重有色金属冶金概述
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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(1)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;(2)物理冶金:加工制备具有一定性能的金属或合金材料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(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。
(2)过程:原料准备、熔炼、精炼2、湿法冶金(1)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。
(2)过程:浸出、分离、富集、提取等3、电冶金(1)定义:它是利用电能提取和精炼金属的方法(2)分类: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(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。
重有色金属冶炼设计手册铅锌铋卷重有色金属冶炼设计手册铅锌铋卷一、引言有色金属冶炼在现代工业中扮演着至关重要的角色。
铅、锌、铋等重有色金属不仅在冶金工业中有着广泛的应用,而且在环保、电子、建筑等领域也具有重要地位。
本文将围绕重有色金属冶炼设计手册,以铅、锌、铋为主要讨论对象,深入探讨其相关的原理、技术和应用。
二、重有色金属冶炼设计手册的概述1. 重有色金属冶炼的基本原理重有色金属冶炼是指对含有铅、锌、铋等元素的矿石或废料进行冶炼、提取纯金属的工艺过程。
其主要原理包括矿石的选矿、熔炼、精炼等环节,每一环节都涉及到复杂的化学和物理变化。
重有色金属冶炼设计手册对这些基本原理进行了详细的描述和分析,提供了科学、系统的理论基础。
2. 重有色金属冶炼设计手册的应用重有色金属冶炼设计手册的应用范围非常广泛,不论是冶金企业的生产制造,还是科研院校的教学研究,都离不开设计手册的指导。
设计手册中包含了大量的实用技术和案例分析,对于提高冶金工程师和技术人员的实践能力具有重要意义。
三、铅锌铋卷的特性和冶炼工艺1. 铅锌铋卷的特性铅、锌、铋是常见的重有色金属,它们具有高密度、良好的延展性和导电性等特点,因此在电子、建筑等行业有着广泛的应用。
设计手册中会详细介绍铅锌铋卷的成分、性能和用途,为工程师提供了技术参数的参考依据。
2. 铅锌铋卷的冶炼工艺铅锌铋卷的冶炼工艺是重有色金属冶炼设计手册的重要内容之一。
从矿石的选矿到熔炼精炼过程,设计手册会对每一个环节进行详细的分析和说明,提供了工艺流程、设备选型、操作规范等方面的指导。
四、对重有色金属冶炼设计手册的个人理解和观点重有色金属冶炼设计手册是冶金工程师和研究人员的重要工具书,具有非常高的实用价值。
通过学习设计手册,可以系统地了解重有色金属冶炼的原理和技术,提高工程师的工作水平和技术能力。
设计手册也对未来的冶金技术发展起到了指导作用,促进了行业的不断创新和进步。
五、总结本文围绕重有色金属冶炼设计手册,以铅、锌、铋为主要讨论对象,介绍了其基本概念、应用范围、铅锌铋卷的特性和冶炼工艺,并共享了对于设计手册的个人观点和理解。
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。
【专业介绍】有色金属冶金专业介绍有色金属冶金专业介绍一、专业概述有色金属冶金是冶金工程下的一个二级一门研究从矿石、二次资源等原料中提取金属或化合物,并制成具有一定使用性能和经济价值产品的工科技术学科。
有色金属学科的研究对象主要是复杂的多相化学反应规律,以便能定量的确定反应的方向和限度,反应实际发生速率与影响因素,以及化学反应速率与相关的动量、热量、质量传递相互间的作用,在此基础上,进而对反应器进行优化设计和过程实现自动控制。
其研究领域包括火法冶金、湿法冶金、电冶金、材料化学冶金、冶金分离过程。
有色金属冶金专业介绍二、培养目标熟练掌握有色金属冶金理论基础知识和专业知识,能全面、系统、深入了解所研究方向的历史、现状和发展动态;能够运用科学的观点和方法分析问题、解决问题,具有从事金属提取、资源再生和综合利用、冶金过程“三废”治理、新材料新产品开发等方面技术工作的能力;毕业生能够独立承担冶金企业的工程技术和工程管理工作,能在生产企业、高等学校、科研机构从事本学科及相近学科的教学、科研、工程设计、生产管理等工作。
