有色冶金概论第1讲

第一章、概述1.1. 金属及其分类1.1.1.金属：通常把元素周期表中具有光亮的金属光泽，很高的导热、导电性及良好的延展加工性的化学元素称为金属有色轻金属黑色金属稀有轻金属1.1.2.分类有色重金属稀有高熔点金属有色金属稀有金属稀有分散性金属贵金属稀土金属稀有放射性金属1.2. 冶金和冶金方法1.2.1. 冶金1、定义：冶金是一门研究如何经济地从矿石或精矿或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制备成具有一定性能的金属材料科学2、广义的冶金：包括矿石的开采、选矿、冶炼、金属加工3、狭义的冶金：指矿石或精矿的冶炼，即提取冶金4、冶金：提取冶金、物理冶金5、提取冶金：从矿石或精矿提取金属（包括金属化合物）的生产过程称为提取冶金，也称为化学冶金；6、物理冶金：加工制备具有一定性能的金属或合金材料7、5、冶金学（过程冶金学）：它研究火法冶炼、湿法提取或电化学沉积等过程的原理、流程、工艺及设备1.2.2. 二、冶金方法1、火法冶金2、（1）定义：它是指在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中金属与脉石和杂质分开，获得较纯金属的过程。

3、（2）过程：原料准备、熔炼、精炼4、湿法冶金5、定义：它是在常温（或低于100℃）常压或高温（100℃~300℃）高压下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

也称为水法冶金。

6、过程：浸出、分离、富集、提取等7、电冶金8、定义：它是利用电能提取和精炼金属的方法9、分类：10、①电热冶金：利用电能转化为热能，在高温下提炼金属，本质与火法冶金相同11、②电化学冶金：用电化学反应使金属从含金属的盐类的水溶液或熔体中析出12、（3）过程：水溶液电解、熔盐电解等1.3. 冶金工艺流程和冶金过程1.3.1. 工艺流程图1、设备连接图：表示冶炼厂主要设备之间的联系2、原则流程图：表示各个阶段作业间联系3、数质量流程图：表示各阶段作业获得产物的数量和质量情况1.3.2. 冶金过程1、焙烧：是指将矿石或精矿置于适当气氛下，加热至低于它们的熔点温度，发生氧化、还原或其他化学变化的过程。

第1章绪论1.1金属及其分类人类最早使用的金属——黄金。

铜是人类最早发现和使用的金属之一，距今8000年以前，人类已经使用铜。

铅也是人类史前金属，炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。

锡也是古老金属，最初是在熔炼自然铜和锡矿石或处理锡铜矿石的混合物偶然获得锡铜合金（锡青铜）－构成了人类古代文明的青铜器时代。

锌在古代是被人类制成黄铜作装饰品应用。

我国是最早掌握炼锌技术的国家，大概在北宋末年（12世纪初）已使用了金属锌。

镍是既古老又年轻的金属。

古代埃及、中国、巴比伦人都曾用含镍很高的陨铁制作器物。

古代云南生产的白铜中含镍很高，在欧洲曾经称这种白铜为“中国银”。

而到了1751年，瑞典矿物学家克朗斯塔特（A.F.Cronstedt）才分离出金属镍，而且镍用于工业上是近一百多年的事。

西方分为：铁和非铁金属。

苏联、中国：黑色金属和有色金属。

黑色金属通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）。

锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。

这样分类，主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。

有色金属通常是指除黑色金属以外的其他金属。

有色金属可分为四类：（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等；（3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。

轻金属密度在4.5 g·cm-3以下的金属叫轻金属。

例如钠、钾、镁、钙、铝等。

周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。

重金属一般是指密度在4.5 g·cm-3以上的金属叫重金属。

例如铜、锌、钻、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等，过渡元素大都属于重金属。

贵金属贵金属通常是指金、银和铂族元素。

这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。

这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。

稀有金属稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。

冶金概论1第一篇：冶金概论1第一章绪论1.1.1 冶金学冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

由于矿石性能不同，提取金属的原理、工艺过程和设备不同，从而形成专门的冶金学科—冶金学。

冶金学研究所涉及的内容：金属的制取，金属的加工，金属性能的改进→对金属成分、组织结构、性能和相关理论的研究。

冶金学按研究的领域分：提取冶金学（化学冶金学）和物理冶金学（材料的加工成型，通过控制其组成、结构使已提取的金属具有某种性能）。

提取冶金（extractive metallurgy）：从矿石中提取金属及金属化合物的过程，因其中进行很多化学反应，又称化学冶金（chemical metallurgy）。

