摘要：为了提高粗铅火法精炼的质量，有必要在实际工作中做好其中杂质的控制。本文在对粗铅火法精炼的具体工艺流程进行分析的基础上，进一步对杂质的具体控制方法进行探究，希望以此使粗铅火法精炼的质量得到有效提升。
关键词：粗铅火法；精炼；杂质控制
粗铅火法精炼主要是经粗铅加温熔化，然后通过一些工艺技术方法，比如：加硫除铜、氧化除锡等，进而使铸型得到的阳极板中的杂质含量符合铅电解的标准。从粗铅火法精炼的质量提升角度来讲，做好粗铅火法精炼过程的杂质控制非常重要，这也是本次论述的重点所在[1]。首先，需结合实际工程项目，了解粗铅火法精炼涉及的工艺流程；然后结合杂质控制工艺理论，实施有效的杂质控制策略，这样粗铅火法精炼过程中的杂质才能够得到有效控制，进一步为精炼质量的全面提升提供具有价值的参考建议。
一、工程实况及工艺流程分析
某工程在精炼作业过程中，采取的具体工艺流程为：“烧结焙烧→鼓风炉还原熔炼→火法初步精炼→电解精炼”。粗铅年产量为40000吨，电铅年产量为50000吨，通过相应的技术改造及发展，目前粗铅年产量达到65000吨，电铅年产量达到95000吨[2]。因为自产粗铅难以满足电铅的生产要求，每一年均需要从外进行粗铅的采购。如此一来，对于粗铅火法精炼而言，成分便不再是单独的鼓风炉还原熔炼所产粗铅，这样使得粗铅火法精炼中控制杂志显得较为困难。对于粗铅火法精炼来说，其主要是对粗铅进行加温熔化处理，通过熔析除铜、加硫除铜以及氧化除锡等工艺的应用，确保铸型得到的阳极板当中的杂质含量符合铅电解的要求。在本工程中，使用了5台75吨的熔铅锅，其中作用于火法精炼的有3台，铸型的有2台。粗铅在通过火法精炼之后，由2台阳极铸型机铸成铅阳极板送往电解。在粗铅火法精炼期间所生产的浮渣，利用1台浮渣反射炉进行处理，生产得到的粗铅则返回到火法精炼过程中。为了使粗铅火法精炼的质量得到有效保证，便有必要做好其中杂质的控制工作。
二、粗铅火法精炼中杂质控制技术方法分析
基于铅电解精炼期间，会涉及诸多的杂质元素，比如：铜、锡、砷等离子，上述杂质原始离子的电位和铅相比，通常表现为相接近或更高。电位和铅相互接近的锡，在电解过程中会和铅一起溶解，并且大多数在阴极上析出[3]。而对于电位高于铅的金属，虽大多数留于阳极泥当中，但还是会对电解电效产生影响。所以，便有必要在粗铅火法精炼过程中对相关杂质采取有效控制方法。
（一）熔析除铜方法
对于阳极含铜来说，若＞0.06%，那么阳极泥将会显得很坚硬且密实，进而导致阳极钝化。在这样的情况下，铅的正常溶解也会受到影响，导致槽电压上升，进一步导致杂质金属发生溶解与析出。对于熔析除铜来说，属于物理变化的一种，主要借助“铜和相关化合物在铅液中的溶解度随着温度的下降而下降”这一实际关系而实现。相关研究表明，熔体温度降低至铅的凝固点，即326℃左右的情况下，铜基于溶体当中的含量可以下降到0.06%。而从实际生产角度来看，通过熔析除铜操作，铅液当中的铜的含量能够降低到0.04%到0.05%。这是由于铅液当中，存在砷和锑等相关杂质，这些杂质能够与铜生成砷化铜、锑化铜等，这些生成的物质基本上不会溶于铅液，通常以固体的形态进入渣浮，并在铅液表面被捞出来。
（二）加硫除铜方法
倘若采取熔析除铜方法之后，在铅液当中铜的含量难以控制低于0.06%，便有必要采取加硫除铜方法。具体方法为：朝通过熔析除铜的铅液当中添加硫磺，从而生成Cu2S，部分和硫直接发生作用进而生成CuS，大部分的硫磺则先和主量铅发生作用生成PbS。由于铜对硫具备亲和力，并且比铅对硫的亲和力要大。因此PbS又把铅液当中的铜硫化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆涉及的化学反应关系式为：（1）Cu＋S＝CuS；（2）Pb＋S＝PbS；（3）PbS＋2Cu＝Pb＋Cu2S。在铅液当中，溶解的PbS越多，那么铅液当中所残留的存铜的浓度便会越低。针对PbS饱和溶液来说，基于330℃到340℃的条件下，其溶解度为0.7%到0.8%，这个时候残存的铜的浓度便最低[4]。从实际生产角度来看，当铅阳极当中所残留下的铜的含量低于0.06%，便符合生产的要求。
