冶金資源工程講課稿碩士

冶金資源工程第一章冶金資源概論金屬及其在地殼中的分布冶金礦產(chǎn)資源的分類礦產(chǎn)資源是自然資源中最重要的組成部分，是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。礦產(chǎn)資源在國民經(jīng)濟(jì)中起最重要作用，一個(gè)國家礦產(chǎn)資源豐富程度及其開發(fā)利用的水平，是這個(gè)國家綜合國力的重要表現(xiàn)，也反映了這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。冶金礦產(chǎn)資源在礦產(chǎn)資源上占重要地位，按工業(yè)用途，可分為兩大類，金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)。金屬礦產(chǎn)黑色金屬礦產(chǎn)：Fe,Mn,Cr,V(也有將Ti,Ni,Co列入黑色金屬)有色金屬礦產(chǎn)：有色重金屬：Cu,Zn,Pb,Sn,Bi(鉍),Sb(銻),Hg(汞),Ni,Co,Cd(鎘)有色輕金屬：Al,Mg③稀有金屬礦產(chǎn)：鈮(Nb)，鉭(Ta)，W,Mo,Ti,Zr,鈹(Be)，鋰(Li)貴金屬礦產(chǎn)：金(Au),銀(Ag),鉑(Pt),銠(Rn),鈀(Pd),銥(Ir),釕(Ru),鋨(Os)⑤稀散金屬：鎵(Ga)，鈧(Sc)，銦(In)⑥稀土金屬：釔(Y)，鑭(La)，鈰(Ce)等17個(gè)元素非金屬礦產(chǎn)用于冶金工業(yè)的原料有：石灰石、菱鎂礦、螢石、耐火粘土、白云石、石墨、石英、鋁土礦地球的構(gòu)造和礦床的形成地球的構(gòu)造地球由地殼、地幔、地核構(gòu)成。地殼：平均厚度為35公里，最厚處達(dá)75公里，最薄處為5公里；地幔：平均厚度為2881公里,占地球體積的83.4%,溫度600～4200℃；地核：2898公里以下稱為地核，平均半徑3473公里，占地球體積的16.3%，溫度<10000℃。地球各層的化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）如下表氧化物地殼（平均）地幔地核SiO257.844.50TiO20.90.50Al2O316.63.00Fe2O33.31.50FeO4.68.50MgO3.437.50CaO6.43.00Na2O3.40.50K2O1.80.10H2O1.41.00FeS（隕硫鐵）0020.0Fe（未化合的）0073.5Ni(未化合的))006.5礦床的形成礦床是在一定地質(zhì)作用影響下，形成于地殼中的有用礦物或物質(zhì)的集合體，其質(zhì)和量適用于工業(yè)要求，并在現(xiàn)有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下，能夠被開采和利用。礦床的形成是由多種成礦作用把分散在地殼中的元素或有用物質(zhì)集中的結(jié)果，成礦的實(shí)質(zhì)是有用礦物的形成和富集，礦物的主要形成方式有6種。巖漿結(jié)晶：巖漿冷卻或巖漿中發(fā)生化學(xué)變化，過飽和礦物結(jié)晶出來，如磁鐵礦；升華：地殼內(nèi)部的熱能使某些物質(zhì)氣化，又在溫度較低的地方沉積下來，如硫；蒸發(fā)沉淀：水溶液蒸化后使溶解的組分過飽和而沉淀；氣體、液體和固體間的化學(xué)反應(yīng)；例如巖漿噴出氣體與水或固體反應(yīng)，生成礦物；細(xì)菌沉淀：例如厭氧細(xì)菌可沉淀硫化物；膠體沉淀：從自然界存在的膠體溶液（如金屬氫氧化物膠體）沉淀出礦物。地殼和上地幔中的有用物質(zhì)和化學(xué)元素在成礦作用下形成礦床。成礦作用可分為三大類（金屬礦床成因）：內(nèi)生成礦作用：由于地殼內(nèi)部熱能，在較高溫度和壓力條件下，導(dǎo)致礦床形成的地質(zhì)作用，另外還包括到過地殼的部分火山成礦作用。外生成礦作用：發(fā)生在地殼表面，主要是在太陽能作用下，并在生物化學(xué)能作用下，在低的溫度和壓力條件下發(fā)生的礦床形成的地質(zhì)作用。③變質(zhì)成礦作用：在熱變質(zhì)、區(qū)域變質(zhì)等地質(zhì)過程中發(fā)生的成礦作用或使先存礦床發(fā)生變質(zhì)的作用。3.金屬在地殼中的分布地殼是由各種元素組成的。地殼的平均化學(xué)成份，經(jīng)過地質(zhì)學(xué)家們的共同努力和多次分析，得出了相當(dāng)精確的數(shù)據(jù)。地殼中元素的分布量用豐度表示，即質(zhì)量百分比。地殼中元素的豐度表（質(zhì)量百分比）1級O=47.25Si=30.5445級V=9.5×100-3Ce=7.5×110-3Cr=7×10--3Zn=6.0×110-3La=4.4×110-3Ni=4.4×110-3Y=3.4×100-3Cu=3.0×110-3Li=3.0×110-3Nd=3.0×110-3Nb=2.0×110-3Ga=1.7×110-3Pb=1.5×110-3Si=1.4×110-3Co=1.2×110-3Th=1.1×110-37級Hg=8×10--5Sb=2×10--5Bi=2×10--5Cd=2×10--5In=1×10--52級Al=7.8Fe=3.54Ca=2.87Na=2.45K=2.82Mg=2.828級Ag=8×10--6Pb=1×10--63級Ti=0.476級B=9×10-44Gd=8.8×110-4Sm=8.6×110-4Pr=7.6×110-4V=3.5×100-4Hz=3×10--4Cs=2.7×110-4Sn=2×10--4Ta=1.6×110-4Ge=1.3×110-4As=1.3×110-4W=1.3×100-4Mo=1.3×110-49級Pt=5×10--7Au=5×10--7Re=1×10--7Os=1×10--7Ru=1×10--7Ir=1×10--7Rb(h)=1××10-74級P=8×10-22F=7.2×100-2Mn=6.9×110-2Ba=5.9×110-2Cl=3.2×110-2C=3.2×100-2S=3.1×100-2Zr=1.6×110-2Sr=1.2×110-2Rb=1.2×110-21級占77.79％，1+2級占98.66％，1+2+3級占99.13％，其余僅占0.87％。第二節(jié)礦石以下簡介部分主要金屬礦的資源，礦區(qū)及工業(yè)品位等情況1.鐵⑴鐵礦資源據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界鐵礦石總儲(chǔ)量達(dá)3431×108t，其中工業(yè)儲(chǔ)量約1497×108t。鐵礦儲(chǔ)量排在前5位的國家有：前蘇聯(lián)，澳大利亞，加拿大，巴西，印度，如下表：國家總儲(chǔ)量工業(yè)儲(chǔ)量礦石品位108t％108t％TFe％蘇聯(lián)澳大利亞加拿大巴西印度美國111135039780022017431.71011.322.96.35.0673236187123.5855543.715.512.18.05.53.636.950-6722-6040-68.530-6020.8中國46230-35中國鐵礦石特點(diǎn)：貧、難選，四大鐵礦：鞍山、攀西、冀東、晉北，可開采40-50年。⑵鐵的工業(yè)礦物和礦石類型自然界中已知含鐵礦物有300多種，主要礦物有：磁鐵礦（Fe3O4），含鐵72.4％赤鐵礦（Fe2O3），含鐵70％褐鐵礦（Fe2O3·nH2O），含鐵48-62.9％針鐵礦（Fe2O3·H2O），含鐵48-63％菱鐵礦（FeCO3），含鐵48.3％鐵礦石按礦物成份可分為五種類型①磁鐵礦礦石②赤鐵礦礦石③褐鐵礦礦石④鈦磁鐵礦礦石⑤菱鐵礦按鐵的含量可分為富鐵礦石和貧鐵礦石，我國一般按以下分類富鐵礦石－含F(xiàn)e45％以上磁鐵礦石、赤鐵礦石，含鐵30-35％菱鐵礦礦石貧鐵礦石－含鐵25-45％的磁鐵礦石、赤鐵礦石，含鐵20-30％的菱鐵礦石工業(yè)上對鐵礦石的要求鐵礦石的邊界品位一般為TFe20-25%,經(jīng)選礦后才可使用。一般入高爐的富礦品位要求大于50%(Fe),S、P、Pb、Zn、Sn為有害組分。當(dāng)?shù)V石中CaO+MgO/SiO2+Al2O3在0.8-1.2之間稱為自熔性礦石。2．錳（1）錳礦資源陸上錳礦儲(chǔ)量（金屬含量）為16.74×108t。海底錳潛在儲(chǔ)量為163×108t，海底錳結(jié)核含錳8.2-50.1%。陸上錳礦絕大部分集中在南非、蘇聯(lián)、澳大利亞、加蓬、巴西、印度等六個(gè)國家。