有色金属冶金专业介绍三、课程设置自然辩证法、科学社会主义理论与实践、数理方程、数理统计、计算方法、冶金热力学、冶金动力学、冶金传输原理、冶金过程数模与程序设计、现代仪器分析与测试、冶金分离科学与工程、冶金资源与环保技术。
有色金属冶金专业介绍四、就业方向有色金属冶金专业毕业生可以到冶炼、房屋建筑、矿山、机电安装、钢结构、装饰、公路、石化企业工作、科研机构、高等学校从事本专业或相邻专业的科研、教学、技术工作或管理工作。
有色金属冶金专业介绍五、就业前景有色金属工业是重要的基础原料产业,是国家实力和工业发展水平的标志,它为机械、能源、化工、交通、航空航天工业、国防军工等提供所需的材料产品,是国民经济的支柱产业之一。
国家有色金属产业政策导向是鼓励利用境外资源,支持有色金属深加工企业的发展。
国家支持铜铝深加工产品出口,近期为了应对外需回落,上调了有色金属高附加值产品出口退税率,目前高精铜管类、板带箔类、高档铝型材类平均出口退税率由5%提高到13%,铝合金型材的出口退税率也提高到5%。
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。
重有色金属冶金生产技术与管理手册一、引言随着社会的进步和工业的发展,有色金属冶金生产技术和管理手册变得越来越重要。
有色金属冶金是指对非铁金属(有色金属)的矿石进行提炼和加工的过程。
有色金属在工业生产中具有广泛的应用,包括铜、铝、锌、镍等金属。
本文将探讨重有色金属冶金生产技术和管理手册的相关内容。
二、重有色金属冶金生产技术1. 矿石提炼有色金属的冶炼过程通常从矿石的提炼开始。
有色金属矿石的种类繁多,包括硫化物矿石、氧化物矿石、碳酸盐矿石等。
不同种类的矿石需要采用不同的提炼方法,如浮选、磁选、重选等。
通过提炼过程可以将矿石中的有用金属分离出来,生成金属精矿。
2. 精矿冶炼精矿冶炼是将金属精矿中的杂质去除,从而获得纯金属的过程。
精矿冶炼的方法包括火法冶炼和湿法冶炼。
火法冶炼主要通过高温加热将金属精矿中的杂质氧化或还原,进一步提纯金属。
湿法冶炼则是通过化学反应将金属精矿中的杂质溶解或沉淀,以达到提炼金属的目的。
3. 电解和电积电解和电积是有色金属冶炼过程中重要的环节。
电解是利用电流使金属离子在电解质溶液中析出的过程,通过电解可以将金属离子还原为金属。
电积则是将金属离子沉积在电极表面的过程,通过电积可以得到金属的纯度更高的产品。
4. 精炼和合金制备精炼是在金属冶炼的过程中对金属进行进一步的提纯。
通过精炼可以去除金属中的杂质,提高金属的纯度。
合金制备是将不同种类的金属混合在一起,形成新的金属材料。
合金具有比纯金属更好的性能,广泛应用于工业生产中。
三、重有色金属冶炼的管理手册1. 安全管理有色金属冶炼过程中涉及高温、高压等危险因素,安全管理至关重要。
管理手册应包括相关的安全操作规程和应急措施,确保工作人员的安全。
2. 质量管理质量管理是有色金属冶炼过程中的重要环节,管理手册应包括质量监控的方法和标准,确保产品的质量符合要求。
3. 环境保护重有色金属冶炼过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物,管理手册应包括相关的环保措施和处理方法,确保对环境的影响最小化。
有色冶金基础知识有色冶金是指指除了铁和钢之外的金属冶炼和加工过程。
有色冶金包括众多的金属,如铜、铝、铅、锌、镍、锡、钴等。
这些金属在冶金领域具有重要的应用价值,广泛用于建筑、交通、能源、电子等行业。
下面将介绍有色冶金的基础知识。
1. 有色金属的特点:相对于黑色金属,有色金属具有以下特点:(1) 密度低:有色金属的密度一般较低,例如铝的密度为2.7g/cm³,铜的密度为8.9 g/cm³,远远低于铁的7.9 g/cm³。
(2) 导电性好:有色金属具有较好的导电性能,例如铜是常用的导电金属,用于制造电线、电缆等。
(3) 导热性好:有色金属的导热性能也较好,例如铝是常用的散热材料。
(4) 耐蚀性好:有色金属具有良好的耐腐蚀性能,广泛用于化工、海洋等腐蚀性环境下。
(5) 良好的可塑性和可加工性:有色金属具有较好的可塑性和可加工性,易于成型和加工。
2. 有色金属的冶炼过程:有色金属的冶炼过程主要包括选矿、矿石破碎、浮选、熔炼和精炼等环节。
