项目区自然状况-有色金属工程-北京矿冶研究总院
硫化矿废石堆场污染控制与生态修复技术工程技术
应用研究
王会平1占幼鸿1吴启明1辜再元3王琼2
（1.江西铜业股份集团公司德兴铜矿，江西德兴334224；
2.北京矿冶研究总院，北京，100160；
3. 北京北林绿源生态技术研究院有限责任公司，北京，100080）
摘要：采矿废弃物酸化是全世界范围内一个较为普遍的现象，对矿区及其区域环境具有长期危害，是全球采矿业面临的最严重的环境问题之一。以德兴铜矿水龙山废石堆为例，从工程技术的选择、稳定性安全技术措施、污染防治技术措施、植物种类选择与配置等方面详细介绍了硫化矿废石堆场酸性污染控制与生态修复的工程技术方案，通过不同植物配置模式和不同覆盖隔离的对比实验，筛选出了最佳植被模式，同时采用覆盖措施后，有效的控制水的入渗，淋溶液的pH显著升高，Cu含量显著降低，实现了将“源头控制”的与生态修复有机结合，从源头上有效控制了污染的产生。从而为硫化物废物堆场环境污染的源头控制与生态修复工程产业化提供技术支撑。
关键词：硫化矿；废石堆场；污染控制；生态修复
Study on Application of Engineering Technology for Acid Pollution Control and Ecological Restoration of Sulfide Mineral
in Waste Rock Dumps
Wang Huiping1, Zhan Youhong1, Wu Qiming1, Gu Zaiyuan3, Wang Qiong2
(1 Dexing Copper Mine of Jiangxi Copper Limited Corporation, Jiangxi 334224, China;
2 Beijing General Research Institute of Mining ＆Metallurgy, Beijing 100160, China;
3 Beijing Fountain of Green Eco-Tech Co.,Ltd., Beijing 100080 China) Abstract: Acidification of mining wastes is a popular phenomenon worldwide. It has long-term harm to the mining area and regional environment, and thus it's one of the most serious environmental problems for the mining industry worldwide. Taking Shuilongshan waste rock dump of Dexing Copper Mine for example, the paper provides a detailed introduction to the acidic pollution control and ecological restoration engineering plan from the perspective of selection of engineering technology, stability and safety technology and measures, pollution prevention and control technology and measures, selection and allocation of plant species, etc, and selects the optimal vegetation mode by contrast experiments on the allocation modes of different plants and coverage isolations. And after coverage measures are adopted, water penetration is efficiently controlled, pH of leachate is increased eminently, Cu content is lowered remarkably, the combination of "source control" and ecological restoration is realized, and pollution is controlled at the source effectively. Thus this provides technical supports to control of environmental pollution at sulphite wastes dump and industrialization of ecological restoration projects.
资助项目：国际科技合作专项项目-金属矿山堆场酸性污染综合整治关键技术合作研究（2012DFA90500）、金属矿山典型废弃地生态修复关键技术及配套材料开发研究（YJZ-2013-0300）
第一作者简介：王会平（1969-），男，汉，江西，中级工程师，专科，从事采矿场安全环保管理工作。
通讯作者简介：王琼（1980-），男，汉，湖北，高级工程师，博士，从事矿山生态修复、固体废弃物资源化利用方面研究。
Key words: sulfide mineral; waste rock dump; pollution control; ecological restoration
金属矿以硫化物赋存于矿物中的比例非常大，约占各类矿物种类总量的3/4。尤其是铜、铅、锌等金属矿床。我国金属矿呈现出贫矿多、富矿少，多金属矿多、单一矿种少，金属品位极低、矿物采剥比大等特点，从而产生大量的固体废物。有色金属硫化物矿山每采1吨矿石平均约产生1.25吨废石，近几年有色金属矿山大约需要排放废石1.3～1.4 亿吨/a；每选1吨矿石平均约产出0.92吨尾砂，尾矿每年将增加约1.1亿吨，尾矿综合利用率不足10%[1-3]。大量尾矿和废石露天堆存，，在氧化硫硫杆菌和氧化铁硫杆菌微生物的催化作用下，尾矿和废石中的硫和金属硫化物被氧化，在大气降雨的淋溶下，从而形成了含有硫酸和硫酸盐的矿山酸性废水（Acid Mine Drainage，简称AMD）。AMD是极端酸性环境（pH<3的环境）中最为典型和危害最严重的类型。因为AMD的pH值较低，且含有大量重金属离子（Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、As、Al等）及SO42-，会对环境造成巨大的污染和破坏[4-6]。
硫化矿废石堆场生长介质极差，有机质含量低下，植物生长所需的营养成分（尤其是氮、磷、钾）极其缺乏，同时AMD造成局部的酸化程度较高，严重制约了植物的正常生长和其它生物活动[7]，植被恢复十分困难。一般环境条件下，在降雨的作用下即使废石堆场堆存多年，仍产生大量的AMD。特别是南方多雨地区，营造植物正常生长的基础条件，构建人工基质层，并筛选出适宜的植物材料，同时采取必要的污染防止措施，从工程技术角度实现堆场的污染治理和生态修复是矿山亟待解决的问题。
虽然我国煤矿和金属矿山的废弃地复垦研究较多，但主要集中在实验室和基础研究层面上[8-12]。本文旨在通过德兴铜矿水龙山废石堆场酸性污染控制与生态修复工程技术应用研究，为江铜下属其它矿山废石场及我国南方同类矿山的酸性污染防治与生态修复提供理论依据和技术支持。
1 项目区基本概况
德兴铜矿坐落于江西省上饶地区德兴市境内，北纬28°41′，东经117°44′，矿区总占地面积约100km2。矿区属亚热带季风气候，湿润多雨，气候温和。年平均气温17.2℃，极端最高气温40.7℃，最低气温-9.9℃；年平均降雨量1880mm，年最大降雨量2550mm，年蒸发量1303mm。土壤主要为红壤和山地黄红壤。
德兴目前有5个废石场，其中西源沟废石场和水龙山废石场服务期均已满。废石场占地面积980.9 hm2，其中已废弃的西源沟废石场和水龙山废石场占地面积合计68hm2，占废石场总面积的6.93%。
图1 水龙山废石堆场边坡现状
本项目选择水龙山废石场为研究对象，水龙山废石场占地面积10.9hm2，设计容量0.11亿m3，已蓄积量0.06亿m3，1991年停止堆放。项目示范区主要由采矿剥离的废石堆弃而
成，堆体松散程度较高，且含有硫化矿物，堆体表明风化程度较低，没有土层，堆体边坡局部坡度为45-60°，堆场淋溶液pH值为2.5~4.0左右，，植被恢复极度困难。
2 堆场污染控制与生态修复技术工程关键技术
工程项目的实施从设计到工程竣工历时1年，采取的主要技术措施有以下7个方面：
