有色金屬冶金學復習資料

1、 名詞解釋1、冰銅：冰銅是在熔煉過程中產(chǎn)生的重金屬硫化物為主的共熔體，是熔煉過程的主要產(chǎn)物之一，是以Cu2S-FeS系為主并溶解少量其它金屬硫化物、貴金屬、鉑族金屬、Se、Te、As、Sb、Bi等元素及微量脈石成分的多元系混合物。2、閃速熔煉：閃速熔煉是將經(jīng)過深度脫水的粉狀精礦，在噴嘴中與空氣或氧氣混合后，以高速度從反應塔頂部噴入高溫反應塔內(nèi)進行熔煉的方法。3、堿性精煉：是加堿于熔融粗金屬中，使氧化后的雜質(zhì)與堿結(jié)合成鹽而除去的火法精煉方法。4、堿性爐渣：5、酸性爐渣：6、直接煉鉛：利用硫化鉛精礦粉料在迅速氧化過程中放出大量的熱，將爐料迅速熔化，產(chǎn)出液態(tài)鉛和熔渣，同時產(chǎn)出少量的高So2濃度的煙氣

2、，使硫得以回收的冶金過程。7、槽電壓：陽極壓降、陰極壓降、母線壓降、分解和極化壓降、電解質(zhì)壓降的總和。8、電流效率：是指在電解槽通過一定電量時，陰極實際析出的金屬量與理論應析出的金屬量的百分比，9、沸騰焙燒：沸騰焙燒是強化焙燒過程的新方法，是使空氣以一定速度自下而上地吹過固體爐料層，固體爐料粒子被風吹動互相分離，并作不停的復雜運動，運動的粒子處于懸浮狀態(tài)，其狀態(tài)如同水的沸騰，因此稱為沸騰焙燒。10、冰鎳：熔有金屬的硫化物熔體。11、還原硫化熔煉：冰鎳和冰銅相似，也是硫化物的熔體。由于這種熔煉方法是將礦石中的鎳、鈷和部分鐵還原并使其硫化為金屬硫化物與熔渣分開，故稱還原硫化熔煉。12、硬頭：在還原

3、熔煉時，少量的鐵與錫一道被還原，生成各種成分的合金，稱為硬頭。13、灰吹：將貴鉛進行氧化熔煉14、貴鉛：工業(yè)上稱Ag-Pb合金為貴鉛。15、氰化法：用含氧的氰化物溶液，浸出礦石或精礦中的金銀，再從浸出液中回收金銀的方法稱為氰化法。16、汞齊化：將汞與含金礦粉混合，磨細，使汞首先對金濕潤，繼而溶解金形成汞膏，汞膏組成由不均勻至均勻直至接近Au2Hg成分的過程稱為汞齊化，將金從含金礦石中提取出來的方法，稱為混汞法。17、炭漿法：用活性炭直接從氰化浸出礦漿中吸附金銀的方法，稱為炭漿法，該法不僅可省去傳統(tǒng)氰化法中的液固分離工序，還有利于氰化浸出率的提高。18、直接熔煉：金屬硫化物精礦不經(jīng)焙燒或燒結(jié)焙燒

4、直接生產(chǎn)出金屬的熔煉方法稱為直接熔煉。銅冶煉1、有色金屬的分類：輕金屬重金屬貴金屬稀有金屬現(xiàn)代工業(yè)上習慣把金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。輕重金屬的判別：重金屬一般指比重大于5.0的金屬2、冶煉銅的方法：、銅的生產(chǎn)方法有火法和濕法兩大類，火法煉銅是當今生產(chǎn)銅的主要方法。傳統(tǒng)熔煉方法：鼓風爐熔煉、反射爐熔煉、電爐熔煉現(xiàn)代主要煉銅方法：熔池熔煉、閃速熔煉法。3、冰銅的吹煉可分為兩個階段：造渣期：銅锍中的FeS與鼓入空氣中的氧發(fā)生強烈的氧化反應，生成FeO和SO2氣體。FeO與加入的石英熔劑反應造渣。造渣期完成后獲得了白锍(Cu2S)。FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + S