(1) 选矿:根据矿石中矿物的性质和含量,通过选矿工艺分离出有用的矿石。
(2) 矿石破碎:将选矿后的矿石进行机械破碎,以便进一步提高矿石的可浮选性。
(3) 浮选:利用物理、化学方法将矿石中的有用矿物与非有用矿物分离,得到含有目标金属的精矿。
(4) 熔炼:将精矿通过熔炼的方式得到金属,熔炼过程需要根据金属的化学性质和熔点确定适当的熔炼条件。
(5) 精炼:对于某些金属,需要进行进一步的精炼以去除杂质,提高金属的纯度。
3. 常见有色金属的冶炼工艺:(1) 铝冶炼:主要采用电解法和熔炼法两种方法。
电解法广泛用于纯铝的生产,而熔炼法适用于高纯度的铝合金的制备。
(2) 铜冶炼:采用火法、电解法和湿法等多种方法进行冶炼。
火法包括熔炼炉法和闪速熔炼等,电解法主要用于生产高纯度的电解铜。
(3) 锌冶炼:主要采用熔炼法和电解法两种方法。
熔炼法包括石灰冶炼法和硫化法等,电解法适用于生产高纯度的锌。
重有色金属冶金概述
白凤斌
二O一三年十月
重有色金属冶金概述
重有色金属(注:指密度大于4.5g /cm3 的有色金属材料,包括铜、镍、铅、锌、锡、锑、钴、汞、镉、铋等金属)冶金提取方法主要分为两种,一是火法冶炼;二是湿法冶炼。
火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。
由于重有色金属矿通常以硫化物为主,因此大约60%以上的重有色金属的提取采用火法冶炼。
湿法冶金的历史可追朔到大约公元1200年我国的北宋时期就已能从胆矾(硫酸铜)溶液中提取铜。
但是在冶金工业发展进程中湿法冶炼技术发展十分缓慢,真正意义上的现代湿法冶金直到20世纪40年代以后才逐步实现了工业化。
由于湿法冶金在环境保护、生产成本、能源消耗以及对原料的适应性等方面具有独特的优势,近50年来发展十分迅速。
1.1 重有色金属火法冶金
重有色金属火法冶金是指用燃料、电能或其他能源产生高温,在高温下应用冶金炉把有价金属和精矿中的大量脉石等杂质分离开,提取金属或提纯金属(精炼)的各种作业。
重有色金属火法冶金的主要化学反应是氧化—还原反应,火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。
1.1.1 重有色金属火法冶金主要设备
重有色金属火法冶金主要设备包括各种冶金炉及附属设备。
常见的重有色金属冶金炉有以下几种:
1.铜、镍冶炼
粗炼设备:
a.密闭鼓风炉;
b.电炉;
c.闪速炉;
d.诺兰达炉;
e.瓦纽可夫炉。
f.奥斯麦特炉
精炼设备:
a.转炉;
b.连续吹炼炉;
2.锌冶炼
a.竖罐蒸馏炉;
b.炼锌鼓风炉(ISF炉);
3.铅冶炼
a.鼓风炉;
b.氧气底吹熔炼炉(Q.L.S法)
c.基夫赛特炉;
d.卡尔多炉。
3.综合回收设备
a.烟化炉;
b.回转窑(威尔兹法)。
1.1.2铜火法冶炼工艺流程
电解铜阳极泥
图1.铜火法冶炼原则工艺流程图
1.1.2海绵镉真空精炼工艺流程
蒸馏渣1#镉
图2.海绵镉真空精炼工艺流程图
1.1.2威尔兹法生产氧化锌工艺流程
次品氧化锌
图3. 威尔兹法生产氧化锌工艺流程图
2.1 重有色金属湿法冶金
重有色金属湿法冶炼就是将重有色金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。
重有色金属湿法冶炼化学反应主要包括氧化、还原、中和、水解及络合等。
湿法冶金的一般步骤如下:
1.将原料中有有价金属溶解到酸或碱体系溶液中,在湿法冶金中将这一工序称作“浸出”;
2.通过过滤使浸出液与浸出渣分离,同时将夹带于浸出渣中的溶剂和金属离子洗涤回收;
3.浸出液的净化和富集。
浸出液的净化一般采用化学沉淀、离子交换或溶剂萃取等方法;
4.从净化液提取金属或化合物。
通常采用电解、电积或化学沉淀等方法。
2.1.1锌湿法冶炼工艺流程
湿法冶金技术在近代锌冶炼中得到了广泛的应用,目前湿法炼锌产量已占到全世界锌产量的80%,我国除葫芦岛炼锌厂、中金岭南锌冶炼厂和陕西东岭锌冶炼厂外,其余锌冶炼企业全部采用湿法冶金工艺。
中国有色金属工业协会统计资料显示,2012年我国湿法炼锌产量已占我国锌总产量83.7%。
锌锭
图3. 湿法炼锌原则工艺流程图
2.1.2全湿法处理铅阳极泥回收金、银工艺流程
浸出渣
水解后液 铜等)
浸银渣(含铅渣)
银粉 废液 金 粉 废液
图4. 全湿法处理铅阳极泥回收金、银工艺流程图。