2.1 科学的规划设计
遵循生态学的基本原理，以植被恢复为基本前提，以可持续发展为最终目标，在矿区建立结构合理、功能完善的、稳定的、自维持的生态系统。
2.2 应用性工程技术的引入
植生基材喷射技术就是利用活性植物材料，结合锚杆和土工合成网等工程材料，通过专用喷播机将事先搅拌均匀的植生基质按设计厚度喷播到边坡表面上，从而构建一个具有自行繁衍的功能系统，通过植物的根系加筋作用和其它辅助工程措施实现边坡加固的一门高新技术。
植生基材喷射技术依靠植生基材、锚杆（钉）、土工格栅网与植被共同作用对坡面进行防护。植生基材中的高分子材料使其在各类不同坡度的岩石坡面上稳定附着。锚杆（钉）与土工格栅网协同作用，与植生基材紧密地连接起来，使喷射的植生基材与坡面岩体形成一个更稳定的整体，达到保护坡面的目的。
2.3 坡体稳定性技术措施
1）边坡分级
堆场松散程度较高，可通过机械并结合人工对坡面进行分级，起到分割坡面的作用，形成稳定的边坡平台，从而实现稳定后期的喷播基材，每级边坡长度为10-15m，平台宽度控制在1.0-1.5m。
2）坡面清理
对滑体上部或中部进行削坡，减少边坡角，从而减少下滑力，同时对边坡上的不稳定的废石进行人工清除，从根本上消除边坡不稳定因素。
3）修建坡顶截排水沟
在坡顶上修建截水沟将坡面上外围的地表水截入水沟内而排离坡面，保证堆场坡面喷播基材层的长期稳定。
2.4 锚杆固定措施
结合坡面的立地条件，主锚杆采用高强度耐腐蚀的高分子材料的膨胀锚杆，受力时靠锚杆倒齿稳固格栅网，使之不易脱落，辅锚杆采用木桩锚固[9]。
2.5 污染防治技术应用
图2 GCL膨润土垫的覆盖
依据酸性废水产生的机理，采取利用GCL膨润土垫覆盖废石堆场（如图2），以降低废石与水和氧气的接触，从而抑制酸性废水的产生，改善水质，并可以减少毒金属元素的释出。
为了验证GCL膨润土垫的性能，将堆场边坡分为4个独立的区，分别标记S1、S2、S3和CK，其中S1、S2和S3分别铺设规格为1500g/m2、2000 g/m2和2500 g/m2的GCL膨润土垫，CK为对照（没有铺设GCL膨润土垫），CK1为旁边未做任何处理的对照，5个区采取相同的植物恢复工程措施。由于前期淋溶液的分析结果表明，pH和特征金属Cu是引起污染的主要因素，因此，本项目将通过分析在GCL膨润土垫覆盖后并在植被工程作用下淋溶液的pH和特征金属Cu变化特征。
2.6 土壤改良
硫化矿废石堆场生长介质极差，有机质含量低下，土壤改良是进行生态修复的前提。本项目土壤改良主要从以下三个方面进行。
2.6.1 客土覆盖
通过专用喷播机对堆场表明覆盖15-20cm的种植土，有效改善植物生长条件。
2.6.2 施用有机改良物质
在客土喷播前，在种植土中添加20%鸡粪和珍珠岩，可有效的调节土壤结构，同时有机改良物质可作为阴阳离子的有效吸附剂，提高土壤的缓冲能力，降低土壤中盐分的浓度。
2.6.3 植物改良
在植物选择过程中，增加了银合欢、马棘、胡枝子、紫花苜蓿以及紫穗槐等豆科植物的使用，通过豆科植物的固氮作用，提高土壤综合肥力。
2.7 植物选择与配置
2.7.1 物种选择
硫化矿废石堆场具有极端生境，严重制约了植物的生长，适生植物的引入是植被恢复的关键，在对其进行植被恢复时的物种选择应遵循以下原则：
1）乡土植物的选择，乡土植物在当地经历漫长的演化过程，最能够适应当地的生境条件，其生理、遗传、形态特征与当地的自然条件相适应，具有较强的适应能力。乡土植物的引入不仅对植物群落的可持续发展和加快矿区生态系统的恢复有着重要的意义，同时还可以避免物种入侵的问题[13]。
2）选择生长速度快、抗旱、耐酸、抗瘠薄的植物种类。
3）引人豆科植物，有利于改良土壤。
4）选择多种生活型的植物种类（草本、灌木和乔木等），采用乔灌草相结合的多层次配置防护模式，利于群落的稳定性和多样性[13]。
依据上述原则，结合德兴铜矿矿区的植被类型以及矿区已完成的植物恢复实验，筛选出硫化矿废石堆场植被恢复适生的植物种类见表1所示。
表1适生的植物种类
植物名称拉丁名生长特征
湿地松pinus elliottii 常绿乔木，对气温适应性较强，在干旱贫瘠以及中性以至强酸性红壤丘陵地均生长良好
臭椿Ailanthus altissima 落叶乔木，对土壤的适应性强，耐旱、耐瘠薄，生长快，根系深，萌芽力强
盐肤木Rhus chinensis 落叶小乔木，耐旱、耐瘠薄，对气候及土壤的适应性很强刺槐Robinia pseudoacacia L. 落叶乔木，刺槐是固氮力强的豆科树种，对土壤适应性极强
银合欢Leucaena leucocephala
(Lam.) de Wit
灌木或小乔木，萌生力强，阳性树种，根系发达，耐旱能力强，对
土壤要求不严
胡枝子Lespedeza bicolor 落叶灌木，耐旱、耐瘠薄、耐酸性、耐盐碱，固氮能力强
马棘Indigofera pseudotinctoria 落叶半灌木，萌生力强，抗逆性强，耐酸、耐瘠薄
紫穗槐Amorpha fruiticosa 落叶灌木，对土壤的选择不严，抗逆性强，耐旱、耐瘠薄
紫花苜蓿Medicago sativa 多年生草本，主根发达，侧根多，适应性广，耐寒、抗旱能力强高羊茅Fwstuc arundincea 多年生草本，耐高温，抗逆性强，耐酸、耐瘠薄，抗病性强。
百喜草Paspalum notatum 多年生草本，生性粗放，对土壤选择性不严，耐旱性、耐暑性极强弯叶画眉草Eragrostis curvula 多年生草本，耐瘠薄土壤，旱生植物，根系非常发达
金鸡菊Coreopsis drummondii
Torr. et Gray
多年生草本，适应性强，耐寒耐旱对土壤要求不严
波斯菊Cosmos bipinnata Cav.多年生草本，喜光，适应性强，对土壤要求不严
2.7.2 物种配置
本项目首次将机械客土喷播应用于金属矿山堆场的污染防治和生态修复，相比传统的等高线法，机械化程度高，同时能更好的实现乔灌草多层次的群里结构。结合工程采取的喷播施工工艺，本实验共设置5组配置方案如下表2所示。
结合水龙山废石场边坡分级地形，每种植物配置分别在上中下三个坡位进行小区实验，每个坡位选取小区规格为3×3m。实验于2012年5月开始布设，在裸露酸性废石上进行不同植物种类配置的基质喷播，之后进行为期两年的植被效果观察和试验数据记录。试验在每个小区选取50×50cm的样方进行调查，每年调查一次植被覆盖度和生物量，从而筛选出最佳的植物配置模式。
表2 植物配置模式
配置A 配置B 配置C 配置D 配置E
植物名称用量
g/m2
植物
名称
用量
g/m2
植物
名称
用量
g/m2
植物
名称
用量
g/m2
植物
名称
用量
g/m2
湿地松0.5 湿地松0.5 湿地松0.5 湿地松0.5 湿地松0.5 马棘 3.0 马棘 3.0 刺槐 5.0 马棘 5.0 银合欢 3.0 刺槐 2.0 银合欢 2.0 银合欢 3.0 刺槐 3.0 马棘 2.0 盐肤木 5.0 盐肤木 5.0 盐肤木 5.0 盐肤木 5.0 盐肤木 5.0
3 结语
3.1 优选植物配置模式
图3 不同配置模式植物覆盖度和生物量的变化
由图3可知，不同年限不同植物的配置模式下覆盖度和生物量也有所不同。不同的植物配置模式下，第一年草本植物生长快，整体呈现出草本植物占主导，草本植物迅速覆盖整个坡面；随着木本植物的逐渐生长，第二年植被覆盖度均较第一年略有降低，而生物量呈现不同的规律，配置A和E增加，B、C和D模式降低，主要原因是B、C和D模式中草种比例较高，抑制了木本植物的生长。由此可见，植物配置模式A的生长状况最好，其次为配置模式E。水龙山废石堆场生态修复的植物配置采用乔灌草结合方式，优化配置模式A：湿地松（0.5g/m2）+马棘（3.0g/m2）+刺槐（2.0g/m2）+盐肤木（5.0g/m2）+紫花苜蓿（1.0g/m2）+百喜草（1.0g/m2）+高羊茅（1.0g/m2）+金鸡菊（0.5g/m2）和银合欢（3.0g/m2）+马棘（2.0g/m2）+盐肤木（5.0g/m2）+紫花苜蓿（2.0g/m2）+百喜草（1.0g/m2）+弯叶画眉草（1.0g/m2）+金鸡菊（0.5g/m2）。
经过6个月后，植被覆盖率可达到90％左右。草本植物生长旺盛，木本植物分布均匀，苗木木质化程度较高，确保能够安全越冬。实施1年后，草本植物逐渐衰弱，木本植物生长旺盛，植被覆盖度达到85% 以上，坡面形成牢固的根系结构，有效的控制了扬尘和水土流失。实施2年后，堆场植被盖度达到95％以上，灌木生长高度达到1.5m左右，植被整体生长状况良好，各类灌木分布均匀，坡面呈现出以木本植物为主的乔灌草立体防护结构，与周边自然植被相互融合，且能自我繁衍生长。
紫花
苜蓿
1.0
紫花
苜蓿
4.0
弯叶画
眉草
3.0
弯叶画
眉草
2.0
紫花
苜蓿
2.0
百喜草 1.0 百喜草 2.0 高羊茅 2.0 高羊茅 1.0 百喜草 1.0
