冶金導(dǎo)論考試復(fù)習(xí)資料

〔冶金行業(yè)冶金導(dǎo)論考試復(fù)習(xí)資料冶金導(dǎo)論復(fù)習(xí)一、名詞解釋：1、焙燒：將礦石或精礦置于適當(dāng)?shù)臍夥障?，加熱至低于它們的熔點(diǎn)溫度，發(fā)生氧化、復(fù)原或其它化學(xué)變化的過程。其目的是轉(zhuǎn)變?cè)现刑崛?duì)象的化學(xué)組成，滿足熔煉或浸出的要求。按把握的氣氛不同，分為：氧化焙燒：復(fù)原焙燒：硫酸化焙燒氯化焙燒等。2、浸出：用適當(dāng)?shù)慕鰟踩缢帷A、鹽等水溶液〕選擇性地與礦石、精礦、焙砂等礦物原料中金屬組分發(fā)生化學(xué)作用，并使之溶解而與其它不溶組分初步分別的過程。浸出又稱浸取、溶出、濕法分解。3、燒結(jié)礦：將礦粉〔包括富礦粉、精礦粉以及其它含鐵細(xì)粒狀物料、熔劑〔石灰石、白云石、生石灰等粉料、燃料〔焦粉、煤粉〕按確定比例協(xié)作后，經(jīng)混勻、造粒、加溫〔預(yù)熱、布料、點(diǎn)火，借助爐料氧化〔主要是燃料燃燒〕產(chǎn)生的高溫，使燒結(jié)料水分蒸發(fā)并發(fā)生一系列化學(xué)反響，產(chǎn)生局部液相粘結(jié)，冷卻后成塊，經(jīng)合理裂開和篩分后，最終得到的塊礦就是燒結(jié)礦。4、高爐利用系數(shù)：每立方米高爐有效容積一晝夜生產(chǎn)生鐵的噸數(shù)，是衡量高爐生產(chǎn)效率的指標(biāo)，單位：噸/3·日)。5〔或鐵團(tuán)塊〕呈固態(tài)的軟化溫度以下進(jìn)展復(fù)原獲得金屬鐵的方法。6、熔融復(fù)原：以非焦煤為能源，在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)展鐵氧化物復(fù)原，渣鐵能完全分別，得到類似高爐的含碳鐵水，其目的在于不使用焦炭。7、煉鋼：就是通過冶煉來降低生鐵中的碳和去除有害雜質(zhì)，再依據(jù)對(duì)鋼性能的要求參與適量的合金元素，使其成為具有高的強(qiáng)度、韌性或其它特別性能的鋼。8〔一般≤0.40%〕和錳〔一般≤0.80%〕等合金元素外，不含其他合金元素的鋼。9、合金鋼：是指鋼中除含有硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素如鉻、鎳、鉬、鈦、釩、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和稀土元素等，有的還含有某些非金屬元素如硼、氮等的鋼。其發(fā)生塑性變形，從而獲得所要求的外形和尺寸的金屬材料和制品。它包括軋制、鍛造、沖壓、擠壓、拉拔等方法。、軋鋼：將鋼材金屬坯料通過一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙〔各種外形，因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長(zhǎng)度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來生產(chǎn)鋼材型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。130～350gNa2O/L)在加熱的條件下將鋁土礦中的各種氧化鋁水合物溶解出來，生成鋁酸鈉溶液，此種溶液經(jīng)稀釋后在冷卻的條件下分解出純的氫氧化鋁，同時(shí)重生成苛性鈉溶液，供循環(huán)使用。補(bǔ)充：濕法煉銅也稱膽銅法，其生產(chǎn)過程主要包括兩個(gè)方面。