5、iO2 = 2FeO·SiO2造銅期：鼓入空氣中的氧與Cu2S（白锍）發(fā)生強烈的氧化反應，生成Cu2O和SO2。Cu2O又與未氧化的Cu2S反應生成金屬Cu和SO2，直到生成的粗銅含Cu98.5%以上時結(jié)束。Cu2S +1.5O2 = Cu2O + SO2 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO24、為什么冰銅吹煉能分為兩個階段？根據(jù)熱力學條件可知，只有冰銅中的FeS完全氧化出去后，Cu2O 進和Cu2S才能發(fā)生造渣反應。5、密閉鼓風爐的三個工作區(qū)：（1）預備區(qū)：主要進行爐料的干燥和預熱（2）焦點區(qū)：進行激烈化學反應和熔化過程的區(qū)段，被氧化的主要是FeS，產(chǎn)出的FeO與爐料中

6、的SiO2造渣。FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2（3）本床區(qū): 匯集熔體和最后調(diào)整熔體成分的區(qū)域6、在吹煉過程中Fe3O4的危害？控制Fe3O4的措施和途徑？Fe3O4會使爐渣熔點升高、粘度和密度也增大。轉(zhuǎn)爐渣中Fe3O4含量較高時，會導致渣含銅顯著增高，噴濺嚴重，風口操作困難。在轉(zhuǎn)爐渣返回熔煉爐處理的情況下，還會給熔煉過程帶來很大麻煩?？刂艶e3O4的措施和途徑： （1）轉(zhuǎn)爐正常吹煉的溫度在12501300之間。在兼顧爐子耐火材料壽命的情況下，適當提高吹煉溫度。（2）保持渣中一定的SiO2含量。 （3）勤放渣。7、在造锍過

7、程中Fe3O4有何危害？生產(chǎn)中采取的防止措施？Fe3O4的熔點高，在渣中以Fe-O復雜例子狀態(tài)存在，當其量較多時，會使爐渣熔點升高，比重增大，惡化渣與锍的沉清分離。當熔體溫度下降時，F(xiàn)e3O4會析出沉于爐底及某些部位形成爐結(jié)，還會在冰銅和爐渣的界面上形成一層粘渣隔膜層，危害操作。防止措施：（1）盡量提高熔煉溫度（2）適當增加爐渣中的SiO2含量，一般為35%以上 （3）控制適當?shù)谋~品味，以保持足夠的FeS量創(chuàng)造Fe3O4與Fe和SiO2的良好接觸8、閃速爐的類型：（1）奧托昆普閃速爐（需要補充燃料）：反應塔沉淀池直升煙道（2）印柯閃速爐（氧焰熔煉法）:床能率比奧托昆普閃速爐高約30%，總能耗

8、較低，煙氣量小，煙氣SO2含量高，完全自熱。9、閃速熔煉對爐料的要求：要求精礦含水0.1%0.3%10、熔池熔煉：是在氣體-液體-固體三相形成的卷流運動中進行化學反應和熔化過程。液-氣流卷流運動裹攜著從熔池面浸沒下來的爐料，形成了液-氣-固三相流，在三相流內(nèi)發(fā)生劇烈的氧化脫硫與造渣反應，使三相流區(qū)成為熱量集中的高溫區(qū)域，高溫與反應產(chǎn)生的氣體又加劇了三相流的形成與攪動。類型分為：（a）垂直吹煉 （b） 側(cè)吹式吹煉 11、諾蘭達熔煉爐：爐體能夠轉(zhuǎn)動，靈活便捷，諾蘭達熔煉對物料粒度和含水要求不嚴（含水一般為79%），不必深度干燥?；鸱掋~的流程圖：12、火法精煉：氧化、還原和澆鑄三個工序.。在115

9、01200的溫度下，首先將空氣壓入熔融銅中，進行雜質(zhì)的氧化脫出，而后再用碳氫物質(zhì)除去銅液中的氧，最后進行澆鑄。 氧化過程銅中有害雜質(zhì)的除去還原過程銅中氧的排除過還原的影響：使銅溶液中含氫量過多，鑄成的陽極板產(chǎn)生氣孔，對電解不利。13、電能消耗：在電解槽生產(chǎn)一定量Cu時，理論上應耗電能與實際消耗電能之比。14、電解和電積的區(qū)別：電極板不同：銅電解精煉是采用純凈的電解銅薄片作陰極，陽極是含有少量雜質(zhì)銅板；銅的電積也稱不溶陽極電解，以純銅作陰極，以Pb-Ag或Pb-Sb合金板作陽極。電極反應不同：電解過程：陽極反應 陰極反應： 電積過程：陰極：Cu2+ + 2e = Cu 陽極：H2O 2e = 1

