1章 總論交出1 盧820

1、總論（10頁，4幅圖，表0個(gè)）1冶金的發(fā)展史和產(chǎn)品原料冶金的發(fā)展史； 金屬的分類礦物、礦石、脈石和精礦的概念 冶金的概念、方法及常見的冶金單元過程冶金的概念冶金方法金屬生產(chǎn)中常見的冶金單元過程現(xiàn)代冶金生產(chǎn)工藝流程簡介金屬生產(chǎn)中常見的冶金單元過程簡介冶金原理的研究對象、范圍、方法、內(nèi)容和學(xué)習(xí)目的冶金原理研究的對象、范圍冶金原理研究的方法、內(nèi)容學(xué)習(xí)冶金原理的目的總論1冶金的發(fā)展史和產(chǎn)品原料冶金的發(fā)展史冶金的主要原料是精礦或礦石，主要產(chǎn)品是金屬。人類自進(jìn)入青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代以來，與冶金的關(guān)系日益密切。人類衣食住行、從事生產(chǎn)、或其它活動使用的工具和設(shè)施，都離不開金屬材料，而金屬材料靠冶金制造?？梢哉f

2、，沒有冶金的發(fā)展，就沒有人類的物質(zhì)文明。人類早在遠(yuǎn)古時(shí)代，就開始利用金屬，不過那時(shí)是利用自然狀態(tài)存在的少數(shù)幾種金屬，如金、銀、銅及損石鐵，后來才逐步發(fā)現(xiàn)了從礦石中提取金屬的方法。首先得到的是銅及其合金青銅，日后又煉出了鐵。從現(xiàn)有考古資料看，伊朗是世界上最早用金屬并掌握金屬冶煉技術(shù)的地區(qū)，發(fā)現(xiàn)的小銅針、銅錐等距今已有年以上歷史；我國甘肅馬家窯文化遺址發(fā)現(xiàn)的青銅刀距今已有年歷史；人類最早煉鐵是在黑海南岸山區(qū)，距今已有多年的歷史；我國使用鐵器的歷史也有多年。從使用石器、陶器進(jìn)入使用金屬，是人類文明的重大飛躍。在新石器時(shí)期，人類開始使用金屬，此時(shí)的制陶技術(shù)（用高溫還原氣氛燒制黑陶）促進(jìn)了冶金的發(fā)展，冶

3、金的發(fā)展，為人類提供了青銅、鐵等金屬及各種合金材料，人們用這些材料制造生活用具、生產(chǎn)工具和武器等，大大提高了社會生產(chǎn)力，極大地推動了社會的文明進(jìn)步。1金屬的分類金屬通常都具有高強(qiáng)度和優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。除汞以外，金屬在常溫下都是以固體狀態(tài)存在?，F(xiàn)在已知的化學(xué)元素有種，其中種存在然界中，種是人造的。存在于自然界的金屬有種，種人造元素都是金屬，目前發(fā)現(xiàn)的金屬共種?，F(xiàn)代工業(yè)上習(xí)慣把金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類，鐵、鉻、錳三種金屬屬于黑色金屬，其余的所有金屬都屬于有色金屬。有色金屬又分為重金屬、輕金屬、貴金屬和稀有金屬四類。有色重金屬包括銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷等，它們的比重都很大，又到；

4、有色輕金屬包括鋁、鎂、鈣、鉀、鈉和鋇等，它們的比重都小于；貴金屬金、銀、鉑以及鉑族元素屬此類，這些金屬在空中不能氧化，由于它們的價(jià)值比一般金屬貴而得名；稀有金屬所謂稀有金屬系指那些發(fā)現(xiàn)較晚、在工業(yè)上應(yīng)用較遲、在自然界中分布比較分散以及在提煉方法上比較復(fù)雜的金屬，大約有種。稀有金屬這一名稱的由來，并不是這些金屬元素在地殼中的含量稀少，而是歷史上遺留下來的一種習(xí)慣性的概念。事實(shí)上一些稀有金屬在地殼中的含量比一般普通金屬多得多。例如，稀有金屬鈦在地殼中的含量占第九位，比銅、銀、鎳元素多。稀有金屬鋯、鋰、釩、鈰在地殼中的含量比金屬鉛、錫、汞多。當(dāng)然，稀有金屬中有許多種在地殼中的含量確實(shí)是很少，但含量少

