)，證明它具有適應(yīng)上述要求的優(yōu)良性能，而且還有造價(jià)低，損壞后便于修補(bǔ)等可取之處。

制造塑料反應(yīng)鍋的條件是：要用足夠厚度的塑料板材料。經(jīng)驗(yàn)表明，塑料板的厚度不小于25毫米，鍋體外畦要用同厚度的塑料打箍（焊接）數(shù)道，箍與箍之間再用2~3毫米的鐵板箍緊加固，以保證它的強(qiáng)度。塑料鍋蓋的底面用三根等分分布的直徑25~30毫米的鋼管外套塑料管承托，防止它受熱變形。攪拌器則用直徑50毫米鋼管外套塑料管制成，其中U形攪拌槳用三層軟性塑料管套封，封口均用塑料焊條焊接密封。

濕法過程還原鍋

與反應(yīng)過程相反，還原過程是要加熱的，還原鍋除了具備耐熱、耐腐蝕性能外，還必須具備加熱條件，它沒有攪拌器，不要求耐磨性。工業(yè)制品耐酸搪瓷反應(yīng)鍋，具有蒸汽隔套加熱裝置，不但加熱方便，而且蒸汽水分不進(jìn)入溶液，有利于溶液的蒸濃。完全滿足作還原設(shè)備。但為了降低設(shè)備費(fèi)用，鍋蓋同樣可以用反應(yīng)鍋澳料鍋蓋的形式代替耐酸搪瓷質(zhì)鍋蓋。

耐酸搪瓷反應(yīng)鍋是由鋼板制成，內(nèi)壁用硅酸鹽噴涂后經(jīng)過約600℃高溫?zé)Y(jié)成為致密而光滑的耐酸層，但耐酸層的物理性質(zhì)與玻璃相似，比較脆，所以使用寸不宜碰撞硬物。又因它是硅酸鹽成分，使用時(shí)要特別防止物料中帶入含氟物質(zhì)。

搪瓷反應(yīng)鍋的規(guī)格很多，根據(jù)各廠或當(dāng)?shù)刂圃鞆S的具體條件選用，通?？刹捎?000升、2000升或3000升的規(guī)格。搪瓷反應(yīng)鍋的底部裝有放料口，反應(yīng)操作時(shí)可用自制的帶有長柄的橡皮塞頭塞緊。塞頭柄用25~30毫米外套硬塑料管的鋼管制成，柄長超出鍋蓋之上，放渣時(shí)拔起塞頭即可放出帶液沉渣。不論是還原鍋還是反應(yīng)鍋的鍋蓋都應(yīng)有排氣口，排氣口通過管道（一般用塑料管或襯膠鐵管）與廢氣吸收、凈化設(shè)備連接。

濕法過程洗滌槽

反應(yīng)鍋中酸浸與通氯后的溶液和沉淀，通常是一道放入其下的洗滌槽中。吸去上清液后，沉淀仍有不少原液，必須進(jìn)行洗滌，使沉淀中的錫達(dá)到最低限度。

洗滌槽為圓柱形，可用焊錫板焊成，也可用鋼板內(nèi)襯塑料制成，還可以用整只花崗巖雕制而成。后者用鐵箍緊固后，經(jīng)久耐用，造價(jià)也不昂貴。洗滌槽的攪拌器可以自裝也可用工業(yè)產(chǎn)品M₄型立式減速器連接攪拌槳使用，功率為1.7千瓦，轉(zhuǎn)速80~100轉(zhuǎn)/分鐘。洗滌槽的容積為800~1000立升，它的結(jié)構(gòu)與溶解固體氯化亞錫的攪拌槽相似。

濕法過程過濾器

經(jīng)過洗滌除錫的氯化鉛沉淀，含有一部分水分（少量錫、酸），需要濾干，以便于運(yùn)輸和適合于下道工序處理。

過濾設(shè)備有多種形式，但比重很大、很緊密的氯化鉛，如果使用像離心機(jī)之類的過濾設(shè)備，不但裝卸工作困難，而且設(shè)備易壞，也不安全。采用一種裝卸靈活、過濾操作方便的過濾車。過濾車用鋼板制，它由過濾斗和兩個(gè)輪胎車架組成。過濾斗的尺寸為：長1000毫米，上口寬600毫米，下底寬450毫米，高550毫米。距底高100毫米擱置鑄鐵制20毫米厚多孔板一塊，孔板上一側(cè)壁焊有30毫米寬的抽氣隔層。多孔板上鋪上一個(gè)耐酸滌綸過濾袋，過濾斗底部端壁裝有放液管，抽氣隔層上部裝有抽氣管通過管道與水環(huán)真空泵連接。潮濕的氯化鉛在過濾袋上被抽干，液體從多孔板流下并從放液管排出。濾干后的氯化鉛可用活動(dòng)輪胎運(yùn)出，并利用過濾斗與輪胎架的活動(dòng)裝置把氯化鉛從過濾斗中倒翻出來。