提取冶金的分类按所冶炼金属类型分：有色冶金钢铁冶金（黑色冶金）按冶金工艺过程不同分：火法冶金湿法冶金电冶金1.1.2 火法冶金主要过程简介干燥：去水，温度为400~600℃。

焙烧：以改变原料组成为目的的、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行的冶金过程。

煅烧：在空气中以去CO2和水为目的的冶金过程。

烧结与球团：以获得特定矿物组成、结构及性能的造块。

熔炼：还原氧化物，提取粗金属。

精炼：氧化杂质，获得纯金属。

铸造：液态金属凝固成固态。

1.2.1 钢铁材料钢铁是使用最多的金属材料原因：储量大；冶炼加工容易；综合性能好；易改质处理预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例1.2.3 钢铁冶炼技术发展简史远古至13世纪末：半熔融状态的铁块—海绵铁；13世纪末至19世纪中叶：熔融状态的生铁→粗钢，形成两步法炼钢；19世纪中期至今：1856年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢法；1864年法国人发明了平炉炼钢法；1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法；20世纪初发明了电弧炉炼钢；20世纪中叶氧气顶吹转炉（LD法）。

1.2.3 我国钢铁工业的发展1996年，突破1亿吨；1999年，产量世界第一；2003年，突破2亿吨，世界惟一年产钢超过2亿吨的国家；2004年，产量2.8亿吨；2005年，产量3.5亿吨；2006年，产量4.2亿吨；2008年，产量5.0亿吨；2009年，产量5.6亿吨。

《有色冶金概论》课程标准课程代码：00531101适用专业：冶金技术学时：32学分：2开课学期：第三学期第一部分前言1.课程性质与地位现代冶金通常把金属分为黑色金属和有色金属，铁、铬、锰三种金属称为黑色金属，其余金属称为有色金属。

按有色金属的比重，化学特性，自然界的分布情况以及习惯称呼，有色金属又分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属和半金属五类。

《有色冶金概论》是高职冶金技术专业的一门专业基础课程。

本课程旨在让冶金技术专业学生全面了解，且并初步掌握现代工农业生产各行业较常用的十五种有色金属的物理、化学性质，矿物组成及冶金提取方法，重点培养学生的专业通识能力，是培养学生专业应用能力和冶金技术职业岗位能力的基础。

学生在学完《冶金基础化学》、《冶金制图》、《金属学及热处理》等课程的基础上，并通过认识实习后学习本课程，是后续课程《铝冶金》、《铝冶金》、《锌冶金》、《贵金属冶金技术》的基础。

2.课程的设计思路《有色冶金概论》课程是鉴于有色金属种类多、冶炼方法各异而开设的一门专业基础课。

本课程标准在设计上本着懂理论，重应用的总体思路，突出体现职业教育的技能型，应用性特色，注重培养学生的理论应用于实践的能力。

紧密结合企业岗位需求并考虑其与后续开设课程的关系进行课程内容的选取与组织。

主要介绍铜冶金、镍冶金、铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金、钨冶金、钛冶金及有色冶金中的综合回收。

鉴于我专业后续课程开设铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金，本课程重点介绍铜冶金、镍冶金、锡冶金、钨冶金和钛冶金。

在课程内容的设计上按有色冶金的种类设计10个学习单元，每个单元按金属的性质和用途、生产原料、冶炼方法、生产原理、工艺过程进行内容介绍。

本课程紧密结合生产实践，通过案例教学，启发引导教学，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的主体作用，充分调动学生的积极性、主动性，重在培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。

第二部分课程目标1.知识目标（1）掌握典型有色金属的物理化学性质、生产原料和冶炼方法；（2）理解典型有色金属冶炼的原理；（3）掌握典型有色金属冶炼的工艺过程；（4）了解有色冶金中有价金属的回收方法。

冶⾦概论考试重点总结冶⾦概论考试重点总结第⼀章：绪论1、冶⾦学的分类？按研究的领域分：提取冶⾦学（从矿⽯中提取⾦属及⾦属化合物的过程，因其中进⾏很多化学反应，⼜称化学冶⾦）和物理冶⾦学（材料的加⼯成型，通过控制其组成、结构使已提取的⾦属具有某种性能）。