一是浸銅，就是把鐵放在膽礬〔CuSO4·5H2O〕溶液〔俗稱膽水〕中，使膽礬中的銅離子被金屬置換成單質(zhì)銅沉積下來；二是收集，馬上置換出的銅粉收集起來，再加以熔煉、鑄造。連鑄，使鋼水不斷地通過水冷結(jié)晶器，凝成硬殼后從結(jié)晶器下方出口連續(xù)拉出，經(jīng)噴水冷卻，全部凝固后切成坯料的鑄造工藝。鋼液的爐外精煉除氣、去除非金屬夾雜物、調(diào)整鋼的成分和鋼液溫度等，移到爐外的“鋼包”或者專用的容器中進(jìn)展。二、簡(jiǎn)答題：1、為什么說鋼鐵是使用最多的金屬材料？125~70%。鐵礦石冶煉和加工較簡(jiǎn)潔，且生產(chǎn)規(guī)模大，效率高、質(zhì)量好和本錢低，具有其它金屬生產(chǎn)無可比較的優(yōu)勢(shì)。鋼鐵具有良好的物理、機(jī)械和工藝性能，如有較高的強(qiáng)度和韌性、熱和電的良好導(dǎo)體、耐磨、耐腐蝕、焊接及鑄造加工性好等。將某些金屬〔如鎳、鉻、釩、錳等〕作為合金元素參與鐵中就能獲得具有各種性能的金屬材料。鋼鐵通過熱處理能調(diào)整其機(jī)械性能，以足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各方面的需要。鋼鐵材料由于具有以上特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣。2、什么是火法冶金和濕法冶金？火法冶金：在高溫下礦石或精礦經(jīng)熔煉與精煉反響及熔化作業(yè)，使其中的有色金屬與脈石和雜質(zhì)分開，獲得較純有色金屬的過程。包括原料預(yù)備、熔煉和精煉三個(gè)主要工序。過程所需能源主要靠燃料燃燒供給，也有依靠過程中的化學(xué)反響熱來供給。濕法冶金：它是在常溫〔100℃〕常壓或高溫〔100-300℃〕高壓下，用溶劑處理礦石或精礦，使所要提取的有色金屬溶解于溶液中，而其它雜質(zhì)不溶解，然后再?gòu)娜芤褐袑⒂猩饘偬崛『头謩e出來的過程。主要包括浸出、分別與富集和提取過程。3、崩落采礦法特點(diǎn)(1采單元，按確定的回采挨次，連續(xù)進(jìn)展單步驟回采。(2(3)崩落法的開采是在一個(gè)階段內(nèi)從上而下進(jìn)展的?！?〕采準(zhǔn)、鑿巖和出礦在不同分段進(jìn)展，互不干擾。4、依據(jù)物料存在形態(tài)的不同，可將高爐劃分哪五個(gè)區(qū)域？各區(qū)域主要的反響和特征是什么？答：依據(jù)物料存在形態(tài)的不同，可將高爐劃分為五個(gè)區(qū)域：塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口前盤旋區(qū)、渣體聚攏區(qū)。各區(qū)內(nèi)進(jìn)展的主要反響及特征分別為：塊狀帶：爐料中水分蒸發(fā)及受熱分解，鐵礦石復(fù)原，爐料與煤氣熱交換；焦炭與礦石層狀交替分布，呈固體狀態(tài)；以氣固相反響為主。軟熔帶：爐料在該區(qū)域軟化，在下部邊界開頭熔融滴落；主要進(jìn)展直接復(fù)原反響，初渣形成。滴落帶：滴落的液態(tài)渣鐵與煤氣及固體碳之間進(jìn)展多種簡(jiǎn)潔的化學(xué)反響。盤旋區(qū)：噴入的燃料與熱風(fēng)發(fā)生燃燒反響，產(chǎn)生高熱煤氣，是爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。渣鐵聚攏區(qū)：在渣鐵層間的交界面及鐵滴穿過渣層時(shí)發(fā)生渣金反響。5、硫和磷對(duì)鋼鐵的危害？1〕硫是對(duì)鋼鐵危害大的元素，它使鋼材具有熱脆性?！盁岽唷本褪荢FeSFeSFe988℃，低于鋼材熱加工的開頭溫度。