5、并不是稀有金屬的共同特征。（羅慶文）。1礦物、礦石、脈石和精礦的概念礦物是地殼中具有固定化學(xué)組成和物理性質(zhì)的天然化合物或自然元素。能夠?yàn)槿祟惱玫牡V物，叫做有用礦物。含有用礦物的礦物集合體，如其中金屬的含量在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下能夠回收加以利用時(shí)，這個(gè)礦物集合體叫做礦石。有用礦物在地殼中的分布是不均勻的，由于地質(zhì)成礦作用，它們可以富聚在一起，形成巨大的礦石堆積。在地殼內(nèi)或地表上礦石大量積聚具有開采價(jià)值的區(qū)域叫做礦床。在礦石中，除了有用礦物之外，幾乎總是含有一些廢石礦物，這些礦物稱為脈石，所以礦石由兩部分構(gòu)成，即有用礦物和脈石。礦石有金屬礦石和非金屬礦石之分。金屬礦石是指在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可從其

6、中獲得金屬的礦石。而在金屬礦中按金屬存在的化學(xué)狀態(tài)又分成自然礦石、硫化礦石、氧化礦石和混合礦石。有用礦物是自然元素的叫做自然礦石，例如，自然金、銀、鉑、元素硫等；硫化礦的特點(diǎn)是其中有用礦物為硫化物，例如，黃銅礦（cufes2）方鉛礦(pbs)等；氧化礦石中有用礦物是氧化物，例如，赤鐵礦（fe2o3）赤銅礦（cu2o）；混合礦石內(nèi)則既有硫化礦物，又有氧化礦物。礦石品位沒有上限，越富越好，而其下限則由技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素確定。技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的變化，使礦石的下限品位不斷改變，從前拋棄的尾礦堆，由于技術(shù)進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)日益增長的需要，今天又被重新利用，這樣的事實(shí)并不少見。礦石的品位越低，則獲得每噸金屬的冶煉費(fèi)

7、用就越高。所以，為了降低冶煉費(fèi)用總希望礦石品位越高越好。各種選礦方法是提高礦石品位的手段。經(jīng)過選礦處理而獲得的高品位礦石叫做精礦。（羅慶文）冶金的概念、方法及常見的冶金單元過程1冶金的概念廣義的冶金包括礦石的開采、選礦、冶煉，以及金屬加工和合金加工。狹義的冶金是指金屬冶煉。金屬冶煉是指從含有金屬的原料，如金屬礦石、精礦或冶煉過程中間產(chǎn)物中提取純金屬或制取金屬化合物，乃至生產(chǎn)合金的過程。在習(xí)慣上又常將金屬冶煉稱之為冶金。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，采礦、選礦、金屬加工和合金加工已經(jīng)各自形成獨(dú)立的專門學(xué)科。因此，通常講的冶金，一般是指狹義的冶金。冶金過程是十分復(fù)雜的多相反應(yīng)，含有氣、液、固三種

8、形態(tài)的、多種物質(zhì)的相互作用。其中具有物理變化過程（如蒸發(fā)、升華、熔化、凝固、溶解，以及熱的傳遞、物質(zhì)的擴(kuò)散、流體的流動等），又伴隨有化學(xué)反應(yīng)過程（如焙燒、燒結(jié)、還原、氧化等）。因此，冶金和化學(xué)一樣，是改變物質(zhì)分子之間及分子內(nèi)部原子之間的結(jié)合狀態(tài)，產(chǎn)生新物質(zhì)的學(xué)科。作為冶金原料的礦石（或精礦），除含有所要提取的金屬礦物外，還含有伴生金屬礦物以及大量無用的脈石礦物。冶金的任務(wù)就是把所要提取的金屬從成分復(fù)雜的礦物集合體中分離出來并加以提純，這種分離和提純過程常常不能一次完成，需要進(jìn)行多次（羅慶文）。冶金工業(yè)通常分為黑色冶金工業(yè)和有色冶金工業(yè)。前者包括生鐵、鋼和鐵合金（如鉻鐵、錳鐵等）的生產(chǎn)；后者包括