高羊茅 1.0 高羊茅 2.0 百喜草 2.0 百喜草 1.0
弯叶画
眉草
1.0
金鸡菊0.5 金鸡菊0.5 金鸡菊0.5 金鸡菊0.5 金鸡菊0.5
3.2 新型功能材料的应用效能
1
2
3
4
5
6
7
1234
567p H
周期
CK CK1 S1 S2 S3
1
2
3
4
5
6
7
40
5060
708090100110120
130140淋溶液C u （m g /L ）
周期
CK CK1 S1 S2 S3
图4不同处理方式淋溶液pH 和Cu 含量的变化
每次在降雨结束后，连续3d 对淋溶液进行采集，取平均值。由图4可知，采取GCL 膨润土垫覆盖措施的淋溶液pH 和Cu 含量与未覆盖隔离存在明显差异。未复垦区即CK1淋溶液的pH 较低，为2.0~3.0，Cu 含量在100mg/L 左右，采用客土覆盖后，淋溶液的pH 和Cu 含量得到了有效的改善，而采用覆盖措施后，淋溶液的pH 显著升高，Cu 含量显著降低。其中，pH 与GCL 膨润土垫中膨润土重量呈负相关。 参考文献：
[1] 张利珍,赵恒勤,马化龙等. 我国矿山固体废物的资源化利用及处置[J].现代矿业, 2012, 28(10):1-5. [2] 赵晋,王健.金属矿山固体废物处置与利用途径分析[J].有色冶金设计与研究,2007,28(2):55-57.
[3] 李颖,张锦瑞,赵礼兵等.我国有色金属尾矿的资源化利用研究现状[J].河北联合大学学报:自然科学版,
2014,(1):5-8.
[4] 雷良奇,宋慈安,谢襄漓等.酸性矿山废水(AMD)地球化学工程防治技术[J].金属矿山, 2009,(12):114-120. [5] 左莉娜,贺前锋.酸性矿山废水的治理技术现状及进展术[J].环境工程, 2013, 31(5):35-38. [6] 白润才,李彬,李三川等.矿山酸性废水处理技术现状及进展[J].长江科学院院报, 2015,(2):14-19. [7] Congyan Wang,Peng Guo,Guomin Han,et al. Effect of simulated acid rain on the litter decomposition of
Quercus acutissima and Pinus massoniana in forest soil microcosms and the relationship with soil enzyme activities[J]. Science of the Total Environment, 2010,408(13):2706-2713.
[8] 王婧静.金属矿山废弃地生态修复与可持续发展研究[J].安徽农业科学, 2010, 38(15):8082-8084. [9] 王琼,辜再元,周连碧.德兴铜矿水龙山酸性废石堆场边坡生态恢复工程模式研究[J].中国矿
业,2011,20(1):64-66.
[10] 韩煜,全占军,王琦等. 金属矿山废弃地生态修复技术研究[J].环境保护科学,2016,(2):108-113. [11] 任慧君,李素萃,刘永兵.生态脆弱区露天煤矿生态修复效应研究[J].煤炭工程,2016,(2):127-130. [12] 薛春晓,石龙,火明彩.寒区露天煤矿排土场边坡生态修复研究[J].冰川冻土, 2014, 36(4):1026-1030. [13] 王曙光,曾若婉,颜小红等.乔灌草结合在矿区弃渣地植被修复中的应用[J].中国水土保持, 2012,
(10):18-20.
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序号（学号）： 有色金属冶金工艺的发展 一、摘要 摘要：我国经济在快速增长，各行业建设需要的大量金属材料推动着有色金属材料的生产持续增长。面对新的形势，传统的冶金技术和设备由于在生产、资源利用率、环境污染方面存在严重问题都要进行改进。现在，科学技术在自动化、信息化方面已有很大进步，如何把先进的科学技术用于改进落后的传统产业已经很重要。本文主要针对现代社会对有色冶金的需求、新型的有色金属冶金技术展开介绍，目的就是让读者能够了解到我国现在在有色冶金方面取得的突出成果以及了解我国未来的有色冶金发展方向。 关键词：有色冶金冶金工艺 Abstract: The rapid growth of China's economy, the industry needs a lot of construction materials to promote the production of non-ferrous metal materials continues to grow. Facing the new situation, the traditional metallurgical technology and equipment due to the production, resource utilization, environmental pollution has serious problems should be improved. Now, there are a lot of progress in science and technology automation, information technology, how can the advanced science and technology to improve traditional industries have been lagging very important. This article focused on the needs of modern society's non-ferrous metallurgy, non-ferrous metallurgy new technology to reduce environmental pollution and tailings disposal commenced introduction, the purpose is to allow the reader to understand that China is now the outstanding results achieved in terms of non-ferrous metallurgy and colored our understanding of the future metallurgical development. Keywords: ferrous metallurgy, metallurgical process
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北京有色金属研究总院 有色金属材料制备加工国家重点实验室 硕士/博士研究生招生 北京有色金属研究总院始建于1952年，长期以来一直是我国有色金属行业规模最大、综合实力最强的研究开发机构，为我国有色稀有金属工业体系的建立和发展做出了巨大贡献。作为国务院国资委直属的大型国有科技企业，截至2009年末，北京有色金属研究总院国有资产总额已达27亿元，高技术产业年销售收 入超过30亿元，外贸出口总额超过1亿美元，承担国家级科技项目年平均科研 经费到款额超过2亿元，拥有职工总数3100余人，其中工程技术人员1100余人，包括两院院士4人、享受政府特殊津贴的国家级专家近百人、高级技术职称人员近400人，半导体材料国家工程研究中心、稀土材料国家工程研究中心、有色金属复合材料国家工程技术研究中心、有色金属材料制备加工国家重点实验室、生物冶金国家工程实验室、国家有色金属及电子材料分析检测中心等10余个国家级中心、实验室和基地依托建设在院内。 有色金属材料制备加工国家重点实验室成立于2005年，是国家科技部在我国工业性科研院所中第一批试点建设的两个国家重点实验室之一。2005-2009年期间，有色金属材料制备加工国家重点实验室累计承担国家自然科学基金项目、国家973计划课题、国家863计划课题、国家科技支撑计划课题、国家国际科技合作计划项目、国家重大科技专项项目、国防军工项目等各类国家级科技项目（课题）79项，其中包括“国产大飞机”国家重大科技专项中的先进航空铝合金、钛合金研制项目14项，科研经费总额超过1.3亿元，发表科技论文382篇，撰写及主编出版著作10部，申报国家发明专利60余项、获授权国家发明专利36项，获省部级科学技术奖励一等奖5项、二等奖7项、三等奖5项。 一、国家重点实验室领导 学术委员会名誉主任：李东英（中国工程院院士） 学术委员会主任：王淀佐（中国科学院院士，中国工程院院士） 国家重点实验室主任：熊柏青（教授，北京有色金属研究总院副院长） 国家重点实验室常务副主任：米绪军（教授）
