铜浮渣真空蒸馏分离铜与铅的研究

作     者：王迎爽 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈为亮

授予年度：2012年

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：铜浮渣 真空蒸馏 分离 铜 铅 

摘      要：铜浮渣是粗铅火法精炼除铜过程的产物,含有Pb、Cu、Ag、Bi、Sn等有价金属,具有极高的回收价值。针对铜浮渣的处理工艺现状,本研究采用真空蒸馏的方法分离铜浮渣中的铜和铅,既提高了资源的有效利用率和经济效益,又减轻了对环境的污染,具有冶炼流程短、对环境友好、劳动条件好等优点,符合节能和清洁生产的要求,可为真空蒸馏处理铜浮渣的工业化提供理论指导。 本论文综述了铅的冶炼方法和铜浮渣的处理方法,对铜浮渣中PbO的还原和铜与铅真空蒸馏分离的可行性进行了理论分析。热力学计算结果表明,真空条件下温度低于常压下炭还原PbO的最低还原温度（563K）反应即可发生,且随着压强的降低,平衡常数上升明显。通过分离系数和气液相平衡成分图的计算,表明铜浮渣中的铜和铅可以通过真空蒸馏进行分离,产品粗铅含铜可降至0.2%以下。本文对铜浮渣真空蒸馏的动力学进行了分析,计算了Pb和PbS的最大理论蒸发速率,讨论了影响蒸发过程的因素。 在真空条件下,对焦粉用量、蒸馏时间及蒸馏温度对铜浮渣中铜和铅的分离效果的影响进行了试验研究,试验结果表明铜浮渣中的铜和铅可以通过真空蒸馏的方法进行分离。当蒸馏温度一定时,铅的挥发率随蒸馏时间的延长而提高,直到铅挥发完全为止;随蒸馏温度的提高,铅的蒸发速率加快,缩短了蒸馏时间,但过高的蒸馏温度也会导致粗铅中杂质量的增加。通过试验,确定了铜浮渣真空分离铜与铅的较优工艺条件为：炉内残压10～15Pa,焦粉用量2%,蒸馏时间30min,蒸馏温度为1273K。在此条件下,所产粗铅含铜≤2%,冰铜含铅≤1%;铅的回收率为87.25%,铜的回收率为88.03%。