熱加工時(shí)，分布于晶界的共晶體先行熔化而導(dǎo)致開裂。磷是鋼材中的有害成分，使鋼具有冷脆性。磷能溶于α-Fe間的強(qiáng)度大大增高，從而使鋼材的室溫強(qiáng)度提高而脆性增加，稱為冷亦使鋼材冷脆的危急性增加。6、焦炭在高爐生產(chǎn)中起什么作用。答：焦炭是現(xiàn)代高爐冶煉的主要燃料和能源根底，在高爐冶煉過程中具有如下作用：燃料：燃燒后發(fā)熱，產(chǎn)生冶煉所需熱量。CO需的復(fù)原劑。液鐵滲碳劑：冶煉得到的生鐵含碳量一般在4.3%左右，在高爐煉鐵過程中，焦炭中的碳會(huì)逐步滲透到生鐵中，生鐵滲碳消耗焦炭約7%－10%。(4)料柱骨架：高爐內(nèi)是布滿著爐料和熔融渣、鐵的一個(gè)料柱，焦炭約1/3~1/2，對(duì)料柱透氣性具有打算性的影響。特別是在高爐下部，礦石、熔劑已經(jīng)熔化、造渣，變成液態(tài)渣和鐵，只有焦炭仍保持固態(tài)，為渣、鐵滴落和煤氣上升以及爐缸內(nèi)的渣、鐵正常流通和排出，供給了必要條件，使冶煉過程得以順當(dāng)進(jìn)展。焦炭的這一作用目前尚不能為其他燃料所代替。7、造塊法中球團(tuán)法的優(yōu)點(diǎn)？有利。術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極為有利。強(qiáng)度較高，在爐內(nèi)不易產(chǎn)生粉末，更適于作為大型高爐的爐料。含量低對(duì)削減高爐中的直接復(fù)原有利。(6山或港口，減輕了鋼鐵廠的環(huán)境壓力。8、球團(tuán)礦比燒結(jié)礦在冶金性能上的優(yōu)劣？粒度小而均勻，有利于高爐料柱透氣性的改善和氣流的均勻分布。冷態(tài)強(qiáng)度〔抗壓和抗磨〕高。在運(yùn)輸、裝卸和貯存時(shí)產(chǎn)生粉末少。鐵份高和堆密度大，有利于增加高爐料柱的有效重量，提高產(chǎn)〔工序能耗降低〕和降低焦比。復(fù)原性好，有利于改善煤氣化學(xué)能的利用。球團(tuán)礦存在的缺點(diǎn)：復(fù)原膨脹率要高于燒結(jié)礦。9、高爐煉鐵法與非高爐煉鐵；高爐煉鐵法即以焦炭為能源根底的傳統(tǒng)煉鐵方法。它與轉(zhuǎn)爐煉鋼相協(xié)作，是目前生產(chǎn)鋼鐵的主要方法。具有以下特點(diǎn)：〔1〕高爐冶煉生鐵的本質(zhì)是從鐵礦石中將鐵復(fù)原并熔化，其復(fù)原所需的復(fù)原劑和熱量由燃料產(chǎn)生2〕副產(chǎn)品爐渣、煤氣和爐塵，都能充分利用到下面的次生工藝〔3〕從開爐投產(chǎn)就是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過程，而且生產(chǎn)的規(guī)模大，連續(xù)自動(dòng)化；〔4〕50%爐料為間接5〕節(jié)能效果。非高爐煉鐵法，泛指高爐以外，不用焦炭，用煤、燃油、自然氣、電為能源根底的一切其它煉鐵方法。具有以下特點(diǎn)：于高爐冶煉的一個(gè)方面〔2〕投資少，周期短，靈敏性強(qiáng)3〕削減高溫設(shè)備及耐火材料等要求4〕的原料，可做成鐵粉、涂層、材料等。10、煉鋼的根本任務(wù)可歸納為：A、脫碳并將其含量調(diào)整到確定范圍；B、去除雜質(zhì)，主要包括：脫磷〔冷脆、脫硫〔熱脆、脫氧、去除氣體〔氫、氮〕和非金屬夾雜物〔氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等；C、調(diào)整鋼液成分和溫度；D、將鋼液澆注成質(zhì)量好的鋼錠或鋼坯。