9、其余所有各種金屬的生產(chǎn)。按照傳統(tǒng)的觀念，冶金企業(yè)主要是由原料產(chǎn)出合格金屬錠或化合物，提供給金屬加工部門或材料制造部門進(jìn)一步加工成合格的材料，因而它僅是一個(gè)提供中間原料的部門。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，冶金企業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域得到大幅度的擴(kuò)展，一方面是由于技術(shù)的發(fā)展對金屬制品品種的要求越來越多樣化，其結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜化，如有的要求為形狀各異的坯錠，有的為超細(xì)粉等。這些僅靠材料加工的現(xiàn)有技術(shù)是難以實(shí)現(xiàn)的，而發(fā)揮冶金技術(shù)的優(yōu)勢，在冶煉過程中直接制取，則能收得事半功倍的效果；另一方面為適應(yīng)高科技發(fā)展的需要，許多以金屬或其化合物為基的新材料，如能源材料、功能材料、生物材料等應(yīng)運(yùn)而生。但在研制這些材料的過程中，人們

10、發(fā)現(xiàn)采用發(fā)展了的冶金技術(shù)更容易保證這些材料在成分、結(jié)構(gòu)、性能方面的嚴(yán)格要求。例如，在制備某些復(fù)合材料時(shí)，采用濕法冶金中的共沉淀技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)各組分在分子水平上的均勻混合，因此冶金技術(shù)也擴(kuò)展到上述新材料的研制與開發(fā)。另外，在冶金過程中控制適當(dāng)條件，以直接得到上述合格材料，較之先制成傳統(tǒng)的冶金產(chǎn)品后，再加工成有關(guān)材料而言，無論在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上都將帶來顯著的效益。綜上所述，現(xiàn)代冶金企業(yè)已不僅是由原料制備化學(xué)成分合格的金屬錠，也包括用冶金的方法在冶金過程中直接制備某些合格的材料。7冶金學(xué)是一門研究冶金的專門學(xué)科。冶金學(xué)以研究金屬的制取、金屬和合金加工為重要內(nèi)容。就其研究的領(lǐng)域，冶金學(xué)主要分為提取冶金和物

11、理冶金兩門學(xué)科。提取冶金學(xué)是研究如何從礦石中提取金屬或金屬化合物的學(xué)科；物理冶金學(xué)是研究如何成型加工制備有一定性能的金屬或合金材料的學(xué)科，它研究金屬或合金材料的組織、結(jié)構(gòu)在各種條件下的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，為有效地使用和發(fā)展特定性能的金屬材料服務(wù)。冶金方法在現(xiàn)代冶金中，由于礦石（或精礦）性質(zhì)和成分、能源、環(huán)境保護(hù)以及技術(shù)條件等情況的不同，故冶金方法是多種多樣的。根據(jù)各種冶金方法的特點(diǎn)，冶金方法進(jìn)行細(xì)致的劃分，可分為三大類：火法冶金、濕法冶金、電冶金。通常，人們習(xí)慣將冶金方法進(jìn)行粗略劃分，劃分為兩大類：火法冶金、濕法冶金?；鸱ㄒ苯鹗侵傅V石（或精礦）經(jīng)預(yù)備處理、熔煉和精煉等冶金過程，在高溫下發(fā)生一系

12、列物理化學(xué)變化，使其中的金屬和雜質(zhì)分開，獲得較純金屬的過程。過程所需能源，主要靠燃料燃燒，個(gè)別的靠自身的反應(yīng)生成熱。例如，硫化礦氧化焙燒和熔煉、金屬熱還原等是靠自熱進(jìn)行。濕法冶金在低溫下（一般低于，現(xiàn)代濕法冶金研發(fā)的高溫高壓過程，其溫度可達(dá)）用熔劑處理礦石或精礦，使所要提取的金屬溶解于溶液中，而其它雜質(zhì)不溶解，通過液固分離等制得含金屬的凈化液，然后再從凈化液中將金屬提取和分離出來。主要過程有：浸出、凈化、金屬制?。ㄓ秒娊狻㈦姺e、置換等方法制取金屬），這些過程均在低溫溶液中進(jìn)行。電冶金電冶金是利用電能來提取、精煉金屬的方法。按電能轉(zhuǎn)換形式不同可分為兩類：電熱冶金和電化冶金：電熱冶金：是利用電能轉(zhuǎn)

