铋液中杂质分离是加快氧化的重要途径

铋液中杂质分离是加快氧化的重要途径

由于砷、锑的氧化物与铋的氧化物的自由焓相差甚大，所以在氧化精炼中，砷、锑会优先氧化而与铋液分离。根据质量作用定律，首先铋被氧化为Bi2O3，Bi2O3再使砷、锑氧化为As2O3与Sb2O3，部分挥发，余下的进一步氧化为As2O3与Sb2O5入渣。实践中，砷与锑约三分之一以三氧化物挥发，约三分之一以五氧化物入渣。液相线从铋的熔点上升至砷的熔点，共晶点为270.3℃，正位于纯铋熔点附近。砷在铋中的可溶性，在共晶点温度时为0.42%（原子），溢流型磨机在100℃时为0.24%（原子），在室温下为0.2%（原子），所以，铋与砷形成的共晶化合物中含砷量是不高的，多余的砷与铋形成有限固熔体，采用鼓风氧化的方法，很容易除去铋液中的砷。

中锑与铋在液态完全互溶，液相线以上的区域为均匀的液相，而固相线以下的区域为固溶体，液相线与固相线之间区域为液相与析出固溶体两相共存，由于锑与铋在液相与固相均能完全互溶，所以铋液中能溶解大量的锑。液相线接近于直线，说明其组成与温度近似成正比关系。氧化精炼受动力学条件支配。铋液中杂质金属的氧化过程由两阶段构成，即杂质金属氧化物在铋液与鼓入的压缩空气气泡界面上的形成过程，和生成的杂质金属氧化物在铋液中的扩散过程。也就是说，铋液中杂质元素的氧化速度，取决于铋液中砷、锑与氧的接触状况和生成的砷、制沙生产线锑氧化物的扩散速度。铋液中杂质金属的浓度的变化速度v，与液－气两相界面处杂质元素的浓度c0，和铋液中杂质元素的浓度cx之差，以及液－气两相分界表面积F的关系，可用下式描述：增加气－液两相的接触表面和使生成的杂质氧化物迅速从铋液中分离，是加快杂质氧化的重要途径。某厂实践中测定氧化特炼时铋液中砷、锑的氧化程度。