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11.简述冶金学科（冶金方法）的分类；冶金学分类:提取冶金学和物理冶金学2.几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点；火法冶金:火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。湿法冶金:其生产步骤主要包括：浸取、分离、富集和提取。水法冶金的优点是环境污染少，并且能提炼低品位的矿石，但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。电冶金：利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。粉末冶金：粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成：配料、压制成型、坯块烧结和后处理。对于大型的制品，为了获得均匀的密度，还需要采取等静压（各方向同时受液压）的方法成型。粉末冶金在技术上和经济上有以下特点：（1）可生产普通熔炼方法无法生产的特殊性能材料，如多孔材料、复合材料等；可避免成分偏析、保证合金具有均匀的组织和稳定的性能；（2）可生产高熔点金属（如钨和钼）和不互熔的合金（如钨-银合金）；（3）可大量减少产品的后续机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。这一点对贵重金属尤其重要；（4）粉末冶金零件的缺点是塑性和韧性较差。3.简述有色金属提取的特点；有色金属提取工艺的特点：1）有色金属矿物的品位低，成分复杂。2）提取方法多，分火法和湿法。4.简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。火法：（1）焙烧（氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧、煅烧、烧结焙烧）；（2）熔炼（造锍熔炼、还原熔炼、氧化熔炼、熔盐电解、反应熔炼，吹炼）；（3）精炼（氧化精炼、氯化精炼、硫化精炼、电解精炼）。湿法：（1）浸出按浸出的溶剂分为：碱浸、氨浸、酸浸、硫脲浸出、氰化物浸出，等；按浸出的方式分为：常压浸出、加压浸出、槽浸、堆浸、就地浸出，等。（2）净化：水解沉淀净化、置换净化、气体还原（氧化）净化，等。（3）沉积：置换沉积、电解沉积、气体还原沉积。5.判断下列金属那些属于稀有金属、轻金属、重有色金属及贵金属Fe()Cu()Mg()Al()Au()Ag()Pt()Ti()Co()Pb()Zn()Na()K()W()Mo()Ga()Sr()Ir()Zr()Pd()6.金属铝、铜、金、银的主要物理化学性质？铜的性质：物理性质铜呈玫瑰红色，特点是展性和延性好；导电、导热性极佳，仅次于银；无磁性；不挥发；液态铜流动性好等。熔点：1083℃。密度：8.96g/cm3铜的蒸气压很小，在熔点温度下仅为9×10-5Pa。高温下，液体铜能溶解氢、氧、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等气体。凝固时，溶解的气体又从铜中放出，造成铜铸件内带有气孔，影响铜的机械性能和电工性能。化学性质铜在干燥空气中不起变化，但在含有二氧化碳的潮湿空气中则能氧化形成碱式碳酸铜（铜绿）的有毒薄膜。加热至185℃，铜在空气中开始氧化，高于350℃氧化生成Cu2O和CuO。因铜为正电性元素，故不能置换酸（盐酸和硫酸）中的氢，而仅能溶于有氧化作用的酸如硝酸和有氧化剂存在时的硫酸中。铜能溶于氨水及与氧、硫、卤素等化合。铝的性质物理性质(1)熔点：99.996%的纯铝熔点为933K（660℃）。工业纯铝的最终凝固点575℃。(2)沸点：铝的沸点是2467℃。(3)熔化热和熔化熵：铝的熔化热在933K时为1070.21kJ/mol。熔化熵为11.5J/（mol·k）。(4)热容：铝的热容在298~933K之间(5)导热系数（或导热率）固体铝在室温下的导热系数为（2.35~2.37）×10-2W/（m·k）。(6)热膨胀系数99.99%精铝凝固时的体积收缩率为6.5%。