我國錳礦儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的6%左右（5.5億t礦石，已利用礦2.95億t），低于世界人均擁有量。（2）錳的工業(yè)礦物和礦石類型及工業(yè)要求已知含錳礦物有150多種，但主要的有：軟錳礦(MnO2)，硬錳礦（mMnO,MnO2.nH20），水錳礦［MnO2,Mn(OH)2）］，褐錳礦(Mn2O3)，黑錳礦(Mn3O4)，菱錳礦(MnCO3）。錳礦石分為兩大類：冶金礦石和化學(xué)礦石。冶金錳礦石一般要求：Mn/Fe≥6-7,Mn含量15-30%.化學(xué)錳礦（用于制造干電池）的工業(yè)品位：MnO255-75%錳礦通常因含錳低和存在有害雜質(zhì)，利用前需經(jīng)選礦，主要采用重力選礦。3.鉻鉻的世界儲(chǔ)量為1362-1878×106t,蘇聯(lián)和南非的鉻產(chǎn)量居世界前列。我國鉻礦石約為900萬噸，約占世界總儲(chǔ)量的1%，資源缺乏。含鉻礦物約有40多種，但只有鉻尖晶石礦物具有工業(yè)價(jià)值，主要包括：鉻鐵礦（FeCr2O4），鎂鉻鐵礦［(Mg,Fe)Cr2O4］,鋁鉻鐵礦［(Fe,Mg).(Cr,Al)2O4］。冶金工業(yè)一般要求礦石中Cr2O3＞32%,Cr2O3/FeO≥2.5致密礦狀富礦石可不經(jīng)選礦直接利用。我國每年鐵、錳、鉻礦石大量進(jìn)口。4.釩鈦釩的儲(chǔ)量較多的國家排名為前蘇聯(lián)、南非、中國、美國，其工業(yè)儲(chǔ)量分別為263萬噸，86萬噸，60.8萬噸16.8萬噸。我國釩資源主要是釩鈦磁鐵礦（比較很豐富，超過世界人均占有量）。世界鈦儲(chǔ)量為7.1億噸，其中鈦鐵礦5.6億噸，金紅石1.5億噸。中國的鈦資源十分豐富，儲(chǔ)量約3.5億噸（均以TiO2計(jì)）自然界含釩礦物有數(shù)十種，但工業(yè)礦物很少，主要礦物有釩云母KV2［AlSi3O10］［OH］2,含V2O519-29%綠硫礬礦VS2或V2S5V2O5＜25%釩酸鉀鈾礦K2V2［VO4］2O4.3H2O,含V2O520%釩鉛礦Pb5［VO4］3Cl，含V2O522.7%釩鈦磁鐵礦含釩較高,通常在5%以下，是釩的主要來源，工業(yè)一般要求V2O5＞0.7%。我國攀枝花釩鈦磁鐵礦含V2O50.13-0.56%。鈦礦物約有一百七十余種，具有工業(yè)價(jià)值的主要是鈦鐵礦:FeTiO3(Fe36.8%,TiO252.65%)鈦磁鐵礦:含TiO2的磁鐵礦(攀枝花釩鈦磁鐵礦含TiO27.7—17%）金紅石:TiO2,(混有Fe2+，F(xiàn)e3+等,是重要的含鈦礦物）5．鎳鈷地球的內(nèi)核是由鐵鎳構(gòu)成的，含鎳達(dá)5—50%，鎳的資源分布不均，主要集中在新喀里多尼亞，古巴，加拿大，蘇聯(lián)等地，占總儲(chǔ)量的70%。我國鎳儲(chǔ)量777萬噸，其中金川鎳礦的鎳金屬儲(chǔ)量548.6萬噸，僅次于加拿大，居世界第二位，但低于世界人均擁有量。鈷主要由非洲提供，占世界產(chǎn)量的80—88%。我國金川鎳礦含Co，儲(chǔ)量約為16萬噸。鎳礦石主要由硫化鎳礦和氧化鎳礦%和1%，鎳礦中常伴生有Cu,Co,Pt,Rh等元素。鈷大部分由伴生元素產(chǎn)出，其工業(yè)品位（礦石）含鈷0.03—0.06%6.鎢世界上鎢的工業(yè)儲(chǔ)量近460萬噸，我國W儲(chǔ)量和產(chǎn)量居世界首位（占世界W工業(yè)儲(chǔ)量的37%，為世界W資源的54%），超過了世界人均擁有量。其它幾個(gè)主要鎢資源國家為加拿大，蘇聯(lián)，美國，朝鮮。具有工業(yè)價(jià)值的礦物僅有兩種，即黑鎢礦（Mn，F(xiàn)e）WO4和白鎢礦CaWO4,世界鎢產(chǎn)量的75%來自黑鎢礦，25%來自白鎢礦，其工業(yè)品位分別為0.12-0.15%(黑鎢礦)，0.15—0.20%（白鎢礦）。7.鉬全世界鉬的工業(yè)儲(chǔ)量為1500萬噸，美國的鉬儲(chǔ)量最多（為350萬噸），中國居第二（為297萬噸，超過世界人均擁有量），其次為加拿大,智利，蘇聯(lián)，秘魯。世界上已發(fā)現(xiàn)的6個(gè)巨大型鉬礦床，中國就占3個(gè)（河南欒川，遼寧大黑山，陜西金堆城）。已知鉬礦物有20種，工業(yè)礦物只有輝鉬礦（MoS）。鉬礦石類型較簡要，在成份上只有硫化物礦石。根據(jù)鉬礦石品位，可分為三級：含Mo＜0.1%為貧礦；含Mo0.1—0.5為中等品位的礦石；含Mo＞0.5%為富礦。8.錫世界錫資源約為1000萬噸，世界上錫資源較豐富的國家有泰國152萬t，馬來西亞124萬t，玻利維亞100萬t，其次為印尼，蘇聯(lián)、巴西、緬甸。我國錫礦約有390萬t（云南個(gè)舊90萬t，廣西大廠100.45萬t）,高于世界人均擁有量。最重要的含錫礦物是錫石（SnO2）和黝錫礦（Cu2FeSnS4）。錫礦石必須經(jīng)過選礦；獲得Sn40-70%的精礦后才能冶煉。含Sn1-2%以上為富礦石。原生礦床錫的最低工業(yè)品位為0.2-0.4%。砂錫礦的開采品位為Sn0.02-0.07%9.銅銅是一個(gè)儲(chǔ)量相當(dāng)豐富的金屬。世界銅儲(chǔ)量為49400萬t，排序?yàn)橹抢?700萬t），美國（9200萬t），蘇聯(lián)（3629萬t），贊比亞（3300萬t），加拿大（3200萬t）、秘魯（3200萬t），中國銅的工業(yè)儲(chǔ)量為2802萬t，其中江西居首位占910萬t，我國銅低于世界人均擁有量。此外，海底錳結(jié)核中含有豐富的銅。最重要的工業(yè)礦物有黃銅礦（CuFeS2），斑銅礦（Cu5FeS4）和輝銅礦（Cu2S）。銅礦石的工業(yè)品位Cu為0.4-0.5%。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，有人預(yù)測，到本世紀(jì)末，全世界銅礦可開采品位可能降到0.25%。10.鉛鋅鉛鋅資源主要分布在美國、加拿大、蘇聯(lián)和澳大利亞等國，這四個(gè)國家的儲(chǔ)量占世界的一半。中國鉛鋅資源也十分豐富，居世界前列,鋅9256萬t，鉛3530萬t，略低于世界人均擁有量。鉛的主要礦物為方鉛礦（PbS），鋅最重要的礦物為閃鋅礦（ZnS）和纖維鋅礦（ZnS）。鉛鋅通常共生，鉛鋅礦石可劃分為：鉛鋅礦石，銅鉛鋅礦是和錫鉛鋅礦石。各類礦石中，鋅含量一般較鉛高，鉛鋅比例多數(shù)在1.15-1.2之間。一般鉛鋅綜合礦石最低工業(yè)品位要求為1.8-2%。11.鋁鋁在地殼的豐度為7.51%，僅次于氧和硅，世界鋁土礦儲(chǔ)量很大，估計(jì)有50億噸，其中幾內(nèi)亞占首位，其次為澳大利亞、巴西等。中國鋁土礦資源也十分豐富.含鋁礦物很多，重要的有水鋁礦（Al2O3·3H2O），水鋁石（Al2O3·H2O）等。氧化鋁含量和鋁硅比（Al2O3/SiO2）是評價(jià)鋁土礦質(zhì)量的主要依據(jù)，其比值高者為好，一般鋁礦石的工業(yè)品位為Al2O3≥55%，Al/Si≥12.稀土我國稀土儲(chǔ)量9043萬t，居世界第一，人均擁有量也居世界第一。提取冶金的基本方法火法冶金的基本方法鋼鐵冶金生鐵生產(chǎn)：鐵礦石還原鋼的生產(chǎn)：鐵水中C、Si、P、………等元素的氧化鐵合金生產(chǎn)：各種合金元素的氧化物的還原基本原理是在高溫下通過氧化物還原或元素的氧化反應(yīng)，達(dá)到金屬與脈石分離，去除雜質(zhì)，提取金屬的目的。有色金屬的火法冶金有色金屬硫化物礦的火法冶金方法銅、鎳的火法冶金方法例：銅精礦（Cu20-30%）(CuFeS2+脈石）反射爐（CuS熔析和脈石成渣）燒結(jié)—密閉鼓風(fēng)爐（FeS-FeO與脈石成渣）閃速爐（富氧鼓風(fēng)，F(xiàn)e氧化與脈石成渣）冰銅（Cu30-50%,Fe~30%,S~25%）(Cu2S,FeS)臥式堿性轉(zhuǎn)爐（富富氧空氣）（SSO2,FeFeeO）粗銅（Cu999%）反射爐精煉電解（電解銅）(2)鉛、鋅的火火法冶金方法法鉛、鋅精礦焙燒（PbS-PbO,ZnS-ZnO）鼓風(fēng)爐C還原（PPbO-Pbb,ZnOO-Zn）(Pb沉淀，Zn揮發(fā))精煉去除雜質(zhì)(3)鉬的火法冶冶金方法鉬精礦焙燒（MooS-MoOO）鋁熱法還原（MooO-Moo）2．有色金屬氧化物礦礦的火法冶金金方法例:(1)錫精礦（SnO2）反射爐C還原(SSnO2Sn)精煉去除雜質(zhì)鈮精礦（Nb2OO5）鋁熱法還原(Nbb2O5Nb)濕法冶金的基本方方法濕法冶金的特點(diǎn)與火法冶金相比，濕濕法冶金有如如下特點(diǎn)1.