熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度
的下降而减少,当含铜高的铅液冷却时,铜便成固体结晶析
出,由于其比重较铅小(约为9),因而浮至铅液表面,以铜
浮渣的形式除去。又铜在铅液中的溶解度随着温度的变化而
变动,温度下降时,液体合金中的含铜量相应地减少,当温
度降至共晶点(326℃)时,铜在铅中的含量为0.06%,这是
熔析除铜的理论极限。当粗铅中含砷锑较高时,由于铜对砷、
锑的亲合力大,能生成难溶于铅的砷化铜和锑化铜,而与铜
浮渣一道浮于铅液表面而与铅分离。实践证明,含砷、锑高
的粗铅,经熔析除铜后,其含铜量可降至0.02~0.03%。粗
铅中含砷、锑低时,用熔析除铜很难使铅液含铜降至0.06%。
这是因为:
a、熔析作业温度通常在340℃以上,铜在铅液中的溶解
度大于0.06%;
b、含铜熔析渣的上浮取决于铅液的粘度,铅液温度降低则
粘度增大,铜渣细粒不易上浮。在熔析过程中,几乎所有的
铁、硫(呈铁、铜及铅的硫化物形态)以及难熔的镍、钴、
铜、铁的砷化物及锑化物都被除去;同时贵金属的一部分也
进入熔析渣。熔析操作有两种方法:1.加热熔析法;2.冷却
熔析法。
二者熔析原理是相同的,前者是将粗铅锭在反射炉或熔
析锅内用低温熔化,使铅与杂质分离;后者是将鼓风炉
放出的铅水铅泵汲送到熔析设备,然后降低温度使杂质
从铅水中分凝出来。
粗铅的连续脱铜是应用熔析除铜的原理。我厂作业在
CDF炉内进行,此时,脱铜炉要有足够深的熔池和其他
降温设施,以造成铅熔池自上而下有一定的温度梯度,
铜及其化合物从熔池较冷的底层析出,上浮至高温的上
层,被铅液中所含的硫化铅或特意加入的硫化铅或除铜剂所
硫化,形成冰铜,其反应式如下:
Pbs+2Cu=Cu2S+Pb
因此,上部铅液的温度要求较高又要有足够的硫化剂或除铜
剂,使上浮的铜不断被硫化,从而又促使底部的铜上浮。
随着这两个过程的进行,底部铅中的铜就越来越少。除硫
化剂(除铜剂)外,配料还配入铁屑、苏打。铁屑与硫化铅
发生沉淀反应而降低冰铜中的含铅量,苏打在过程中进行如
下反应:
4PbS+4Na2CO3=4Pb+3Na2S+Na2SO4+4CO2
从而降低了冰铜的熔点及含铅量。粗铅脱铜程度取决于熔池底层的