(7)密度铝的实际密度值为2.6966~2.6988g/cm3。(8)导电性高纯铝（99.995%）的电阻率在293K时为（2.62~2.65）×10-8Ω·m-1。化学性质(1)铝同氧的反应，生成Al2O3即:2Al+1.5O2=Al2O3(2)铝在高温下能够还原金属氧化物，即:2Al+Me=Al2O3+3Me(3)铝易被碱溶液侵蚀，生成铝酸盐。金银的性质金银和铂族金属（铂、铑、铱、钯、锇、钌）统称贵金属。纯金有瑰丽的金黄光泽，故称黄金。黄金的延展性非常好，导电性仅次于银和铜，而导热系数仅次于银。常温时金的密度为19.32，熔点1063℃，沸点2208℃，蒸汽压力很小，莫氏硬度2.5。1、金的性质金的化学稳定性很好，它不被氧化也不被硝酸、盐酸和硫酸溶解，但能溶于王水、氨水（H2O+Cl2）、溴水（H2O+Br）、溴化氢（HBr）、碘化钾的碘溶液（KI+I2）、盐酸的氮化铁溶液（HCl+FeCl3）、酒精的碘溶液（C2H5OH+I2）、有氧或氧化剂存在时的氰化物（KCN和2NaCN）溶液、高于420K温度时的氯（Cl2）、硫脱（SCN2H4）、753K温度时的乙炔（C2H2）及溴加乙醚[Br+(C2H5)2O]中。金有Au1+和Au3+两种化合价。AuCl3容易挥发。用铁盐和SO2等还原剂可从氯金酸HAuCl4中沉淀金。与王水作用生成的氯金酸是金电解精炼的电解液主要成分。2、银的性质银有银白色金属光泽，故称白银。银的导电性和导热性都最高。常温时银的密度为10.49，熔点961.93℃，沸点2210℃，也是不易挥发的金属，莫氏硬度2.7。银的延展性仅次于金。银有很强的吸氧性，在973℃时每10g银可溶解21.35cm3的O2，相当于银体积的20倍。银不与水作用，常温下也不氧化，加热时则氧化成氧化银，但到400℃时又明显分解。银不溶于盐酸和醋酸中；难溶于浓硝酸和稀硫酸中，但易溶于稀硝酸、浓热硫酸、氰化钾、氰化钠和有氧化剂存在的硫脲中。有少量硫酸铁存在的浓硫酸也能溶解银。7.解释下列术语水溶液电解；在电解质水溶液中进行的电解。特点是温度不高于100℃。熔盐电解；以氧化物、氟化物或卤化物为电解质所进行的电解。特点是温度高于100℃。电解精炼；在直流电的作用下，阳极不断溶解，阴极不断析出，杂质被留在溶液中的电化学过程。铅冰铜；以铁硫化物与铅硫化物为主要组元的的融合体。还原熔炼；在高温下，在还原气氛下所进行的熔炼。氧化精炼；在高温下，通入空气使杂质氧化成氧化物造渣除去的过程。电流效率；在直流电点解时，阴极上实际析出的物质量与理论析出量之比的百分数。造锍熔炼；在一台高温冶金设备中，含有硫的炉料以及燃料和熔剂，在和氧的反应过程中，生成含二氧化硫的烟气、氧化物融合体的炉渣、以及金属硫化物的融合体的冰铜的过程。置换沉积；用电极电位较负的物质把电极电位较正的物质从其水溶液中置换出来的过程。浸出液净化；在浸出过程中少量杂质也被浸出进入溶液，为从溶液中回收的有价物质更纯，必须把溶液中的杂质先行除去的步骤。硫酸化焙烧；在较高的温度下，鼓入空气，使炉料中硫化物氧化生成硫酸盐的过程。冰铜；铜硫化物和铁硫化物的融合体。锍：金属硫化物的融合体，主要成分为铁、硫和其他金属。粗铜：含杂质比较高的铜，一般品位在98~99.5%。镍冰铜；硫化镍与硫化铁的融合体。8．当今铜的主要消费领域是哪些？由于铜具有较高的导电性、传热性、延展性、抗拉性和耐腐性，因此在国防工业、电气工业、机械制造工业以及其他部门的应用都很广，特别在电气工业应用得更为广泛。常规武器制造和空间探测都需要铜。铜的一半左右用于电器及电子工业，如制造电缆、电线、电机以及其他输电和电讯设备。在机械制造工业中多是使用铜的合金，如黄铜、青铜、白铜、锰铜钢、镍铜、康铜等。胆矾（硫酸铜）则用于制造农药和其他化学药品9．试从资源综合利用和生产过程对环境的友好两方面，分析火法炼铜和湿法炼铜的主要优缺点。火法炼铜是将铜矿（或焙砂、烧结块等）和熔剂一起在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先炼成冰铜（铜、铁、硫为主的熔体）然后再炼成粗铜。湿法炼铜是在常压或高压下，用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的铜，经净液使铜与杂质分离，而后用电积或置换等方法，将溶液中的铜提取出来。