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有色金属工业污染控制技术发展报告 国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心 依托单位：中南大学、湖南省环境保护科学研究院
国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心 目录 1 总体概况 (169) 1.1相关法规、政策、标准体系现状 (169) 1.2污染控制管理现状 (169) 2 主要技术发展情况 (170) 2.1清洁生产技术发展情况 (170) 2.2污染物减排及资源循环技术发展情况 (171) 2.3我国自有知识产权技术的竞争力评价 (174) 3 主要问题和解决思路 (175) 3.1我国现有技术开发、应用和发展过程存在的问题和解决思路 (175) 3.2我国现有相关政策、法规与技术发展之间的矛盾及改进思路 (175) 4 建议 (176) 4.1淘汰落后生产能力 (176) 4.2清洁生产 (176) 4.3重金属污染控制及资源循环 (176)
有色金属工业污染控制技术发展报告 1 总体概况 有色金属工业是我国重要的基础原材料产业，产品种类多，关联度广，增值性强，是现代高新技术产业发展的关键支撑材料，也是极其重要的战略性资源，与我国国民经济发展各行业关联密切。随着我国经济的迅猛发展，各行业对有色金属生产和消费水平不断提高，对有色金属的需求量逐步增加，促使以铜铝铅锌为代表的有色金属工业产量也逐年增加。2009年1～8月，我国10种有色金属产量已达到了1613.01万t。其中，精炼铜262.96万t，原铝784.50万t，铅239.81 万t，锌268.56万t，镍10.47万t，锡8.27万t，锑9.11万t，镁25.62万t，海绵钛3.63万t。我国的有色金属总产量近几年一直稳居世界第一。 1.1相关法规、政策、标准体系现状 近年来，有色金属标准化工作取得了很大成绩，标准数量和标准水平与我国有色金属行业的发展需求基本相符。如铜、铅、铝、锌、锡、锑、镍、镁、铝建筑型材、铜管材10项强制性能源消耗限额标准，是有色金属行业首批国家标准，为后续能耗标准的制定积累了经验。《铝及铝合金化学分析方法》（GB/T 20975.1～20975.24）《贵金属及其合金化学分析方法》（GB/T 15072.1～15072.19）《铜及铜合金分析方法》（GB/T 5121.1～5121.27）等一系列分析方法标准的修订，实现了一大批分检标准的更新换代，涉及的分析对象包含了大部分有色产品，影响非常广泛。《重熔用铝锭》（GB/T 1196）《电工用铜线坯》（GB/T 3952）、《钛及钛合金棒材》（GB/T 2965）都是有色产品中的重量级产品。 2007年，温家宝总理在全国质量工作会议上作出高度评价，有色金属“主要产品的技术标准与实物质量已与国际水平接轨”。2008年，我国根据行业发展现状及需求，发布了一些非常重要的标准。共报批标准311项，其中国家标准180项，行业标准131项。2008年共下达两批国标制修订计划，第一批147项，完成年限2008年，第二批130项，完成年限2009年，下达行业标准制修订计划共103项。到目前为止，2009年第一批国家标准制修订计划为35项，行业标准制修订计划为103项，完成年限为2010年。 1.2污染控制管理现状 有色金属工业一直被视为高污染行业。近年来，通过自主创新及引进技术消化再创新等手段，污染物控制技术取得明显进展，在废水、废渣等领域获得了多项关键技术突破，建立了工程示范项目，有广泛的工业化应用前景，为进一步高效污染控制技术研发及工艺推广奠定了坚实的理论及应用基础。 2008年以来，有色金属工业生产工艺技术进步显著，清洁生产水平迅速提升，主要污染物排放总量得到有效控制。2009年上半年，有色行业规模以上工业单位增加值能耗同比下降19.59%。在我国有色金属工艺生产中，世界先进的金属冶炼工艺得到应用，如“双闪”（闪速熔炼、闪速吹炼）铜冶炼和氧气底吹熔炼工艺-鼓风炉还原炼铅新工艺的正常生产，铁闪锌矿氢压浸出新工艺和锌的长周期电解技术的应用等，提高了生产效率、减少了污染物排放，大大提升了有色金属工业清洁生产水平，有效地解决了传统冶炼工艺存在的污染问题，使中国主要品种的重金属冶炼技术和环保水平进入世界领先水平。
绿色化学与环境保护
绿色化学与环境保护 一、环境污染及其防治 1．环境污染 (1)大气污染问题 大气污染是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NO x主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等；其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。 (2)水体污染 指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。 (3)固体废弃物造成的污染 主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。 2．环境保护的措施 (1)工业废气携带颗粒物的回收利用。 (2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。 (3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。 二、绿色化学 1．绿色化学有关概念 (1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。 (2)绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征： ①采用无毒、无害的原料；
有色冶金
1.什么是湿法冶金？湿法冶金包括哪些过程？ 在溶液中进行的冶金叫做湿法冶金。湿法冶金包括浸出、液固分离、净化、制备金属等过程。 2.什么是火法冶金？火法冶金包括哪些过程? 火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。火法冶金包括炉料准备、熔炼、火法精炼等过程。 3.湿法冶金和火法冶金相比各有什么特点？ 火法冶金特点：反应速度快，设备产能大，成本低，但投资大，能耗高，污染也大。 湿法冶金特点：对原料适应力强，能够处理低品位的矿，回收率高；操作温度低，劳动条件好，能耗低；可直接制取纯化合物或纯金属；生产规模可大可小，因地制宜，成本低。 4.选矿的方法有哪些，其原理如何？ 重选：利用被分选矿物颗粒间相对密度、粒度、形状的差异及其在介质运动速率和方向的不同，使之彼此分离的选矿方法 磁选：利用矿物颗粒磁性的不同来使矿物分离的选矿方法。 电选：根据矿物颗粒电性的差别，在高压电场中进行选别的选矿方法。 浮选：利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性差异来进行选别的选矿方法。 化学选矿：利用矿物化学性质的不同，采用化学方法或物理相结合的方法分离和回收有用成份，得到化学精矿的选矿方法。 5.湿法炼铜适用于何种矿物？请简述湿法炼铜的工艺过程，常用浸出方法有哪 些？ 湿法炼铜主要用来处理氧化矿、贫矿和残留矿，也可以用来处理硫化矿。工艺过程主要包括四个步骤，浸出、萃取、反萃取、金属制备（电积或置换）。 浸出方法有堆浸、槽浸、细菌浸出和高压氧浸出。 6.简述铜电解精炼过程中各类杂质的行为？ ①锌、铁、镍、钴、铅等杂质，电极电位比铜更负，电解时均溶于电解液 中，但其中的铅离子会与硫酸根离子进一步生成难溶的硫酸盐而沉降进 入阳极泥。 ②金、银和铂族金属的电极电位比铜更正，几乎全部转入阳极泥，少量溶 解的银也会与电解液中的氯离子化合生成氯化银，沉入阳极泥。 ③硫、氧、硒、碲以Cu 2S、Cu 2 O、Cu 2 Se等形式存在于铜阳极中，电解时自 阳极板上脱落进入阳极泥。 ④砷、锑、铋等电极电位与铜相近的一类杂质，在电解时全部进入电解液。 7.简述火法炼铜的工艺流程及各个环节的任务和原理？ ①造锍熔炼：把炉料中全部的铜富集在铜锍相，把脉石、氧化物、及杂质 汇集与熔渣相。原理：利用铜与锍的亲和力大于铁和一些杂质金属，而 铁与氧的亲和力大于铜的特性。 ②铜锍吹炼：把铜锍吹炼成含铜98.5%~99.5%的粗铜。原理：FeS氧化造渣 形成Cu 2S熔体，Cu 2 S继续氧化成Cu 2 O，同时与未氧化的Cu 2 S作用生成粗 铜。 ③火法精炼：除去粗铜中的铁、铅、锌、铋、砷、硫等杂质。原理：利用 杂质与氧的亲和力大与铜与氧的亲和力以及杂质氧化物在铜中溶解度小的特性。
222有色金属材料制备加工国家重点实验室(北京有色金属研究总院).
