1、硫化礦的熱解離，上章，任務(wù)內(nèi)容，一，任務(wù)目標(biāo)二，解決思路三，任務(wù)實(shí)踐，任務(wù)目標(biāo)，一)硫化礦的性質(zhì)和處理方法二)硫化礦高溫下的五種反應(yīng)類型三)硫化礦的高溫下的穩(wěn)定性，一)硫化礦的性質(zhì)和處理方法，許多有色金屬礦物因此，一般的硫化礦都是金屬?gòu)?fù)合礦，綜合例如銅、鉛、鎳、鈷、水銀、鉬等礦物多為金屬硫化物。 另外，鍺、銦、鎵、鉈等稀有金屬多與鉛鋅硫化物共存，鉑族金屬多與鎳鈷共存。 1 )硫化礦的性質(zhì)和處理方法，現(xiàn)代硫化礦的處理主要依賴火法冶金，提取金屬的方法比處理氧化礦的方法復(fù)雜。 主要原因是硫化物中的金屬不能直接用碳還原。 因此，必須根據(jù)硫化礦物的物理化學(xué)特性和成分選擇其冶煉途徑。 以往的方法是在提取金

2、屬之前改變礦物的化學(xué)成分和化合物的形態(tài)。 例如方鉛礦(PbS )、閃鋅礦(ZnS )、輝鉬礦(MoS2)等在空氣中燒成，生成鉛、鋅、鉬的氧化物，在下一階段還原金屬。 硫化銅礦的處理可以用燒成、溶解及吹煉的方法得到粗銅。 1 )硫化礦的性質(zhì)和處理方法，現(xiàn)代冶金廠處理的硫化物精礦，粒度細(xì)至0.1mm以下，不僅具有較大的表面活性，而且一般硫含量在1530%之間，具有較大的發(fā)熱量。 因此，從有效利用硫化精礦本身的熱能解決冶煉過(guò)程的能源消耗、提高硫的回收率減少環(huán)境污染等方面出發(fā)，直接冶煉硫化物取出金屬的問(wèn)題在理論上和實(shí)踐上都具有現(xiàn)實(shí)意義。 二)硫化礦在高溫下的5種反應(yīng)類型，硫化礦的處理過(guò)程比較復(fù)雜，但從

3、硫化礦物在高溫下的化學(xué)反應(yīng)來(lái)看，大致為2 mes3o2=2MEO2so2(1) meso2=meso2(2) mes MEO=me omes (3) mes2MEO 這是因?yàn)檫@樣的金屬對(duì)氧的親和力比較小，它們的氧化物和硫化物都容易離解，在氧化過(guò)程中硫成為穩(wěn)定的二氧化硫氣體，金屬被還原。 這樣的反應(yīng)的例子有硫化汞(辰砂)礦的氧化焙燒反應(yīng)： HgS O2=Hg SO2，二)硫化礦在高溫下的5種反應(yīng)類型，反應(yīng)(3)是造硫溶解的基本反應(yīng)。 硫化亞鐵中的鐵對(duì)氧的親和力較大，使其它金屬的氧化物硫化，形成硫化物的共熔體(锍)，與礦石中的脈石分離。 反應(yīng)(4)是金屬硫化物與其氧化物的相互反應(yīng)，結(jié)果金屬被還原。

4、 這種反應(yīng)是火法煉銅中吹煉的基礎(chǔ)。 鉛的溶解也是這樣的反應(yīng)。 反應(yīng)(5)是硫化反應(yīng)。 這種反應(yīng)根據(jù)冶金方法的不同是基本的反應(yīng)：硫化精煉-硫化的方法去除金屬中的雜質(zhì)硫化礦的置換硫化溶解。 三)研究硫化礦在高溫下的穩(wěn)定性、硫化礦在高溫下的穩(wěn)定性硫化物的熱釋放，可為硫化礦的火法冶金提供理論依據(jù)和實(shí)際操作方法。 因此，必須對(duì)硫化礦的熱解離進(jìn)行研究。 解決思路，一)硫化物熱解離的一部分金屬，例如Fe、Cu、Ni等價(jià)態(tài)不同的硫化物，其昂貴的金屬硫化物在中性氣氛中受熱到一定溫度(10001500K )時(shí)，會(huì)發(fā)生以下解離反應(yīng)：2MeS=Me2S 1/2S2產(chǎn)生元素硫和廉價(jià)的金屬硫化物。 上述硫化物的熱解反應(yīng)表

5、明，高溫下廉價(jià)的金屬硫化物穩(wěn)定，因此，在火法冶金過(guò)程中實(shí)際參加反應(yīng)的是廉價(jià)的金屬硫化物。(2)金屬硫化物的解離生成反應(yīng)在火法冶金的作業(yè)溫度下，二價(jià)金屬硫化物的解離生成反應(yīng)可以用以下的通式表示：2Me S2=2MeS和MeS分別為獨(dú)立凝聚相時(shí)，解離Ps2和反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp及石膏自由能g和溫度t的關(guān)系為： g、任務(wù)實(shí)踐， 金屬硫化物的解離生成反應(yīng)： Cu S2=2CuS Fe S2=2FeS，任務(wù)實(shí)踐中，從金屬硫化物熱解產(chǎn)生的硫在通常的火法冶金溫度下為氣體硫(硫的沸點(diǎn)為717.5K )。 該氣態(tài)硫在不同溫度下含有多原子的S8、S6、S2和單原子的s。 其含量的變化取決于溫度，如表4-1所示。 任務(wù)實(shí)踐中，表4-1所示的數(shù)據(jù)由以下三種平衡反應(yīng)的平衡常數(shù)式和一個(gè)總壓方程式修正：3s8s6log s 63 s2logs 22 slog PS8PS6PS2PS=101325 pa，由表4-1可知，溫度800K以下的氣體硫主要是ss 單體硫的存在必須考慮的火法冶金的工作溫度范圍