濕法冶金特別別適于處理低低品位及復(fù)合合礦，金屬綜綜合回收率高高；2.絕大部分濕法法冶金在室溫溫下操作，或或在250℃以下進(jìn)行，比比火法消耗燃燃料低；3.濕法浸取多數(shù)在水水溶液中進(jìn)行行，礦中硅酸酸鹽類脈石不不與大多數(shù)浸浸取劑作用，而而火法中這些些脈石則需要要造渣；4.可自浸取液中直接接獲得純金屬屬。例如:溶液置換,電解或氫還還原5.濕法的規(guī)?？纱罂煽尚?，比較靈靈活，投資較較少，易于上上馬。濕法冶金的缺點(diǎn)有有：①在低溫下進(jìn)行行，過程進(jìn)度度較慢；②浸取液與殘殘?jiān)蛛x較困困難。二、濕法冶金工藝藝過程1、礦石準(zhǔn)備主要是將礦石破碎碎及磨細(xì),便于浸取。有有時(shí),經(jīng)過選礦將將品位提高?；蚪?jīng)過高溫焙燒改改變礦物成份份，以利于浸浸出。例如：：氧化焙燒、還還原焙燒、氯氯化焙燒或硫硫酸化焙燒等等，將金屬礦礦物變成易于于取的氧化物物、金屬、氯氯化物或硫酸酸鹽。2、浸出在一定溫度及壓力力條件下，將將礦粉與溶劑劑攪拌混合，使使礦中的有用用成份轉(zhuǎn)入溶溶液，從而使使金屬與脈石石分離。浸出溶劑通常為水水、鹽水溶液液、氨水、酸酸、堿等。浸浸出溫度為25-250℃，浸出壓力力為常壓至50大氣壓，用用機(jī)械或氣體體攪料浸出數(shù)數(shù)小時(shí)后反應(yīng)應(yīng)已完全。固液分離及凈化浸出操作完畢的礦礦漿，要把浸浸出后的溶液液與殘?jiān)珠_開，通常在沉沉淀池，過濾濾機(jī)等設(shè)備中中進(jìn)行。固液分離后的溶液液中尚含有很很多雜質(zhì)，需需凈化處理，以以便得到純凈凈的溶液，通通常使用化學(xué)學(xué)沉淀、置換換、結(jié)晶、溶溶劑萃取及離離子交換等方方法。4、金屬回收從澄清、凈化后的的溶液中回收收金屬，可得得到純金屬或或金屬化合物物，常用置換換、電解、氫氫還原及化學(xué)學(xué)沉淀等方法法。如果以金屬化合物形式式回收，其后后再經(jīng)金屬熱熱還原或熔鹽鹽電解方法制制成金屬。5、溶劑再生在許多場合下，可可使浸取溶劑劑再生而循環(huán)環(huán)使用，通常常所用的酸、堿堿、鹽等溶劑劑均可再生。在工業(yè)實(shí)踐中，根根據(jù)具體情況況可省略某個(gè)個(gè)步驟，但必必不可少的基基本步驟是：：浸出→溶液凈化→金屬回收。第三節(jié)氯化冶冶金一、氯化冶金的特特點(diǎn)1、氯化冶金為處理理一些低品位位礦石以及復(fù)復(fù)雜難處理的的氧化礦提供供了有力的手手段。2、可使黑色金屬與與有色金屬分分離，不僅回回收了有色金金屬，還使分分離后的黑色色金屬得到利利用。3、提煉一些難熔金金屬，例如：：鈦、鋯、鉭鉭、鈮等。4、也可作為金屬提純純的一種良好好手段。缺點(diǎn)是氯化冶金對對設(shè)備腐蝕嚴(yán)嚴(yán)重。二、氯化冶金原理理氯化冶金過程是利利用氯化劑焙焙燒礦石（或或含金屬的冶冶金產(chǎn)品），根根據(jù)不同的金金屬元素氯化化的順序和生生成的氯化物物的熔點(diǎn)、沸沸點(diǎn)及蒸氣壓壓等性質(zhì)的差差異，以達(dá)到到金屬相互分分離或金屬與與脈石分離，為為進(jìn)一步提取取金屬做準(zhǔn)備備。三、氯化冶金工藝藝1）中溫氯化焙燒：：一般為500℃-550℃，目的在于于得到易溶于于水或弱酸的的金屬氯化物物。2)高溫氯化焙燒：一一般在1000℃以上，目的的是使金屬氯氯化物揮發(fā)，使使之于脈石分分離，同時(shí)根根據(jù)氯化物不不同的蒸氣壓壓及沸點(diǎn)，分分別凝集，得得到不同金屬屬的分離。固體氯化劑：NaaCl、CaCl2MgCll2等；氣體氯化劑：Cll2、HCl等。第四節(jié)微生物冶金金20世紀(jì)50-70年代，細(xì)細(xì)菌浸出硫化化銅礦引起人人們的關(guān)注，由由于浸出時(shí)間間長，人們的的興趣逐漸減減弱。80年代中期，用用氧化亞鐵硫硫桿菌從難選選金礦中提金金獲得高回收收率，微生物物冶金技術(shù)再再度復(fù)蘇。目目前，該技術(shù)術(shù)已得到國家家廣泛應(yīng)用，估估計(jì)用生物回回收技術(shù)提取取金屬的總產(chǎn)產(chǎn)值可達(dá)5億美元。微生物冶金的原理理間接作用基于細(xì)菌生命活動(dòng)動(dòng)中生成的代代謝物作用，即即通過細(xì)菌作作用產(chǎn)生硫酸酸和硫酸鐵，然后通過硫酸或硫酸鐵作為溶劑浸出礦石的有用金屬。例如：氧化亞鐵硫硫桿菌能引起起S氧化成硫酸酸，將硫酸亞亞鐵氧化成硫硫酸鐵，通過過下列反應(yīng)，細(xì)細(xì)菌得到所需需能量。2S+3O2+22H2O→2H2SO44FeSO4+22H2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O然后，F(xiàn)eS2(黃鐵礦礦)+7FFe2(SO4)3+8H2O→15FeSSO4+8H2SO4Cu2S(輝銅礦礦)+Fee2(SO4)3→FeSO4+2CuSSO4+S收集含酸溶液，通通過置換、萃萃取、電解或或離子交換將將各種金屬濃濃縮和沉淀。直接作用某些細(xì)菌對礦石有有直接浸出作作用，即細(xì)菌菌對礦石有直直接氧化能力力，細(xì)菌與礦礦石間通過物物理化學(xué)接觸觸將金屬溶解解出來。二、細(xì)菌浸出的工工業(yè)方法1、堆浸法2、槽浸；3、就地浸出三、細(xì)菌冶金技術(shù)術(shù)在工業(yè)上的的應(yīng)用1、銅據(jù)報(bào)導(dǎo)，美國有119個(gè)難采選銅銅礦采用細(xì)菌菌堆浸或井下下就地浸出提提銅，處理礦礦石量從百萬萬噸到數(shù)億噸噸，所產(chǎn)銅產(chǎn)產(chǎn)量占美國年年產(chǎn)總量的11%以上，總產(chǎn)產(chǎn)值5億美元。智利從低品位銅礦礦中堆浸產(chǎn)出出銅達(dá)30萬噸，占全全國銅產(chǎn)量的的20%。2、金金礦中約有1/55包裹在硫化化物中，這類類金礦稱為難難處理金礦。近年來，細(xì)菌氧化化法處理這類類金礦發(fā)展迅迅速，世界上上至少已有10個(gè)以上正在在生產(chǎn)或籌造造的細(xì)菌氧化化提金廠，南南非有3個(gè)廠，其中中金科（Genconn）公司是世世界上第一個(gè)個(gè)建廠的，1986年投資，金金礦浸出率已已達(dá)98%以上，氧化化時(shí)間3—4天。加拿大有一個(gè)廠，澳澳大利亞有2個(gè)廠，美國國有1個(gè)廠。3、鈾加拿大、法國、美美國都有細(xì)菌菌浸鈾的生產(chǎn)產(chǎn)廠。四、微生物冶金的的發(fā)展前景正在研究的技術(shù)：：1、細(xì)菌浸錳；2、高磷鉻礦微生物物脫P(yáng)；3、煤炭脫S；4、硫化鋅的浸出；；5、含氰廢水的微生生物處理；6、廢水脫砷；7、微生物處理含重重金屬的廢水水；8、基因技術(shù)改造微生生物。9、從廢渣、廢礦等等廢棄物中提提取有用金屬屬元素。第三章共生礦中中有價(jià)元素的的分離與提取取我國資源綜合利用用概況我國已開發(fā)利用的的139個(gè)礦種中，87種礦產(chǎn)來源源于共生礦產(chǎn)產(chǎn)，占總數(shù)的的62.6%。目前，全國共生礦礦綜合開發(fā)利利用占總數(shù)1/3，綜合利用用率僅20%，我國已建建在六大共生生礦資源綜合合利用基地。1、攀枝花鋼鈦磁鐵鐵礦：年產(chǎn)釩釩渣11萬t，V2O50.2萬t，鈦渣礦10萬t，鈦白0.4萬t；2、包頭白云鄂博稀稀土鈮共生鐵鐵礦：年產(chǎn)混混合稀土1.4萬t，混合稀土土金屬7000tt，單一稀土土氧化物1000tt，稀土硅錠1萬t，以及單一一稀土金屬、稀稀土永磁鐵塊塊、稀土儲(chǔ)氫氫合金數(shù)百tt；3、金川鎳銅多金屬屬共生礦：年年產(chǎn)鎳4萬t，銅2萬t，硫酸40萬t，綜合回收收鈷、金、鉑鉑等14種有價(jià)元素素；4、遼寧硼鎂鈦礦：：尚未開發(fā)利利用；5、湖南柿竹園多金金屬共生礦：：Pb、Zn、Bi、Sb、Cu等稀散金金屬；6、廣西大廠多金屬屬錫礦：錮、鎘鎘、鎵、鍺、鈧鈧、鉑等。第二節(jié)釩鈦磁磁鐵礦中釩鈦鈦的提取一、釩的提取1、釩的資源和用途途釩儲(chǔ)量最大的為釩釩鈦磁鐵礦，世世界上70%的釩來自釩釩鈦磁鐵礦，釩釩鈦磁鐵的儲(chǔ)儲(chǔ)量排序：前前蘇聯(lián)→南非→中國→美國。