有色金属材料制备加工国家重点实验室 重点实验室简介 有色金属材料制备加工国家重点实验室是2005年国家科技部批准首批在我国大型工业性研究院所中试点组建的国家重点实验室，依托单位为中国有色金属行业规模最大的综合性研究院——北京有色金属研究总院。 有色金属材料制备加工国家重点实验室建设与发展的总体目标为：紧密围绕国际上有色金属材料制备加工领域前瞻性、前沿性技术的发展方向以及国内有色金属材料制备加工行业对各种先进的、竞争前的共性关键技术所提出的重大需求，开展有色金属材料制备加工技术领域的基础和应用基础性研究，结合高素质人才的培养、国际先进水平研究基地的建设、与大型骨干企业合作模式及成果转化体系的建立，为我国有色金属材料制备加工行业的技术进步、实现可持续发展战略奠定技术理论基础。 有色金属材料制备加工国家重点实验室的研究与学术领域包括：有色金属材料的非平衡制备技术，有色金属材料的短流程制备加工技术，有色金属材料的先进固态加工技术，有色金属材料制备加工过程的模拟仿真与性能预报技术。根据上述研究与学术领域布局，有色金属材料制备加工国家重点实验室目前下设四个研究室：非平衡制备技术与先进铝合金材料研究室，短流程制备加工技术与先进镁合金/铜合金材料研究室，固态加工技术与先进钛合金材料研究室，有色金属制备加工过程的模拟仿真与性能预报技术研究室，上述研究室由本领域国内知名的专家担任主任研究员。同时，实验室还聘请了一批国内著名高等院校、科研机构和有色金属行业大型骨干企业的专家作为兼职教授或特聘教授，指导并参与实验室的建设和研究工作。以两院院士王淀佐先生为主任、中国工程院院士李东英先生为顾问、会同有关专家学者组成的国家重点实验室学术委员会，为国家重点实验室领域建设、科学研究、学术活动等进行学术指导。 联系电话：（010）82241161/62/63 传真：（010）82240096 E-mail: cmpskl@https://www.360docs.net/doc/a06658393.html, 博士研究生导师介绍
重有色冶金与环境保护
１０? 重有色冶金与环境保护 北京矿冶研究总院邱定蕃? 摘要：本文论述了重有色冶金与环境保护的关系。在古代，由于有色雅金规模小．环境枵染｜可囊不突出。２０世纪中期，由于世界有色冶叠的规摸越来越大，环境污染事件频繁发生．环境樗槊成为重有色冶金发展的｛｝Ｉ约因素。作者认为．近年来几乎所有取得重大进展的重有色冶金技术都是在环境保护方面压力加剧的背景中产生，而又在环境保护方面取得突破后而告成功。田此．任何一个环境柯染严重的冶金工艺息要靛淘汰．代之以一个较为清怙的新工艺。 关ｔ调：重有色暗盎环境保护环境羁染清洁工艺 重有色金属在有色金属中占据了举足轻重的地位。在我国，铜、铅、锌、镍、钴、锡、汞等占了有色金属总产量的一半以上。重有色金属与人类社会的文明史息息相关。历史上铜器进人人类的生活比铁器还早。今天，从人们的生活用具、房屋建造及装修到航天、核能、微电子、计算机都离不开重金属。然而，重金属的生产往往又伴随着环境污染。冶炼厂高耸人云的烟囱冒出的二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳及种种有毒元素造成了可惜的酸雨、大气层臭氧空洞和其它严重的大气污染。有色金属工业的废水废渣污染了许多河流、湖泊和海洋。难道重有色金属给我们带来的物质文明和环境污染就注定了不可调和吗？要么任意环境枵染对人类的肆虐，要么关闭有色冶炼工厂了事。不，人类总是在社会的发展中不断进行调整，科学技术的进步使得我们可以在这两者中进行协调。只要我们高度重视环境保护，支持无枵染的冶炼新工艺、新技术的研究，我们就可以在拥有蓝天、青山、绿水的环境中享受重有色金属给我们带来的种种好 ‘邱定着中茸工程院酶士北京１０００４４处。 ｌ中国古代重有色冶金的辉煌人类由石器石代进入金属时代是以青铜的创造和应用作为重要标志。早在原始社会晚期，人类就使用了铜器。ｉ９７８年在甘肃马家窑遗址中出土的青铜小刀是中国发现的最早青铜器物，该遗址经测定其年代为距今４７００年前。小刀是铸造的，台锝量为６．１０％，这说明当时在配制青铜及模铸技术方面已经达到了一定的水平。根据２０００年１１月ＣＣＴＶ公布的“九五”科技攻关重大成果“夏商周断代工程”，夏代应为公元前２０１０年至公元前１６００年，商为公元前１６００年至公元前１０４６年，而西周则为公元前１０４６年至公元前７７１年。中国的奴隶社会是从夏代发展起来的。因此，马家窑出土的青铜小刀可以说明原始社会的晚期铜器已经进入了人类的社会生活。进人奴隶社会之后，冶铜技术逐步发展到了商朝初期即已出现高度的青铜文化。商、西周是使用青铜的极盛时期。我国曾出土了大量的晚商
专题讲座六 环境保护与绿色化学
专题讲座六环境保护与绿色化学 [考纲解读] 1.了解氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、性质和危害，体会化学对环境保护的重要意义。2.了解化工生产过程产生的“三废”对环境的危害，树立绿色化学的观念。 3.原子经济性的概念和原子利用率的计算。 一、环境污染及其防治 1．环境污染 与化学相关的环境污染问题主要包括如下几个方面。一是大气污染问题：这是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NO x主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等，其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。 二是水体污染：这是指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。三是固体废弃物造成的污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。 思考：1.当今环境污染存在以下几方面问题：(用物质化学式或元素名称填写相关原因) (1)酸雨——形成原因主要是________和__________。 (2)光化学烟雾——主要是________、碳氢化合物造成的。 (3)臭氧空洞——主要是__________、氮氧化合物等的排放引起的。 (4)温室效应——主要是由于大气中__________等的含量的不断增加造成的。 (5)白色污染——__________等难降解塑料的大量使用。 (6)赤潮——含______洗衣粉的大量使用，工、农业及城市生活污水的任意排放。 2．环境保护的措施 (1)工业废气携带颗粒物的回收利用。 (2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用________洗涤剂。 (3)回收、限制难降解塑料，研制__________塑料。 【例1】环境问题及解决措施 Ⅰ.臭氧层空洞 高空大气中O2吸收紫外线可变成臭氧(O3)，而冰箱中的致冷剂氟里昂在紫外线作用下分解
有色冶金行业发展情况汇报
有色冶金行业发展情况汇报 有色冶金行业发展情况汇报 首先，我代表中共常宁市委、市政府对各位领导莅临常宁松柏水口山有色金属有限公司视察指导工作表示热烈的欢迎。下面，我就我市基本情况和有色冶金行业发展如下： 一、我市基本情况 常宁市位于衡阳市西南部，湘江中游南岸，东与耒阳市以舂陵河为界，北界湘江与衡南、祁东两县隔水相望，距衡阳市75公里，距省会长沙265公里。置县于三国吴国太平二年。1996年11月19日经国务院批准，撤县设市。全市现辖23个乡镇，其中建制镇16个，706个行政村，73个居委会，塔山瑶族乡是衡阳市唯一的少数民族乡。全市土地总面积2046平方公里，其中耕地面积56.8万亩，总人口90万人。常宁自古就有“八宝之地”的美称，被誉为“油茶之乡”、“杉木楠竹之乡”、“有色金属之乡”、“非金属之乡”。 境内农业资源丰富，油茶面积76万亩，茶油产量居全省首位，塔山山岚茶、石盘香米曾为宋代贡品，冰糖橙被评为全省优质水果金奖，塔山山岚茶现为全省优质茶，该产品出口欧盟，为欧盟免检产品。旅游开发潜力巨大，天堂山风景区为省级风景名胜区，庙前景区为省级地质公园，“中国印山”文化旅游区为国家3a级景区。矿产资源十分丰富，铅锌储量居全国之首；黄金储量占全省一半以上；砂锡储量居全国第二，硼矿石、硅灰石储量居华南第一，瓷泥、大理石储量均在亿吨以上。我市有色金属资源分布广泛，矿点资源集中。全市共有矿床点130个，大型矿床8个，中型13个，小型16个，探明矿种达32种，主要矿种分布及储量情况为：铅锌储量1260万吨，主要分布在松柏、蓬塘等乡镇；锡储量13.5万吨，主要分布在白沙、西岭、罗桥、庙前等乡镇；黄金储量70吨，主要分布在松柏、烟洲等乡镇；铜储量200万吨，主要分布在柏坊等乡镇；锰储量100万吨，遍布全
有色金属研究院电子工艺实习报告范文(标准版)
编号：YB-BG-0540 ( 实习报告) 部门：_____________________ 姓名：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 有色金属研究院电子工艺实习报告范文(标准版) The internship report allows us to understand the society in practice, open up our horizons, increase our knowledge, and lay a solid foundation for the society.
