有色金屬冶金技術(shù)講座有色金屬冶金技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)講座

有色金屬冶金技術(shù)

根底知識(shí)講座主講人：杜新玲2021年3月主要內(nèi)容一、根本概念二、冶金方法的分類及冶金工藝過程三、幾種常用的冶金爐四、濕法煉鋅的原那么流程五、開展趨勢(shì)一、根本概念1.有色金屬:在元素周期表中的80種金屬元素中:除Fe、Mn、Cr和Sb、Pm、Fr及十種超鈾元素外的64種元素都列為有色金屬。2.冶金:礦石(精礦或其他原料)金屬加工處置運(yùn)用?！?〕化學(xué)冶金:〔2〕物理冶金：3.有色冶金的義務(wù)：把要提取的金屬?gòu)某煞謴?fù)雜的礦物集合體中分別出來(lái)，得到粗金屬產(chǎn)品〔粗煉〕，再將粗金屬進(jìn)展提純得到合格的精煉金屬產(chǎn)品〔精煉〕。4.冶金過程：運(yùn)用各種化學(xué)方法或物理化學(xué)方法使原料中的主要金屬與其他金屬或非金屬元素化合物分開，以獲得純度較高的金屬?！?〕煉前處置〔2〕粗煉〔3〕精煉5.冶金原理：是用物理化學(xué)的根本原理來(lái)分析研討冶金過程的物化反響。內(nèi)容：〔1〕化學(xué)熱力學(xué)方法、研討冶金過程的方向和平衡，以確定冶金反響進(jìn)展的能夠性及其限制?！?〕化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法、研討冶金過程的速度和機(jī)理，以分析影響冶金反響進(jìn)展的要素和探求提高反響速度的途徑。〔3〕物質(zhì)構(gòu)造學(xué)、研討參與反響物質(zhì)的構(gòu)造和性質(zhì)，以了解冶金反響的內(nèi)在緣由。6.冶金方法：是使礦石或精礦中的金屬與脈石分開，并破壞金屬化合物的鍵以游離金屬且使之純化到工業(yè)檔次。7.回收率:是指原料開場(chǎng)到產(chǎn)出最終金屬產(chǎn)品止，產(chǎn)出合格金屬量占耗費(fèi)物料金屬量的百分比。8.浸出率:浸出液中被提金屬總量與被浸出礦物中所提金屬總量的百分比。二、冶金方法的分類及冶金工藝過程(一)冶金方法的分類

1.火法冶金:礦石(精礦)物理化學(xué)變化金屬。如枯燥、焙解、熔煉、蒸餾、真空冶金、電熱冶金等。2.濕法冶金:礦石(精礦)溶解溶液金屬。

高溫低溫〔<100℃〕酸、堿電解、電積包括浸出、凈化、置換堆積〔電積〕三大過程。近年開展的生物冶金、原地熔浸等都屬于濕法冶金。3.電冶金:電能金屬。分為：a.電熱冶金:電能熱能?！踩绻I(yè)硅的消費(fèi)〕b.電化冶金:含金屬鹽類的水溶液(熔體)中-→電化學(xué)反響→析出→金屬?！踩鏑u、Zn的電解電積Li、Al等的精煉〕〔二〕冶金工藝過程1.枯燥:—除水份。2.焙解:—分解水化物或氫氧化物及碳酸鹽，除去其中的水份、二氧化碳及有機(jī)物等。如鎢酸、氫氧化鋁等〔>200℃〕。3.焙燒:礦石(精礦)→加熱(<熔點(diǎn))→化學(xué)變化。包括有：①氧化焙燒、如MeS+1?O2=MeO+SO2

