有色金屬冶金技術講座有色金屬冶金技術基礎知識講座

有色金屬冶金技術

根底知識講座主講人：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)金屬加工處置運用?！?〕化學冶金:〔2〕物理冶金：3.有色冶金的義務：把要提取的金屬從成分復雜的礦物集合體中分別出來，得到粗金屬產(chǎn)品〔粗煉〕，再將粗金屬進展提純得到合格的精煉金屬產(chǎn)品〔精煉〕。4.冶金過程：運用各種化學方法或物理化學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：是用物理化學的根本原理來分析研討冶金過程的物化反響。內(nèi)容：〔1〕化學熱力學方法、研討冶金過程的方向和平衡，以確定冶金反響進展的能夠性及其限制。〔2〕化學動力學方法、研討冶金過程的速度和機理，以分析影響冶金反響進展的要素和探求提高反響速度的途徑。〔3〕物質(zhì)構造學、研討參與反響物質(zhì)的構造和性質(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:是指原料開場到產(chǎn)出最終金屬產(chǎn)品止，產(chǎn)出合格金屬量占耗費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〕b.電化冶金:含金屬鹽類的水溶液(熔體)中-→電化學反響→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、二氧化碳及有機物等。如鎢酸、氫氧化鋁等〔>200℃〕。3.焙燒:礦石(精礦)→加熱(<熔點)→化學變化。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復原焙燒、礦石〔精礦〕+復原劑→低價氧化物或金屬。4.燒結、粉礦〔精礦〕→塊狀物料。5.熔煉、礦石〔精礦、焙燒或燒結的物料〕→溶化〔化學反響〕→兩種或以上互不相溶的液體產(chǎn)物〔粗金屬或锍〕。①復原熔煉、金屬氧化物〔焙砂、燒結塊〕→復原氣氛熔煉→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)化學作用而將熔體分成幾相。⑦電解熔煉、利用電的化學效應在高溫下將物質(zhì)分別。如Mg2++2e=Mg6.蒸餾、用于處置低沸點金屬的原料。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入溶液中的雜質(zhì)。10.金屬的堆積、將金屬從溶液中堆積出來。有：a.電積法、利用電化學反響,將金屬在陰極上析出.如陰極：Zn2++2e=Zn陽極：SO2-+2e+H2O=H2SO4+?OZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+?O2金屬b.置換法、負電金屬正電金屬。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的鼓風爐、Sb、Hg焙燒爐、煉Mg工業(yè)的豎式氯化爐等。

鼓風爐：單位消費率(床才干)；a=

η--鼓風時率(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--最正確鼓風強度。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)化技術的熱工設備。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。〔如圖〕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.感應電爐。四、用濕法從硫化鋅精礦消費金屬鋅的原那么流程圖五、開展趨勢1.技術提高步伐不斷加快積極汲取相關學科和工程技術的新成就進展充實、更新和深化，更加深化地研討冶金熱力學、金屬、熔锍、熔渣、熔鹽構造及物性和冶金動力學、冶金反響工程學。建立智能化熱力學、動力學數(shù)據(jù)庫，運用計算機逐漸實現(xiàn)對冶金全流程進展系統(tǒng)最優(yōu)設計和自動控制。冶金消費技術將實現(xiàn)消費柔性化、高速化和延續(xù)化，到達資源、能源的充分利用和生態(tài)環(huán)境的最正確維護。2.新資料開展