有色冶金基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)

1、銅冶金1 .銅的生產(chǎn)方法：火法煉銅（主要煉銅方法），濕法煉銅火法煉銅生產(chǎn)步驟主要包括：造锍熔煉，銅锍吹煉，火法精煉，電解精煉2 .造锍熔煉的基本原理：利用高溫下，銅對(duì)硫的親合力大于鐵，而鐵對(duì)氧的親合力大于銅的特性，在高溫及控制氧化氣氛條件下，使鐵等雜質(zhì)金屬逐步氧化后進(jìn)入爐渣或煙塵而被除去,而金屬銅則富集在各種中間產(chǎn)物中，并逐步得到提純。3 .造銃熔煉的目的：把爐料中全部的銅富集在銅銃相，把脈石、氧化物及雜質(zhì)匯集于熔渣相銅锍相與熔渣相完全分離。4 .工藝原則：爐料有相當(dāng)數(shù)量的硫來形成銅銃爐渣含二氧化硅接近飽和，銅銃和爐渣不致混溶5 .硫過量機(jī)理：當(dāng)爐料中有足夠的硫時(shí)，在高溫下由于銅對(duì)硫的親和力大

2、于鐵，而鐵對(duì)氧的親和力大于銅，故FeS能使銅硫化，F(xiàn)eS+Cu2O=FeO+Gu2S6.SiO2機(jī)理：當(dāng)熔煉體系中沒有SiO2時(shí)，銅銃和爐渣結(jié)合成共價(jià)鍵的Gu-Fe-S-O相，銅銃與爐渣高度混熔。當(dāng)有SiO2時(shí)，它與FeO反應(yīng)形成離子型的爐渣相，2FeO+3SiO2=2Fe2+Si3O84-銅銃不與SiO2作用而保留為共價(jià)鍵Cu-Fe-S相。這樣就使銅銃與爐渣明顯分層。7. 銅锍品位的選擇：銅锍中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為銅锍品位。銅锍的品位并不是越高越好。太低會(huì)使后續(xù)吹煉時(shí)間拉長(zhǎng)、費(fèi)用增加；太高則使?fàn)t渣中的含銅量增加，產(chǎn)生浪費(fèi)。（噴吹定律w（Gu）%/wGu%=KGu同在熔渣和銅銃兩相之間的平衡濃度比

3、是一個(gè)常數(shù)。）銅銃品味越高，銅在渣中損失越大。8. 銅銃成分：由Gu2序口FeM成的合金，其中還含有Ni,Co,Pb和脈石成分以及2%-4%虱9. 在銅銃中還有一部分FeSFe3O4取代，這也是實(shí)際銅銃含量比理論要低的原因，氧是銅锍中的有害成分，銅锍品位越低氧含量越高。10. 爐渣中化合物的性質(zhì)：組成爐渣的氧化物可以分為酸性和堿性。酸性氧化物有SiO2，堿性氧化物有FeO,CaO,MgO,ZnO,MnO,BaOH生氧化物Al2O3,它在酸性渣中呈堿性，堿性渣中呈酸性。11. 硅酸度：爐渣的酸堿性可以用硅酸度來表示。硅酸度是指爐渣中結(jié)合成SiO2的氧原子物質(zhì)的量，n0（SiO2）與結(jié)合成堿性氧化

4、物的氧原子物質(zhì)的量n0（匯MeO之比。酸性渣的硅酸度一般大于1，堿性渣一般小于1。12. 爐渣含銅損失：化學(xué)損失、物理損失、機(jī)械損失（占的比重大）13. 造銃熔煉：傳統(tǒng)方法：在鼓風(fēng)爐、反射爐和電爐等傳統(tǒng)冶金爐內(nèi)進(jìn)行。懸浮熔煉，如奧托昆普閃速熔煉，熔池熔煉，如白銀法14. 銅精礦的閃速爐熔煉：閃速熔煉是一種將具有巨大表面積的硫化銅精礦顆粒熔劑與氧氣，富氧空氣或預(yù)熱空氣一起噴入赤熱的爐膛內(nèi)，使?fàn)t料在漂浮狀態(tài)下迅速氧化和熔化的熔煉方法。15. 爐渣貧化：電爐貧化法：電路貧化利用電能加熱熔融爐渣，并在還原劑的作用下將渣中Fe3O4®原成FeO,降低了熔融爐渣的黏度，以利于銅渣分離，與此同時(shí)，

5、在硫化劑的洗滌下，使渣中的銅硫化成銅銃，并加以回收。浮選貧化法閃速爐直接棄渣法16. 銅銃的吹煉：吹煉的實(shí)質(zhì)是在一定壓力下，將空氣中送到液體銅銃中，使銅銃中FeSS化成FeM與加入白石英或CaO§劑造渣，Gu2SW與氧化生成的Gu2Ot生相互反應(yīng)而變成粗銅。第一周期（造渣期）：除去熔锍中全部的鐵以及與鐵化合的锍。第二周期（造銅期）：進(jìn)一步氧化，脫除殘存的锍，生產(chǎn)金屬銅的過程。17. 銅锍吹煉的溫度熱制度：吹煉低品位銅锍時(shí)，溫度通常容易過高，而吹煉高品位銅锍時(shí)，則出現(xiàn)熱量不足，因此銅锍品位控制以不超過50%-60%為限。錘煉過程是自熱過程，不需要外加燃料，完全依靠反應(yīng)熱就能進(jìn)行。第一周