有色金属研究院电子工艺实习报告 范文(标准版) 备注：实习报告是每个大学生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在课堂 上根本就学不到的知识，受益匪浅，也打开了视野，增长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。 一、实习单位 XX有色金属研究院创建于1952年11月，是我国有色金属行业规模的综合性研究开发机构，中国工程院副院长、中国科学院院士、美国国家工程院外籍院士王淀佐教授任名誉院长;我国半导体材料专家，中国工程院院士XX博士为现任院长。主要从事半导体材料、稀土冶金与材料、稀有及贵金属材料、粉末冶金与材料、有色金属复合材料、有色金属加工、选矿冶金、能源及环境材料、超导材料、分析测试、设备研制及自动化、科技信息等多层次多领域的研究。国家有色金属行业开发基地、半导体材料国家工程研究中心、稀土材料国家工程研究中心、国家有色金属复合材料工程技术研究中心、国家有色金属及电子材料分析测试中心、国家有色金属质量监督检
关于绿色冶金与环境保护的探讨
关于绿色冶金与环境保护的探讨 作为基础工业之一，冶金行业的发展情况不仅决定了国家的综合实力，也决定了一个国家的工业化标准，特别是作为主要的能耗企业之一，冶金企业的环境保护工作水平直接决定了周边地区的环境。现阶段我国已经开始发展绿色冶金，为了提高资源利用率，各企业都已经开展各类废弃物的循环再利用，基本实现了零排放。文章根据个人多年来冶金企业的实际工作经验，先对绿色冶金的必要性进行简要描述，继而再对其基本原则以及污染防治措施等进行详细论述，希望能够积极促进我国冶金行业的可持续发展。 标签：绿色冶金；环境保护；防治措施；节能降耗 前言 面对日益恶化的自然环境，各行各业都开展了绿色技术的使用，以实现人与自然和谐相处的目标。现阶段的绿色技术主要是通过节约资源、提高能源利用率的方式，减少人类生产、生活给自然环境带来的破坏。冶金企业中应用的绿色技术主要就是指在设计、生产、加工等各个阶段充分利用技术，在合理利用自然资源的同时，节约能耗、减少废弃物排放，从而实现保护环境，促进冶金行业发展的双重目标。 1 绿色冶金的必要性 首先，在冶金行业实行绿色冶金是由于行业特性所决定的，冶金设备在运行过程中需要消耗大量的能量，而且还会产生大量的废水、废气以及其他固体废弃物，如果不能及时有效的对产生的三废进行处理，不仅会造成周边环境的急剧恶化，还会导致设备故障率的升高，因此在冶金行业推行绿色冶金是大势所趋。 其次，面对着激烈的市场竞争，我国绝大多数的传统产业都面临绿色壁垒这一问题，并且由于大多数的冶金企业单一产业化的原因，对于环境保护工作以及节能降耗工作并未予以足够重视，长期坚持高能耗、高消耗的发展路线，因此企业的发展受到了很大的限制。在这种情况下，特别是随着我国可持续发展路线的提出以及环境保护工作重视程度的加深，在冶金行业中应用绿色技术可谓是顺应时事的发展。 最后，由于绿色技术的核心就是一种生态设计以及环境意识设计，因此在产品的整个生产过程中，包括了产品设计、生产、运输、购买、使用以及废弃，都需要在保证产品质量、性能的同时，坚持以环境保护、节约资源为核心。现阶段保护环境已经成为了全人类的共识，与此同时也意识到了社会发展与环境保护工作和谐发展的重要性，在冶金行业中的具体体现就是加深了绿色技术的应用。 2 绿色冶金的基本原则
侧吹炉技术优化操作实践-有色金属冶炼部分-北京矿冶研究总院
侧吹炉技术优化操作实践 简锡明，张晓丹 （吉林紫金铜业有限公司，吉林珲春，133300） 摘要：介绍了侧吹炉的操作技术和生产实践，采用提高供氧量、增加投矿量、降低焦炭和粉煤量、粉煤替代焦炭技术、提高高硅矿的配比、降低熔剂率、改造侧吹炉放铜口、降低电炉渣含铜等优化措施，降低生产成本，提高金属回收率，实现效益最大化。 关键词：侧吹炉；生产实践；煤耗氧；高硅矿；渣含铜 中图分类号：TF811 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2017）11-0000-00 Optimization Operation Practice of Side Blown Furnace JIAN Xi-ming, ZHANG Xiao-dan （Jilin Zijin Mining Group Co. Ltd., Hunchun 133300, Jilin, China） Abstract：Operation technology and production practice of side blown furnace were introduced. Production cost is reduced and metal recovery is improved upon optimization operation including increasing oxygen supply and ore feeding, reducing amount of coke and pulverized coal, substitution of pulverized coal to coke, improving matching of high silicon ore, reducing flux rate, transforming copper tap hole of side blown furnace, and reducing copper content in electric furnace slag. Key words：side blown furnace; plant practice; oxygen consumption by coal, high silica ore, copper in slag 吉林紫金铜业有限公司采用我国自主开发的双侧吹熔池熔炼多金属捕集炼铜技术[1-3]，主要包括双侧吹富氧熔池熔炼+PS转炉吹炼+阳极炉火法精炼+不锈钢阴极法电解精炼工艺，2013年开工建设，2015年10月份成功试车投产，本文对投产期间熔炼操作技术进行的系统优化操作方案及实施效果做详细介绍。 1 熔炼系统主要生产设备（表1）[1] 表1 主要设备 Table 1 Main equipment types 系统设备名称数量规格型号 双侧吹熔炼系统 双侧吹熔炼炉 1 20 m2 贫化电炉 1 3 150 kV A 侧吹炉余热锅炉 1 29 t，4.2 MPa 电收尘器 1 80 m2 熔炼炉排烟风机 2 135 000 m3/h，5 kPa 熔炼炉一次风鼓风机 2 1E130-2.86/0.88 熔炼炉二次风鼓风机 2 C300-1.48/0.88 PS 转炉吹炼系统 PS转炉 3 Φ4 m×9 m 余热锅炉 3 12 t，4.2 MPa 电收尘 1 100 m2 引风机 2 74 000 m3/h，5 kPa 鼓风机 1 600 m3/min，125 kPa 阳极精炼系统 阳极炉 2 Φ4 m×9 m 双圆盘浇注机 1 110 t/h 余热锅炉 2 8.5 t，1.25 MPa 板式冷却时 2 260 m2 布袋收尘器 1 1 086 m2 高温引风机 2 35 000 m3/h，10.2 kPa 鼓风机 2 26 000 m3/h，7.5 kPa 收稿日期：2017-07-10 基金项目：福建省高校产学研合作项目（2017H6010）；中国博士后基金项目（20100480885）作者简介：简锡明（1977-），男，福建龙岩人，高级工程师. doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2017.11.002
