本篇文章给大家谈谈黄铜矿冶炼铜的流程,以及黄铜矿工艺流程对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录:
- 1、我国古代冶炼铜的步骤有哪些?
- 2、由黄铜矿(主要成分是CuFeS 2 )炼制精铜的工艺流程示意图如下: (1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混
- 3、铜是怎么样冶炼出来的
- 4、工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______
- 5、工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的__
我国古代冶炼铜的步骤有哪些?
古代冶金技术始于炼铜。铜矿冶炼工艺一般至少要分两步走,首先得通过氧化焙烧,除去其中的一部分硫和铁,在此过程中会生成冰铜;第二步则是冰铜冶炼,在竖炉中以木炭焙烧,而得到金属粗铜。
在古代的技术条件下,用硫化铜所冶炼出的金属铜中,往往会含有明显量的铁和硫,还有由共生矿物引入的砷、铅、锡、锌、银、锑,以及残余的冰铜和氧化焙烧的中间产物等元素。
冶炼硫化矿大约在春秋时期,当时个别地区的冶炼技术已经进步到这个阶段。如对内蒙古自治区昭乌达盟赤峰市林西县大井古矿冶遗址的发掘和研究表明,它属于夏家店上层文化,相当于春秋早期。
在该遗址,当年的工匠曾用石质工具较大规模地开采了铜、锡、砷共生硫化矿石,矿石经焙烧后直接还原熔炼出了含锡、砷的金属铜合金。
该遗址在赤峰市林西县官地乡,铜矿区的矿石主要类型为含锡石、毒砂的黄铁矿黄铜矿,少量为黄锡矿。遗址发掘中出土了多座炼炉以及炉渣、炉壁、矿石,对当时的冶炼技术提供了相当丰富的实物资料。
由黄铜矿(主要成分是CuFeS 2 )炼制精铜的工艺流程示意图如下: (1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混
(1) 2CuFeS 2 + O 2 Cu 2 S + 2FeS + SO 2
2FeS + 3O 2 2FeO + 2SO 2 , FeSiO 3 ;(该空1分,其余每空2分)
(2) 2Cu 2 S + 3O 2 2Cu 2 O + 2SO 2 、 Cu 2 S + 2Cu 2 O 6Cu + SO 2 ↑
(3) c; Cu 2+ + 2e = Cu; Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe 2+ 的形式进入电解质溶液中。
试题分析:(1) Cu和Fe的低价硫化物为Cu 2 S 和 2FeS,因此有: 2CuFeS 2 + O 2 Cu 2 S + 2FeS + SO 2
2FeS + 3O 2 2FeO + 2SO 2 ,反射炉内生成炉渣的主要成分是 FeSiO 3 ,因为是炼铜的一个反应,所以为应该含有铜的硅酸盐。
(2) 依题中提供的信息有:2Cu 2 S + 3O 2 2Cu 2 O + 2SO 2 、 Cu 2 S + 2Cu 2 O 6Cu + SO 2 ↑
(3) 电解精炼铜时,阳极挂的是粗铜,阴极挂的是纯铜,电解质溶液是含有铜的盐,连接电池负极的是电解池的阴极,连接电池正极的是电解池的阳极。所以粗铜板是图中电极c;在电极d上发生的电极反应式为Cu 2+ + 2e = Cu; Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,形成所谓的“阳极泥”,Fe以Fe 2+ 的形式进入电解质溶液中。
铜是怎么样冶炼出来的
从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
A.铜矿石的加工
工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)两种。前者用于电器工业上,用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
a.铜矿石的分类及属性:
炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类:
(1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
(2)氧化矿,如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。
(3)自然铜。铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值,因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去,而得到含铜量较高(8%~35%)的精矿砂。
b.铜矿石的冶炼过程:
从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例,首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,投入“密闭”鼓风炉中,在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸),大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的,它的含铜率在20%~50%之间,含硫率在23%~27%之间),FeO跟SiO2形成熔渣:FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面,容易分离,借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中,加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1100~1300℃)。由于铁比铜对氧有较大的亲和力,而铜比铁对硫有较大的亲和力,因此冰铜中的FeS先转变为FeO,跟熔剂结合成渣,而后Cu2S才转变为Cu2O,Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑,再把粗铜移入反射炉,加入熔剂(石英砂),通入空气,使粗铜中的杂质氧化,跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后,再喷入重油,由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。
