铜置换用铁粉

还原铁粉在铁置换中的应用

铁置换法生产纯铜已沿用了近千年。我国从唐代开始就使用此法；西方使用此法也有两百多年的历史。长期的生产实践，不断地改造、完善，使铁置换工艺过程具有简单、可靠、有效等优点。由于工艺简单，所用设备少，故其基建周期短、投资省、收效快，至今仍为一些中小企业所采用。

一、铁置换的原理及其影响因素

由于Fe2＋／Fe的标准电位（－0.14lV）远较Cu2＋／Cu的标准电位（0.330V）为低，所以，铁能较彻底地从溶液中把Cu2＋置换成Cu。需要说明的是：此置换反应的理论耗铁量仅为0.88kg∕kgCu，与实际相差很大，其原因在于：

（一)、浸出液中的剩余酸消耗铁

Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2

(二)、浸出液中的溶解氧，使置换反应生成的 Fe2＋继续氧化成Fe3＋， Fe3＋又被Fe还原成Fe2＋，因而要消耗一部分铁

2H＋＋2Fe2＋＋O 2 2Fe3＋＋H2O

2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋

(三)、Fe3＋还可能使已生成的Cu氧化成Cu2＋，增加了铁的耗量

2Fe3＋＋Cu 2Fe2＋＋Cu2＋

由上述讨论可以看到，铁置换铜的方法的主要影响因素有溶液的酸

度、溶液中含氧量等；此外，由于置换反应是在液固相界面上进行，因而接触面积（即铁的比表面），接触时间等也是其重要的影响因素。

二、雾化粉的生产工艺及特点

雾化铁粉的生产是利用高压水把溶化的钢液在雾化器中进行割断、分散、裂化而成为纤细的小液滴，然后再经过脱水、烘干、筛分、生粉高温还原、粉饼分裂、筛分、合批等等程序精制而成的。

同还原铁粉的生产方式相比较，雾化铁粉的优势在于：（1）程序流程短，出产效率高，适于规划化出产；

（2）可以用廉价原料出产成份纯度高、组织平均且工艺功用好的高附加值优质粉末；

（3）用雾化法出产的雾化纯铁粉颗粒外形巨细和粒度散布等均可在肯定局限内调整。

（4）用雾化法出产的纯铁粉不只缩短性值高、化学纯度高，并且能用于出产高密度、高强度、高尺寸精度和耐磨、耐蚀性、外形复杂的粉末冶金构造件，优于用还原粉出产的同类型产物。

需要指出的是：雾化粉相对于还原粉的优势就在于能够生产出高密度、高强度、高尺寸精度和耐磨、耐蚀性、外形复杂的粉末冶金构造件。而在其他应用领域--非冶金构造件领域，雾化粉并不比还原粉在物理性能及化学性能方面有优势。

三、在铁置换中还原粉比雾化粉更有优势

由于原材料、生产工艺的影响，雾化法生产的铁粉粉末呈近球形，比表面较还原法生产的铁粉-呈不规则海绵状，要小。同时，经

过高压高速水柱的喷射，雾化铁粉的化学反应活性降低，在铁置换中化学反应时间加长，造成产量较低，成本加大；而还原粉正好弥补了雾化粉的这一缺憾。

参考文献：2010年9月《中国选矿技术网》