釩：90%用于鋼鐵工工業(yè)，5%用于化學(xué)化化工，5%用于有色金金屬合金工業(yè)業(yè)；低C微合金化高強(qiáng)度鋼鋼：加0.05--0.10%%V，主要形成成碳化釩（V4C3）、氮化釩釩質(zhì)點(diǎn)，鋼受受到了彌散強(qiáng)強(qiáng)化，抑制奧奧氏體晶體長長大，細(xì)化晶晶粒，提高強(qiáng)強(qiáng)度和韌性。我國主要的含V鐵鐵礦資源地區(qū)礦石類型原礦品位V2O55%精礦成份礦石儲(chǔ)量(億t))V2O5含量(萬t)TFeV2O5TiO2攀枝花釩鈦磁鐵礦51-5510-1596.6417.86承德釩鈦磁鐵礦56-610.786-82.457.89馬鞍山含釩鐵礦0.256-6214.362、釩的提取(1)南非南非有兩個(gè)生產(chǎn)釩釩的大公司。1)南非海威爾德鋼釩釩公司世界釩工業(yè)最大的的生產(chǎn)廠家，使用布什維爾地區(qū)釩鐵磁鐵礦，原礦成份：TFeV2O5TiO256%1..5-1.99%13%%采用如下工藝流程程：鐵礦石回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原（1100℃，還原率45％）電弧爐煉鐵（60t）搖包提鐵礦石回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原（1100℃，還原率45％）電弧爐煉鐵（60t）搖包提釩（60t頂吹氧，30rpm偏心轉(zhuǎn)動(dòng)）半鋼進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼釩渣煤、石灰石、白云石、硅石→搖包提釩工藝：70t鐵水70t鐵水頂吹氧50分鐘（0.18MPa，30m3/min）停氧空搖8分鐘出鋼口放出半鋼，爐口倒出釩渣吹氧過程加生鐵和和鐵礦石做冷冷卻劑，過程程溫度1180--1370℃℃，終點(diǎn)溫度度<13700℃。碳釩選擇性氧化（釩氧氧化，碳少量量氧化）。2[C]+O2==2CO⑴4/3[V]+OO2=2/3((V2O3)⑵4/3[V]+2CO=22/3(V22O3)+2[[C](3)＝0，T=T轉(zhuǎn)，熔池T>T轉(zhuǎn),[CC]氧化熔池T<T轉(zhuǎn),[VV]氧化表搖包提釩鐵水、半半鋼成份（％％）CSiMnPSVTiV氧化率鐵水3.950.240.220.080.0371.100.22半鋼3.170.010.090.090.040.070.1193.6表搖包提釩釩渣成份份（％）V2O5FeOSiO2Al2O3CaOMgOMFe釩渣27.822.417.33.50.50.3<52）南非德蘭士瓦合金金有限公司礦石磨細(xì)、造球←礦石磨細(xì)、造球←硫酸鈉回轉(zhuǎn)窯（1270℃，60-110分鐘，釩分解率92％）水浸出釩酸銨沉淀←硫酸銨離心分離，濾餅（偏釩酸銨）氧化氣氛回轉(zhuǎn)窯分解V2O5熔化爐熔鑄V2O5片⑵前蘇聯(lián)釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量非非常豐富，占占全蘇鐵礦石石10％礦區(qū)V2O5TFeTiO2SiO2Cr2O3庫辛礦原礦0.6848-4913-146-7.50.65精礦62-644-5烏拉爾礦（原礦）0.5542-434-4.513-140.13下塔吉爾鋼廠提釩釩流程：高爐→含釩鐵水→→頂吹氧轉(zhuǎn)爐爐→半鋼轉(zhuǎn)爐煉煉鋼+釩渣庫辛礦高爐鐵水CSiMnVTi4-4.5轉(zhuǎn)爐提釩：吹氧88分鐘，中間間加入5-8％氧化鐵皮皮冷卻，控制制溫度<13380℃。半鋼CVV氧化率<0.04>90%釩渣V2O5SiO2MnOTFe16-2512-1626-32⑶中國1）攀枝花鋼鐵公司高爐冶煉釩鐵磁鐵鐵礦，高爐中中生產(chǎn)Ti（C、N），渣非常常粘稠，渣鐵鐵不易分離，在在高爐爐缸部部位吹入氧化化性氣體（空空氣），生成成TiO2，渣鐵分離離。鐵水成份CSiMnPSVTi4.30.140.240.040.050.320.15提釩方法：<1>原工藝（霧霧化提釩）缺點(diǎn)：過氧化，溫溫度損失大，鐵鐵損大，釩渣渣含金屬鐵球球多<2>現(xiàn)工藝（頂頂吹氧轉(zhuǎn)爐，120t×2）1995年投產(chǎn)，吹吹氧5-8分鐘，倒出出鋼和釩渣，分分離出釩渣后后半鋼轉(zhuǎn)爐吹吹煉。提釩加轉(zhuǎn)爐粉塵球球團(tuán)冷卻提釩工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)指標(biāo)對比鐵水成份半鋼成份CVCV攀鋼轉(zhuǎn)爐4.40.323-3.8攀鋼霧化4.40.3230.074下塔吉爾轉(zhuǎn)爐4.50.43<0.04T終V氧化率%攀鋼轉(zhuǎn)爐1377（13550-14331）℃88.2攀鋼霧化1350℃82.4下塔吉爾轉(zhuǎn)爐1340-14110℃>90釩渣V2O5CaOSiO2TFeMFe攀鋼轉(zhuǎn)爐19.461.4817.15340.35攀鋼霧化20.70.229.3394.1下塔吉爾轉(zhuǎn)爐16-2512-1626-322)承德30t頂吹氧轉(zhuǎn)爐爐提釩后扒出出釩渣，繼續(xù)續(xù)吹氧煉鋼..3)馬鞍山TFeV2O5P含釩鐵礦原礦（%）320.20.96含釩鐵礦精礦（%）560.3鐵水成分（%）CSiMnPVTi(中P高Si鐵水)40.60.2<0.05馬鋼曾用空氣側(cè)吹吹轉(zhuǎn)爐和氧氣氣底吹轉(zhuǎn)爐提提釩氧氣底吹轉(zhuǎn)爐提釩釩的釩渣V2O5～10SiO2>300Tfe30⑷釩渣提釩釩渣→去除金屬鐵鐵→加Na2CO3或Na2SO4混合磨細(xì)→回轉(zhuǎn)窯氧化化鈉化熔燒①氧化熔燒：4FeeO?V2O3+5O2=2Fe2O3+4V2O5②鈉化熔燒：Na2CCO3+V2O5=Na2O?V2O5+CO2③熱水浸出可溶性釩釩酸鈉后，再再用銨鹽沉淀淀3Na2O?V22O5+2H2SO4+(NH4)2SO4＝(NH4)2V6O17↓+3Na2SO4+H2O④鍛燒：(NH4))2V6O17＝3V2O5+2NH2↑+H2O↑二、鈦的提取1.鈦的資源和用用途1)我國鈦資源攀枝花：釩鈦磁鐵鐵礦，工業(yè)儲(chǔ)儲(chǔ)量TiO23.8億噸(攀鋼高爐渣渣含TiO216％，尚未利利用)。海濱沙礦：工業(yè)儲(chǔ)儲(chǔ)量TiO22500萬噸2)用途：90％生產(chǎn)鈦白，用于于生產(chǎn)涂料、造造紙、塑料、橡橡膠、油墨、化化纖5％生產(chǎn)金屬鈦，用用于航空、航航天5％生產(chǎn)TiC，合合金添加劑（鋼鋼的微合金化化）鈦的提取生產(chǎn)鈦白、金屬鈦鈦的原料為：：天然金紅石石（資源很少少）和人造金金紅石（富鈦鈦料）。富鈦料的生產(chǎn)方法法有4種。⑴電爐法經(jīng)選礦得到鈦鐵精精礦：TiO246-58％，TFe25-335％例如攀枝花鈦鐵精精礦：TiO247.48％，TFe30.883％電爐法電耗大(33200-33700度/t鈦渣)，是目前最最成熟、最重重要的工業(yè)方方法。⑵選擇性氯化法優(yōu)點(diǎn)：回收鈦、鐵鐵,氯氣循環(huán)環(huán)利用缺點(diǎn)：設(shè)備腐蝕、管管道堵塞⑶鹽酸酸浸法（4）銹蝕法3.海綿鈦的生產(chǎn)（1）鎂還原法（2）鈉還原法4．鈦白的生產(chǎn)（1）硫酸法高鈦渣↓（硫酸鈦）硫酸酸→酸解FeTiOO3+2HH2SO4=TiiOSO4+FeSSO4+2H2O↓Fe22O3+3HH2SO4=Fee2(SO4)3+3HH2O析出硫酸亞鐵（FFeSO4?7H2O）←靜置析出晶晶體←鐵屑--通過加鐵屑FFe3+還原或Fe2+生成↓硫酸亞鐵結(jié)晶而除除去Fe過濾濃縮↓水解←除鐵后，加水和晶晶種水解沉淀淀偏鈦酸↓TiOSSO4+2HH2O=H2TiO3↓+H2SO4煅燒↓鈦白缺點(diǎn)：產(chǎn)生大量廢廢酸，造成環(huán)環(huán)境污染（2）氯化法天然金紅石，人造造金紅石石油油焦↘↙氯化←Cl2↓粗TiCl4↓精制，純TiCll4↓O2→氧化TiCl4+O2=TiiO2+2CCl2↙↘鈦白Cl2返回利用美國杜邦公司用此此法，氯化法法鈦白在美國國占85%，世界占40%，中國未成成功而用硫酸法。另另有一家加拿拿大公司掌握握氯化法技術(shù)術(shù)。