11、簡(jiǎn)述熱軋和冷軋的生產(chǎn)過程；熱軋主要生產(chǎn)過程為：加熱—將鋼坯在加熱爐中，加熱到再結(jié)晶溫度以上的某一適當(dāng)溫度。軋制—不同品種或規(guī)格產(chǎn)品，分別在不同類型的軋機(jī)上進(jìn)展軋制。精整—包括剪切、冷卻、矯正、檢驗(yàn)、外表處理等?！病乘嵯础ヅ髁贤獗淼难趸F皮〔〕〕精整。補(bǔ)充：高爐煉鐵合理的爐料構(gòu)造是什么？為什么？FeOO含量每提高1％，1.5％；球團(tuán)礦具有強(qiáng)度高、粒度整齊、復(fù)原性好的特點(diǎn)，所以配用優(yōu)質(zhì)的酸性球團(tuán)礦不僅能提高入爐品位，而且能改善爐料透氣性，為高爐強(qiáng)化冶煉制造條件；鋁電解原理：現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)，主要承受冰晶石—氧化鋁熔鹽電解法，其中氧化鋁是煉鋁的原料，冰晶石是熔劑。直流電通入電解槽，在陰極和陽(yáng)極上發(fā)生電化學(xué)反響。電解產(chǎn)物：陰極上是液體鋁，陽(yáng)極上是氣體〔〕和〔。陽(yáng)極氣體中還含有少量有害的氟化物、瀝青煙氣和二氧化硫。經(jīng)過凈化后，廢氣排入大氣，收回的氟化物返回電解槽內(nèi)連續(xù)使用。三、論述題1、拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的流程。答：拜耳法流程包括三個(gè)主要步驟：鋁土礦溶出；鋁酸鈉溶液分解；氫氧化鋁煅燒。溶出：指把鋁土礦中的氧化鋁水合物〔Al2O3·xH2O)溶解在苛性鈉〔NaOH)中，生成鋁酸鈉溶液。Al2O3·xH2O+2NaOH=2NaAlO2+(x+1)H2OAl(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4AlOOH+NaOH+H2O=NaAl(OH)4分解：析出固體氫氧化鋁Al2O3·3H2O〕〔3〕煅燒：Al2O3·3H2O=Al2O3+3H2O〔1100℃〕2、煉鋼過程中脫氧的原理和任務(wù)Fe物如MnO劑。脫氧的目的在于降低鋼中的氧含量，脫氧的任務(wù)是：MnO等。b總含氧量并沒有降低，氧對(duì)鋼的危害照舊存在。c)脫氧時(shí)還要完成調(diào)整鋼液成分和合金化的任務(wù)。3、為什么說高爐煉鐵中應(yīng)提高間接復(fù)原率。高爐中的鐵氧化物有直接復(fù)原和間接復(fù)原兩種。直接復(fù)原：用固體復(fù)原劑C復(fù)原鐵氧化物的反響。直接復(fù)原是不行逆反響，是大量的吸熱反響，需要燃燒很多C它們?cè)诟郀t內(nèi)高溫區(qū)進(jìn)展。實(shí)際的直接復(fù)原是借助于碳素溶解損失反響、水煤氣反響與間接復(fù)原反響疊加而實(shí)現(xiàn)的。間接復(fù)原COH2間接復(fù)原，間接復(fù)原反響為可逆反響，并放出大量熱，因此其消耗熱量少，它們?cè)诟郀t內(nèi)塊狀帶的中低溫區(qū)進(jìn)展。高爐冶煉中總熱量主要消耗于直接復(fù)原吸熱和溶化渣鐵所需熱量。而高爐的熱收入主要來自于風(fēng)口燃料〔焦炭和煤粉〕的燃燒物理熱。因此在高爐內(nèi)應(yīng)盡可能降低直接復(fù)原度、提高中溫區(qū)的間接復(fù)原率，以降低燃料比〔或焦比。4、煉鋼脫磷反響的根本條件和方法將鋼中的磷脫除到要求的范圍內(nèi)，是煉鋼的任務(wù)之一。脫磷的根本反響放熱從反響式中可以看出：較低的溫度、高(FeO)、高(CaO)有利于脫磷反響的進(jìn)展。脫磷的根本條件和方法爐渣的堿度要適當(dāng)高，流淌性要好。爭(zhēng)論結(jié)果認(rèn)為，脫磷時(shí)的爐渣2.5～3適當(dāng)提高爐渣的氧化性，即渣中的氧化鐵要高。