過濾斗的容量約250公斤濕氯化鉛，濾干后的濕氯化鉛含水分為10~15%。

反應(yīng)操作之前先要檢查一遍各部位的設(shè)備，設(shè)備狀況完好才可加料。首先將廢液槽中的溶液（洗液或廢電解液）用酸泵連接皮管打至反應(yīng)鍋內(nèi)約充滿2/3體積為止，接著加入按含酸條件控制的工業(yè)鹽酸或廢鹽酸通常用特制的量酸器加酸)，隨后開動(dòng)攪拌器并按順序逐步加入還原渣、殘極渣及陽極泥（避免加入含硫渣）。反應(yīng)鍋以產(chǎn)出1米。溶液計(jì)算，加入含錫量約為200公斤的固體物料。例如每鍋加含錫32%的殘極渣300公斤，含錫12%的陽極泥600公斤，含錫50%的還原渣60公斤，則總錫量為198公斤。各種固作物料的數(shù)量并不經(jīng)常保持不變，所以要按具體物料供應(yīng)數(shù)量搭配。加固體物料要緩慢進(jìn)行，避免加得太快，防止攪拌槳被料卡住甚至完全損壞。

加料結(jié)束后先打開液氯鋼瓶的閥門，再開流量表之下管道中的閥門，此時(shí)鋼瓶內(nèi)的液氯在管道中氣化成氣態(tài)氯進(jìn)入反應(yīng)鍋的液面之下。通氯開始后要隨時(shí)注意通氯系統(tǒng)是否正常，發(fā)現(xiàn)漏氣、堵塞或接頭脫開等情況應(yīng)立即關(guān)閉閥門排除故障。

通氯開始時(shí)，氯氣流量不宜過大，因?yàn)殚_始時(shí)溶液溫度較低，反應(yīng)比較緩慢，流量過大的氯氣會(huì)因來不及反應(yīng)從溶液逸出。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，由反應(yīng)放出的熱量逐步使溫度升高，溶液溫度的升高又促使反應(yīng)加速進(jìn)行，氯氣的流量也就可以逐漸加大，但必須防止溶液過于沸騰而外溢。

1、從不純凈的浸出液中直接得到純金屬。

2、大多數(shù)浸出劑不易與浸出物中的硅質(zhì)雜物作用，而在火法過程中，對這些硅雜物必然要選渣。需增加工序（給回收操作增加麻煩）和回收成本，而且回收純度也不理想。

3、火法提取由于熔爐襯里的損壞需定期停產(chǎn)檢修，恢復(fù)期長。

4、濕法過程是在定溫下進(jìn)行，因此無需象火法那樣消耗大量的燃料，可以節(jié)省能源和費(fèi)用。

5、濕法處理浸出生產(chǎn)物資要比干法處理殘?jiān)敖饘俦阋说枚?，而且容易進(jìn)行。

6、濕法提取過程特別適用于低品位金屬的回收，不論含量多少都能進(jìn)行回收。

7、濕法提取過程投資少，不受操作場地和條件限制，可在小規(guī)模范圍內(nèi)進(jìn)行，而火法提取過程需設(shè)計(jì)大容量的熔爐。

8、濕法過程和火法過程相比之下對大氣的污染較小，容易進(jìn)行污染處理和控制。 2100433B

本書論述了重金屬濕法冶金全過程,按章闡明了浸出、凈化、電解三個(gè)主要過程的原理和技術(shù)條件,介紹了十一種常用金屬的濕法冶金工業(yè)實(shí)踐供讀者參考。本書可供從事濕法冶金的工程技術(shù)人員、高校師生應(yīng)用。

第一章濕法冶金浸出過程………………………………(1)

第一節(jié)物質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性……………………(1)

第二節(jié)金屬和氧化礦的浸出過程……………………(16)

第三節(jié)金屬硫化礦的浸出……………………………(58)

第二章浸出液的凈化過程………………………………(97)

第一節(jié)水解凈化法……………………………………(97)

第二節(jié)硫化沉淀法……………………………………(104)

第三節(jié)置換沉淀法……………………………………(112)

第四節(jié)離子浮選法……………………………………(121)

第五節(jié)離子交換法……………………………………(124)

第六節(jié)有機(jī)萃取法……………………………………(133)

第七節(jié)高壓氫還原……………………………………(155)

第三章電解過程…………………………………………(175)

第一節(jié)概論…………………………………………(175)

第二節(jié)濃差極化………………………………………(179)

第三節(jié)電化學(xué)極化……………………………………(190)

第四節(jié)陰極過程………………………………………(193)

第五節(jié)電結(jié)晶過程……………………………………(214)

第六節(jié)陽極過程…………………………………………(224)

第七節(jié)電流效率、槽電壓、電能效率與電能消耗……(234)

第四章濕法冶金實(shí)踐……………………………………(248)

第一節(jié)銅的濕法冶煉…………………………………(1248)

第二節(jié)鋅的濕法冶煉…………………………………(254)

第三節(jié)鎳的濕法冶煉…………………………………(257)

第四節(jié)鈷的提取………………………………………(264)

第五節(jié)粗鉛及錫的電解精煉…………………………(268)

第六節(jié)銻的濕法冶煉…………………………………(272)

第七節(jié)汞的濕法冶煉…………………………………(277)

第八節(jié)鎘的濕法冶煉…………………………………(279)

第九節(jié)鎢的冶煉………………………………………(281)

第十節(jié)錳的冶煉………………………………………(286)

參考文獻(xiàn)……………………………………………………(292)

C O N T E N T S……………………………(298) 2100433B

濕法煉銻(hydrometallurgy of antimony)是指用堿或酸溶出銻精礦中的銻和分離雜質(zhì)提取銻產(chǎn)品的過程。有堿性濕法煉鋅和酸性濕法煉鋅之分。銻冶金長期以來仍以火法為主 。