共生鐵礦中鈮和稀稀土的提取一、鈮的提取1、鈮資源世界鈮儲(chǔ)量19555萬噸（Nb2O5，不包括中中國、前蘇聯(lián)聯(lián)的低品位鈮鈮礦）前三位：國名儲(chǔ)量（萬噸Nb2O5）原礦Nb2O5%比例巴西13994.72..65771.2扎伊爾1901.179.7加拿大16000..408..2含鈮礦物130多多種，最重要要2種：鈮鉭鐵礦礦(Fe,Mnn)O(Nbb,Ta)22O5燒綠石NaCaNNb2O6中國鈮資源90%%在包頭白云云鄂博共生鐵鐵礦中，78.7萬噸Nb2O5，原礦Nb2O50..065-00.16%，鈮與鐵礦礦共生，晶粒粒很小，分散散度大，難以以選礦密集。2、鈮用途85%用于鋼的合合金添加劑{其中70%用于低合金金高溫度鋼（Nb，0.0155-0.055%）}，其他有超導(dǎo)材料、電電子材料（鈮鈮電容器），光光學(xué)玻璃3、國外主要提鈮方方法巴西提鈮方法燒綠石礦石（Nb22O52.665%）↓（粉碎、磁選、浮浮選）鈮精礦（Nb2OO565%）鋁熱還原法↙↘溶劑提取法法鈮鐵氧化鈮（Nb2OO599..1%）（Nb，63%）↓鋁熱還原粗金屬鈮（Nb97%）↓電子束熔煉金屬鈮（Nb99.9%%）4、包頭共生鐵礦中鈮鈮的提取方法法白云鄂博礦TFFeRxOyNb2O5P2O5F30-45%%＞5%~0.1%%~15-881）從平爐渣中回收鈮鈮（高→轉(zhuǎn)→電→電流程）高爐→平爐→平爐渣→高爐→側(cè)吹轉(zhuǎn)爐→電爐→電爐Nb2O50..7%Nb~~0.8%Nb2O54-6%%渣鐵分離去磷磷Nb-Fee產(chǎn)品：低級鈮鐵NNb10-116%Mn400-60%2）從中貧礦冶煉鐵水水中回收鈮稀土渣中貧鐵礦原礦→高高爐＜半鋼鐵水Nb0.22%→底吹轉(zhuǎn)爐＜鈮渣→電弧爐(NNb2O55-7%%)Nb-FFe(Nb100-13%))3）從高爐鐵水中回收收鈮（底吹連連續(xù)分段脫硅硅提鈮）低頻感應(yīng)爐熔化包包頭高爐鐵水（Nb0..1%,Si0..4%）→第一段脫Sii保Nb(Sii0.4↓↓0.15%%)→第二段提Nbb（鈮渣Nb2O510%）硅鈮選擇性氧化原原理[Si]+OO2=(SSiO2)2[Nb]+5/2OO2=（Nb2O5）（Nb2O5）+5/2[[Si]==2[Nbb]+55/2（SiO2）碳鈮選擇性氧化原原理4/5[Nb]]+O22=2//5（Nb2O5）(1))2[C]+O2=2CCO((2)2/5（Nb2OO5）+2[CC]=44/5[NNb]+2CO(33)控制提Nb爐內(nèi)溫溫度<碳鈮轉(zhuǎn)化溫溫度（<1400℃），抑制碳氧氧化。4)選冶流程原礦↓弱磁選↙↘鐵精礦尾礦↓↓高爐強(qiáng)磁選↑↙↘←←鐵精礦尾礦↓浮選↙↘富鈮精礦←浮選←←尾礦稀土精精礦（Nb2O51%）二、稀土的提取取1稀土元素原子序數(shù)57---71的15個(gè)鑭系元素+Sc（鈧）和Y（釔）共17個(gè)元素。釓之前7個(gè)元素（包包括鑭、鈰）稱稱為輕稀土元元素或鈰組元元素；釓和釓之后的元素素（包括釓）稱稱為重稀土元元素或釔組元素。2稀土資源稀土礦物250種種以上，具有有工業(yè)價(jià)值的的約50-60種，最有開開采價(jià)值10種，最重要的稀土礦物物：（Ce，La）FCO3氟碳鈰鑭礦礦CePO4·TTh3（PO4）4獨(dú)居石磷釔礦是釔和重稀土的的重要資源我國稀土工業(yè)儲(chǔ)量量1557萬噸，是國國外儲(chǔ)量的2.2倍，國外主主要在美國、印印度、巴西、澳澳大利亞、前前蘇聯(lián)，工業(yè)業(yè)儲(chǔ)量共901.111萬噸包頭白云鄂博共生生礦稀土工業(yè)儲(chǔ)量14444.755萬噸（REO），占全國國總儲(chǔ)量80%以上，主要要是輕稀土（鈰鈰組），包頭頭鐵礦中含稀稀土氧化物5.41—5.18%。江西稀土資源離子吸附型稀土礦礦，主要是重重稀土（釔組）原礦品位0.0088-0..2%，但不用選選礦，可直接接浸出得稀土土氧化物3稀土的用途（1）冶金工業(yè)中應(yīng)用用①鑄鐵----生產(chǎn)產(chǎn)球墨和蠕墨墨鑄鐵②鋼中硫氧化物的形形態(tài)控制，RE2O2S，[S]＜0.001%加稀土，%RE/%S＞3③有色合金（2）新材料-----鐵硼等磁性性材料，LaNi5儲(chǔ)氫材料，鎳鎳-氫電池，超超導(dǎo)材料（3）石油化工-----合成氨，石石油裂化的催催化劑，合成成橡膠，油漆漆，顏料（4）玻璃陶瓷4稀土的采選（1）包頭礦原礦磨細(xì)（-2000＞95%）↓弱磁選↙↘再磨稀土螢石浮選選↓泡沫↙↘磁選或浮選分分離強(qiáng)磁選↓↙↘↙↘鐵精礦稀土精礦礦螢石精礦浮選尾礦品位65%品位661%品位86%↓鐵精礦（2）江西礦原礦↓7%NaCl或→淋洗（或池池浸）1~2%(NH44)2SO4↙↙↘尾渣澄清液（或浸出液液）↓沉淀←飽和NH4HCO3↓過濾↙↘濾餅濾液↓↓110℃水洗烘干干再生↓↓850℃焙燒清液液←NaCl或↓↓(NH4)22SO4RExOy＞922%返回淋洗以上兩類稀土精礦礦的化學(xué)成分分RExOyFeeThOOP2O5SiO2FCaBaMMn包頭稀土精礦6604..80..18-0..25--60..5-1.557.24-50.940.122江西龍南礦≥9920.005＜0.04770.001--------3.1110.01880.0015稀土的提取方法「①氯化稀土→熔鹽鹽電解制取稀稀土合金（混混合或單一）∣②氟化稀土「→→鈣熱法生產(chǎn)產(chǎn)稀土金屬稀土精礦→→中間間合金法生產(chǎn)產(chǎn)稀土金屬∣③稀土氧化法→鑭鑭、鈰還原法法生產(chǎn)稀土合合金∣④堿分解→溶劑萃取取、離子交換換、選擇性氧氧化還原∣→單一稀土化合物⑤稀土精礦或富渣→→硅鐵還原法法生產(chǎn)稀土硅硅鐵合金→配入其他金屬（如如鎂）生產(chǎn)多多元復(fù)合稀土合金從氟碳鈰鑭礦提取取氯化稀土包頭稀土精礦主要要有氟碳鈰鑭鑭礦和獨(dú)居石石組成①低溫硫酸法濃硫酸↓Ｎa2SSO4↓稀土精礦→硫硫酸焙燒→水浸出→復(fù)鹽沉淀→過濾→回轉(zhuǎn)窯300-4400℃可溶性稀土土硫酸鹽NaOH↓HCll↓堿轉(zhuǎn)化→RE(OOH)3濾餅→優(yōu)先溶解→過濾，RECl3溶液→RECl3「萃取、離子交換提提取單一稀土土化合物→蒸發(fā)濃縮得RECCl3?nH2O→干燥真空脫脫水→天水氯化稀稀土→熔鹽電解氯化稀土硫酸焙燒：2RREFCO3+3HH2SO4=RE2(SO4)3+3HF+2COO2↑+2H2O2REPPO4+3HH2SO4=RE2(SO4)3+2H3PO4水浸出后復(fù)鹽沉淀淀：xRE2(SO4)3+yＮa2SO4+zHH2O=xxRE2(SO4)3?yＮa2SO4?zH2O堿轉(zhuǎn)化：RE22(SO4)3?Ｎa2SO4?2H2O+66NaOHH=2RE(OH)3↓+4Ｎa2SO4+2H2O②高溫氯化法稀土精礦CCl2↓廢氣＞→混料制團(tuán)→氯氯化→殘?jiān)咎挤?0000℃無水氯化稀土→熔鹽電解還原劑、粘結(jié)劑氯化反應(yīng):RE2O3+3CC+3Cll2=2RRECl3+3CCO無水稀土氟化物的制制備①RE2O3+6HFF(g)=RREF3+3HH2O550--5755℃，在Ni或Cu-Ni合金管中進(jìn)進(jìn)行②RE2O3+6NHH4HF2=2REF3+6NNH4F+33H2O200--3000℃生成REF3，剩余NH4HF2、NH4F在450℃加熱除去（3）堿分解稀土精礦礦用NaOH溶液分解解氟碳鈰鑭礦礦或獨(dú)居石，原原理和流程如如下①堿分解：REFCO3+33NaOH=RE(OH)3+NaaF+NNa2CO31400℃溶解REPO4+3NNaOH==RE(OH)3+Naa2PO3沉淀②加HCl優(yōu)溶：RRE(OH)3+3HHCl=RECl3+3H2O濃縮結(jié)晶工藝流程稀土精礦↓堿分解NaOHH55--60%↓水洗過濾↓沉淀物RE(OHH)3加HCl溶解↓↓↓RECl3溶液RECl33溶液↓↓濃縮結(jié)晶萃取法或或離子交換↓↓RECl3產(chǎn)品品制取單一稀稀土化合物（4）稀土氧化物制取取堿分解稀土精礦→→RE(OOH)3→600～700℃煅燒→稀土氧化物物6.稀土金屬的的生產(chǎn)（1）熔鹽電解法生產(chǎn)產(chǎn)稀土金屬無水氯化稀土與溶溶劑（KCl或KCl+NNaCl）組成熔體體，電解溫度900℃℃,在電解槽中中電解直流電電場下:陰極（鉬）RE3+++3e=RRE（混合稀土土金屬：鑭、鈰鈰）陽極（石墨）2CCl-=Cl2+2e（2）金屬熱還原法生生產(chǎn)稀土金屬屬=1\*GB3①稀土氟化物的鈣還還原法REF3在感應(yīng)應(yīng)爐或電阻爐爐(真空或惰性性氣氛),14000-1600℃,加Ca2REF3+3CCa=2REE+3CaFF2=2\*GB3②稀土氧化物的Laa、Ce還原法例：Sm2O3+2Laa=2Sm+La2O3(氧化釤被鑭鑭還原)Sm2O3+2Ce=2Smm+Ce2O3(氧化釤被鈰鈰還原)真空下Sm沸點(diǎn)點(diǎn)低，蒸汽壓壓遠(yuǎn)大于La、Ce，1250℃Sm蒸發(fā)出來，冷冷凝收集。