按所冶炼⾦属类型分：有⾊冶⾦和钢铁冶⾦（⿊⾊冶⾦）。

按冶⾦⼯艺过程不同分：⽕法冶⾦、湿法冶⾦、电冶⾦。

2、钢与⽣铁的区别？3、钢铁⽣产的典型⼯艺（长流程）？4、什么是耐⽕材料？钢铁⽣产对耐⽕材料的要求是什么？凡是耐⽕度⾼于1580℃，能在⼀定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受⾼温荷重作⽤的⽆机⾮⾦属材料，称为耐⽕材料。

其要求是：耐⽕度⾼；能抵抗温度骤变；抗熔渣、⾦属液等侵蚀能⼒强；⾼温性能和化学稳定性好。

5、什么是炉渣？炉渣的分类以及碱度？炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到⽣铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。

其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。

根据冶炼⽅法的不同，钢铁⽣产产⽣的炉渣分为⾼炉渣和炼钢渣，按炉渣中含有不同的化学成分⼜可分为碱性渣和酸性渣。

第⼆章：⾼炉炼铁1、⾼炉冶炼⽤原料？⾼炉冶炼⽤的原料主要有铁矿⽯（天然富矿和⼈造富矿）、燃料（焦炭和喷吹燃料）、熔剂（⽯灰⽯与⽩云⽯等）。

⾼炉冶炼是连续⽣产过程，必须尽可能为其提供数量充⾜、品味⾼、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。

2、⾼炉结构及附属设备？⾼炉本体主要由钢结构（炉体⽀承框架、炉壳）、炉衬（耐⽕材料）、冷却设备（冷却壁、冷却板等）、送风装置（热风围管、⽀管、直吹管、风⼝）和检测仪器设备等组成。

附属设备：原料供应系统、送风系统、煤⽓净化系统、渣铁处理系统。

3、⾼炉⽣产主要技术经济指标？有效容积利⽤系数（?V）：⾼炉每⽴⽅⽶有效容积每天⽣产的合格铁⽔量（t/m3·d）⼊炉焦⽐（K）：冶炼⼀吨⽣铁消耗的焦炭量（kg/t）煤⽐（或油⽐）：冶炼⼀吨⽣铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）燃料⽐＝焦⽐＋煤⽐（或油⽐）冶炼强度：⾼炉每⽴⽅⽶有效容积每天消耗的（⼲）焦炭量（焦⽐⼀定的情况下）⽣铁合格率：⽣铁化学成分符合国家标准的总量占⽣铁总量的指标。

有色金属冶金学前言轻金属：铝、镁、铍、钛、钾、钠、锂、钙、锶、钡等十余种金属重金属：铜、镍、钴、锌、锡、锑、汞等二十余种金属稀有金属：钨、钼、锆、铪、铌、钽、稀土金属等数十种金属贵金属：金、银、铂族金属等几种第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产1.摩尔比（苛性比）：溶液中Na2O浓度为135g/l，Al2O3为130g/l，则该溶液的摩尔比为MR=(135/130)*(102/62)=1.708。

式中的102和62分别为Na2O和Al2O3的分子量2.拜耳法生产氧化铝的主要工序包括：铝土矿原料准备、熔出、赤泥分离洗涤、分解、氢氧化铝分离洗涤、煅烧、蒸发和苛化3.拜耳法：是直接利用含有大量游离苛性钠的循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液，并用加氢氧化铝种子（晶种）分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。

种分母液经蒸发后返回用于溶出铝土矿。

4.铝土矿的溶出及影响因素：铝土矿的溶出通常是在高于溶液常压沸点的温度下用苛性碱溶液处理的化学反应过程，所以也叫“高压（高温）溶出”。

影响因素：铝土矿的矿物成分及其结构；溶出温度；循环母液碱浓度；配料摩尔比；搅拌强度5.单流法、双流法：在溶出流程上可分将循环母液和矿石一起磨制成原矿浆进行预热溶出的“单流法”及仅将一部分循环母液送去磨制矿浆，大部分母液单独预热到溶出温度，再于溶出器内和浓稠矿浆混合进行溶出的“双流法”6.赤泥分离洗涤过程步骤：赤泥料浆稀释；沉降分离；赤泥反向洗涤；溢流控制过滤7.铝酸钠溶液加种子分解：实际上应包括铝酸根离子的分解和氢氧化铝结晶8.含铝矿物的分子式（刚玉、三水铝石、一水铝石、明矾石、霞石）：高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O、刚玉Al2O3、三水铝石Al(OH)3、一水铝石AlOOH 、明矾石(K, Na)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3、霞石(K, Na)2O·Al2O3·2SiO2。

