高硅镁低铁硫铜镍矿冶炼新工艺研究(二)

本工艺采用H_2(或CO)还原焙烧矿石,利用矿中的MgO 作脱硫剂,再用稀盐酸浸出过程中所产生的H_2S 经FeCl_3氧化回收为元素硫,产出的H_2气可返回使用。浸出液不经过滤即行喷雾氧化水解,使铜、镍(钴)与大量的铁和二氧化硅分离,铁呈Fe_20O_3予以回收。含铜、镍(钻)溶液经净化回收铜、钻后送电积回收镍。MgCl_2液经高温(300～400°)水解制取纯MgO 并回收HCl。     

Application of Microwave Radiation to Extractive Metallurgy

In applying the microwave radiation to extractive me-tallurgy,it is essential first of all to find the extent ofmicrowave energy absorbed by various minerals experi-mentally.In this paper,more than 25 kinds of commonuseful minerals have been individually irradiated by a 500W,2450 MHz microwave source in an enclosed quartzcrucible to ascertain their heating temperature in a definitetime.In addition,the reduction and cbloridization testswere also carried out on the titanomagnetite concentrateand pentlandite with microwave heating,respectively.These experiments indicate potential applications of util-izing microwave energy in extractive metallurgy.     

THE REDUCTION KINETICS OF Fe_3O_4-(xFeS·yCu_2S)-FeO-SiO_2 SYSTEM

<正> 在铜的火法冶金中,如何减少磁性氧化铁对冶炼过程的危害,一直是人们极为重视的问题,尽管人们对此问题作过一些研究,但涉及动力学方面的工作不多,因此,深入研究Fe_3O_4-(xFeS·yCu_2S)-FeO-SiO_2体系的反应动力学就具有特别重要的实际意义。 本文通过测定反应产生的SO_2来考察反应的进程,实验设备参见文献。 1.造渣熔剂对反应速度的影响 冰铜对磁性氧化铁的还原是按下列反应进行的:     

熔锍Cu_2S吹炼动力学

本文研究了富氧吹炼和温度对熔体Cu_2s氧化脱硫速度的影响。实验结果表明,在Cu-Cu_2s体系中反应速度为一常数,亦即在体系分层区脱硫量与吹风时间成直线关系。直线斜率或即直线速率常数随氧浓度和温度的升高而增大。氧分压的影响: 当Po_2<0.60大气压时, d(s％)/dt=kt=2.2×10~(-2)·Po_2 0.82(S％分~(-1)厘米~(-2)) 当Po>0.60～1.0大气压时, dkt/dPo_2=0 kt=常数=1.44×10~(-1)(S％分~(-1)厘米~(-2)) 动力学方式: d(S％)/dτ=kt=K_1·Po_2/(β K_2Po_2)(S％分~(-1)厘米~(-2)) 温度的影响:随着温度的升高,直线斜率增大,即 1100℃=d(S％)/dτ=4.02×10~(-2) (S％分~(-1)厘米~(-2)) 1150℃;d(S％)/dτ=4.15×10~(-2) (S％分~(-1)厘米~(-2)) 1200℃;d(S％)/dτ=5.07×10~(-2) (S％分~(-1)厘米~(-2)) 1250℃;d(S％)/dτ=5.20×10~(-2) (S％分~(-1)厘米~(-2)) 由直线速率常数与温度的关系测得脱硫反应活化能及速率常数与温度关系的方程式: 活化能 E=7’100卡/克分子 kt=0.545×e×p[|-7’100/RT|] S％分~(-1)厘米~(-2) 实验研究还表明,白冰铜(Cu_2S)在吹炼过程中反应的级数为:在分层区; PO_2<0.60大气压时,与氧分压为一级反应,与硫浓为零阶反应,即 d(△S％/△τ)/dPO_2=ks(常数) d(△S％/△τ)/d(S％)=0 PO_2>0.60大气压时,与PO_2及硫浓度均为动力学上的零阶反应,即 d(△S％/△τ)/dPO_2=0 d(△S％/△τ)/d(S％)=0 在低硫单相熔体区;用空气吹炼与硫浓度为一阶反应,与PO_2为一阶反应,即 (dS％)/dτ=km·(S％)·PO_2 a 实验还验证了1200℃用空气吹炼,脱硫速度由分层区转入低硫单相区时发生显著的转折点,此转折点含硫成分约在1.2％,基本上与热力学所测含硫量为1.28％相近。在转折点以后的脱硫速度的降低是随含硫浓度的减少成直线关系,与硫活度的降低成比例。根据实验结果还讨论了吹炼白冰铜过程的反应机构。     

