[信息与通信]2 有色金属冶炼基本工艺.ppt

2 有色金属冶炼基本工艺 2 有色金属冶炼基本工艺 有色金属冶炼的基本工艺： 火法冶金、湿法冶金、电冶金 火法冶金一般在高温下进行，包括焙烧、熔炼、还原、吹炼、精练等过程 湿法冶金是在水溶液中进行，包括浸出、液固分离、溶液净化、金属提取等过程 电冶金是利用电化学反应或电热进行的冶金过程，包括水溶液电解、熔盐电解、电解提取、电解精练等过程。 三类冶金方法的优缺点： 火法冶金的优点：高温下反应速度快，单位设备生产率和劳动生产率高；锍及金属能很好地富集金、银 等贵金属。缺点：存在高温含尘烟气污染问题；难以处理低品位矿物；工作场地和工作条件差 湿法冶金的优点：适合处理高低品位矿物；适合处理复杂矿物原料；多金属综合回收利用效果好；缺少废气污染问题；能源利用方式清洁。缺点：单位生产能力低，设备占地面积大；废水、废渣处理较火法突出。 电冶金以制取纯金属与粗金属为主，主要和火法或湿法方法相结合。 有色金属提取冶金的基本步骤： 矿物分解与化合物制取。分解目的在于破坏矿物的稳定结构，并使有价目的提取金属和伴生物分离，转化为氧化物、氯化物、硫酸盐、或转入锍相；主要方法有：焙烧、造锍熔炼、浸出等方法。 粗金属制取。通常采用还原熔炼以及金属热还原、碳热还原、氢还原、电解、置换等方法。 金属精练。主要目的是脱除金属中的杂质，主要有火法精练与电解精练两种方法。 2.1 火法冶金 2.1.2 焙烧 氧化 焙烧 MeS2 + 1/2O2=MeO + 2SO2 放热反应 2) 盐化焙烧 2/3MeS + O2=2/3MeO + 2/3SO2 2SO2 + O2= 2SO3 MeO + SO3 = MeSO4 流态化焙烧 3) 氯化焙烧 氯化焙烧原料多为氧化物,氯化剂常为氯气 MeO + Cl2 = Me Cl2 + 1/2O2 高钛渣氯化法制备TiCl4, 二氧化锆制取ZrCl4 2.1.3 熔炼 氧化熔炼 ① 闪速熔炼 ② 溶池熔炼 ③ 旋涡熔炼 ④ 热风熔炼 ⑤ 富氧熔炼 ⑥ 硫化矿 自热熔炼 2) 还原熔炼 2.1.4 精练 化学精练 ① 氧化精练（氧化造渣和氧化挥发） ② 硫化精练（对硫的亲合力不同） ③ 氯化精练（对氯的亲合力不同） ④ 碱性精练（杂质氧化与碱结合造渣） 2) 物理精练 ① 精馏精练（沸点不同） ② 真空精练（蒸汽压和蒸发速度不同） ③ 熔析精练（杂质在主金属中的溶解度变化） 2.2 湿法冶金 2.2.1 浸出 以溶剂分类 ① 酸浸出 硫酸、盐酸、硝酸、亚硫酸、氢氟酸、王水等 ② 碱浸出 氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠等 ③ 盐浸出 ② 还原浸出 3 生物浸出 2.2.2 固液分离 1）沉降分离 借助重力作用的固液分离 2） 过滤分离 多孔介质拦截作用分离 2.2.3 溶液净化 1）结晶 降温结晶、蒸发结晶、真空洁净、盐析结晶 2）蒸馏 蒸发冷凝提取与提纯过程。简单蒸馏、真空蒸馏、分子蒸馏 3）沉淀 ① 水解沉淀 中和水解、稀释水解。 ⑤ 离子浮选法 阳离子捕收剂：R-RH2、R-NH3+、RR-NH2+ 阴离子捕收剂：R-COO-、R-SO3- ⑥ 共沉淀 同晶、吸附、反常混合结晶和内吸附等 Fe以形态吸附Fe(OH)3砷,锑,锗等杂质 4）溶剂萃取 ① 基本概念 相、稀释剂、改质剂 相比O/A 分配比D 萃取率 分配系数 萃取级数 ② 萃取剂 中性萃取剂 碱性萃取剂 酸性萃取剂 ③ 萃取工艺 并流萃取 错流萃取 逆流萃取 ④ 萃取设备 萃取塔（无搅拌萃取塔、机械搅拌萃取塔） 离心萃取器 混合澄清萃取箱 5）离子交换 阳离子交换：固定阴离子，交换的为阳离子 阴离子交换：固定阳离子，交换的为阴离子 A+ + BReS- = B+ + AReS- 交换： A+ 取代B+ 淋洗： B+ 取代A+ ，再生、解吸 反洗：反洗杂质和松动离子交换树脂层 正洗：洗去树脂颗粒表面再洗剂 6）电渗析 7）膜分离技术 2.2.4 从溶液中提取金属 电解提取 电沉积 化学提取 2.3 电冶金 ③ 硫化沉淀 ④ 成盐沉淀 ② 中和沉淀 * 任课教师：李宏煦 Email:lihongxu2001@126.com Te