適當(dāng)?shù)臏囟?。盡管低溫有利于放熱反響的進(jìn)展，但低溫不利于石灰所以，為了獲得最正確的脫磷效果，熔池應(yīng)有適當(dāng)?shù)臏囟?，不能太高也不能太低。d〕大渣量是提高脫磷效果的有效方法之一。對(duì)于電爐來說，承受自動(dòng)流渣的方法，放舊渣、造渣就是大渣量的另一種操作形式。5、試從資源綜合利用和生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的友好兩方面，分析火法煉銅和濕法煉銅的主要優(yōu)缺點(diǎn)。火法煉銅是將銅礦〔或焙砂、燒結(jié)塊等〕和熔劑一起在高溫下熔化，或直接煉成粗銅，或先煉成冰銅〔銅、鐵、硫?yàn)橹鞯娜垠w〕然后再煉成粗銅。濕法煉銅是在常壓或高壓下，用溶劑浸出礦石或焙燒礦中的銅，經(jīng)凈液使銅與雜質(zhì)分別，而后用電積或置換等方法，將溶液中的銅提取出來?；鸱鞒套畲蟮膬?yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性廣，對(duì)各種不同的銅礦均能處理，特別是對(duì)一船硫化礦和富氧化礦很適用。濕法煉銅是在常溫、常壓或高壓下用溶劑使銅從礦石中浸出，然后從浸出液中除去各種雜質(zhì)，再將銅從浸出液中沉淀出來。對(duì)氧化銅礦和自然銅礦，大多數(shù)可用溶劑直接浸出；而硫化銅礦則一般先經(jīng)焙燒，然后溶浸?；鸱掋~與濕法煉銅的根本差異在于濕法浸出時(shí)，只有銅和少數(shù)其他成分溶解，絕大多數(shù)的脈石成分和雜質(zhì)仍留在浸出渣中。濕法過程可在常溫下進(jìn)展，不需要更多的燃料；不造渣；產(chǎn)品輸送便利；勞動(dòng)條件較好；無煙害。從今后銅資源的變化狀況看，銅礦日益貧化，將會(huì)遇到低品位難選復(fù)合礦處理的問題更多，這會(huì)促使?jié)穹ㄒ苯鹣蚯斑M(jìn)展。6、高硅鋁土礦選礦脫硅的根本方法浮選法脫硅〔1〕浮選法脫硅浮選法脫除硅包括正浮選脫硅和反浮選脫硅。正浮選存在以下缺點(diǎn):精礦上浮量大,導(dǎo)致脫硅過程中藥劑用量大、精礦中藥劑剩余量高,精上浮產(chǎn)品產(chǎn)率小,藥劑用量低,精礦外表附著的藥劑少,易于過濾,水分含量低等。爭(zhēng)論說明：浮選鋁礦物的有效捕收劑有脂肪酸和磺酸鹽類；調(diào)整劑有六偏磷酸鈉、丹寧酸、焦磷酸鈉、蘇打、碳酸鈉等。反浮選以胺類捕收劑效果較好；在礦漿pH=7～8時(shí)，用陽(yáng)離子胺類捕收劑可有效地選出鮞綠泥石等硅酸鹽礦物，同時(shí)六偏磷酸鈉有助于礦漿的分散。〔2〕絮凝脫硅對(duì)于細(xì)粒嵌布的一水鋁石型鋁土礦，含泥較多時(shí)可用選擇性絮凝法脫30%～40%，然后增加調(diào)整浮選法脫除硅包括正浮選脫硅和反浮選脫硅。正浮選存在以下缺點(diǎn):精礦上浮量大,導(dǎo)致脫硅過程中藥劑用量大、精礦中藥劑剩余量高,精上浮產(chǎn)品產(chǎn)率小,藥劑用量低,精礦外表附著的藥劑少,易于過濾,水分含量低等。爭(zhēng)論說明：浮選鋁礦物的有效捕收劑有脂肪酸和磺酸鹽類；調(diào)整劑有六偏磷酸鈉、丹寧酸、焦磷酸鈉、蘇打、碳酸鈉等。反浮選以胺類捕收劑效果較好；在礦漿pH=7～8時(shí)，用陽(yáng)離子胺類捕收劑可有效地選出鮞綠泥石等硅酸鹽礦物，同時(shí)六偏磷酸鈉有助于礦漿的分散?！?〕絮凝脫硅對(duì)于細(xì)粒嵌布的一水鋁石型鋁土礦，含泥較多時(shí)可用選擇性絮凝法脫30%～40%，然后增加調(diào)整劑蘇打和苛性鈉、分散劑六偏磷酸鈉，再使用聚丙烯