金属冶金概述详解.ppt

概念：火法冶金是指利用高温（超过金属熔点温度）从矿物中提取金属或其他化合物的方法；顾名思义，这种生产工艺常利用火来加热得到高温。因这种工艺没有水溶液的参与，所以也叫干法冶金。 典型的火法冶炼：炼钢，炼铜 适用性：富集矿、硫化物矿 特点：1）污染严重 2）对矿物品质要求高 3）生产成本低，易于大规模生产使用 4）产品纯度低，不易实现其它伴生金属的回收。 二、 火法冶金主要工艺过程 工艺过程： 矿石准备 矿石熔炼 精炼提纯 除脉石、得精矿 富集和分离的过程 除去杂质提纯金属 选矿:矿石破碎后、通过重选、浮选、磁选等。 →精矿 2. 干燥、焙解: 分解水化物或氢氧化物及碳酸盐，除去其中的水份、二氧化碳及有机物等。 3、焙烧：除硫 →焙砂 4. 烧结：粉矿（精矿）→球团→烧结→ 块状物料。 →烧结块 不宜直接加入鼓风炉 煤、焦炭 溶解度、密度差 原料 熔化 两种或以上互 不相溶的液体产物 矿石（精矿、焙砂或烧结块） 熔剂、氧化、还原剂、燃料 粗金属、金属富集物、 熔渣（脉石、灰分） 化学反应 石灰石硅石 1、还原熔炼：以还原反应为主（氧化物矿）还原气氛熔炼 MeO+C=Me+CO2； MeO+CO=Me+CO2； C+CO2=2CO 2、氧化熔炼：以氧化反应为主（硫化物矿）。 MeS+O2=Me+SO2； MeS+1.5O2=MeO+SO2； Me’S+MeO=MeS+Me’O [ Me’为杂质金属元素 ] 闪速熔炼、熔池熔炼、漩涡熔炼、热风熔炼、富氧熔炼、自热熔炼 将冶炼得到的金属进一步去除杂质，提高纯度的过程称为精炼。 精炼包括：　1）化学方法： 氧化精炼：利用杂质对氧的亲和力大于主金属元素 Me’+MeO=Me+Me’O 硫化精炼：利用杂质对硫的亲和力大于主金属元素 MeS+Me’=Me’S+Me　2）物理方法： 区域提纯：改变温度，利用杂质和主金属熔化-结晶发生相变规律不同 精馏：利用物质沸点不同，进行多次蒸发、冷凝而除去杂质 　3）电化学方法：电解提纯 炼钢吹氧，粗铜除铁 粗铅 除铜、除铁 杂质元素变成氧化物与脉石造渣除去 二、 火法冶金主要工艺过程 工艺过程： 矿石准备 矿石熔炼 精炼提纯 除脉石、得精矿 富集和分离的过程 除去杂质提纯金属 粗矿石 烧结块、熔剂、氧化、还原剂、燃料 粗金属、金属富集物、熔渣 粗金属 纯金属 精矿粉 烧结块 第三节 湿法冶金 第七章　冶金工程基础 定义：湿法冶金是指利用一些化学溶剂的化学作用，在水溶液或非水溶液中进行包括氧化、还原、中和、水解和络合等反应，对原料、中间产物或二次再生资源中的金属进行提取和分离的冶金过程。 典型的湿法冶炼：湿法炼锌（已占到世界锌产量的80%） 适用性：贫矿、氧化物矿、海水、废渣、选矿尾矿 特点： 1）污染可控 2）可用于对贫矿、废渣等的金属提取 3）生产效率低 1. 选矿:矿石破碎后、通过重选、浮选、磁选等。 2. 干燥、焙解: 3. 焙烧:矿石(精矿)→加热(熔点)→化学变化。包括有： 硫酸化焙烧、如湿法提Cu、Zn等： MeS+1?O2=MeO+SO2 SO2+?O2=SO3 MeO+SO3=MeSO4 氯化焙烧、矿石（精矿）+氯化剂→可溶性氯化物（稀有金属冶金）如 TiO2+2CaCl2=TiCl4+2CaO 4. 烧结：粉矿（精矿）→球团→烧结→ 块状物料。 除硫、生成硫酸盐、可溶性化合物 二、 湿法冶金工艺过程 工艺过程： 浸出 固液 分离 金属或化 合物提取 溶液 净化 高温加压浸出 超细振动研磨浸出 外力场的作用强化 催化剂 活化浸出 沉降分离 过滤分离 蒸馏 沉淀 结晶 溶液萃取 离子交换 膜分离 将金属组分溶解变为溶液 蒸汽压 难熔固体 过饱和 萃取 用湿法从硫化锌精矿生产金属锌的流程图 第四节 电冶金 第七章　冶金工程基础 定义：利用电能从矿石或其它原料中提取、回收、精炼金属的 冶金过程。 工艺分类： 电热学冶金 ：直接用电加热生产金属的一种冶金方法。 特点：耗热量大，温度可控，速度快，产品纯度高 电化学冶金：电化冶金是利用电极反应而进行的冶炼方法。 特点：纯度