有色冶金概论一．目录1.绪论2 .铜冶金3 .铅冶金4 .锌冶金1.绪论1.1金属及其分类金属是可塑性、导电性及导热性良好，具有金属光泽的化学元素。

金属：黑色金属和有色金属黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除黑色金属以外的所有金属。

分为：重金属、轻金属:贵金属、稀有金属、半金属。

重金属：铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉、铋轻金属：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡贵金属：金、银和铂族元素（铂、铱、锇、钌、铑）稀有金属：锂、钛、锆、钒、钨、钼、镓、铟等。

半金属：硼、硅、砷、砹。

1.2冶金的概念及冶金方法分类冶金是一门研究如何经济地从矿石或其他原料中提起金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的科学。

1.3冶金方法：火法冶金、湿法冶金、电冶金。

1.4主要冶金过程：干燥、焙烧、煅烧、烧结和球团、熔炼、精炼、吹炼、蒸馏、浸出、净化、水溶液电解、熔盐电解。

干燥：除去原料中的水分。

焙烧：将矿石原料或精矿置于适当的气氛下，加热至低于他们的熔点温度，发生氧化、还原或其他化学变化的冶金过程。

煅烧：将碳酸盐或氢氧化合物的矿物原料在空气中加热分解，除去二氧化碳或水分的过程。

烧结和球团：将不同粉矿均匀或造球后加热焙烧，固结成多孔块状或球状的物料。

熔炼:将处理好的矿石或其他原料，在高温下通过氧化还原反应，使矿石中的金属和杂质分离为两个液相层即金属液和熔渣过程。

精炼：进一步处理熔炼所得含有少量的粗金属，以提高其纯度。

吹炼：实质是氧化熔炼。

蒸馏：将冶炼的物料在加热的条件下，利用物料的挥发度不同，使物料中某些组分分离。

浸出：将固体物料加到液体溶剂中，使固体物料中的一种或几种有价金属溶解于溶液中。

净化：净化是用于处理浸出溶液或其他含有杂质超标的溶液，以除去溶液中杂质至达标的过程。

水溶液电解：在水溶液电解质中，插入两极，通入直流电，使水溶液电解质发生氧化-还原反应。

电解精炼和电解沉积。

熔盐电解：用熔融盐做为电解质的电解过程。

2.铜冶金铜的冶炼方法：火法炼铜和湿法炼铜火法炼铜是生产铜的主要方法。

复习重点（绪论和有色金属冶金部分）重点章节【第四章3、4、7】、【第五章2】、【第六章1、2、3、4、6、7】【第七章（1-5、1-6）小节、（2-2、2-3）、3、4】【第八章1-2、2-2】【第九章3、6】一、名词解释：1. 拜耳法答：拜耳法是直接利用含有大量游离苛性碱循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶掖，井用加氢氧化铝种子(晶种)分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。

种分—母液经蒸发后返回用于溶出铝土矿。

2. 冰铜答：冰铜为金属硫化物的熔体，主要成分是Cu2S和Fe S，此外还有Pb S、Ni3S2、Zn S等以及少量的金属氧化物Fe3O4。

3. 重金属答：一般指密度在5t/m3以上的金属。

4. 矿石答：含有用矿物的矿物集合体，如其中金属的含量在现代技术经济条件下能够回收加以利用时，这个矿物集合体就叫做矿石。

5.有色金属：狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。

广义的有色金属还包括有色合金。

6.铝硅比:指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量比，即A/S= Al2O3/ SiO2。

7.电解精炼；在直流电的作用下，阳极不断溶解，阴极不断析出，杂质被留在溶液中的电化学过程。

8.还原熔炼；在高温下，在还原气氛下所进行的熔炼。

9.造锍熔炼；在一台高温冶金设备中，含有硫的炉料及燃料和熔剂，在和氧的反应过程中，生成含二氧化硫的烟气、氧化物融合体的炉渣、以及金属硫化物的融合体的冰铜的过程。

10氧位、磷位、分解压、熔析精炼、萃取精炼、氧化精炼、硫化精炼、浸出、净化、沉积、简答题：1.什么是冶金，其目的是什么?冶金是研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物，并采用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