THE KINETICS OF REACTION OF MOLTEN CUPROUS SULPHIDE WITH HYDROGEN

本文研究了在1150℃,1200℃和1250℃下熔锍Cu_2S与氢反应的动力学。动力学方程式为: 单相熔体 u_(S％)=d(S％)/dτ=k_S(S％-a)~2P_(H_2)~(1/2) 分层区 u_S％=d(S％)/dτ=AP_(H_2)~(1/2) 通过测定反应速度与硫浓度状态曲线的转折点,验证了Cu-S系相图分层的数据,此数据含硫成分为: ℃ 1150 1200 1250 ％ 19.805 19.73 19.61 研究了温度对反应速度的影响,测得反应活化能E和反应速率常数k: E=11000卡/克分子Cu_2S k_(1150℃)=3.27×10~(-2)/分·S％·大气压1/2 k_(1200℃)=3.76×10~(-2)/分·S％·大气压1/2 k_(1250℃)=4.12×10~(-2)/分·S％·大气压1/2 实验数据表明,反应速度受温度的影响是不大的。 还讨论了Cu-S系相图与反应速度的关系。     

熔锍Cu_2S与氢反应的动力学

本文研究了在1150℃,1200℃和1250℃下熔锍Cu_2S与氢反应的动力学。动力学方程式为: 单相熔体 u_(S％)=d(S％)/dτ=k_S(S％-a)~2P_(H_2)~(1/2) 分层区 u_S％=d(S％)/dτ=AP_(H_2)~(1/2) 通过测定反应速度与硫浓度状态曲线的转折点,验证了Cu-S系相图分层的数据,此数据含硫成分为: ℃ 1150 1200 1250 ％ 19.805 19.73 19.61 研究了温度对反应速度的影响,测得反应活化能E和反应速率常数k: E=11000卡/克分子Cu_2S k_(1150℃)=3.27×10~(-2)/分·S％·大气压1/2 k_(1200℃)=3.76×10~(-2)/分·S％·大气压1/2 k_(1250℃)=4.12×10~(-2)/分·S％·大气压1/2 实验数据表明,反应速度受温度的影响是不大的。还讨论了Cu-S系相图与反应速度的关系。     

微波场中FeCl3溶液浸出闪锌矿动力学

该文研究微波场中 FeCl_3溶液常压浸出闪锌矿动力学。考查了微波场中温度、FeCl_3浓度及粒度对 Zn 浸出率的影响,得到了非恒温动力学方程,并且证明微波辐照加热方式较传统加热方式的Zn 浸出速率快。     

熔锍Cu_2S吹炼动力学

本文研究了富氧吹炼、温度及空气流量等因素对熔体 Cu_2S 氧化脱硫速度的影响。试验结果表明,在 Cu—Cu_2S 体系中,反应速度为一常数,即在体系分层区,脱硫量与吹风时间成直线关系。直线斜率即反应速度随氧浓度、温度和空气流量的增高而增大。白冰铜(Cu_2S)在吹炼过程中的反应级数,在分层区:当Po_2<0.60atm 时,与氧分压为一阶反应,与硫浓度为零阶反应;Po_2>0.60atm 时,与 Po_2及硫浓度均为动力学上的零阶反应。在分层后的低硫单相区,用空气吹炼,与硫浓度及 Po_2均为一阶反应。试验还验证了:温度在1200℃时,用空气吹炼,脱硫速度由分层区转入低硫单相区时,有显著的转折点,与此转折点相应的含硫量约1.2%左右,和由热力学计算所得1.28%的含硫量相差不大。转折点以后的脱硫速度的降低,与含硫浓度的减少成直线关系,与硫活度的降低成比例。根据转折点前后的动力学方程式,讨论了铜转炉吹炼第二周期终点的控制问题。由于吹风量大,Cu—Cu_2S 系分层区吹炼过程的限制步骤,为氧分子在界面上的吸附作用,其动力学方程式与 Langmuir 等温吸附相似。     

白冰铜(Cu_2S)富氧吹炼动力学研究

本文研究了富氧空气、温度从鼓风量对熔体Cu_2S脱硫速度的影响。实验结果在明:在Cu-Cu_2S体系中反应速度为一常数,即在体系分层区的脱硫量(或产生的SO_2量)与鼓风时间成直线关系。直线斜率亦即直线速     

熔锍的比电导及其与温度的关系

对 Cu_2S、Ni-S 系熔体的比电导与温度的关系进行了研究。试验表明,温度对后者的导电度影响甚小;测定了工厂冰铜、工厂高冰镍与工厂低冰镍的比电导与温度的关系,结果指出,工厂冰铜的温度系数为正值,高冰镍的温度系数为零,工厂低冰镍的温度系数为负值。