6、期總反應(yīng)為：2FeS+3O2+SiO2=2FeOSiO2+2SO2第二周期總反應(yīng)為：Gu2S+O2=2Gu+2SO218. 閃速吹煉和閃速熔煉在工藝上十分相似，但閃速吹煉處理的是粉狀銅锍，脈石成分含量很少，而且閃速吹煉的氧化程度比閃速熔煉要大，工藝反應(yīng)主要集中在反應(yīng)塔及其下方的沉淀池。19. 其它煉銅方法：諾蘭達(dá)煉銅法是將空氣或富氧空氣鼓入銅锍層，使加到熔池表面的含銅物料迅速熔煉成高品位銅锍的煉銅方法。鋅冶金1 .原料：硫化鋅、氧化鋅（雖然硫化鋅的冶煉工藝比氧化鋅難但是硫化鋅品位高）2 .冶煉方法：以濕法為主3 .硫化鋅精礦焙燒的目的（都要焙燒）鋅的冶煉無論采用火法還是濕法流程，硫化鋅精礦都要

7、先進(jìn)行焙燒。硫化鋅精礦的焙燒過程是在高溫下借助空氣中的氧進(jìn)行氧化脫硫的過程。將鋅精礦中的硫化鋅轉(zhuǎn)化為氧化鋅，產(chǎn)出的焙燒礦或用于火法煉鋅，或用于濕法浸出。用于火法煉鋅的焙砂，要求在焙燒過程中將硫化鋅精礦所含的硫完全除去，得到的焙砂主要由金屬氧化物組成。用于傳統(tǒng)濕法煉鋅廠的焙砂并不要求全部脫硫，為了使焙砂中形成少量硫酸鹽以補(bǔ)償電解與浸出循環(huán)系統(tǒng)中硫酸的損失，焙砂中需要保留3%-4%硫酸鹽形成的硫。所以，濕法煉鋅廠所進(jìn)行的是氧化焙燒和部分硫酸化焙燒。4 .常用的火法煉鋅法：鉛鋅精礦與熔劑配料后在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)焙燒，燒結(jié)塊和經(jīng)過預(yù)熱的焦炭一同加入鼓風(fēng)爐。燒結(jié)塊在爐內(nèi)被直接加熱到ZnO開始還原的溫度后

8、，ZnO被還原而得到鋅蒸氣，鋅蒸氣與風(fēng)口區(qū)燃燒產(chǎn)生的CO2與CO氣體一同從爐頂進(jìn)入鉛雨冷凝器，鋅蒸氣被鉛雨吸收形成Pb-Zn合金，從冷凝器放出，再經(jīng)冷卻后析出液體鋅；形成的粗鉛、锍和爐渣從爐缸放入前床分離，粗鉛進(jìn)一步精煉，爐渣經(jīng)煙化或水淬后堆存。5 .粗鋅的精煉：火法精餾精煉，在一種專門的精餾塔內(nèi)完成的。一般由兩座鋁塔和一座鎘塔組成。粗鋅精煉的基本原理：利用鋅與各雜質(zhì)的蒸氣壓和沸點(diǎn)的差別在高溫下使它們與鋅分離。6 .濕法煉鋅：主要煉法方法（三段法，兩段法）7 .鋅焙砂浸出工藝：兩段法：中性浸出，酸性浸出三段法：中性浸出，酸性浸出8 .硫化鋅精礦的直接浸出：硫化鋅精礦的直接酸浸是硫化鋅不經(jīng)焙燒，

9、在有氧條件下用廢電解液浸出鋅精礦，使硫化物直接轉(zhuǎn)化為硫酸鹽和元素硫的過程主要反應(yīng)如下：ZnS+H2SO4+1/2O2=ZnSO4+S+H2O鈦合金1 .鈦合金使用的原理：金紅石（TiO2）和鈦鐵石（FeTiO3）2 .鈦渣生產(chǎn)原理：在鈦鐵礦精礦高溫還原熔煉過程中，控制還原劑碳量，可使鐵的氧化物優(yōu)先還原成鐵，鈦的氧化物不易還原進(jìn)入爐渣。利用生鐵與鈦渣的密度差別，使鐵與鈦氧化物分離，分別生產(chǎn)出鐵和含TiO2的鈦渣。3 .鈦渣氯化方法：流態(tài)化氯化法熔鹽氯化法（處理高鈣，高鎂）4 .四氯化鈦的凈化：凈化除釩精餾凈化5 .海綿鈦的生產(chǎn)方法：鎂熱還原法又稱克勞爾法還原：TiCl4液體以一定速度注入底部盛有