=3\*GB3③中間合金法制取稀稀土金屬氟化稀土+Caa、Mg、CaCl2→Y-Mg合金→真空蒸餾去Mg→Y950℃鈦、鈮坩坩堝CaCCl2+CaF2成渣主要用于制取熔點(diǎn)點(diǎn)高的釔、鉺鉺、鈥镥、鏑等重重稀土金屬。7.稀土硅鐵鐵（硅鎂）合金金添加劑的生生產(chǎn)（1）電爐硅熱還原法法稀土富渣（或稀土土精礦）+石灰→電弧爐1300--1350℃，加硅鐵還原原→稀土硅鐵（含混合合稀土Ce、La20--40%，Si400%）↓稀土硅鐵重熔配MMg生產(chǎn)稀土硅硅鎂合金（2）碳化鈣硅還原法法釔鉬重稀土精礦＋石灰灰、硅石、螢螢石→電弧爐1600--1800℃（CaC2＋硅鐵還原）→稀土硅合金（含稀稀土20-400、Si33--45、Fe20--30%）第三節(jié)有色金屬屬共生礦的綜綜合利用金川鎳銅復(fù)合礦資資源金川Ni儲(chǔ)量僅次次于加拿大國國際鎳公司薩特伯伯利礦居世界界第二位金川Ni儲(chǔ)量548.6萬噸，Cu儲(chǔ)量347.3萬噸，伴生元素釔、鉑、鈀鈀、金、銀、鋨鋨、釕、鐒、銥等18種有價(jià)元素素。露天礦原礦Ni0.5%%Cu0.23％含Ni礦物：（Ni,FFe）2Ｓ4地下礦原礦Ni1.811%Cu0.96%選礦后鎳精礦成份NNiCCuCoFFeSSSiiO2MgOOCaOOAl22O3地下礦5-62.5-330.12231--32251281..511.0露天礦3.4-44１.5-20.100191020211.51.55金川礦鎳銅的分離離與提取工藝流程鎳精礦電爐熔煉渣低冰鎳（Ni110-12%%，Cu6--7,Co0.3,FFe50--52,S24）由風(fēng)口鼓入空氣→→臥式轉(zhuǎn)爐(高冰鎳Ni+CCu75%%,S220%)煙氣（SO2）高冰鎳轉(zhuǎn)爐渣(Co0..5-1%))破碎、磁選、浮選選電爐貧化化(Co1..6%)→提鈷銅鎳合金硫化化鎳精礦硫化化銅精礦二次硫化冶煉熔化化（反射爐）熔熔煉（反射爐爐）二次合金硫化鎳硫硫化銅電解電電解（陽極Ni688,Cu6，S22）（粗銅,Cu997.1，做陽極）提取貴金屬電解鎳鎳電解銅(金、鉑、釔、銠、銥)2.電爐熔煉反應(yīng)熱分解(10000℃以上)FFe7S8=7FeSS+S22CuFeSS2=2FeSS+Cu2S+S23(Ni,,Fe)S=3FeSS+NiS++S2造渣10FFe2O3+FeS==7Fe3O4+SO233Fe3O4+FeS++5SiO22=5(2FFeO.SiO2)+SOO222FeO+SSiO2=2FeOO.SiO22CCaO+SiiO2=CaO..SiO2MgO+SiO22=MgO..SiO2脫硫率15-220%得低冰冰鎳3.臥式轉(zhuǎn)爐吹吹煉反應(yīng)(12000-12550℃)FeS+OO2=FeO++SO2Cu2S+O2=Cu2O+SO2Cu2O+FeSS=Cu2S+FeONiS+OO2=NiO++SO2NiO+FeSS=NiiS+FeO2Cu2O+Cu2S=6Cu+SSO24Cu+Ni3S2=3Ni+2Cu2S造渣2FFeO+SiiO2=2FeOO.SiO224.高冰鎳選礦礦分離保溫鐵模內(nèi)緩冷三三天（Cu2S,Nii3S2晶粒充分長長大）破碎，球磨磁選出銅鎳合金浮選分離Cu2SS和Ni3S25.電解陽極反應(yīng)：Ni33S2－6e=3NNi2++2S0陰極反應(yīng)：Ni22++2e==Ni第四節(jié)硼鐵礦綜綜合利用研究究硼鐵礦資源遼寧東部地區(qū)硼鐵鐵礦，鐵儲(chǔ)量量僅１億噸，ＢＢ2O3儲(chǔ)量2500萬噸,占我國60%%全國Ｂ2O3儲(chǔ)量量3900萬噸,青海29.6%%,西藏3.9%．世界硼資源排序：：美國、前蘇蘇聯(lián)、土耳其其、中國硼用于冶金、化工工、輕工、醫(yī)醫(yī)藥、電子硼加入鋼中可提高高淬透性硼鐵礦主要礦物：：磁鐵礦、硼硼鎂石、硼鎂鎂鐵礦原礦成分TFFeB2O5MMgOSSiO2CaOOS25-326-111244-2714-1660.55-200.7-1..4二、選礦原礦破碎磨細(xì)磁選細(xì)磨磁選鐵精礦浮選（品位62-666%）捕收劑精選硼精礦中礦尾尾礦（B2O321-227%）選礦為實(shí)驗(yàn)室結(jié)果果，工業(yè)上未未解決細(xì)磨和和脫水技術(shù)，尚尚未在工業(yè)上上實(shí)施。三、硼鐵礦火法分分離1．高爐冶煉原礦（TFee35-337%,BB2O57.5%%）加入小高爐,焦比1.8t//t鐵(B2O3)++3C=2[[B]+33CO(FeO)+C==Fe+COO3(FeO)+22[B]=(BB2O3)+3Fee硼14%進(jìn)入鐵,85%進(jìn)入渣鐵水中B～1%%,渣中B2O5～12%直接還原－電爐熔熔分硼鐵礦煤破碎磨礦（0.55-20mmm）破碎篩分（0.5-220mm）回轉(zhuǎn)窯直接還原電爐熔化分離含硼鐵或半鋼硼渣渣（B2O520%）化工提硼電爐冶煉硼鐵硼鐵原礦→電弧爐碳還還原→硼渣（B2O512-155%）第五節(jié)紅土礦中中鉻、鎳、鐵鐵的分離與提提取世界上蘊(yùn)藏著豐富富的紅土礦，總總儲(chǔ)量約200億噸，紅土土礦的化學(xué)成成分：Ni+CoFeCr2O3SiiO2All2O3MggOCCaO1.0400-485.122100-173-533-51.5--3希臘、阿爾巴尼亞亞、古巴等國國的儲(chǔ)量都較較多，我國攀攀西地區(qū)也有有紅土礦。紅土礦中含有Nii、Cr、Co和較高的Fe，具有很大大的綜合利用用價(jià)值，但也也由于分離提提取工藝比較較復(fù)雜，目前前紅土礦尚未未很好利用。德德國、瑞典、希希臘、美國、前前蘇聯(lián)都進(jìn)行行許多研究工工作。我國70年代援建阿阿爾巴尼亞愛愛爾巴桑冶金金廠，對紅土土礦的綜合利利用作了大量量研究工作，最最終建成了該該廠。一、紅土礦中鎳、鉻鉻、鐵的分離離與提?。ㄒ唬┗鸱ㄒ苯穑?）電爐流程原礦破碎、干燥篩篩分↓回轉(zhuǎn)窯還原焙燒9880-10000℃脫結(jié)晶水，預(yù)預(yù)還原↓電爐還原↙↘14--17%（Ni+Co）Fe-NNi合金鐵渣FeO42--445%CCr2O33--33.7%↓↓轉(zhuǎn)爐吹煉→鐵渣→→電爐碳還原原↓↗↓25--30%（Ni+Co）Fe-NNi合金↗鐵水↓↗↓轉(zhuǎn)爐吹煉→鐵渣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼↓Fe-Ni90%（Ni+Co）↓NiCl2液電解解←HCll↙↘金屬Ni含Co電解液→Co(OOH)3→煅燒→氧化鈷↑NaOH（2）高爐流程氨浸法提Ni、CCo→浸出渣燒結(jié)→高爐→搖包爐脫Cr→轉(zhuǎn)爐煉鋼（二）濕法冶金↗浸出渣燒結(jié)→高爐爐煉鐵回轉(zhuǎn)窯還原焙燒→→焙砂氨浸→Ni、Co進(jìn)入溶液液↘通入H2先還原Ni←硫酸酸銨溶液溶解解結(jié)晶物←蒸去NH3↓過濾后再還原Coo↙↘NiCo還原焙燒常壓氨浸浸工藝（1）還原焙燒砂在NHH3—CO2—H2O溶液中通空空氣（2）在113-120℃℃時(shí)蒸銨，生成堿堿式碳酸Ni沉淀（3）然后用三種方法法提取Ni①回轉(zhuǎn)窯煅燒成NiiO②硫酸溶解，電解提提Ni③硫酸銨溶解,H22還原得到Ni粉（三）鐵水脫鉻上述阿爾巴尼亞紅紅土礦經(jīng)氨浸浸提取鎳鈷后后的鐵精礦，經(jīng)經(jīng)燒結(jié)，30M3高爐煉鐵，得到生生鐵成份如下下：CSiMnPSCrNi這種鐵水含Cr很很高，如直接接用轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼，爐渣粘稠稠，脫S、P非常困難。因因而采用高爐→搖包脫Cr→氧氣頂吹轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼流程程。鐵水脫Cr是在搖搖包爐中進(jìn)行行，搖包爐實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)公稱容容量1.5噸，高1575mmm，外徑1164mmm，熔池深度300-4400mm，用高鋁磚磚砌爐襯。頂頂部用喉口直直徑10mm，出口直徑13mm的拉瓦爾水水冷氧槍供氧氧。