簡介
硫化精煉(sulphidizing refining) 是指加入硫或硫化物以除去粗金屬中雜質的火法精煉方法。硫化精煉是以硫對雜質的親和勢大於對主金屬的親和勢為依據的。
反應的方向判斷
當金屬熔體中加硫之後,由於主金屬的濃度(活度)比雜質大得多,所以首先被硫化生成主金屬硫化物MeS,主金屬硫化物溶入金屬熔體中並與其中的雜質(Me′、Me″等)相互作用:
MeS十Me'=Me'S+Me
反應的方向決定於硫化物標準生成吉布斯自由能變化,而吉布斯自由能變化又決定於MeS和Me'S的標準生成吉布斯自由能變化。也可通過比較硫化物離解壓的大小來判斷反應的方向。主金屬硫化物在給定溫度下的離解壓大於雜質硫化物的離解壓,才能形成雜質硫化物。如果所形成的各種雜質硫化物在熔體中的溶解度很小,而且密度也比主金屬的小,它們便會浮到熔體表面而被除去。硫化精煉在有色金屬火法精煉中主要用於粗鉛加硫除銅精煉、粗錫加硫除鍋鐵精煉和銻的加硫除鋼鐵精煉。
粗錫加硫除銅鐵精煉
粗錫加硫除銅鐵精煉是以硫對鐵、銅的親和勢大於錫為依據的。在精煉溫度稍低於773K時,除鐵反應能優先進行:
SnS(s)+[Fe]=FeS(s)+[Sn]
SnS (s)+2[Cu] = CuS(s)+[Sn]
粗錫硫化精煉除銅可滿足任何品號精錫的要求。
粗銻加硫除銅鐵精煉也是根據銅和鐵對硫的親和勢比銻大的原理,用硫化精煉法將銅和鐵從銻中除去。實踐中通常加入SbS,部分溶解於銻液中的SbS與鐵和銅反應:
[SbS]+3[Fe]=2[Sb]+3FeS (s)
[SbS]+6[Cu]=2[Sb]+3CuS (s)