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第一章 金属材料的制备－冶金 第一节 冶金工艺概述 第一节 冶金工艺概述-火法冶金 第一节 冶金工艺概述-火法冶金 第一节 冶金工艺概述-火法冶金 第一节 冶金工艺概述-火法冶金 第一节 冶金工艺概述-湿法冶金 第一节 冶金工艺概述-电冶金 第一节 冶金工艺概述-电冶金 第一节 冶金工艺概述-电冶金 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 4)炼铁产品及副产品： 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第二节 钢铁冶炼 第三节 有色金属冶炼-铜的冶炼 1、铜的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铜的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铜的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铜的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铝的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铝的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铝的冶炼 氧化铝的电解 第三节 有色金属冶炼-铝的冶炼 第三节 有色金属冶炼-铝的冶炼 铝的生产流程示意图 纯冰晶石 铝 锭 萤 石 铝 矿 石 生产氧化铝 纯氧化铝 电 解 制 铝 碳素材料 阳 极 糊 或 其 它 产 品 电极生产 选 矿 再熔或精炼 电 能 生产冰晶石 或 氟 化 物 *电气工程学院 *电气工程学院 第一节 冶金工艺概述 第二节 钢铁冶炼 第三节 有色金属冶炼 引言：绝大多数金属元素（除Au、Ag、Pt）都以氧化物、硫化物等化合物形式存在地壳之中。因此，要获得金属及其合金，必须首先将金属元素从矿物中提取出来，再对粗炼产品进行精练提纯和合金化处理，然后浇注成锭，加工成形，才能得到所需成分、组织和规格的金属材料。 分类：冶金工艺分为火法冶金、湿法冶金、电冶金及真空冶金等。 1 火法冶金 定义：利用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法。 工艺过程： 矿石准备 矿石冶炼 精炼提纯 选矿、焙烧球化或烧结 金属化合物的还原 除去杂质提纯金属 Ore preparation smelting refining 1）矿石准备（Ore preparation） 第一节 冶金工艺概述-火法冶金 2）矿石冶炼 ( smelting ) 3）矿石精炼 ( refining) 工艺方法分类： 火法冶金 提取 冶金 真空 冶金 喷射 冶金 氯化 冶金 2 湿法冶金 定义：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。 工艺过程： 离 子 浸 取 固 液 分 离 金属或化 合物提取 溶 液 富 集 3 电冶金 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： 1)电热熔炼 ：直接用电加热生产金属的一种冶金方法。包括电弧熔炼、等离子熔炼和电磁熔炼等。 2)水溶液电解：应用水溶液电解精炼金属的冶金方法。 3)熔盐电解：直接利用高导电率、低熔点的熔盐作为电解质在熔池中进行电解。 概述：Fe在地壳中的含量为5％左右，在金属中仅次于铝， 除陨石外，纯铁在地壳中还未见到，铁容易与其它元素化合，特别是与氧化合，因此铁矿石多以氧化物形式存在。 铁矿石中除铁的氧化物外，还有其它元素的氧化物(SiO2、MnO2 等)，统称脉石。 1 生铁冶炼 炼铁的目的：使铁从铁的氧化物中还原，并使还原出的铁与脉石分离。 1)原料：脉石、熔剂（如CaCO3用于造渣）、耐火材料及 燃料（焦炭）等。 2)冶炼生铁的主要装置：高炉 3) 炼铁时高炉中的物理化学过程 生铁（主要产品）： 炉渣（副产品）：含SiO2、CaO和Al2O3的铝硅酸盐，主要用于生产水泥。 煤气（副产品）：含26％左右的CO，用作燃料。 2、钢铁冶炼 炼钢的基本过程： 铁元素氧化： 2〔Fe〕＋｛O2｝＝2（FeO） 〔Si〕 〔Mn〕 〔P〕 〔C〕 ｝ ＋(FeO） （SiO2） （MnO） （P2O5） （CO） ｝ ＋〔Fe〕 铁元素再还原： 2P + 5FeO + 4CaO = 5Fe + 4CaO·P2O5 FeS + CaO = FeO + CaS 由于P、S元素的存在严重影响钢的性能，所