B.铜的冶炼工艺
铜冶金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)。
a.火法炼铜:
通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展
工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______
(1)由流程图转化可知,气体A中的大气污染物主要是二氧化硫,选择试剂吸收二氧化硫,不能产生新的污染气体,
a、浓H2SO4不能吸收二氧化硫,故a错误;
b、稀HNO3可以吸收二氧化硫,但生成NO污染大气,故b错误;
c、NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,故c正确;
d、氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,故d正确;
(2)①Cu2S被氧化为Cu2O的反应方程式为:2Cu2S+3O2
高温
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2Cu2O+2SO2;Cu2O与Cu2S发生反应的方程式为:2Cu2O+Cu2S
高温
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6Cu+2SO2↑;②反射炉内生成炉渣的主要成分是FeSiO3;故答案为:①2Cu2S+3O2
高温
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2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S
高温
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6Cu+2SO2↑;②FeSiO3;
(3)由流程图转化可知,Cu2O与Al反应置换反应生成Al2O3与Cu,反应方程式为3Cu2O+2Al
高温
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Al2O3+6Cu,
故答案为:3Cu2O+2Al
高温
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Al2O3+6Cu;
(4)A极反应为:Fe-2e-=Fe2+,Cu-2e-=Cu2+;
a、反应中有热能产生,故a错误;
b、精炼铜时,粗铜做阳极,连接电源正极,发生氧化反应,故b正确;
c、溶液中Cu2+向阴极移动,故c错误;
d、铁先于铜放电,阴阳两极质量变化不等,故d错误;
故选b;
(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,正极上是氧气得到电子发生还原反应,酸性溶液中生成的氢氧根离子以水的形式存在,其正极电极反应式为:4H++O2+4e-=2H2O,
故答案为:4H++O2+4e-=2H2O.
工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的__
(1)由流程图转化可知,气体A中的大气污染物主要是二氧化硫,选择试剂吸收二氧化硫,不能产生新的污染气体,
a、浓H2SO4不能吸收二氧化硫,故a错误;
b、稀HNO3可以吸收二氧化硫,但生成NO污染大气,故b错误;
c、NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,故c正确;
d、氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,故d正确;
故答案为:cd;
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明含有Fe3+;Fe2+具有还原性,可以利用KMnO4溶液检验,取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去,根据Ksp[Fe(OH)3]=C(Fe3+)C(OH-)3,Fe3+的浓度=
Ksp[Fe(OH) 3]
C(OH ?)3
=
4.0×10 ? 38
(10 ?9) 3
=4.0×10-11mol/L,
故答案为:KSCN溶液;KMnO4溶液;4.0×10-11mol/L;
(3)由流程图转化可知,Cu2O与Al反应置换反应生成Al2O3与Cu,反应方程式为3Cu2O+2Al
高温
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Al2O3+6Cu,故答案为:3Cu2O+2Al
高温
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Al2O3+6Cu;
(4)a.精炼铜时,粗铜做阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液,电解过程中由于粗铜中有比铜活泼的杂质,所以当这些杂质溶解时,阴极析出的仍然是铜,所以CuSO4溶液的浓度变小;故a错误;
b.精炼铜时,粗铜做阳极,连接电源正极,发生氧化反应故b正确;
c.溶液中Cu2+向阴极移动,故c错误;
d.Ag、Pt、Au不如铜活泼,铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故d正确;
故答案为:bd;
(5)精炼铜时,粗铜做阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液,电解过程中由于粗铜中有比铜活泼的杂质,铝和锌都先失电子进入溶液,而阴极析出的仍然是铜,所以精炼后电解质溶液中的阳离子有Al3+、Zn2+、Cu2+,故Al3+、Zn2+、Cu2+.
关于黄铜矿冶炼铜的流程和黄铜矿工艺流程的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。