13、變?yōu)闊崮?，在高溫下提煉金屬。電熱冶金與火法冶金類似，其不同的地方是電熱冶金的熱能又電能轉(zhuǎn)換而來，火法冶金則以燃料燃燒產(chǎn)生高溫?zé)嵩?。但兩者的物理化學(xué)反應(yīng)過程是差不多的。所以，電熱冶金可列入火法冶金一類中。電化冶金：是利用電化學(xué)反應(yīng)，使金屬從含金屬鹽類的溶液或熔體中析出。電化冶金分為水溶液電化冶金和熔鹽電化冶金兩類：（）水溶液電化冶金（也稱水溶液電解精煉或水溶液電積粗煉）：如果在低溫水溶液中進(jìn)行電化作用，使金屬從含金屬鹽類的溶中析出的（如鉛電解精煉、鋅電積），稱為水溶液電化冶金。它是在低溫溶液中進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)的、典型的濕法冶金，亦可列入濕法冶金之中。（）熔鹽電化冶金（也稱熔鹽電解）：如果在高溫熔

14、融體中進(jìn)行電化作用，使金屬從含金屬鹽類的熔體中析出的（如鋁電解），稱為熔鹽電化冶金。它不僅利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀磻?yīng)，而且也利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽枰约訜峤饘冫}類成為熔體。在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)是火法冶金的主要特征，因此，熔鹽電化冶金也可列入火法冶金一類中。冶金生產(chǎn)中常見的單元過程現(xiàn)代冶金生產(chǎn)工藝流程火法冶金生產(chǎn)中常見的單元過程有：原料準(zhǔn)備（破碎、磨制、篩分、配料等）、原料煉前處理（干燥、煅燒、焙燒、燒結(jié)、造球或制球團(tuán)）、熔煉（氧化、還原、造锍、鹵化等）、吹煉、蒸餾、熔鹽電解、火法精煉等過程。濕法冶金生產(chǎn)中常見的單元過程有：原料準(zhǔn)備（破碎、磨制、篩分、配料等）、原料預(yù)處理（干燥、煅燒、焙燒

15、）、浸出或溶出、凈化、沉降、濃縮、過濾、洗滌、水溶液電解或水溶液電解沉積等過程。圖、圖、圖、圖1-4分別是鋼鐵冶金、硫化銅礦冶煉、濕法煉鋅、金屬鋁生產(chǎn)的流程簡圖。 圖 鋼鐵冶金流程 圖硫化銅礦冶煉流程 圖1-3 濕法煉鋅流程 圖金屬鋁生產(chǎn)流程簡圖從圖可以看出：、根據(jù)各種金屬生產(chǎn)的要求和需要，對上述各種冶金單元過程進(jìn)行選擇、組合、串聯(lián)（或并聯(lián)），就形成了各種金屬的、各種不同的生產(chǎn)工藝流程。、在現(xiàn)代金屬生產(chǎn)的工藝流程中，最常見的是火法與濕法聯(lián)用混用，采用純火法和純濕法的生產(chǎn)工藝流程越來越少見。生產(chǎn)實(shí)際中，往往火法冶金生產(chǎn)工藝流程中有濕法過程，濕法冶金生產(chǎn)工藝流程中有火法過程。例如，硫化銅精礦火法冶

16、煉生產(chǎn)工藝流程中，有濕法的電解精煉過程；濕法煉鋅生產(chǎn)工藝流程中，有火法的硫化鋅精礦氧化焙燒。因?yàn)榛鸱ㄒ苯鸷蜐穹ㄒ苯鸶饔袃?yōu)缺點(diǎn)，相互之間可以互補(bǔ)。火法冶金具有生產(chǎn)率高、流程短、設(shè)備簡單及投資省的優(yōu)點(diǎn)，但有不利于處理成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦石或貧礦的缺點(diǎn)。濕法冶金具有彌補(bǔ)火法冶金上述缺陷的優(yōu)點(diǎn)，但有流程長、占地面積大、設(shè)備設(shè)施需要耐酸或耐堿材料及投資大等缺點(diǎn)。金屬生產(chǎn)中常見的冶金單元過程簡介由上述可知，冶金過程很復(fù)雜，本書不可能對各種過程一一列舉，僅就最常用的冶金單元過程作簡要說明。、煅燒：把物料加熱到低于熔點(diǎn)的一定溫度，使其除去所含結(jié)晶水、二氧化碳或三氧化硫等揮發(fā)性物質(zhì)。如煅燒石灰石，除去二氧化碳而生成

