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铜置换还原铁粉的应用 

铜置换还原铁粉的应用 

2018/10/29 16:21
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【摘要】:
由于原材料、生产工艺的影响,雾化法生产的铁粉粉末呈近球形,比表面积较还原法生产的铁粉-呈不规则海绵状,要小。同时,经过高压高速水柱的喷射,雾化铁粉的化学反应活性降低,在铜置换中化学反应时间加长,造成产量较低,成本加大;而还原铁粉正好弥补了雾化铁粉的这一缺憾。

铁置换法生产纯铜已沿用了近千年。 我国从唐代开始就使用此法; 西方使用此法也有两百多年的历史。长期的生产实践,不断地改造、 完善,使铁置换工艺过程具有简单、可靠、有效等优点。由于工艺简单,所用设备少,故其基建周期短、投资省、见效快,至今仍为大部分企业所采用。

一、         铁置换的原理及其影响因素

 由于 Fe 2+ Fe 的标准电位 (- 0.14lV 远较 Cu 2+ Cu的标准电位 0.330V )为低,所以,铁能较彻底地从溶液中把Cu 2+ 置换成Cu 需要说明的是: 此置换反应的理论耗铁量仅为0.88kgkgCu 与实际 相差很大,其原因在于:

  (一) 、浸出液中的剩余酸消耗铁

Fe 2H + ——Fe 2+ H 2

 () 、浸出液中的溶解氧,使置换反应生成的 Fe2+继续氧化成Fe3+  Fe3+又被Fe还原成Fe2+,因而要消耗一部分铁

2H+2Fe2+½O2 ==== 2Fe3+H2O 

2Fe3+Fe =====  3Fe2+

()Fe3+还可能使已生成的Cu氧化成Cu2+,增加了铁的耗量  2Fe3+Cu  ==== 2Fe2+Cu2+

由上述讨论可以看到,铁置换铜的方法的主要影响因素有溶液的酸度、溶液中含氧量等;此外,由于置换反应是在液固相间面上进行,因而接触面积(即铁的比表面),接触时间等也是其重要的影响因素。

、雾化铁粉的生产工艺

         雾化铁粉的生产是利用高压水把溶化的钢液在雾化器中进行割断、分散、裂化而成为纤细的小液滴,然后再经过脱水、烘干、筛分、生粉高温还原、粉饼分裂、筛分、合批等等程序精制而成的。同还原铁粉的生产方式相比较,雾化铁粉粉末呈近球形。

三、  在铜置换中还原铁粉比雾化铁粉更有优势       

 

由于原材料、生产工艺的影响,雾化法生产的铁粉粉末呈近球形,比表面积较还原法生产的铁粉-呈不规则海绵状,要小。同时,经过高压高速水柱的喷射,雾化铁粉的化学反应活性降低,在铜置换中化学反应时间加长,造成产量较低,成本加大;而还原铁粉正好弥补了雾化铁粉的这一缺憾。