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有色冶金基础知识市场部培训罗艾东2010年4月、冶金及冶金分类3、有色金属冶炼4、火法冶金5、湿法冶金、金属与有色金属6、铅锌冶炼7、铜镍冶炼一：金属与有色金属做靠得住、信得过的环保企业、金属的定义金属是黑色金属和有色金属的总称。金属最突出的特征是其容易失去电子的倾向。从化学角度看，金属是指在溶液中容易生成阳离子化学元素，其氧化物与水结合形成氢氧化物而不是相应的酸。做靠得住、信得过的环保企业、金属的物理性质从物理学角度看，由于金属的原子外层结构中都含有游离的或易激化的电子，因而具有一系列的金属特性（金属性）。包括：•良导电性；•良导热性；•具有金属光泽；•金属延展性；•非挥发性（汞除外）；•不溶于水和有机溶剂；做靠得住、信得过的环保企业、有色金属元素周期表中共有112种元素，金属和半金属占96种；其中铁、铬、锰一般列为黑色金属；铀、钚、镭等27种放射性金属；砷和硒一般归类为非金属；64种有色金属分成5类：重（有色）金属、轻金属、贵金属、稀有金属和半金属。做靠得住、信得过的环保企业二：冶金与冶金分类做靠得住、信得过的环保企业冶金是指从矿石或二次金属资源中提出金属或金属化合物。作为冶金原料的的矿石或精矿，其中除含有所要提取的金属矿物外，还含有伴生金属矿物以及大量无用的脉石矿物。冶金的目的就是把所要提取的金属从成分复杂的矿物合体中分离出来并加以提纯。冶金分离和提纯过程常常不能一次完成，需要进行多次，通常包括预备处理、熔炼和精炼三个循序渐进的作业过程。做靠得住、信得过的环保企业1、冶金现代冶金中，由于矿石（或精矿）性质和成分、能源、环境保护以及技术条件等情况不同，实现上述冶金过程的工艺流程也是多种多样的。根据冶炼金属不同，冶金工业通常分为黑色冶金工业（或钢铁冶金工业）和有色冶金工业。黑色冶金工业（钢铁冶金工业）包括生铁、钢和铁合金（铬铁、锰铁）的生产。有色冶金包括其余所有各种金属的生产。做靠得住、信得过的环保企业2、冶金分类三：有色金属冶炼做靠得住、信得过的环保企业有色金属冶炼是指从矿石、精矿、二次资源或其他物料中提取伴生元素或其化合物的物理化学过程。提取方法主要有火法冶金、湿法冶金和电冶金三类。做靠得住、信得过的环保企业1、有色金属冶炼（一）火法冶金火法冶金是在高温（700℃以上）条件从冶金原料中提取或精炼有色金属的工艺过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其他杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中化学反应（比如硫化矿的氧化焙烧和熔炼）；金属热还原过程也是自热进行的。火法冶金生产成本一般低于湿法冶金。火法冶金一般包括：原料准备、焙烧、熔炼（吹炼）和精练四大过程。做靠得住、信得过的环保企业、有色冶金方法分类典型火法冶金：氧气底吹炼铅法（QSL法）做靠得住、信得过的环保企业（二）湿法冶金湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金是利用浸出剂将矿石、精矿、焙砂及其他物料中有价金属组分溶解在溶液中或以新的固相析出，金属金属分离、富集和提取的科学技术。湿法冶金温度不高，一般低于100℃。现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不过473K左右，极个别情况温度可达573K。湿法冶金包括：浸出、液固分离、溶液净化、金属提取等操作过程。做靠得住、信得过的环保企业典型湿法冶金工艺：湿法炼锌工艺流程做靠得住、信得过的环保企业（三）电冶金电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效益的不同，电冶金又分为电热冶金和电化学冶金。电热冶金：是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。在电热冶金过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者主要区别只是冶炼过程来源不同。电化冶金（电解和电积）：是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液电解，如铜的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应，而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，可列入火法冶金一类。做靠得住、信得过的环保企业做靠得住、信得过的环保企业2、火法冶金与湿法冶金比较方法优点缺点火法冶金1.高温下反应速度快，单位设备生产率和劳动率高；2.能充分利用硫化精矿本身的能源，容易实现自热熔炼，产品单位能耗低；3.硫及金属产物能很好的富集金银等贵金属。1.存在高温含尘烟气污染问题，治理费用高；2.难以处理低品味原料；3.工作场地劳动卫生条件差。湿法冶金1.适于处理高、低品味原料，比如可处理铜低品味原料；2.