17、生灰石；煅燒氫氧化鋁，除去附著水和結(jié)晶水而生成氧化鋁。、焙燒：焙燒是指在一定的氣氛中，將礦石（或精礦或冶煉過程的伴生物）加熱至低于它們?nèi)埸c(diǎn)溫度，發(fā)生氧化、還原或其它物理化學(xué)變化的過程。其目的是改變原料的化學(xué)組成等，滿足熔煉過程的要求。按焙燒過程控制氣氛的不同，可分為氧化焙燒、還原焙燒、硫酸化焙燒、氯化焙燒等。、燒結(jié)：就是將各種粉狀礦石或精礦，配入適量的燃料和熔劑等，加入適量的水，經(jīng)混合后在燒結(jié)機(jī)設(shè)備上進(jìn)行燒結(jié)的過程。在此過程中借助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫，物料發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，并產(chǎn)生一定數(shù)量的液相。當(dāng)冷卻時(shí)，液相將礦粉顆粒粘結(jié)成塊，即燒結(jié)礦。、造球或制團(tuán)：是把潤濕的粉狀礦石或精礦、少量的添加

18、劑（熔劑、燃料）等混合后，用擠壓或滾動的方法，滾壓成園球，再經(jīng)過干燥和焙燒，使生球固結(jié)成為適合冶煉要求的球團(tuán)礦的過程。、熔煉：是將處理好的礦石或其它原料，與造渣劑一起進(jìn)行高溫熔化，使物料中的各組分發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，結(jié)果得到兩種以上互不相溶的熔體產(chǎn)物粗金屬（或锍）與爐渣，由于它們的密度不同而分層，達(dá)到金屬與雜質(zhì)相互分離的目的。按照熔煉條件不同，熔煉可分為還原熔煉、氧化熔煉（吹煉）、造锍熔煉、氯化熔煉、蒸餾等。、造锍熔煉（冰銅和冰鎳的熔煉）：用硫化礦火法冶金提取粗銅、粗鎳時(shí)，由于礦石品位較低，需要先經(jīng)過在高溫下的富集熔煉即造锍熔煉，產(chǎn)出兩種互不相溶的液相銅锍和爐渣，使銅與部分鐵及其它脈石等分

19、離。熔煉中，銅、未氧化的鐵和其它貴金屬富集在銅锍中，被氧化的鐵和脈石（sio2、cao）等形成爐渣。銅锍是多種組分的共熔體，它以2、為主要成分，并溶有少量其它金屬硫化物和氧化鐵（、），還富集著、等貴金屬。爐渣是以sio2（鐵橄欖石）為主的氧化物熔體。、锍的吹煉：锍的吹煉的實(shí)質(zhì)是氧化熔煉，就是在吹煉爐中吹入空氣，將造锍熔煉所得到的锍熔體置入爐中，鼓入空氣（或富氧空氣）高溫吹煉。借助空氣中的氧，使锍中的鐵、硫和其它雜質(zhì)元素氧化造渣或揮發(fā)，從而與主體金屬（銅或鎳）分離，進(jìn)而制得粗金屬（粗銅或粗鎳）。、煉鋼吹煉：在高溫下，直接向熔池吹入高速氧流，使生鐵水中的碳、硅、錳、磷、硫氧化造渣除去，進(jìn)而達(dá)到所煉

20、鋼號規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，并利用鐵水的物理熱和元素氧化放出的熱量獲得熔煉所需的高溫，是無需外部熱源的一種煉鋼方法。煉鋼吹煉的方法可分為頂吹法、底吹法、頂?shù)讖?fù)合吹煉法、側(cè)吹法、頂?shù)讉?cè)復(fù)合吹煉法五種。、氯化熔煉：所謂氯化熔煉就是將礦石（或冶金半成品）與氯化劑混合，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)變?yōu)槁然镌龠M(jìn)一步將金屬提取出來的方法。氯化熔煉主要包括氯化、氯化物的分離、從純氯化物中提取金屬等三個(gè)基本過程。金屬氯化物與相應(yīng)金屬的其它化合物比較，它們大都具有：低熔點(diǎn)、高揮發(fā)性、易溶于水及其它溶劑、易被還原等性質(zhì)，而且它們生成各種氯化物的難易程度不同，性質(zhì)差異也十分明顯，所有這些都是氯化法提取金屬的有利