有色金属冶金概论复习题带答案
《有色冶金概论》复习题 4、铜的冶炼方法及工艺流程 答：有火法和湿法两大类；火法炼铜基本流程包括造锍熔炼、锍的吹炼、粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼；湿法炼铜基本流程包括浸出、萃取。反萃、电积。 5、硫化铜精矿造锍熔炼的基本原理及两个过程的主要反应 答：利用铜对硫的亲和力大于铁和一些杂质金属，而铁对氧的亲和力大于铜的特性，在高温及控制氧化气氛条件下，使铁等杂质金属逐步氧化后进入炉渣或烟尘而被除去，而金属铜则富集在各种中间产物中，并逐步得到提纯。主要包括两个造渣和造锍两个过程主要反应：2FeS(l)+3O2(g) =2FeO(g)+2SO2(g)；2FeO(g)+SiO2(s)= 2FeO·SiO2(l)；xFeS(l)+yCu2S(l)= yCu2S·xFeS(l) 6、硫化铜精矿造锍熔炼的目的及必须遵循的两个原则 答：（1）造流熔炼的目的：①使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜,同时使炉料中的氧化物和氧化产生的铁氧化物形成炉渣；②使冰铜与炉渣分离。（2）火法炼铜必须遵循两个原则：①必须使炉料有相当数量的硫来形成冰铜；②炉渣含二氧化硅接近饱和，以便冰铜和炉渣不致混溶 7、铜锍（冰铜）的吹炼的任务及实质是什么？ 答：任务是将铜锍（冰铜）吹炼成含铜98.5%-99.5%的粗铜；实质是在一定压力下将空气送到液体冰铜中，利用空气中的氧将冰铜中的铁和硫几乎全部除去，并除去部分其它杂质：FeS氧化变成FeO与加入的石英熔剂造渣；而Cu2S则部分经过氧化，并与剩下的Cu2S相互反应变成粗铜。 8、铜锍（冰铜）的吹炼过程为分为哪两个两个周期？各周期的主要反应是什么？ 答：造渣期：2FeS+3O2=2FeO+2SO2；2FeO+SiO2= 2FeO·SiO2；相加得总反应为2FeS+3O2+SiO2= 2FeO·SiO2+2SO2。造铜期：2Cu2S+3O2=2CuO+2SO2；Cu2S+2 Cu2O=6Cu+ SO2两式相加得总反应：Cu2S+O2=2Cu+ SO2 9、粗铜火法精炼的目的及原理是什么？粗铜火法精炼分为哪两个过程？ 答：目的：部分除去粗铜中对氧亲和力较大的杂质；为电解精炼提供合乎要求的阳极铜，并浇铸成为表面平整、厚度均匀、致密的阳极板；以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。每个周期包括加料熔化、氧化、还原和出铜浇铸四个基本阶段。原理：粗铜火法精炼的实质是使其中的杂质氧化成氧化物，并利用氧化物不溶于或极少溶于铜，形成炉渣浮在熔池表面而被除去；或者借助某些杂质在精炼作业温度（1100～1200℃）下，呈气态挥发除去。①氧化过程：铜首先被氧化：4[Cu] + O2 = 2[Cu2O] 生成的氧化亚铜溶于铜液中，在Cu2O与杂质元素接触时便将氧传递给杂质元素：[Cu2O] + [ M’] = 2[Cu] + [M’O]；②还原过程主要还原Cu2O，常用的还原剂有：重油、天然气、液化石油气等。重油还原实际上是氢和一氧化碳对Cu2O的还原：Cu2O + H2 = 2Cu + H2O；Cu2O + CO = 2Cu + CO2 Cu2O + C = 2Cu + CO；4Cu2O + CH4 = 8Cu + CO2 + 2H2O 10、简述粗铜电解精炼的基本过程，分别写出阴阳及的主要反应。 答：铜的电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，硫酸铜和硫酸水溶液为电解质，电铜为阴极，向电解槽通直流电使阳极溶解没在阴极析出更纯的金属铜的过程。根据电化学性质的不同，阳极中的杂质或者进入阳极泥或者保留在电解液中被脱出。阳极反应：Cu–2e = Cu2+；Me-2e=Me2+；H2O–2e =1/2 O2 + 2H+；SO42--2e =SO3 +1/2 O2阴极反应：Cu2+2e = Cu；2H++2e =H2；Me2++2e = Me 11、分析铜电解精炼和铜电积的电极反应有什么差别？ 答：铜电解精炼阳极反应：Cu–2e = Cu2+；Me-2e=Me2+；H2O–2e =1/2 O2 + 2H+；SO42--2e =SO3 +1/2 O2阴极反应：Cu2+2e = Cu；2H++2e =H2；Me2++2e = Me；铜电积：铜的电积也称不溶阳极电解，以纯铜作阴极，以Pb-Ag（含Ag 1%)）或Pb-Sb合金板作阳极，上述经净化除铁后的净化液作电解液。电解时，阴极过程与电解精炼一样，在始极片上析出铜，在阳极的反应则不是金属溶解，而是水的分解放出氧气。阴极：Cu2+ + 2e = Cu；阳极：H2O - 2e = 1/2O2 + 2H+ ；总反应：Cu2+ + H2O = Cu + 1/2O2 + 2H+
重有色金属冶金概述
重有色金属冶金概述 白凤斌 二O一三年十月
重有色金属冶金概述 重有色金属（注：指密度大于4.5g ／cm3 的有色金属材料，包括铜、镍、铅、锌、锡、锑、钴、汞、镉、铋等金属）冶金提取方法主要分为两种，一是火法冶炼；二是湿法冶炼。火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。由于重有色金属矿通常以硫化物为主，因此大约60%以上的重有色金属的提取采用火法冶炼。湿法冶金的历史可追朔到大约公元1200年我国的北宋时期就已能从胆矾(硫酸铜)溶液中提取铜。但是在冶金工业发展进程中湿法冶炼技术发展十分缓慢，真正意义上的现代湿法冶金直到20世纪40年代以后才逐步实现了工业化。由于湿法冶金在环境保护、生产成本、能源消耗以及对原料的适应性等方面具有独特的优势，近50年来发展十分迅速。 1.1 重有色金属火法冶金 重有色金属火法冶金是指用燃料、电能或其他能源产生高温，在高温下应用冶金炉把有价金属和精矿中的大量脉石等杂质分离开，提取金属或提纯金属（精炼）的各种作业。重有色金属火法冶金的主要化学反应是氧化—还原反应，火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。 1.1.1 重有色金属火法冶金主要设备 重有色金属火法冶金主要设备包括各种冶金炉及附属设备。常见的重有色金属冶金炉有以下几种：
1.铜、镍冶炼 粗炼设备： a.密闭鼓风炉； b.电炉； c.闪速炉； d.诺兰达炉； e.瓦纽可夫炉。 f.奥斯麦特炉 精炼设备： a.转炉； b.连续吹炼炉； 2.锌冶炼 a.竖罐蒸馏炉； b.炼锌鼓风炉（ISF炉）； 3.铅冶炼 a.鼓风炉； b.氧气底吹熔炼炉（Q.L.S法） c.基夫赛特炉； d.卡尔多炉。 3.综合回收设备 a.烟化炉； b.回转窑（威尔兹法）。