（三）氧化除锡方法
在铅电解过程当中，锡的析出电位与铅的析出电位比较接近，从理论角度来看，是跟随铅一同溶解，然后进入电解液当中，进一步一同在阴极析出。但是，从实际电解来看，只需将阳极含锡控制低于0.25%，锡便能够留于阳极泥当中。这主要是因为，在阳极当中，杂质金属和锡构成了金属化合物，使锡的溶解电位下降，也指的是电位更正。倘若在粗铅当中锡含量较高，便有必要使用氧化除锡的方法对铅液当中锡的含量加以控制。因为锡对氧的亲和力比铅对氧的亲和力大。所以，将氧化铅作为氧化剂，进而将其添加至铅液当中，氧化铅便能够和锡发生反应，进而生成不溶于铅的氧化锡，其化学反应方程式为：2PbO＋Sn＝2Pb＋SnO2。对于生成的氧化锡来说，会在铅液表面浮动，并呈现稀渣状的情况下被捞起来。从实际的生产情况来看，因为高温铅液表面和空气相互接触，一直会有氧化铅生产[5]。并且，鼓风炉所产的粗铅含锡通常偏低，一般低于0.1%，因此氧化除锡环节可不单独添加氧化铅。
（四）加碱除砷及锑方法
从实际生产角度来看，对于阳极含锑来说，控制在0.35%到0.8%之间比较合适。当含锑不足0.35%的情况下，阳极泥易发生散碎及脱落等情况，进而致使贵金属产生较高的损失。如若含锑偏高，则会导致阳极泥层呈现坚硬难刷的情况。从电解精炼的实践经验角度来看，需将“Sb＋As”之和控制在1%左右。因为鼓风炉自身产的粗铅很难满足电铅的生产需求，因此每一年需要购置30000吨左右的粗铅，然而在购进粗铅过程中通常所含的砷、锑偏高，以直接的方式和鼓风炉自身产出的粗铅相互搭配入锅。倘若不应用除砷锑工序，生产获取的阳极板含杂质砷和锑的和便会比1%高。
在使用加烧碱除砷与锑方法过程中，主要是在600℃到650℃的条件下，根据砷、锑对氧的亲和力比铅对氧的亲和力大的原理，使生成的砷、锑氧化物与烧碱造渣浮在液铅表层被捞去。从实际生产角度来看，采取加碱除砷及锑的方法，能够使铅液当中砷与锑的含量得到有效降低，进而使杂质含量得到有效控制。因此，加碱除砷及锑的方法值得采纳应用。
三、结语
通过本文的探究，认识到粗铅火法精炼过程中杂质控制非常重要。因此，有必要在明确粗铅火法精炼工艺流程的基础上，采取有效的杂质控制方法，比如：熔析除铜方法、加硫除铜方法、氧化除锡方法以及加碱除砷及锑方法等。在充分利用上述方法的基础上，铅液当中砷和锑的含量将能够得到有效降低，进而使杂质得到有效控制。此外，本人认为还有必要根据粗铅火法精炼工程的实际情况，选取最为合理、科学的杂质控制方法，这样才能够使相关杂质的含量得到有效控制，进而使粗铅火法精炼工程的质量得到有效保障。
参考文献：
[1]林发强.高杂质粗铅火法精炼过程的研究与实现[J].世界有色金属,2016,15:182-185.
[2]孔祥峰,杨斌,熊恒,燕春培,聂博,闫华龙,徐宝强,刘大春.粗铅真空蒸馏脱除铜锡的研究[J].真空科学与技术学报,2014,05:522-527.
[3]程永强,马春来,杨洪光,魏洪洁.粗铅火法初步精炼工艺的研究[J].有色矿冶,2014,05:41-43.
[4]孔祥峰,熊恒,杨斌,刘大春,徐宝强,戴永年,杨诚.高砷粗铅真空蒸馏脱除砷的研究[J].真空科学与技术学报,2014,10:1118-1122.
[5]袁培新,郭飞,胡卫文,谭平生.粗铅火法精炼中加硫铁矿除铜工艺探讨及试验研究[J].湖南有色金属,2013,05:26-28.
论文作者:文静
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/24
标签：火法论文; 精炼论文; 杂质论文; 方法论文; 阳极论文; 含量论文; 鼓风炉论文; 《基层建设》2016年35期论文;