10、/2O2 + 2H+ 總反應：Cu2+ + H2O = Cu + 1/2O2 + 2H技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標不同15、細菌浸出的作用：直接氧化作用：氧化鐵硫桿菌。為取得維持生命的能源而將礦石中的低價鐵和硫氧化成高價，使礦石中的硫化物變?yōu)榱蛩猁}而轉(zhuǎn)入溶液中。 間接催化作用：細菌在有氧和硫酸存在的條件下起催化作用，將Fe2+氧化成Fe3+ 16、細菌生活和繁殖的良好條件：pH值1.53.5； 溫度2540，在35時細菌有最大活力； 氧氣充足; 避光，溶液不要暴露在日光下17、試從資源綜合利用和生產(chǎn)過程對環(huán)境的友好兩個方面，分析火法和濕法煉銅的主要優(yōu)缺點。資源利用方面：火法煉銅用于處理硫化銅礦的各種銅精

11、礦、廢雜銅；濕法煉銅通常用于處理氧化銅礦、低品位廢礦、坑內(nèi)殘礦和難選復合礦。由此可以看出，火法煉銅偏于品味較高的精礦和廢銅，而濕法則是偏向于低品位的原礦，資源利用范圍要相對于火法要廣一些。環(huán)境方面：濕法煉銅是在常壓或高壓下，用溶劑浸出礦石或焙燒礦中的銅，經(jīng)凈液使銅與雜質(zhì)分離，而后用電積或置換等方法，將溶液中的銅提取出來，這種方法產(chǎn)生的三廢少，對環(huán)境污染小。而火法則是要在高溫的條件下對礦石中的銅進行熔煉，會產(chǎn)生大量的三廢，污染環(huán)境，就環(huán)保而言，濕法煉銅優(yōu)于火法。18、濕法煉銅的方法和工藝 1）焙燒浸出凈化電積法：用于處理硫化銅精礦。 2）硫酸浸出萃取電積法：用于處理氧化礦、尾礦、含銅廢石、復合礦

12、。 3）氨浸萃取電積法：用于處理高鈣、鎂氧化銅礦或硫化礦的氧化砂。鉛冶煉1、精礦燒結(jié)焙燒的主要目的：燒結(jié)爐料適宜的含鉛量一般為40%50%。（1）、將精礦中的硫化物氧化成氧化物，并將較多的砷銻揮發(fā)除去。（2）、將鉛精礦粉料燒結(jié)成堅硬多孔的燒結(jié)塊設(shè)備：帶式燒結(jié)機（直線型燒結(jié)機）。2、與傳統(tǒng)煉鉛法相比直接煉鉛法的優(yōu)缺點：直接煉鉛：利用硫化鉛精礦粉料在迅速氧化過程中放出大量的熱，將爐料迅速熔化，產(chǎn)出液態(tài)鉛和熔渣，同時產(chǎn)出少量的高So2濃度的煙氣，使硫得以回收的冶金過程。優(yōu)點：（1）硫化精礦的直接熔煉取代了氧化燒結(jié)焙燒與鼓風爐還原熔煉兩過程，冶煉工序減少，流程縮短，免除了返粉破碎和燒結(jié)車間的鉛粉、鉛塵

