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银锌壳蒸馏除锌法

2019-03-05    来源:    
从铅熔析锅加锌除银产出的银锌壳,经榨机挤去液铅后,进行火法蒸馏除锌,产出富含贵金属的铅合金渣(俗称富铅)。富铅经灰吹炉灰吹除铅,产出金银合金再进行别离和提纯。此法是处理银锌壳的惯例办法,工艺老练,现仍为国内外各铅厂所广泛运用,该流程如图1所示。

图1  银锌壳的蒸馏与灰吹流程
银锌壳主要为铅、锌和银(金)的合金,其间搀杂有少数铜、砷、锑等金属以及它们和铅、锌的氧化物。蒸馏除锌法是鉴于锌的沸点〔101.325kPa(760mmHg)时为906℃〕明显地低于其他金属,在复原气氛中加热银锌壳至1000~1100℃使锌、铅等氧化物被复原成金属,然后锌金属在高于它沸点的温度下呈气态蒸发,然后到达和银、铅等别离的意图。蒸发的锌蒸气导入冷凝器,凝聚成金属锌得到收回。
蒸馏炉一般运用可倾动的炉体,这种炉子的炉身是用耐火砖砌在铁架上。铁架两边支承在枢轴上,由齿轮和螺杆传动。炉体水平断面为正方形,炉顶呈拱形,后壁开有烟道,前壁留有装蒸馏罐的口,以便装置和取出蒸馏罐。罐装置好后用砖和黄泥封住。炉中心下部设有拱桥形支座,专供支承蒸馏罐用。可焚烧粉煤、焦炭或重油等加热。烧油或粉煤的炉子装置有喷嘴(粉煤经加料盘供料)。焦炭炉底部殴炉篦,炉顶开扎装置焦炭加料斗。图2所示为焦炭蒸馏炉的示意图。蒸馏时,于蒸馏罐口装置冷凝器并与铸锭车衔接。

图2  焦炭蒸馏炉示意图
1-蒸馏罐;2-拱桥支座;3-冷凝器;
4-支承架及铸模台;5-焦炭料斗;6-烟道;7-炉篦
蒸馏罐形如平底小口瓶,用鳞片状石墨(55%)与耐火泥(45%)混合制成,壁厚45mm左右。一只高0.99m、腹部净空直径0.443m的蒸馏罐,每次约可蒸馏银锌壳500~700kg。质量杰出的蒸馏罐每只约可运用60次。新罐运用前先置于炉顶上烘烤7d左右,除尽潮气,再入炉小火加热约24h后缓慢升温至呈暗红色开端加料。加热空罐时,为了避免罐内壁过火氧化而影响运用寿命,宜往罐内参加少数木炭或焦炭,蒸馏罐于炉内约呈45°歪斜安顿在支承座上,以便尽可能添加罐体在炉内的受热面积。蒸锌进程为间歇性作业、经蒸馏数罐质料后,将罐按固定的方向作恰当滚动,改变罐体在支承座上的触摸方位,避免加料后金属的荷重老压在罐体一处而损坏。
蒸馏罐安好后将炉口封严,再于加料后将冷凝器与罐口衔接并密封。冷凝需可用旧蒸馏罐改制,也可用铸铁罐或钢壳内衬耐火泥或耐火砖罐。冷凝器的形状一般为截头圆锥形或圆柱形,顶部开有排气口,前方留有放锌口,冷凝器的巨细,应视蒸馏罐的巨细、燃料品种以及操作办法等而定。冷凝器内的温度,靠蒸馏罐不断发生的锌蒸气和气体来坚持,在正常条件下应为450~500℃之间。如冷凝器内温度低于锌的熔点(419.47℃),则进入冷凝器内的大部分锌蒸气会冷凝成蓝粉;如温度超越500℃以上,锌蒸气会冷凝不完全,部分被气流带走形成锌的丢失。
蒸锌是往蒸馏罐中装满银锌壳和复原剂(参加2%~3%的碎木炭或3%~4%的碎焦碳)后,敏捷升温到炉内1100~1200℃(即罐内1000~1100℃)。待银锌壳软化后,再补加质料,直至罐内充溢液态合金后才装上冷凝器开端蒸锌。在蒸锌初始阶段,因为锌蒸气淡薄,冷凝器内温度不高,进入的锌蒸气冷凝成蓝粉。约1h后,液态锌金属才开端凝聚。蒸馏进程中,分次放出液锌,每次约放出三分之二,留下三分之一以坚持冷凝器内温度,有利于锌蒸气与液锌触摸,易生成液相,削减蓝粉的生成。蒸馏时,如排气口冒白烟并呈现浅蓝色火焰,表明锌蒸气在焚烧,阐明蒸馏正顺利进行。当白烟逐步转浅,最终变成黄烟,表明铅在氧化、阐明蒸锌已达结尾。每次蒸锌作业约需6~8h。
蒸馏停止后,放出悉数液锌铸锭,移开冷凝器。再倾动炉体将蒸馏罐中的富铅倾入钢桶,捞出浮渣,富铅铸锭后送灰吹出产金、银合金。用铁器刮下蒸馏罐壁上粘附的渣回来再蒸馏。然后将炉体复位预备下次作业。
蒸馏产出的锌尚含有少数银和铅,供回来加锌除银用。蓝粉进行再蒸馏,或许供从含金化液或其他溶液中置换金用。
每吨银锌壳约耗费焦炭500~700kg,或许耗费重油180~270L。锌的收回率为65%~80%。
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