采用多段“吹氧——空搖”工藝，用富富鐵礦做冷卻卻劑進(jìn)行鐵水水脫鉻試驗(yàn)，取取得了滿意的的結(jié)果。在北京科技大學(xué)1100Kg熱模擬試驗(yàn)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)進(jìn)行1.5噸的半工業(yè)業(yè)試驗(yàn)，搖包包吹煉工藝要要點(diǎn)：①兌鐵水；鐵水溫度度應(yīng)≥1250℃，②點(diǎn)火：鐵水兌入后后，立即以54轉(zhuǎn)/分搖動(dòng)，并并吹氧點(diǎn)火，③一吹：Si、Mnn、Fe氧化，溫度度升高到1350℃開始加入礦礦石，當(dāng)溫度度升到1380--1420℃，由于碳開開始氧化火焰焰明亮，后停停氧。④一搖：空搖，陸續(xù)續(xù)加礦石，空空搖10分左右，當(dāng)當(dāng)溫度降到1350℃停止空搖，⑤二吹：溫度13550℃左右開吹，2-3分鐘可達(dá)1380--1400℃，停氧。⑥二搖：利用渣中高高的FeO，進(jìn)一步降降低鐵水中Cr，空搖3分鐘，終點(diǎn)點(diǎn)溫度控制在在1380--1400℃。⑦兌半鋼和倒渣：先先倒出半鋼，后后倒Cr渣，如渣太太粘，后期可加加砂和螢石。半鋼鐵水含Cr0.3%，C3.554%，平均脫Cr率91.9%，脫C率24.6%，半鋼溫度1380℃。（半鋼成成分C3.115-3.552Crr0.188-0.455Si0.10S0..042P0.11）鐵水脫鉻的原理是是：選擇性氧氧化，即脫鉻鉻保碳，即用用氧氣吹煉在在搖包內(nèi)于碳碳焰上來之前前將鉻氧化入入渣。如溫度度過高，則必必須向熔池加加冷卻劑（礦礦石），以便便得碳不被氧氧化或少被氧氧化。脫鉻后后的半鋼必須須含有較高碳碳，才能在煉煉鋼時(shí)保持充充足的熱源?？捎梅此闱蟮肅rr2O3活度系數(shù)（即即假定碳焰上上升為轉(zhuǎn)化點(diǎn)點(diǎn)，△G=0），在將帶入入反應(yīng)方程式式計(jì)算轉(zhuǎn)化溫溫度，以控制制合適的脫鉻鉻溫度，一般般不大于1400℃。轉(zhuǎn)化溫度度計(jì)算方法如如下：4/3[Cr]+2CO=2/33(Cr2O3)+2[[C]△G0=1199300+775.95TT假定△G=0，PCO==1大氣壓，將將渣和鐵水成成分代入上式式，利用eij算出轉(zhuǎn)化溫溫度（平均值值為1.4×110-6）。計(jì)算算結(jié)果可得出出如下結(jié)論：：①轉(zhuǎn)化溫度隨鐵水和和爐渣成分而而變，②鐵水C一定時(shí)，余[Crr]越低，轉(zhuǎn)化化溫度越低。③如要求脫Cr率較較高，溫度也也較高，則只只能多氧化一一部分[C]，④熔池溫度一般不宜宜超過1400℃，根據(jù)以上結(jié)論，控控制吹煉操作作應(yīng)注意兩點(diǎn)點(diǎn)：①根據(jù)估算的轉(zhuǎn)化溫溫度，吹煉過過程控制溫度度不得超過，②根據(jù)估算的轉(zhuǎn)化溫溫度，計(jì)算需需用的冷卻劑劑（礦石）加加入量。氧化鎳礦中提Nii→電爐還原→Ni鐵鐵氧化鎳礦→→鼓風(fēng)風(fēng)爐還原硫化化熔煉→回轉(zhuǎn)窯直接還原→→含Ni粒鐵（Ni+Coo20--28%）→高爐還原熔煉→鎳磷鐵鼓風(fēng)爐還原硫化工工藝含氧化鎳Ni礦石↓制團(tuán)或燒結(jié)↓硫化劑（石膏CaaSO4）→鼓風(fēng)爐熔煉煉←焦炭，石灰灰石↓低冰NiNii15-118,FFe60--63,S16--20↓轉(zhuǎn)爐吹煉↓高冰NiNii78-779,FFe0.22-0.3S177-19↓焙燒NNiO含S0..4-0.66%↓電爐C還原粗Ni第四章冶金二次次資源的回收收和利用冶金二次資源鋼鐵工業(yè)二次資源源采礦、煉鐵、煉鋼鋼、軋鋼生產(chǎn)產(chǎn)過程中形成成的廢料。如如：廢鋼鐵、切切頭、切尾、車車屑報(bào)廢的機(jī)器、設(shè)備備、零件生活廢棄物冶煉爐渣、粉塵、氧氧化鐵皮二、有色金屬二次次資源1．廢雜有有色金屬1）銅及合金原料。如如：電線、含含銅零件2）鋁及合金廢料。如如：電線、民民用器皿、易易拉罐3）鉛及合金廢料。如如：蓄電池、耐耐酸容器、廢廢軸承4）鋅及合金廢料。如如：廢干電池池5）錫廢料。如：廢罐罐頭盒（白口口鐵）。6）鎳及及合金廢料：：如：電熱合合金7）鎢、鈷廢料。如如：硬質(zhì)合金金（WC、Co）、模具、刀刀具2．含有色金屬的工工業(yè)廢渣1）火法冶金廢渣、冶冶煉粉塵:常含有較高高的有色金屬屬2）濕法冶金浸出渣渣：如濕法煉煉鋅浸出渣含含F(xiàn)e500-60%3）電解加工陽極泥泥:通常含有多多種有色金屬屬元素4）廢催化劑：石油油、化工、化化肥工業(yè)的催催化劑含有各各種有色金屬屬。如：含鎳鎳催化劑（Ni122-25%）,含鋅催化劑Zn200-90%,,含鎢催化劑W25%%,含銅催化劑Cu299-39%5）化工廢渣。如：：硫酸渣含F(xiàn)e500-60%，還還含Cu、Ni、金、銀。鋼鐵廠含鋅冶金粉粉塵的處理和和利用一、含鋅鋅冶金粉塵的的來源和處理理目的鋼鐵廠含鋅鉛塵泥泥所造成的環(huán)環(huán)境污染問題題，自七十年年代開始受到到西方各國政政府的高度重重視，從而制制定了相應(yīng)的的法律對此類類塵泥的堆放放和處理進(jìn)行行了嚴(yán)格限制制。尤其是隨隨著鍍鋅廢鋼鋼的大量增加加，使鋼廠粉粉塵中含鋅鉛鉛量迅速增加加，各國法律律加快了嚴(yán)格格實(shí)施的步伐伐，給各鋼鐵鐵廠造成了很很大的壓力。所所以，從八十十年代后期開開始，對該類類塵泥處理工工藝的研究已已經(jīng)成為西方方冶金界的熱熱點(diǎn)之一。我我國目前尚未未對含鋅粉塵塵進(jìn)行有效地地的處理和利利用，根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)，工業(yè)化國國家每生產(chǎn)1000噸鋼的原材材料中包括----鍍鋅鋅廢鋼中含鋅鋅為5噸-----普通廢鋼中中含鋅為2噸-----鐵礦石中含含鋅為258公斤-----煤的灰份中中含鋅為12公斤目前，全全世界每年的的鋅產(chǎn)量約500萬噸，其中50%用于鍍鋅鋼鋼材的生產(chǎn)。近近年來，工業(yè)業(yè)化國家的廢廢汽車、家用用電器、防腐腐材料的鍍鋅鋅廢鋼逐年增增加。鍍鋅廢廢鋼在煉鋼過過程中，鋅揮揮發(fā)進(jìn)入粉塵塵。表1-1國外粉粉塵單位產(chǎn)出出及成分(%)粉塵種類產(chǎn)出量(kg/tt(HM)FFeZnPbC電爐粉塵5-22010-36614-4403--600-4高爐粉塵14-33020-5000.5--250.22-1.5225-60轉(zhuǎn)爐粉塵7-33054-8002.5--80.22-1.01-2粉塵平均成分西歐229163.12.0北美22718.32.021.2表1-2國內(nèi)含鋅鋅粉塵單位產(chǎn)產(chǎn)出量及成分分（%）粉塵種類產(chǎn)出量(kg//t(HMM))FeeZnPbbC電爐粉塵4.5--22.55-450-770-40--4高爐粉塵10-880100-450-20000-73-211轉(zhuǎn)爐粉塵8-220555-660-500.50-2我國廣東東、廣西、湖湖南、湖北、江江西、貴州的的省的鐵礦石石中含有鋅。在在高爐煉鐵時(shí)時(shí)，鋅揮發(fā)進(jìn)進(jìn)入粉塵。表國內(nèi)用含鋅鐵礦礦煉鐵時(shí)的高高爐粉塵成分分（%）粉塵種類FeZZnPbC柳鋼高爐粉塵16-331114.9-116.677-8222-27漣鋼高爐粉塵33-33755.9-166.811.7-2..0333-37含鋅冶金粉塵的處處理目的環(huán)境保護(hù)1976年年，美國環(huán)保保局（EPAA）根據(jù)含鋅鋅鉛鋼鐵廠粉粉塵露天堆放放時(shí)，在雨水水作用下，其其中的鋅鉛離離子滲入地下下水源的情況況，在新制定定的環(huán)境資源源保護(hù)及回收收法（RCRRA）中，將將含鋅鉛的鋼鋼鐵廠粉塵劃劃分為K0661類物質(zhì)（有有害固體廢物物）。要求鋼鋼廠對其中的的鋅鉛等有價(jià)價(jià)元素進(jìn)行回回收處理或鈍鈍化處理，否否則，必須將將粉塵密封堆堆放在由專人人監(jiān)管的山谷谷中。在此之之后，該類粉粉塵的堆放費(fèi)費(fèi)用逐年升高高，到一九九九0年已達(dá)到3000$/t。繼繼美國之后，歐歐洲各國，日日本，韓國也也都制定了類類似的法律。