火法流程最大的优点是适应性广，对各种不同的铜矿均能处理，特别是对一船硫化矿和富氧化矿很适用。湿法炼铜是在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸出。然后从浸出液中除去各种杂质，再将铜从浸出液中沉淀出来。对氧化铜矿和自然铜矿，大多数可用溶剂直接浸出；而硫化铜矿则一般先经焙烧，然后溶浸。火法炼钢与湿法炼铜的根本差别在于湿法浸出时，只有铜和少数其他成分溶解，绝大多数的脉石成分和杂质仍留在浸出渣中。湿法过程可在常温下进行，不需要更多的燃料；不造渣；产品输送方便；劳动条件较好；无烟害。从今后铜资源的变化情况看，铜矿日益贫化，将会遇到低品位难选复合矿处理的问题更多，这会促使湿法冶金向前发展。10．造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？在造锍熔炼时，由于Fe3O4析出，在转炉渣口和上升烟道等部位产生结垢物；炉渣粘度增大和熔点升高；渣含铜升高等许多问题。控制Fe3O4的措施和途径。（1）提高反应塔温度。（2）保持渣中一定的SiO2含量，降低Fe/SiO2，加入煤，以及优化喷嘴结构与操作条件等（3）勤放渣。（4）增加沉淀池燃油量，降低锍品位11．酸性炉渣和碱性炉渣各有何特点？碱性炉渣受热熔化时，立即转变成各种Me2+和半径较小的硅氧络阴离子，粘度迅速下降。在粘度－温度曲线上有明显的转折点。当温度超过转折点温度后，曲线变得比较平缓，即温度对粘度的影响不明显。通过实验，可得出碱性炉渣的粘度与温度关系式：lgη=A/T+B或η=B0eWη/RT式中A＝Wη/R；B＝lgB0；Wη＝粘度活化能酸性炉渣含SiO2高，随着温度升高复杂的硅氧络阴离子逐步离解为简单的络阴离子，因此粘度也逐渐降低。其粘度－温度曲线上没有明显的转折点。酸性炉渣粘度与温度关系的经验式如下：lgη=A+BT式中A，B－与炉渣成分有关的常数12．闪速炉造锍熔炼对入炉铜精矿为何要预先进行干燥？闪速熔炼要求在反应塔内以极短的时间（2～3s）完成全部冶金过程，因此炉料必须事先干燥使其含水小于0.3%。干燥时不应使硫化物氧化和颗粒粘结。313．闪速熔炼过程要达到自热，生产上采用哪些措施来保证？闪速熔炼的生产过程中，精矿中的硫化物氧化以及造渣反应放出大量的热，辅之以热风或富氧空气，使过程能半自热或自热进行。随着精矿中的发热元素硫和铁的含量不同和矿物相组成不同，氧化反应放出的热量也不同。采取的方法有预热空气提高风温，或者减少炉气量，或者两者同时应用。近十多年来的闪速熔炼技术进步表明，提高富氧浓度，减少炉气量的途径更具有意义。14．熔池熔炼产出的炉渣为何含铜较高？当吹炼至出现粗铜时，体系中氧位和硫位发生急剧的变化，氧位的急剧增大，使熔渣中Fe3O4和Cu2O活度也急剧增大，34FeOa将由0.1~0.35增至1，即达Fe3O4的饱和值，大大地恶化了炉渣的性质；而2CuOa由小于10-3增至10-1，渣含铜急剧增加。计算表明，连续炼铜时渣含铜的最低值为8%15．铜锍的吹炼过程为何能分为两个周期？铜锍的吹炼是一个周期性的作业，可分为两个阶段：第一阶段：造渣期，主要进行FeS的氧化和造渣反应；第二阶段：造铜期，主要进行Cu2S的氧化及Cu2S和Cu2O的相互反应，最终获得粗铜。造渣期根据情况加入冰铜和石英溶剂，并间断地排放炉渣。造铜期无需加溶剂，不产出炉渣。冰铜吹炼过程中发生如下反应：FeS(l)+Cu2O(l)=Cu2S(l)+FeO(l)ΔG0=-105437-85.48T(J)此反应的ΔG0在所有熔炼温度范围内都有很大负值。表明有FeS存在时，Cu2O不可能稳定存在，必然被硫化成Cu2S。只有当FeS完全氧化除去后，Cu2S和Cu2O的相互反应才能进行，这就是冰铜吹炼分两个阶段的热力学依据。16．在吹炼过程中Fe3O4有何危害？怎样抑制其形成？在冰铜吹炼时，由于Fe3O4析出，在转炉渣口和上升烟道等部位产生结垢物；炉渣粘度增大和熔点升高；渣中含铜量显著升高，喷溅严重，风口操作困难。控制Fe3O4的措施和途径。（1）转炉正常吹炼的温度在1250℃~1300℃之间。在兼顾炉子耐火材料寿命的情况下，适当提高吹炼温度。（2）保持渣中一定的SiO2含量。（3）勤放渣。控制Fe3O4的一般途径有:提高反应塔温度增加沉淀池燃油量，降