13、和SO2煙氣污染，勞動衛(wèi)生條件大大改善，設(shè)備投資減少。（2）運用閃速熔煉或熔池的方法，采用富氧或氧氣熔煉，強化了冶金過程。（3）氧氣或富氧熔煉的煙氣SO2濃度高，硫的利用率高。（4）由于熔煉過程得到強化，可處理鉛品位波動大、成分復雜的各種鉛精礦以及其他含Pb、Zn的二次物料，伴生的各種有價元素綜合回收好。缺點：投資龐大。3、鉛冶金方法（1）燒結(jié)焙燒鼓風爐還原熔煉該法屬傳統(tǒng)煉鉛工藝。硫化鉛精礦經(jīng)燒結(jié)焙燒后得到鉛燒結(jié)塊，在鼓風爐中進行還原熔煉，產(chǎn)出粗鉛。（2）硫化鉛精礦直接熔煉：閃速熔煉，熔池熔煉。硫化鉛精礦不經(jīng)燒結(jié)焙燒直接生產(chǎn)出金屬的冶煉方法稱為直接熔煉。4、火法精煉流程圖：5、ZnS的危害：Z

14、nS為爐料中最有害的雜質(zhì)化合物，在熔煉過程中不起變化而進入爐渣及鉛锍。 ZnS熔點高，密度又較大，進入鉛锍和爐渣后增加兩者的粘度，減少兩者的密度差，使渣與鉛锍分離困難。對于鼓風爐：ZnS是非常有害的難熔物質(zhì)，在熔煉過程中進入爐渣會增大爐渣粘度，使爐渣含鉛升高，嚴重情況下會造成爐結(jié)，迫使生產(chǎn)停爐。5、相對其他有色冶金爐渣而言，高CaO、高ZnO含量又是鉛爐渣的特點。選用（高CaO）渣型對降低渣含鉛是有利的；處理高鋅爐料應在焙燒時盡量脫（S），并按（Fe）渣型配料。爐料中含鎳和鈷高時，熔煉產(chǎn)物中應有（黃渣）產(chǎn)出。6、鉛冶煉對爐渣成分的選擇應滿足什么條件？盡可能選用自熔性渣型，減少熔劑消耗；粘度小，

15、在熔煉溫度下粘度不大于0.5 1.0Pa·s；密度小，渣與鉛的密度差應大于1t/m3;適應的熔點，為100 1150。7、燒結(jié)前進行配料，主要滿足S、Pb和造渣組分的要求。高鈣渣-降低渣中鉛，提高回收率；有利于煙化處理。8、鼓風爐熔煉產(chǎn)物：粗鉛，鉛、砷冰銅，煙氣，煙塵，爐渣。9、粗鉛精煉除銅有熔析和加硫兩種方法：初步脫銅用熔析法，深度脫銅用加硫法。（1）熔析法除銅：熔析除銅的原理是:基于在低溫下銅及其某些（As、Sb、Sn、S等）化合物在鉛水中的溶解度變小。（2）加硫法除銅鋅冶煉1、鋅的主要用途：世界上鋅的全部消費中大約有一半用于鍍鋅。 2、自然界未發(fā)現(xiàn)有自然鋅，較常見的為硫化礦，Z

16、nS是煉鋅的主要原料。鋅資源的特點是鉛鋅共生。3、冶金鋅的生產(chǎn)方法分為火法和濕法兩大類。我國鋅冶煉工藝以濕法冶煉為主。4、濕法煉鋅中，焙燒、浸出、浸出液凈化和電解是生產(chǎn)上的主要工藝過程，其中浸出又是整個濕法流程中的最重要環(huán)節(jié)。濕法煉鋅的工藝流程圖：5、精礦浸出的方法：（1）常規(guī)浸出法（2）熱酸浸出黃鉀鐵礬法（3）熱酸浸出針鐵礦法（4）熱酸浸出赤鐵礦法6、硫化鋅精礦焙燒的目的：火法：焙燒是純粹的氧化焙燒，氧化焙燒，在焙燒時力求盡可能除去焙燒中的全部硫，同時盡可能去掉部分雜質(zhì)俗稱死焙燒。濕法：1)盡可能完全地氧化金屬硫化物并在焙砂中得到氧化物及少量硫酸鹽，實行部分硫酸鹽化焙燒，焙砂中少量硫酸鹽以補