10、液體金屬鎂的反應(yīng)罐中，氣化成TiCl4蒸氣，與反應(yīng)罐內(nèi)的氣態(tài)和液態(tài)金屬鎂發(fā)生反應(yīng)。TiCl4（g）+2Mg（gl）=Ti（s）+2MgCl2（l）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)一經(jīng)開始就不需要外加熱。真空蒸儲(chǔ)：還原過程結(jié)束后，反應(yīng)產(chǎn)物是Ti,Mg和MgCl2的混合物，故需要對(duì)其進(jìn)行分離。一般采用真空蒸餾法將海綿鈦中的Mg和MgCl2揮發(fā)除去。6 .致密鈦的生產(chǎn)：真空電弧熔煉法（生產(chǎn)大件）粉末冶金法（小件）鋁冶金1 .鋁的生產(chǎn)方法：冰晶石-氧化鋁冗鹽電解法，其中包括氧化鋁生產(chǎn)和氧化鋁電解；2 .礦石的類型：三水鋁石型，一水軟鋁石型，一水硬鋁石型，混合型;3 .氧化鋁生產(chǎn)方法：堿法，酸法，酸堿聯(lián)合法，熱法

11、。堿法分為：拜耳法，燒結(jié)法，聯(lián)合法。4 .鋁硅比：衡量鋁土礦質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，鋁硅比，礦石中全部AlO3與SiO2的含量之比。用A/S表示，其中硅是鋁土礦中最常見的雜質(zhì)，在堿法生產(chǎn)氧化鋁中硅是最有害雜質(zhì)之一。5 .拜耳法：是指用苛性堿溶液加壓溶出鋁土礦的氧化鋁生產(chǎn)方法，拜耳法適用于處理高品位鋁土礦，具有工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品純度高的特點(diǎn)。拜耳法的生產(chǎn)工藝主要由溶出，分解和焙燒三個(gè)主要階段組成。全流程的主要加工工序?yàn)殇X土礦的破碎及濕磨，鋁土礦的溶出，赤泥分離與洗滌，鋁酸鈉溶液的晶種分解，氫氧化鋁的煅燒及返回母液的蒸發(fā)與苛性化。6 .赤泥：溶出鋁土礦得到的泥渣，由于其中含有大量氧化鐵呈紅色，習(xí)慣上叫赤泥。7 .

12、赤泥的分離與洗滌：赤泥分離與洗滌是從鋁土礦溶出后的漿液中分離，并從赤泥中回收附著的鋁酸鈉的作業(yè)，其包括赤泥漿液稀釋，赤泥沉降，分離，赤泥洗滌等步驟。8 .鋁酸鈉溶液的晶種分解：晶種分解是在赤泥分離后得到的，精制鋁酸鈉溶液中加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)過降低溫度和長(zhǎng)時(shí)間攪拌，使使鋁酸鈉溶液分解析出固體氫氧化鋁和產(chǎn)生苛性堿的過程。9 .氫氧化鋁的煅燒：煅燒的目的是：一是除掉氫氧化鋁中附著水及結(jié)晶水，二是使氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)化成電解需要的晶型Al2O33H2O=?-Al2O3H2O+2H2O（498K）?-Al2O3H2O=-?Al2O3+H2O（773K）2A1203=-維A12O3（11731473K）10

13、 .溶液的硅量指數(shù)：Al2O3與SiO2質(zhì)量比（溶液中）11 .拜耳燒結(jié)聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁：并聯(lián)法，串聯(lián)法，混聯(lián)法。12 .冰晶石的摩爾比：電解鋁工藝中，通常用冰晶石摩爾比，用MR表示電解質(zhì)中NaF和A1F3的相對(duì)含量。純冰晶石的摩爾比MR=n（NaF）/n（A1F3）=3富含NaF的冰晶石熔體（MR>3）稱為堿性電解質(zhì)富含A1F3的冰晶石熔體（MR<3）稱為酸性電解質(zhì)現(xiàn)今的鋁電解槽普遍采用酸性電解質(zhì)13 .冰晶石-氧化爐熔體中的離子質(zhì)點(diǎn)，有Na+,A1F63，A1F4,F，還有A1-0-F型配離子，其中Na+是單體離子，鋁離子結(jié)合在配離子里。14 .鋁的電流效率：實(shí)際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量公式：Y二科實(shí)/科理*100%15 .極距：指陽極低掌到陰極鋁液面之間的垂直距離。16 .電解煉鋁的原理及鋁電解反應(yīng)：原理：電解過程是在電解槽內(nèi)進(jìn)行，直流電經(jīng)過電解質(zhì)使氧化鋁分解依靠電流的焦維持電解溫度在950970攝氏度，電解產(chǎn)物在陰極上是液體鋁，陽極上是氧，它使碳陽極氧化而析出CO2反應(yīng)式：2A12O3+3C-4A1+3CO2。陽極：2O2一+C-4e一二CO2T陰極:Al3+