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黄金精炼阐述金属精炼方法有哪些?

发布日期:2019-10-30 16:17:01

  一般工业上制得的金属,都含有各种杂质,不能适应现代科学技术发展的需要。下面,黄金精炼小编就来介绍几种常见的金属精炼方法。

  一、电解精炼 电解精炼是广泛应用的一种金属精炼法。方法是将不纯的金属做成电解槽的阳极,薄片纯金属做成阴极,通过电解,纯金属在阴极上析出,详见相关文章铜的精炼。常用此法精炼提纯的金属有Cu、Au、Pb、Zn、Al等。

  二、气相精炼法 镁、汞、锌、锡等可用直接蒸馏法提纯。例如,粗锡中的锡和所含杂质具有不同的沸点,控制温度在锡的沸点以下,“杂质沸点”以上,可使杂质挥发除去。为了改善挥发条件,采用真空挥发是很适合的。

  气相析出法是使挥发性金属化合物的蒸气热分解,或还原而由气相析出金属的方法。按反应方法可分为气相热分解法和气相还原法两种。适于用气相析出法的金属是高熔点、难挥发的;但必须是能够生成在低温易于合成,而在高温易于分解的挥发性化合物的金属。下面仅介绍羰化法和碘化物热分解法。

  羰化法是提纯金属的一种较新的方法。现以镍为例。羰化法提纯镍是基于镍能与一氧化碳生成易挥发并且也容易分解的一种化合物——四羰基合镍。用高压羰化法可以得到99.998%的高纯镍。将粗镍装入高压釜内,在1.013×10(4次方)~2.532×10(4次方)kPa,423~493K时进行高压羰化,生成的气体导入冷凝器内,得到液体羰基化物。然后精馏(328~333K),沸点低的Ni(CO)4先蒸发,最后热分解(513~593K),得到纯镍粉。分解出来的一氧化碳再返回再用。铁等许多过渡金属也可用此法精制。

  碘化物热分解法可用于提纯少量锆、铪、铍、硼、硅、钛和钨等。如将不纯的金属钛在323~523K下用碘蒸气处理,便生成挥发性碘化物。将碘化物蒸汽通过热至1673K的钨丝时,化合物便发生分解,纯金属便沉积到钨丝上:

  气相还原法 将金属化合物装在保持适当温度的发室内,通入氢气以构成适当比例的混合物,将此混合物导入析出室,而使金属在热丝上还原析出;未反应的化合物在凝聚室内收回。

  三、区域熔炼法 将要提纯的物质放进一个装有移动式加热线的套管内,如图16-3所示。强热熔化掉一个小区域的物质,形成熔融带。将线圈沿管路缓慢地移动,熔融带便随着它前进。一般混合物的熔点较组成混合物的纯物质的熔点低,因此当线圆移动时,熔融带的末端即有纯物质晶体产生。不纯物则汇集在液相内,随线圈的移动而集中于管子末端,这样便能轻易地将不纯物自样品末端除去。此法常用于制备半导体——镓、锗、硅和高熔点金属等。产品中杂质含量可低于10(-10次方)%。

  现以区域熔炼法提纯锡为例,在平衡状态时,杂质在固相中的含量对其在液相中含量的比值称为分配系数,K=c固/c液,K值愈小,固相愈容易净化。例如铅在锡中的分配系数K=0.0679。这说明在平衡条件下结晶时,铅在固相锡中的含量已很少了,可以得到较纯的锡晶体,在铅则富聚于液体中。根据上述性质,把含铅的固体锡料作成长条形,使它级慢通过一个很短的加热区域(称为熔区)。长条锡锭处在熔区的那一小段受热熔化,这时出现两个液体——固体分界面,一个在熔区前进方向,是熔化的分界面一个在熔区离开的断面上,是凝圆的分界面。在熔化分界面上,使固体锡锭熔化变成新相,成分不发生变化。在凝固的分界面,液相冷却析出晶体,这种新生的晶体含铅量比原来下降,而剩下的液体含铅量上升。因此,经过多次熔区提纯之后,长条形锡锭一端被提纯,而另一端富集着杂质。此法所生产的高纯锡含锡达到99.9998%。

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