21、條件。盡管氯化熔煉具有許多獨(dú)特的優(yōu)越性，但由于氯氣對設(shè)備的腐蝕這一致命弱點(diǎn)，使得這種方法的使用和發(fā)展受到了限制?，F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，提供了豐富而價(jià)廉的氯化劑（cl2、hcl、nacl、cacl2等），并且出現(xiàn)了鈦、鋯以及某些塑料耐腐蝕新材料。這些技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了氯化熔煉的推廣和發(fā)展。、蒸餾或精餾：利用在某一溫度下各種物質(zhì)揮發(fā)度不同的特點(diǎn)，通過間接加熱，使冶煉物料中易揮發(fā)組分揮發(fā)，難揮發(fā)組分不揮發(fā)，進(jìn)而達(dá)到所要提煉金屬與雜質(zhì)分離的方法。、火法精煉 火法精煉是進(jìn)一步處理熔煉所得含有少量雜質(zhì)的粗金屬，以提高其純度。例如，生鐵通過氧化精煉成鋼。、浸出：用適當(dāng)?shù)娜蹌┨幚淼V石或精礦，使要提取的金屬成某種離

22、子（陽離子或絡(luò)陰離子）形態(tài)進(jìn)入溶液，而脈石及其它雜質(zhì)則不溶解，這樣的過程叫浸出。浸出后經(jīng)沉清和過濾，得到含金屬（離子）的浸出液和由脈石礦物組成的不容殘?jiān)ń鲈?、凈化：在浸出過程中，常常有部分金屬或非金屬雜質(zhì)與被提取的金屬一道進(jìn)入溶液，從溶液中除去這些雜質(zhì)的過程叫做凈化。由于溶液中各種元素的性質(zhì)不同，采用的凈化方法也不同，這樣就不能試圖采用一種一次方法將所有雜質(zhì)除去，而是采用不同方法，多次才能完成。一般常用的凈化方法有：離子沉淀法、置換沉淀法和共沉淀法等。、水溶液電解質(zhì)電解提取金屬：有水溶液電解沉積和水溶液電解精煉兩種。采用不溶性陽極進(jìn)行電解，并從浸出（或經(jīng)凈化）的溶液中提取金屬的電解，叫

23、做水溶液電解沉積（簡稱電積）；采用可溶性陽極進(jìn)行電解，并從粗金屬或其他冶煉中間產(chǎn)物（如合金、锍等）中提取金屬的電解，稱為水溶液電解精煉。電解時(shí)，在陰極上主要發(fā)生金屬陽離子還原析出金屬的反應(yīng)；在可溶性陽極上（電解沉積），主要發(fā)生陽極中的金屬氧化溶解變?yōu)殡x子進(jìn)入溶液的反應(yīng)；在不可溶性陽極上（電解精煉），主要發(fā)生電解質(zhì)溶液中陰離子在陽極上失去電子的氧化反應(yīng)，例如：2oh12e = h2o + 1/2 o2、2cl12e = cl2、熔鹽電解：是用熔融鹽作為電解質(zhì)的電解過程。熔鹽電解主要是用于提取輕金屬，如鋁，鎂等。這是由于這些金屬的化學(xué)活性很大，電解這些金屬的水溶液，得不到金屬。為了使固態(tài)電解質(zhì)成為

24、熔融體，所以過程是在高溫條件下進(jìn)行的。冶金原理的概念和研究的對象、范圍、方法、內(nèi)容及學(xué)習(xí)的目的冶金原理的概念冶金實(shí)質(zhì)上是就是通過產(chǎn)生和控制一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化來提取所需金屬的過程。因此，冶金原理就是應(yīng)用物理化學(xué)等的理論、知識和方法去分析、研究冶金過程產(chǎn)生和控制的原理的一門科學(xué)，它歸納、總結(jié)和揭示了冶金物料中各種反應(yīng)物和生成物等在冶煉過程中所遵循的、具有普遍意義或具有典型意義的物理化學(xué)規(guī)律。所以，有人把冶金原理也稱之為冶金過程物理化學(xué)。冶金原理研究的對象、范圍冶金原理的研究對象是冶金過程中的物理化學(xué)變化。其研究范圍包括從礦石轉(zhuǎn)變成金屬或其化合物產(chǎn)品過程中的所有物理化學(xué)變化，即涵蓋了火法冶金、