17、償浸出與電解循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失；2)在焙燒時盡可能少地得到鐵酸鋅；3)使砷與銻氧化并以揮發(fā)物狀態(tài)從精礦中除去； 4)得到SO2濃度大的焙燒爐氣以制造硫酸7、什么叫沸騰焙燒: 沸騰焙燒是強化焙燒過程的新方法，是使空氣以一定速度自下而上地吹過固體爐料層，固體爐料粒子被風吹動互相分離，并作不停的復雜運動，運動的粒子處于懸浮狀態(tài)，其狀態(tài)如同水的沸騰，因此稱為沸騰焙燒。8、沸騰爐的類型：帶前室的直形爐、道爾型濕法加料直型爐和魯奇擴大型爐三種類型，多采用擴大型的魯奇爐。沸騰爐最重要的部分為爐底空氣分布板和風帽。9、在濕法煉鋅過程中，鋅焙砂中性浸出的pH值為什么要控制在5.2左右？ Fe3+ 在PH=5.

18、2時完全沉淀PH高于5.5時Zn就會沉淀10、鉛雨冷凝器的特點在操作溫度（550）下鉛的蒸氣壓低，揮發(fā)很少； 鉛的熔點低（327），且隨溫度的升高對鋅的溶解度急增，因此，鉛雨對鋅蒸氣的吸收效果很好； 鉛的密度大（用小體積的鉛就可得到大的熱容量）和導熱性能好，易于將爐氣急冷下來鎳的冶煉1、 鎳的提取方法： 火法：氧化礦：鼓風爐還原熔煉；電爐還原熔煉；回轉(zhuǎn)窯粒鐵熔煉；高爐熔煉 硫化礦：鼓風爐熔煉；反射爐熔煉；電爐熔煉；閃速熔煉；熔池熔煉濕法：氧化礦：高壓酸浸；還原焙燒 硫化礦：常壓酸浸；高壓氨浸2、 冰鎳的吹煉可分為哪兩個階段，與冰銅吹煉有何區(qū)別？其目的如何冰鎳的淬煉可分為兩個階段：吹煉階段和精煉

19、階段。目的：除去鎳锍中的大部分鐵和硫從而得到含有價金屬較高的高鎳锍和含有價金屬較低的轉(zhuǎn)爐渣。與冰銅的區(qū)別：低鎳锍的吹煉只有造渣期，沒有造鎳期，其最終的產(chǎn)品是Ni3S2而不是金屬鎳。這與低銅锍的吹煉不同，低銅锍的吹煉有造渣期和造銅期，最終產(chǎn)品是金屬銅（粗銅）。3、高冰鎳的銅鎳分離方法：A、分層熔煉法 B、磨浮分離法 C、選擇性浸出法 磨浮分離的原理：當高銅冰鎳緩慢冷卻時，其中的各種組分由于相互溶解度的差異，而分離成具有不同化學成分的晶粒，隨后用選礦法使之分離。4、鎳電解的特點： 隔膜電解 電解液必須深度凈化 電解液酸度低 造液補充鎳離子5、鎳電解精煉陽極雜質(zhì)的分類：第一類比鎳更正電位的

20、金屬，基本上不溶解，殘留在陽極泥中。第二類是與鎳電位相近的元素鉛，既容易與錫一道電化溶解進入電解液，又易與錫一道在陰極沉積；第三類為比鎳電位更負電位的金屬，會溶解。 6、在生產(chǎn)上，為了克服陰極液堿化的影響，通常采用以下幾種措施： （1）可能條件下用較高的pH的陰極液；（2）加快電解液的循環(huán)速度；（3）加入少量硼酸（H3BO4），使之與Ni(OH)2形成不帶電的2H3BO4Ni(OH)2膠體粒子；（4）加入NiCl2, 增加電解液中Cl-濃度，促使Ni2+析出更容易；（5）提高溫度，降低Ni2+在陰極析出時的極化效應7、鎳電解精煉時，為什么需造液？并簡述其原理。原因：鎳的電解過程中，由于陽極電流

21、效率低于陰極電流效率以及在電解液凈化過程中，鎳隨渣損失等，電解液中鎳離子濃度逐漸降低，為了保持電解液中鎳離子的濃度基本穩(wěn)定，必須通過造液補充鎳離子。原理：創(chuàng)造條件使氫優(yōu)先在陰極上析出，鎳在陽極上正常溶解，結(jié)果使鎳的陰極電流效率遠遠低于陽極電流效率，從而使電解液中的Ni2+得以富集8、電流通過電爐的線路有兩種：星形負載和角形負載9、低冰鎳的吹煉為什么不能產(chǎn)出金屬鎳？Cu2S(液)2 Cu2O(液)6Cu(液)SO2（氣） 在吹煉溫度（14731573K）下，反應能夠發(fā)生。 1/2Ni3S2(液) + 2NiO（固）= Ni（液）+ SO2（氣） 在吹煉溫度（14731573K）下，反應不能夠發(fā)生

