【摘要】：隨著近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)對(duì)銅材的需求不斷上升。但我國(guó)銅礦資源嚴(yán)重不足,銅礦產(chǎn)量與銅需求量之間的差距越來(lái)越大,銅資源依靠進(jìn)口的比重也越來(lái)越多。為了彌補(bǔ)銅礦資源不足的問(wèn)題,提出了二次銅資源即廢雜銅的再生利用,并對(duì)廢雜銅的直接和間接利用作了敘述。二次銅資源作為彌補(bǔ)我國(guó)銅礦產(chǎn)量不足的重要手段,即節(jié)能,又環(huán)保,同時(shí)還降低了成本。由于二次銅資源的來(lái)源極為廣泛,種類多、成分復(fù)雜,導(dǎo)致廢雜銅中摻雜了其它雜質(zhì)元素,例如Fe、Al、Si、P、Zn、As、Sb、Ni、Pb和Sn等。這些元素雖然對(duì)銅的某些性能有所提高,但是同時(shí)又會(huì)影響銅的其它性能。例如,鉛元素可以改善銅的切削加工性能,但鉛元素又會(huì)使銅合金的塑性降低,其含量超過(guò)一定量時(shí),會(huì)導(dǎo)致銅合金脆裂。所以,二次銅資源除雜就成為一項(xiàng)亟待解決的難題。本課題主要研究二次銅資源除鉛的問(wèn)題。單質(zhì)鉛因?yàn)榫哂辛己玫哪臀g性能、延展性、潤(rùn)濕性及高的密度、低熔點(diǎn)、高的線膨脹系數(shù)等特性,因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和生活中。同時(shí)鉛元素作為一種有毒物質(zhì)為人們所熟知。隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高,人們對(duì)健康問(wèn)題越來(lái)越重視。因此,二次銅資源除鉛已迫在眉睫。本論文著重研究三種除鉛劑:磷酸鹽型、硼酸鹽型和硅酸鹽型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備,研究雜銅火法精煉除鉛的整個(gè)過(guò)程,為廢雜銅火法精煉工藝優(yōu)化與新型熔劑開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。借助FACTSAGE軟件,對(duì)熔劑的除鉛機(jī)理做了計(jì)算,證明了除鉛反應(yīng)的可行性;同時(shí),還可以利用FACTSAGE軟件對(duì)除鉛率進(jìn)行計(jì)算,在一定范圍內(nèi)可以適當(dāng)調(diào)整熔劑成分;并且對(duì)不同溫度下對(duì)鉛的活度進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果發(fā)現(xiàn),溫度越高,鉛的活度越大,平衡常數(shù)越大,越不利于除鉛反應(yīng)的發(fā)生。通過(guò)對(duì)三種除鉛熔劑磷酸鹽型、硼酸鹽型和硅酸鹽型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):磷酸鹽型熔劑除鉛效果是其中最好的,不僅除鉛率非常高,而且反應(yīng)非常迅速;硼酸鹽型除鉛劑的效果也是比較好的,隨著熔劑組成和保溫時(shí)間的變化,保溫30min除鉛率可以達(dá)到80%以上;硅酸鹽型除鉛劑的除鉛效果是其中最差的,隨著熔劑組成和保溫時(shí)間的變化,除鉛率最高僅達(dá)到50%。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF811
【圖文】：

第一章 概述Cu2O 和 CuO，其反應(yīng)原理依次為：CuOCuO224 2（12Cu OO4C u O22 （1-在還原過(guò)程中，插木或者重油與高溫狀態(tài)下的熔融銅液接觸后，立即分解生H4、H2來(lái)掠奪CuO 中的氧，其反應(yīng)原理依次為：CuOHCuHO222 2 （1-24224C u O CH 8Cu 2HO CO（1-.5 廢雜銅火法精煉除鉛的原理5.1 Cu-Pb 二元相圖

2.3 氧化劑的選擇利用FACTSAGE軟件中的Reaction模塊對(duì)熔煉過(guò)程中發(fā)生的雜質(zhì)的氧化反應(yīng)的吉布斯自由能 G 進(jìn)行計(jì)算，得到如圖2.1 所示的 與溫度T 的曲線。溫度區(qū)間為 1000～1500K，步長(zhǎng)為10K。圖 2.1 銅及其雜質(zhì)的氧化順序從圖2.1 可以看出，熔融銅中的雜質(zhì)Pb、Sn、Ni、S、Fe、Zn，這些雜質(zhì)的氧化的曲線都位于銅之下。同時(shí)，隨著溫度的不斷升高，這些雜質(zhì)的吉布斯自由能的絕對(duì)值增加。并且可以看出，其氧化順序?yàn)椋篫n、Fe、S、Sn、Ni、Pb。另外，從圖2.1 也可以看出，銅中的這些雜質(zhì)都可以氧化除去。2Pb O2PbO2 （2-1）2Sn O2SnO2 （2-2）

每組都有11 個(gè)結(jié)果，最后繪制銅液中鉛含量與溫度的關(guān)系曲線，如圖 2.3 所示。圖 2.3 利用 FACTSAGE 軟件計(jì)算的不同溫度下的除鉛效果趨勢(shì)從圖2.3 可以看出，在低于 1100℃時(shí)，銅還沒(méi)有完全熔化，所以銅液中的鉛含量為零。在大于或者等于 1100℃時(shí)，即就是銅完全熔化后，銅液中的鉛含量就是除鉛劑與氧化鉛反應(yīng)造渣后銅液中剩余的鉛含量。假設(shè)銅中的鉛沒(méi)有發(fā)生燒損，即最開(kāi)始時(shí)鉛元素的質(zhì)量都為10g，從而可以間接估計(jì)除鉛率的多少。在溫度為 1100℃～1400℃時(shí)，隨著溫度的升高，銅液中鉛的含量增加，即溫度越高，除鉛率越低。1100℃時(shí)除鉛率最高

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2796669