25、濕法冶金和電冶金過程中的的所有物理化學(xué)變化。冶金原理研究的方法和內(nèi)容冶金原理研究的方法：主要是借助物理化學(xué)的化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論，研究冶金反應(yīng)的方向、限度和速度，研究冶金熔體的相平衡、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和對冶金過程的影響。冶金原理研究的內(nèi)容可概括為四部分： 第一，利用化學(xué)熱力學(xué)理論，分析、研究和判斷冶金反應(yīng)進(jìn)行的方向。、判斷標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下冶金反應(yīng)向進(jìn)行的方向。方法是借助有關(guān)手冊中的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算冶金化學(xué)反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行的吉布斯自由能變化，從而判斷冶金反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行的方向；、判斷給定條件下冶金反應(yīng)進(jìn)行的方向。這要根據(jù)反應(yīng)過程所處的實(shí)際情況，對參與反應(yīng)的物質(zhì)的溫度和活度進(jìn)行相應(yīng)的校

26、正，計(jì)算冶金化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際情況下進(jìn)行的吉布斯自由能變化，從而判斷冶金反應(yīng)在給定條件下進(jìn)行的方向。這需要知道參與反應(yīng)的物質(zhì)的熱力學(xué)函數(shù)和活度系數(shù)與溫度變化的關(guān)系?，F(xiàn)在的情況是，往往由于數(shù)據(jù)缺乏而大大地限制了計(jì)算的可能性。第二，利用化學(xué)熱力學(xué)理論，計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)，并用平衡常數(shù)確定冶金反應(yīng)的限度（回答：反應(yīng)進(jìn)行到何種程度達(dá)到平衡？反應(yīng)達(dá)到平衡的條件？在該條件下反應(yīng)物能達(dá)到的最大產(chǎn)出率？控制冶金反應(yīng)過程的合理參數(shù)，如：溫度、壓力、濃度及添加劑。確定參與反應(yīng)的各種物質(zhì)的最終數(shù)量）。第三，利用化學(xué)動力學(xué)理論，研究冶金過程的速率和機(jī)理，確定反應(yīng)過程速率的限制環(huán)節(jié)，從而得出控制或提高反應(yīng)的速率，縮短冶煉時(shí)

27、間，增加生產(chǎn)率的途徑。第四，利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論，研究冶金熔體的相平衡、結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)。冶金熔體是火法冶金反應(yīng)的直接參加者，包括金屬互溶的金屬熔體、氧化物互溶的熔渣及硫化物互溶的熔锍等。熔體的組分是反應(yīng)的直接參加者，冶金熔體的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定和控制著冶金過程的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對冶金過程起著十分重要的影響。學(xué)習(xí)冶金原理的目的冶金原理是多種學(xué)科應(yīng)用的結(jié)合，但物理化學(xué)知識是基礎(chǔ)，工程技術(shù)知識是其實(shí)現(xiàn)的手段。學(xué)習(xí)冶金原理這門課的主要目的是：第一，通過學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)者掌握冶金的基本知識、基本規(guī)律和基本理論，為學(xué)習(xí)者進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)冶金學(xué)等冶金專業(yè)課程奠定必要的理論基礎(chǔ)；第二，為學(xué)生畢業(yè)后根據(jù)工作需

28、要進(jìn)一步自學(xué)打下良好基礎(chǔ)，起到提高學(xué)生自學(xué)冶金知識的能力；第三，為從事冶金生產(chǎn)和科研實(shí)踐的技術(shù)人員，有效控制現(xiàn)有生產(chǎn)工藝、改造舊工藝、發(fā)展新工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、擴(kuò)大產(chǎn)品品種、增加產(chǎn)品產(chǎn)量等提供理論指導(dǎo)和技術(shù)幫助。 螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇

29、螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅

30、螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆

31、裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆

32、袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄

33、衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅

34、羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅

35、羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃

36、蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肄膃蒃蠆袆腿蒂螁膂蕆蒂襖羅莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅蕿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膇芆薇螂罿節(jié)薆裊芅膈薅羇肈蒆薄蚇袁莂薃蝿肆羋螞袁衿膄蟻薁肄肀蟻蚃袇荿蝕裊肅蒞蠆羈羅芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒆蚆袂腿莂螅羄羂羋螅蚄膈膄莁螆羀肀莀罿膆蒈荿蚈聿莄莈螁芄芀莈袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