22、。并且隨著熔體中硫元素含量的降低和鎳含量的增多，反應發(fā)生的溫度越來越高。如果想要此反應發(fā)生，爐溫必須升到1650以上， 液相時，金屬鎳和硫化鎳完全互溶，該條件下吹煉，鎳也會被氧化，不會產(chǎn)出金屬鎳。錫冶煉1、錫礦的處理方法：原礦品位較低，無法直接冶煉，錫精礦品位最低要求40%以上，需進行選礦富集，經(jīng)選礦后錫精礦含錫品位為4065%。錫的選礦方法主要是重選、浮選，重選為主?，F(xiàn)有生產(chǎn)方法主要以火法還原熔煉為主火法流程包括煉前處理、還原熔煉、爐渣熔煉和粗錫精煉四個過程。錫精礦煉前處理的方法有：精選，焙燒，酸浸和蘇打燒結(jié)2、錫精礦焙燒的目：主要除去砷、硫和銻。因為熔煉時硫會生成SnS而揮發(fā)，降低了錫的直

23、收率。焙燒的另一個目的，是將物料燒結(jié)變成燒結(jié)塊。3、火法煉錫的流程圖：4、焙燒的選擇：在焙燒過程為使錫精礦中的硫、砷、銻呈氣態(tài)物質(zhì)揮發(fā)除去，需采用氧化焙燒。但為了防止硫酸鹽、砷酸鹽和銻酸鹽的生成，必須控制氣相氧勢和提高焙燒溫度。溫度一般不超過950。 通常根據(jù)錫精礦中含硫、砷、銻的含量不同而采用不同的焙燒條件: S高As、Sb低，宜用氧化焙燒； S低As、Sb高，采用氧化一還原焙燒。 5、火法精煉除雜的方法：加硫除銅：從液態(tài)粗錫中脫銅，控制溫度在320以下，加入硫磺并強烈攪拌，使錫液中的銅與硫充分結(jié)合生成Cu2S，成為固體狀態(tài)的浮渣而被除去。結(jié)晶分離鉛鉍 熔析和凝析法除鐵、砷 氯化除鉛 加鋁除

24、砷、銻6、加鋁除砷、銻原理：利用鋁和砷、銻生成高熔點化合物，其密度小于錫，能從錫液中結(jié)晶析出的性質(zhì)可以極完全地除去砷、銻。 例題： 加鋁量的計算根據(jù)砷和銻的含量而不同，對于（AsSb ）0.2，（AsSb）：Al=1：1；對于（AsSb）0.2%，（AsSb）：Al1.5：1。 計算方法如下： 例1： 需要脫除砷、銻的粗錫34t，其含0.03%As，0.12%Sb。根據(jù)上述計算方法，其中：（AsSb）=（0.030.12）=0.15%0. 2，按(As+Sb)：Al=l：1計算加鋁量為：34000× (0.03十0.12)÷1=51kg，可用加鋁法將砷、銻同時除去。 例2： 粗錫32t，其中含0.18%As，0.2Sb。 (AsSb)（0.180.2）0.380. 2%，按(As+Sb)：Al= 1.5：1計算出鋁量為：32000× (0.18%+0.2)÷1.581kg。 所以要分段加鋁，前一段加20kg鋁用除砷法操作，后一段加61kg用除銻法操作，錫中砷可降為0.001以下，銻可降為0.005%以下。7、Sn-Pb合金相圖富錫端晶體和液體成分隨溫度變化關(guān)系示意圖 連續(xù)結(jié)晶熔析除鉛、鉍基本原理：任一時刻，任一成分的合金，在冷卻時產(chǎn)生晶體，在螺旋器的作用下，逐漸向溫度升高的區(qū)域移動；相反，殘留的液體