冶金的目的就是把所要提取的金属从成分复杂的矿物集合体中分离出来并加以提纯。

2.简述冶金（学科）的分类。

冶金学分类: 提取冶金学和物理冶金学提取冶金学：研究提取金属，存在化学反应。

冶金工程概论教案1 绪论1.1 冶金基本概念冶金是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中撮提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

用于提取各种金属的矿石具有不同的特性，故提取金属要根据不同的原理，采用不同的生产工艺过程和设备，从而形成了冶金的专门学科——冶金学。

冶金学以研究金属的制取、加工和改进金属性能的各种技术为重要内容，发展到对金属成分、组织结构、性能和有关基础理论的研究。

就其研究领域，冶金学分为提取冶金和物理冶金两门学科。

提取冶金学是研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程，由于该过程伴有化学反应，故又称化学冶金。

物理冶金学是通过成型加工制备有一定性能的金属或合金材料，研究其组成、结构的内在联系，以及在各种条件下的变化规律，为有效地使用和发展特定性能的金属材料服务。

它包括金属学、粉未冶金、金属铸造、金属压力加工等。

1.1.1 冶金方法从矿石或其它原料中提取金属的方法很多，可归结为以下三种方法：火法冶金。

它是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。

整个过程可分为原料准备、冶炼和精炼三个工序。

过程所需能源，主要靠燃料燃烧供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供的。

湿法冶金。

它是在常温或低于100℃下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

由于绝大部分溶剂为水溶液，故也称水法冶金。

该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序。

电冶金。

它是利用电能提取和精炼金属的方法。

按电能形式可分为两类：电热冶金：利用电能转变成热能，在高温下提炼金属，本质上与火法冶金相同。

电化学冶金：用电化学反应使金属从含金属的盐类的水溶液或熔体中析出。

前者称为溶液电解，如铜的电解精炼，可归入湿法冶金；后者称为熔盐电解，如电解铝，可列入火法冶金。

采用哪种方法提取金属，按怎样的顺序进行，在很大程序上取决于所用的原料以及要求的产品。

此文档下载后即可编辑课程教学大纲课程名称：有色金属冶金概论课程名称：Introduction to Metallurgy of Non-Ferrous Metals课程号：061899课程类型：专业课学时：36学时适用对象：冶金工程专业本科生先修课程：《冶金化工过程与设备》、《冶金热力学及动力学》、《冶金传输原理》。

一、课程的性质、目的与任务本课程是冶金工程专业本科生的专业课，为限选课；目的是使钢铁冶金专业方向的学生扩大专业面，以适应市场经济的需要。

本课程的讲授完成如下任务：了解常用有色金属的性质和用途；掌握常用有色金属冶金的主要原理、主要生产工艺。

二、课程的内容及学时分配：第一部分：绪论（建议学时数：2学时）本部分的学习目的和要求：本部分首先从课程的性质引入，讲解有色金属的分类及各种金属的所属类别，介绍有色金属提取过程的特点，对有色金属的提取方法进行归纳性总结。

通过本部分的学习，应了解各种有色金属所属的类型，熟悉有色金属的分类依据，掌握有色金属提取过程的特点。

本部分的教学内容：有色金属提取过程的特点；有色金属的提取方法。

本部分的重点和难点：有色金属提取过程的特点。

第二部分：铜冶金（建议学时数：10学时，其中包括讨论课2学时）本部分的学习目的和要求：通过对本部分的学习，学生应了解湿法炼铜的工艺；熟悉连续炼铜的工艺、基本原理；对比钢铁冶金流程，掌握火法炼铜的工艺流程及各主要单元过程的基本原理。

本部分的教学内容：本部分从铜及其主要化合物的性质、用途入手，讲授炼铜的原料，火法炼铜、湿法炼铜工艺流程、基本原理。

在火法炼铜部分，主要讲授硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；讲授造锍熔炼的基本原理；讲授冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理；讲授连续炼铜的工艺、基本原理。

简单介绍湿法炼铜部分。

本部分的重点和难点：硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；造锍熔炼的基本原理；冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理。