鐵資源的再循環(huán)利利用普冶金粉塵含鐵較高高,一般可配入入燒結(jié)原料進(jìn)進(jìn)行循環(huán)利用用,但高爐能接接受的原料含含鋅量僅150g//t鐵,高爐爐料中中揮發(fā)出來的的鋅易在高爐爐爐喉、上升升管等處形成成鋅瘤，爐喉喉處的鋅瘤滑滑落會(huì)引起爐爐況嚴(yán)重失常常，甚至引起起風(fēng)口灌渣與與燒毀。上升升管處的鋅瘤瘤會(huì)堵塞煤氣氣通道，使?fàn)t爐頂壓力升高高，造成鋼結(jié)結(jié)構(gòu)被氣流沖沖刷穿孔或大大鐘難于打開開等現(xiàn)象。此此外，渣中含含有過多氧化化鋅對爐襯侵侵蝕也比較嚴(yán)嚴(yán)重，鉛在高高爐爐缸中集集存，會(huì)較嚴(yán)嚴(yán)重地破壞爐爐底磚襯，降降低爐缸壽命命。因此，含鋅粉粉塵必須經(jīng)過過脫鋅處理，才才能進(jìn)入鋼鐵鐵生產(chǎn)的內(nèi)部部循環(huán)。3．．鋅的回收由于含鋅粉塵還未未達(dá)到鋅工業(yè)業(yè)煉鋅原料的的標(biāo)準(zhǔn)，所以以不能直接用用于煉鋅。通通過處理，從從粉塵中回收收的富鋅揮發(fā)發(fā)物可作為煉煉鋅原料。三、含鋅冶金粉塵塵的處理方法法1、物理分分離法1）磁磁性分離在含鋅冶金粉塵中，分分磁性和非磁磁性顆粒，磁性顆顆粒含鋅少，可可用磁選分離離。表電爐粉塵磁性分離離結(jié)果分離前成份分離后成份Fe:29%,Zn16%,Pb3.1&,,C22.4%磁性（53%）Fee:43%Zn:77.5%Pb:1..3CC:1.2%%非磁性（47%）Fe::12%Zn:222%PPb:3.00C::4.0%2）機(jī)機(jī)械分離由于含鋅粉塵中的的顆粒大小不不同，細(xì)粉部部分含鋅較高高，可用水力力旋風(fēng)分離器器分離。上述物理法處理后后，可得到貧貧鋅和富鋅兩兩部分粉塵，貧鋅部分可配入燒結(jié)原料，富鋅部分需進(jìn)一步處理。但物理法分離鋅的效果不好，鋅的回收率也不高（60%）。2．火法法冶金處理根據(jù)粉塵中鋅含量量不同，含鋅鋅粉塵的火法法冶金處理方方法列入下表表粉塵種類火法處理方法高鋅粉塵(Zn>>40%）鼓風(fēng)爐（ISP法法），豎罐蒸蒸餾法，電熱熱豎爐法中鋅粉塵(Zn15-300%)回轉(zhuǎn)窯（Waellz法），火焰反反應(yīng)爐，電爐，等等離子爐低鋅粉塵(<100%)轉(zhuǎn)底爐（Inmeetco法），回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯，熔融還還原法，循環(huán)環(huán)富集法以下介紹幾幾種在工業(yè)上上采用的含鋅鋅粉塵火法處處理方法（1）高鋅粉塵的處理方方法1）鼓風(fēng)爐（ISPP法）該該方法是英國國帝國熔煉公公司發(fā)展起來來的火法煉鋅鋅方法，在鋅鋅工業(yè)中被廣泛采用用。適合與處處理含鋅40-600%的原料。工工藝是將高鋅鋅粉塵制成球球團(tuán)，與焦碳碳一齊加入加加入爐內(nèi)，反反應(yīng)如下：ZZnO+C=ZZn↑+COOZZnO+CO=Zn↑+COO2Zn蒸發(fā)后，用鉛雨冷冷凝器回收液液鋅。2）豎罐蒸餾法一種老式式的火法煉鋅鋅工藝。原料料要求Zn>400%，焦粉和含含鋅原料混合制團(tuán)，采用間間接加熱（在在罐體外部的的燃燒室用煤煤氣加熱）。ZnO被C還原蒸發(fā)，冷凝器器回收液鋅。（2）中鋅粉塵的處理理方法1）回轉(zhuǎn)窯法Waelz法是德德國魯奇公司司和BUS公司70年代中期開開發(fā)的一種方方法,適合處理含含鋅20%左右的電爐爐粉塵（如粉粉塵含鋅較低低，經(jīng)濟(jì)上不不合算）。工藝：：將粉塵制團(tuán)團(tuán)與焦碳和煤煤粒一齊加入入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，燒燒油或煤氣加熱。粉塵中ZZnO和PbO被還原揮發(fā)發(fā)由布袋除塵塵器收集，揮揮發(fā)物Zn（Zn+ZnO）++Pb600-70%，Zn回收率95%，揮發(fā)物經(jīng)經(jīng)處理后送到到煉鋅廠。排出的含鐵殘殘?jiān)缮倭考蛹尤腚娀t煉煉鋼，或做混混凝土骨料、水水泥。歐洲、美美國、日本有有13個(gè)工廠用回回轉(zhuǎn)窯處理電電爐含鋅粉塵塵。2）火焰反應(yīng)爐（閃閃爍爐）美國St..Joe礦物公司1988年開發(fā)投產(chǎn)產(chǎn)，已有3個(gè)工廠在運(yùn)運(yùn)行，處理電電爐粉塵，能能力5萬噸/年。工藝：：粉塵+焦粉+氧或空氣一一齊噴入爐內(nèi)內(nèi)，碳氧燃燒燒，在1600ooC高溫下，粉粉塵中ZnO被還原揮發(fā)發(fā)，用布袋除除塵器收集富富鋅揮發(fā)物（含Zn～40%，含鐵較高），排出含鐵殘?jiān)?）等離子爐爐瑞典SKF公司1984年開發(fā)投產(chǎn)產(chǎn)，處理電爐爐含鋅粉塵，能能力7萬噸/年。美國1989年建了2個(gè)廠，處理理能力7200和11000噸/年。工藝：粉塵+焦粉或煤粉+熔劑一齊噴噴入爐內(nèi)，由由等離子槍加加熱，粉塵中中ZnO被還原蒸發(fā)發(fā)，用鉛雨冷冷凝器回收液液鋅，排出殘殘?jiān)a(chǎn)出高高碳鐵水。缺點(diǎn)：電耗大，電電能成本高，耐耐火材料消耗耗高，后停產(chǎn)產(chǎn)。低鋅粉塵的處理方方法轉(zhuǎn)底爐1978年美國賓賓夕法尼亞州州Ellwoood城的國際金金屬回收公司司（InterrnatioonnalMetallRecllamatiionCoompanyy簡稱Inmettco）開發(fā)的一種種直接還原工工藝。當(dāng)時(shí)的的目的是用于于處理美國、加加拿大電爐冶冶煉不銹鋼的的粉塵（含Cr、Ni、Mo、Fe氧化物），工工廠的處理能能力為5萬噸/年。90年代，德國國德馬克公司司和美國Inmettco公司利用直直徑16.7m的轉(zhuǎn)底爐做做了大量含鋅鋅粉塵處理的的工業(yè)試驗(yàn)，獲獲得了很好的的結(jié)果。1997年美國在田田納西州的Jacksson鋼廠建成了了一座轉(zhuǎn)底爐爐處理含鋅粉粉塵。2000年由日本神神戶鋼鐵公司司為新日鐵廣廣田廠提供的的年處理19萬t粉塵的轉(zhuǎn)底底爐投產(chǎn)；2000年日本大同同特鋼公司和和三井物產(chǎn)公公司從美國Inmettco公司引進(jìn)技技術(shù)，為新日日鐵君津廠提提供年處理18萬t粉塵的轉(zhuǎn)底底爐生產(chǎn)用于于高爐的金屬屬化球團(tuán)。轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉粉塵粉塵的工工藝為：高爐爐粉塵、轉(zhuǎn)爐爐粉塵、含油油鐵磷、焦碳碳末、煤粉混混合造球，在在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)1250oC還原，ZnO和PbO被還原揮發(fā)發(fā)，由布袋除除塵器收集富富鋅揮發(fā)物（含Zn～40%），得到金屬化球團(tuán)用于電弧爐煉鋼或加入高爐煉鐵。下表為Inmetco公司處理含鋅粉塵的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果。CTFFePbZnSFe的金屬化率鋅的揮發(fā)率率生球團(tuán)金屬化球團(tuán)20.5366.40.86.81.05.4700.7<<0.0550.551..390.5592.6豎爐熔融還原法日本川崎鋼鐵公司司1999年建設(shè)了每每天處理70-1000噸的工業(yè)裝裝置。Romelt熔融融還原法前蘇聯(lián)莫斯科鋼和和合金研究所所發(fā)明的技術(shù)術(shù)，日本新日日鐵采用該方方法進(jìn)行冶金金粉塵處理的的開發(fā)。AISI熔融還原原法美國鋼鐵協(xié)會(huì)開發(fā)發(fā)的方法，進(jìn)進(jìn)行了粉塵處處理的工業(yè)試試驗(yàn)。含鋅粉塵循環(huán)富集集噴入電弧爐轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)循環(huán)富集集奧鋼聯(lián)采用該法（寶寶鋼引進(jìn)）粉塵中鋅含量的在在線激光檢測測儀濕法處理1）酸浸22）堿浸3）氨浸EZINEX法（氨氨浸+電解）ZnO+2NHH4Cl→Zn(NNH3)2Cl2+H2O然后電解得到金屬屬鋅，含鐵殘殘?jiān)涿悍祷鼗仉姞t煉鋼。含鐵冶金粉塵的處處理和利用鋼鐵冶煉過程中，燒燒結(jié)機(jī)、高爐爐、轉(zhuǎn)爐、鐵鐵水預(yù)處理和和爐外精煉及及其他冶金爐爐都排出大量量高溫?zé)煔?，其其中含有大量量煙塵。這部