能处理复杂矿物原料；3.多金属综合回收利用效果好；4.较少烟尘污染问题。1.生产能力低，设备庞大，设备费用高，单位车间面积的生产能力远低于火法冶金；2.能耗大；3.存在废水、废渣的污染和治理问题。、金属冶炼过程一般有色金属提取冶金过程中，需要根据原料性质和对产品的要求采用两类或三类冶金方法相互配合组成提取流程。如铜、铅、锌、镍、钴多采用火法冶金制取粗金属，以电化学方法制取纯金属。轻金属多采用湿法冶金制取纯金属化合物，以电冶金制取粗金属或纯金属。大多数稀有金属是以湿法冶金方法制取纯金属化合物，以火法冶金或电冶金制取纯金属。做靠得住、信得过的环保企业四：火法冶金做靠得住、信得过的环保企业火法冶金是在高温（700℃以上）条件从冶金原料中提取或精炼有色金属的工艺过程。火法冶金的基本条件是维持一定的高温所需的热源，除了冶金本身为放热反应外，主要依靠碳质燃料燃烧供热（煤、焦炭、天然气和石油产品）。为提高燃料热效率减少烟气体积，相继发展了富氧或纯氧熔炼工艺（空气中含有79%（体积）的氮气）。为充分利用硫化精矿以及粉状物料大比面积，相继发展了闪速、旋涡、熔池熔炼等新工艺。做靠得住、信得过的环保企业（一）火法冶金及其新工艺做靠得住、信得过的环保企业典型工艺：火法炼铜火法冶金一般包括：原料准备、焙烧、熔炼（吹炼）和精练四大过程。做靠得住、信得过的环保企业（二）火法冶金过程、原料准备将精矿或矿石、熔剂和烟尘等按冶炼要求配制成具有一定化学组成和物理性质的炉料过程，为现代火法冶金流程的重要组成部分。炉料准备一般包括贮存、配料、混合、干燥、制粒、制团等。做靠得住、信得过的环保企业、焙烧焙烧是指在低于物料熔化温度下完成的某种化学反应的过程。焙烧大多为下步熔炼或浸出等主要冶炼作业做准备。根据工艺目的，焙烧大致可分为：氧化焙烧、盐化焙烧、还原焙烧、挥发焙烧、烧结焙烧。盐化焙烧包括硫酸化焙烧和氯化焙烧，磁化焙烧属还原焙烧。按物料在焙烧过程中的运动状态，分为固定床焙烧、移动床焙烧、流态化焙烧、漂浮焙烧。做靠得住、信得过的环保企业）氧化焙烧氧化焙烧是用氧化剂是物料中的金属化合物转变为氧化物的工艺。目的是为了获得氧化物以利于下一步熔炼制取粗金属，并回收其中的热量和有价成分。氧化焙烧多用于硫化矿冶炼。有时为了挥发除去硫化矿中的砷和锑等有害杂质，也进行氧化焙烧。氧化焙烧时硫化矿先热分解变成低价硫化物和硫，最后生成氧化物和。如下：MeS2=MeS+1/2S21/2S2+O2=SO2MeS+1/2O2=MeO+SO2总反应：MeS2=MeO+2SO2一些硫化矿的氧化焙烧是放热反应，所放出的热量可使反应自热（或部分自热）进行到底。做靠得住、信得过的环保企业）盐化焙烧硫酸化焙烧和氯化焙烧是盐化焙烧的典型例子。目的是在严格条件控制下使物料中的某些金属硫化物或氧化物尽可能多地转化为溶于水或稀酸的可溶盐。A：硫酸化焙烧2/3MeS+O2→2/3MeO+2/3SO22SO2+O2→2SO3MeO+SO3→MeSO4铜精矿、铜钴精矿、钴硫精矿及低品位金属物料的处理。硫酸化焙烧控制条件主要有温度和送风量。在同一温度下，各种硫酸盐的分解压和稳定性是不同的，温度越高，硫酸盐越不稳定，容易分解为氧化物。利用各种硫酸盐稳定性的差异，通过适当控制温度，进行选择性硫酸化焙烧。当送风量能使气相中的SO3具有最大值时，便是硫酸化焙烧最合适的送风量。工业上常用流态化焙烧炉进行硫酸化焙烧。做靠得住、信得过的环保企业氯化焙烧氯化的物理可以是氧化物、碳化物、硫化物及金属或合金。常用氯化剂可以是Cl2、HCL、CCl4、CaCl2、NaCl、MgCl2、FeCl3如：MeO+Cl2→MeCl2+1/2O2根据作业温度条件，分为中温氯化焙烧和高温氯化焙烧。前者作业温度不高，生成的氯化物以固态存在，利用其水溶性，在浸出工序中加以提取。高温氯化因焙烧温度高，而氯化物沸点较低，因此生成的氯化物往往同时挥发进入气相后而富集。氯化物沸点低、熔点不高，与金属矿、硫化物、氧化物几乎不互溶，既易生成，又易还原或分解，再加上氯化焙烧选择性好，使得氯化焙烧得到广泛应用。典型范例有：金红石或高钛渣氯化法制取TiCl4，二氧化锆氯化法制取ZrCl4。做靠得住、信得过的环保企业）还原焙烧还原焙烧指在还原气氛下将金属氧化物还原成金属或低价化合物的焙烧过程。按被还原物挥发和不挥发分为还原挥发焙烧和不挥发焙烧两类。还原剂可固体、液体或气体等碳质还原剂。（在使用固体还原剂煤火焦炭时，在焙烧过程中碳先转化成CO）如：ZnO+CO=Zn+CO2As2O5+2CO=As2O3+2CO2MeO(s,l)+CO(g)=Me(g)+CO2(g)磁化焙烧实质上也属于还原焙烧，其典型例子为赤铁矿磁化焙烧，反应为：3Fe2O3+CO=Fe3O4+CO2做靠得住、信得过的环保企业、熔炼熔炼是指炉料在高温（1300K~1600K）炉内发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或金属富集物和炉渣的冶金过程。为提供必要的温度，往往需加入燃料燃烧，并送入空气或富氧空气。粗金属或金属富集物由于与熔融炉渣互溶度很小和密度差异而分层得以分离。富集物有锍、黄渣等，他们尚需进一步吹炼或用其他方法处理才能