②硫酸化焙燒、如濕法提Cu、Zn等：MeS+1?O2=MeO+SO2SO2+?O2=SO3MeO+SO3=MeSO4〔Me---表示金屬〕③氯化焙燒、礦石〔精礦〕+氯化劑→可溶性氯化物〔稀有金屬冶金〕如TiO2+2CaCl2=TiCl4+2CaO④復(fù)原焙燒、礦石〔精礦〕+復(fù)原劑→低價(jià)氧化物或金屬。4.燒結(jié)、粉礦〔精礦〕→塊狀物料。5.熔煉、礦石〔精礦、焙燒或燒結(jié)的物料〕→溶化〔化學(xué)反響〕→兩種或以上互不相溶的液體產(chǎn)物〔粗金屬或锍〕。①?gòu)?fù)原熔煉、金屬氧化物〔焙砂、燒結(jié)塊〕→復(fù)原氣氛熔煉→粗金屬。SnO2+CO=SnO+CO2SnO+CO=Sn+CO2②氧化熔煉、利用某些元素易氧化的特性，除去合金中的雜質(zhì)。2FeS+3O2=2FeO+SO2③造锍熔煉、如氧化鎳礦煉鎳锍FeO+CaS=FeS+CaO3NiO+3CaS=Ni3S2+3CaO+?S23NiO+3FeS=Ni3S2+3FeO+?S2④沉淀熔煉〔置換熔煉〕、如煉銻Sb2S3+Fe=2Sb+3FeS⑤反響熔煉、MeS+2MeO=3Me+SO2MeS+MeSO4+2Me+2SO2⑥熔析熔煉、不經(jīng)化學(xué)作用而將熔體分成幾相。⑦電解熔煉、利用電的化學(xué)效應(yīng)在高溫下將物質(zhì)分別。如Mg2++2e=Mg6.蒸餾、用于處置低沸點(diǎn)金屬的原料。7.精煉、將熔煉或蒸餾得到的粗金屬中所含的雜質(zhì)除去，得到較純的金屬。有：a.電解精煉、b.火法精煉、8.浸出、礦石〔焙砂〕+溶劑溶液。9.凈化、用水解法或置換法除去與被提金屬一同進(jìn)入溶液中的雜質(zhì)。10.金屬的堆積、將金屬?gòu)娜芤褐卸逊e出來(lái)。有：a.電積法、利用電化學(xué)反響,將金屬在陰極上析出.如陰極：Zn2++2e=Zn陽(yáng)極：SO2-+2e+H2O=H2SO4+?OZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+?O2金屬b.置換法、負(fù)電金屬正電金屬。如CuSO4+Fe=Cu+FeSO4c.水解法、金屬鹽類氫氧化物(堿性鹽類)如NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOHd.化學(xué)堆積法、金屬化合物金屬難溶鹽。如Ag2SO4+NaCl=2AgCl+Na2SO4三、幾種常用的冶金爐1.豎爐：用于礦物原料的焙燒、鍛燒及熔煉等方面。如煉Cu、Pb、Sn、Ni、Sb的鼓風(fēng)爐、Sb、Hg焙燒爐、煉Mg工業(yè)的豎式氯化爐等。

鼓風(fēng)爐：?jiǎn)挝幌M(fèi)率(床才干)；a=

η--鼓風(fēng)時(shí)率(0.9--0.95)；V--熔煉每噸爐料(不包括焦碳)所需的空氣量；Nm3/t。K0--最正確鼓風(fēng)強(qiáng)度。Nm3/m2.min1440K0ηVt/(m2.d)2.火焰爐：用于加熱、焙燒、熔化、熔煉、精煉等工藝。有：

①.回轉(zhuǎn)窯：用于枯燥、焙燒和鍛燒。如圖：②.反射爐：用于熔煉、熔化、精煉等。(煉Cu、Sn、Pb等)3.沸騰爐：是利用流態(tài)化技術(shù)的熱工設(shè)備。用于Zn、Cu精礦的氧化焙燒和硫酸化焙燒，含鈷硫鐵精礦的硫酸化焙燒，錫精礦、輝鉬礦、富鎳冰銅的氧化焙燒、高鈦渣的氯化焙燒、汞礦石的焙燒?！踩鐖D〕沸騰爐圖示4.電爐：電能熱能。有：①.電阻爐；②.電弧爐;用于熔煉、爐渣貧化、熔煉產(chǎn)物的過熱與③.感應(yīng)電爐。四、用濕法從硫化鋅精礦消費(fèi)金屬鋅的原那么流程圖五、開展趨勢(shì)1.技術(shù)提高步伐不斷加快積極汲取相關(guān)學(xué)科和工程技術(shù)的新成就進(jìn)展充實(shí)、更新和深化，更加深化地研討冶金熱力學(xué)、金屬、熔锍、熔渣、熔鹽構(gòu)造及物性和冶金動(dòng)力學(xué)、冶金反響工程學(xué)。建立智能化熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金全流程進(jìn)展系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制。冶金消費(fèi)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)消費(fèi)柔性化、高速化和延續(xù)化，到達(dá)資源、能源的充分利用和生態(tài)環(huán)境的最正確維護(hù)。2.新資料開展