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銅置換還原鐵粉的應用 

銅置換還原鐵粉的應用 

2018/10/29 16:21
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【摘要】:
由於原材料、生產工藝的影響,霧化法生產的鐵粉粉末呈近球形,比表麵積較還原法生產的鐵粉-呈不規則海綿狀,要小。同時,經過高壓高速水柱的噴射,霧化鐵粉的化學反應活性降低,在銅置換中化學反應時間加長,造成產量較低,成本加大;而還原鐵粉正好彌補了霧化鐵粉的這一缺憾。

鐵置換法生產純銅已沿用了近千年。 我國從唐代開始就使用此法; 西方使用此法也有兩百多年的曆史。長期的生產實踐,不斷地改造、 完善,使鐵置換工藝過程具有簡單、可靠、有效等優點。由於工藝簡單,所用設備少,故其基建周期短、投資省、見效快,至今仍為大部分企業所采用。

一、         鐵置換的原理及其影響因素

 由於 Fe 2+ Fe 的標準電位 (- 0.14lV 遠較 Cu 2+ Cu的標準電位 0.330V )為低,所以,鐵能較徹底地從溶液中把Cu 2+ 置換成Cu 需要說明的是: 此置換反應的理論耗鐵量僅為0.88kgkgCu 與實際 相差很大,其原因在於:

  (一) 、浸出液中的剩餘酸消耗鐵

Fe 2H + ——Fe 2+ H 2

 () 、浸出液中的溶解氧,使置換反應生成的 Fe2+繼續氧化成Fe3+  Fe3+又被Fe還原成Fe2+,因而要消耗一部分鐵

2H+2Fe2+½O2 ==== 2Fe3+H2O 

2Fe3+Fe =====  3Fe2+

()Fe3+還可能使已生成的Cu氧化成Cu2+,增加了鐵的耗量  2Fe3+Cu  ==== 2Fe2+Cu2+

由上述討論可以看到,鐵置換銅的方法的主要影響因素有溶液的酸度、溶液中含氧量等;此外,由於置換反應是在液固相間麵上進行,因而接觸麵積(即鐵的比表麵),接觸時間等也是其重要的影響因素。

、霧化鐵粉的生產工藝

         霧化鐵粉的生產是利用高壓水把溶化的鋼液在霧化器中進行割斷、分散、裂化而成為纖細的小液滴,然後再經過脫水、烘幹、篩分、生粉高溫還原、粉餅分裂、篩分、合批等等程序精製而成的。同還原鐵粉的生產方式相比較,霧化鐵粉粉末呈近球形。

三、  在銅置換中還原鐵粉比霧化鐵粉更有優勢       

 

由於原材料、生產工藝的影響,霧化法生產的鐵粉粉末呈近球形,比表麵積較還原法生產的鐵粉-呈不規則海綿狀,要小。同時,經過高壓高速水柱的噴射,霧化鐵粉的化學反應活性降低,在銅置換中化學反應時間加長,造成產量較低,成本加大;而還原鐵粉正好彌補了霧化鐵粉的這一缺憾。