冶金资源与环保复习资料
我国矿石种类：磁铁矿Fe3O4黑色，强磁性，还原性差，含杂质S、p较高金属光泽；赤铁矿Fe2O3红褐色，弱磁性，还原性较好一点，易破碎；褐铁矿nFe2 O3·mH2O（n=1~3，m=1~4）褐色，含P较高，还原性比前两者好；菱铁矿FeCO3，灰白，还原性很好，含量特别少 攀西地区钒钛磁铁矿特点：V2O5，TiO2.○1主要以FeO形式存在，FeO/Fe2O3比值较大○2结构致密，脉石含量较高，可选性差（Mg、Ca含量高）○3产量集中，产量大，需大规模开采。我国煤炭资源的特点：○1煤炭资源丰富，人均占有量低○2分布不平衡，北多南少，西多东少○3种类齐全，分布不理想○4开采条件简单，适合露天开采的储量少 我国铜矿资源的特点：○1中小类矿床多，大型超大型矿床少○2贫矿多富矿少○3共生矿多单一矿少○4深藏矿多，露天矿少 我国铝矿资源特点：○1储量集中于煤或水电丰富的地区，有利于开发利用○2坑采比量大，占2/3○3品位较低，一水硬铝石占全国储量的98%以上 “资源”是指一国或一定地区内拥有的物力、财力、人力等各种物质要素的总称。分为自然资源和社会资源两大类。前者如阳光、空气、水、土地、森林、草原、动物、矿藏等；后者包括人力资源、信息资源以及经过劳动创造的各种物质财富。 矿物是指在各种地质[1] 作用中产生和发展着的，在一定地质和物理化学条件处于相对稳定的自然元素的单质和他们的化合物。矿物具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它是组成岩石和矿石的基本单元。 矿石是指可从中提取有用组分或其本身具有某种可被利用的性能的矿物集合体。 可持续发展：指满足当前的需要，而又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展。 生态系统是指在自然界的一定空间内，生物群落与周围环境构成的统一整体。 生态系统的组成：生产者、消费者、分解者、无生命物质 生态系统的功能：能量流动、物质循环（水循环、碳循环、氮循环、硫循环）、信息联系。能量流动是通过生物的食物链和食物网的方式进行的。物质循环是伴随能连流动进行的。简述生态系统能量流动的过程：（1）太阳能进入第一营养级：生产者光合作用将太阳能固定转变成有机物中稳定的化学能。（2）输入第一营养级的能量中：a.生产者呼吸作用以热能形式散失。b.用于生命活动储存在有机物中。c.随残枝败叶被分解者分解。d.被初级消费者摄取，流入第二营养级。（3）能量在二三四级中与一级中大致相同。 生态平衡：任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断进行着，并在生产者、消费者和分解者之间保持着一定的和相对的平衡状态，也就是说，系统的能量流动和物质循环能较长期地保持稳定，这种平衡状态称为生态平衡。 生态学：是研究生物与它所存在的环境之间以及生物与生物之间相互关系的作用规律及其机制的一门学科。 生态学关于环境污染的研究：○1研究环境污染的生态效应。○2研究环境污染的生物净化。○3进行环境污染状况的生物监测和生物评价。 能源：能量的来源称之为能源，是能够为人类提供某种形式能量的物质或物质的运动。 能源开发利用过程可分为三个阶段：开采开发、能量转换、消费应用。 能源开发的环境问题：采煤的环境问题、石油开采的环境污染、铀生产的环境污染、建造水电站对环境的影响。 我国资源的特点是：多煤、缺油、少气。 清洁能源：太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能、核能、氢能、天然气水合物可燃冰。水体：水体是海洋、河流、湖泊、水库、冰川、沼泽、地下水等地表与地下诸水的总称。水体不仅指水，还包括水中所含各种物质、水中生物和低质，是一个完整的生态系统。 水体污染：水体因接受过多的污染物而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良
中国有色金属研究院
简介 北京有色金属研究总院（简称：有研总院）创建于1952年11月，是我国有色金属行业规模最大的综合性研究开发机构，现为国务院国资委管理的中央企业和国家首批百家创新型企业。在半导体材料、有色金属复合材料、稀土材料、生物冶金、材料制备加工、分析测试等领域拥有11个国家级研究中心和实验室，目前承担了一批国家重大科技专项研究课题和国家战略性新兴产业开发项目。 建院以来，共获得国家级和省部级科技成果奖励1000余项，授权专利和制订国家及行业标准1500余项。先后为“两弹一星”、“神舟飞船”、“载人航天”、“探月工程”等国家重点工程和有色金属行业提供了一大批新材料、新工艺、新技术和新设备，为我国有色金属工业和国防军工建设提供了强有力的科技支撑。 有研总院高度重视科技成果的转化，组建了若干高技术产业化公司，并在微电子材料、光电子材料、稀土材料、有色金属粉末、特种有色金属加工材料、新能源材料、高端冶金装备等方面形成了产业集群。2011年，有研总院实现收入67.5亿元，利润总额7.5亿元。 有研总院现有从业人员约3400人。其中：两院院士4人，国家有突出贡献的中青年专家和政府特殊津贴专家110名，国家特聘专家和百千万人才10名。在“材料科学与工程”和“冶金工程”等学科具有博士、硕士授予权，并设有博士后科研流动站。 面向未来，有研总院将秉承战略引领至上、创新发展至先、客户服务至诚、员工培育至善的使命，知崇礼卑、止于至善，建一流工程技术创新基地，做百年有色科技服务先锋，努力为我国发展战略性新兴产业，促进结构调整做出新的更大的贡献。 转制后阶段（1999年至今） 1999年7月1日起，原国家经贸委管理的10个国家局所属的242个科研机构改制，有研总院转为中央直属大型科技企业。2000年1月26日，有研总院在国家工商局注册为企业法人。转制以来，全院上下进一步解放思想，转变观念，锐意改革，开拓创新，紧密围绕建设国际一流、国内领先的科研基地和高科技实体的目标，坚持走发展高科技，实现产业化的道路，逐步形成了集科学研究、技术开发、高新技术产业、内贸外贸于一体的国际化高科技企业集团的发展格局。 2000-2008年，累计实现综合收入159.5亿元，净利润4.25亿元，科研经费到款9.64亿元，获部级以上成果奖105项，发表科技论文1720篇；申请专利966项、授权专利422项，进出口贸易总额5.91亿美元。 同期，还取得了一批具有重大意义的科研项目和科研成果。2000年7月，研制成功国内第一根百米铋系高温超导长带，当年被部分两院院士和首都主要新闻媒体联合评为中国十大科技新闻，被科技日报《高技术产业周刊》评为中国十大高技术产业新闻。由王淀佐院士主持开展的“硫化矿电位调控浮选理论与实践”项目，解决了复杂多金属硫化矿分离这一国际选矿界的难题，在国内推广使用取得了明显的经济效益和社会效益，获得2000年度国家科技进步一等奖。国家半导体材料8英寸硅抛光片高技术产业化示范工程生产线于2001年2月竣工投产，标志着我国深亚微米超大规模集成电路用硅单晶抛光片的生产达到了世界先进水平。2002年研制出我国第一根18英寸直拉硅单晶，标志着我国硅材料研究进入了国际先进行列。