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目前,在粗铅火法精炼的除铜工艺中,大多数工厂采用加单质硫除铜,其除铜原理是S和Pb反应首先生成PbS,由于S和Cu的亲合力大于S和Pb的亲合力,PbS又和Cu反应生成的Cu2S,Cu2S密度比Pb小而形成浮渣,最后通过撇渣得到精铅。但此法弊端在于,这两个化学反应是在同一个过程中完成的,由于硫的燃烧温度为248～261℃,而反应温度较高（340℃）,反应过程很难控制,容易造成硫单质的燃烧生成S02释放到大气中,这样既污染空气,也导致硫的用量大、利用率较低（利用率不足80%）等问题,从而使粗铅精炼成本增加。 为了解决这一生产难题,我们考虑将这两个反应分开进行:第一步,用硫和铅反应制备硫化铅,将单质硫转化为化合态的硫,使硫元素得到固定;第二步第二步再进行加硫（硫化铅）除铜。可见,改变硫的利用方式便成为解决问题的关键,这也是本实验的创新之处。 为此,根据相似相溶原理以及PbS比重远大于硫等性质,提出一种除铜新工艺,即利用PbS代替单质硫进行除铜。而且,在整个实验研究之前,我们对PbS的制备及利用PbS除铜这两个反应,进行了热力学和动力学的研究和分析,确定了实验的热力学和动力学条件,为这种新工艺的可行性提供了理论支持。 在整个实验研究过程中,PbS的制备和加PbS除铜是我们试验的核心内容。为了突出此种新工艺的优越性,实验研究了不同条件对PbS生成率的影响,主要通过考察时间、S的加入量、温度三个单因素对PbS生成率的影响,通过对实验数据进行分析及讨论,并得出PbS制备的最佳工艺。同时,为了弄清不同条件对除铜效果的影响,本实验对除铜时硫化铅的加入量、搅拌时间等工艺条件进行了研究,从而得出了除铜效果较为理想的除铜工艺。 通过S的加入过量率、加热时间、加热温度三个单因素对PbS生成率的影响的研究发现:当S加入过量率处于22%～30%范围时,PbS的生成率均大于92%,且当硫的过量率为25%时,其生成率达到最大值95.5%:加热时间在6.5h～8.5h范围内,PbS生成率都大于93%,加热时间为8h左右时,PbS的生成率达最大值:加热温度在340～400℃范围时,PbS生成率都大于96%,且当温度为380℃左右时,PbS的生成率达到最大值98.7%。所以,PbS制备的最佳实验条件定为:硫的过量率为25%,加热时间