重有色金属
有色金属
有色金属的分类有色金属按其性质、用途、产量及其在地壳中的储量状况一般分为有色轻金属、有色重金属、贵金属、稀有金属和半金属五大类。
在稀有金属中，根据其物理化学性质、原料的共生关系、生产工艺流程等特点，又分稀有轻金属、稀有重金属、稀有难熔金属、稀散金属、稀土金属、稀有放射性金属。
一、有色轻金属有色轻金属一般是指密度在4.5克／厘米3以下的有色金属，有7种，包括铝(Al)、镁(Mg)、钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)。
这类金属的共同特点是：密度小，化学活性大，与氧、硫、碳和卤素的化合物都非常稳定。
对这类金属的提取和工业生产，通常采用熔盐电解法或金属热还原法。
二、有色重金属有色重金属一般是指密度在4.5克／厘米3以上的有色金属，有12种，它们是铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)、钴(Co)、锡(Sn)、镉(Cd)、铋(Bi)；锑(Sb)、汞(Hs)、锰(Mn)和铬(Cr)。
这类金属通常采用火法冶炼或湿法冶炼来提取和进行工业生产。
三、稀有金属稀有金属通常是指那些自然界中含量很少、分布稀散或难以从原料中提取的金属。
稀有金属按其某些共同点又将其细分为：(一)稀有轻金属稀有轻金属有4种，它们是锂(Li)、铍(Be)、铷(Rb)、铯(Cs)。
(二)稀有高熔点金属稀有高熔点金属有9种，它们是钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铼(Re)。
(三)稀散金属稀散金属有4种，它们是镓(Ca)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ce)。
(四)稀土金属稀土金属有17种，包括镧系元素以及和镧系元素在化学性质上近似的钪和钇，它们是镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钇(Y)。
(五)稀有放射性金属稀有放射性金属包括各种天然放射性元素钋(Po)、镭(Ra)、锕(Ac)、钍(Th)、镤(Pa)和铀(U)及各种人造超元素钫(Pr)、锝(Tc)、镎(Np)、钚（Pu)、镅(Am)、锔(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、镄(Fm)、钔(Md)、锘(No)、铹(Lw)、轳(Rf)、钅杜(Db)、钅喜(Sg)、钅波（Bn)、钅黑 (Hs)、钅麦（Mt)共计25种。
有色金属分类
有色金属一、按照金属的性质、分布、价格、用途等综合因素，我国常将有色金属做如下分类。
1 ．轻有色金属材料指密度小于4.5g ／cm3 的有色金属材料，包括铝、镁、钠钾钙锶钡等纯金属及其台金。
这类金属的共同特点是：密度小(0.53 ～4.5g ／cm3) ，化学活性大，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。
其中在工业上应用最为广泛的是铝及铝合金，目前它的产量已超过有色金属材料总产量的 1 ／ 3 。
2 ．重有色金属材料指密度大于4.5g ／cm3 的有色金属材料，包括铜、镍、铅、锌、锡、锑、钴、汞、镉、铋等纯金属及其合金。
其中，最常用的是铜及其合金，它包括纯铜( 紫铜) 、铜锌合金( 黄铜) 、铜锡台金( 锡青铜) 、无锡青铜( 如铝青铜、锰青铜、铅青铜等) 、铜镍合金( 白铜) 等产品，是机械制造和电气设备的基本材料；其他如铅、锡、镍、锌、钻等及其合金，在工业上也是用量较大的有色金属材料。
3 .贵有色金属材料这类金属材料包括金银和铂族元素( 铂、铱、钯、钌、铑、锇) 及其合金，由于它们对氧和其他试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采与提取比较困难，价格较一般金属贵，因而得名。
它们的特点是：密度大(10 ． 4 ～22 ．45g ／cm3) ，熔点高(916 ～30000C) ，化学性质稳定，能抵抗酸碱，难于腐蚀( 除银和钯外) 。
贵金属在工业上广泛应用于电气，电子工业、宇宙航空工业以及高温仪表和接触剂等。
4 ．稀有金属材料稀有金属通常是指那些在自然界中含量很少、分布稀散或难以从原料中提取的金属。
根据其密度及地质结合状况，又可做如下详细划分。
(1) 稀有轻金属材料稀有轻金属一般包括钛、镀、锂、铷、铯等5 种金属及其合金，它们的共同特点是密度小、化学活性强。
这类金属的氧化物和氯化物都具有很高的化学稳定性，很难还原。
(2) 稀有高熔点金属材料又称稀有难熔金属材料，它包括钨、铝、钽、铌、钴、铪、钒、铼等8 种金属及其合金，其共同特点是熔点高( 均在1700 ℃以上，最高的为钨达34000C) 、硬度大、抗腐蚀性强，可与一些非金属生成非常硬和非常难熔的稳定化合物，如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。
重有色金属工业污染物排放标准
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
矿山 冶炼及其加工
３
新建厂
排放标准
现有厂
6~9
6~9
200
300
0.05
0.05
0.1
排放浓度 新建厂
150
200 － －
－ 120 150
80 150
－ 100
150 100 150
200
0.05
0.05
0.05
0.05 0.05
3 5
50
２
现有厂
200
400 200 200
200 200 250
100 200
300 150
200 150 250
300
0.25*
0.25*
0.25*
0.25* 0.25*
15 15
60
表2 重有色金属工业及有色金属加工业工业用水循环利用率
生产工艺
矿山：浮选厂 矿山：重选厂 冶炼厂及加工厂
工业用水循环利用率，%
新建厂
现有厂
70
60
80
70
80
70
表3 重有色金属工业及有色金属加工业工业废水最高容许排放标准值
项目
生产工艺
pH值
悬浮物，mg/L
汞及其无机化合物（按 Hg计 ）， mg/L
于新建、扩建、改建企业，自本标准实施之日起按新建厂标准执行。属于现有企业，自 本标准实施之日起按现有厂标准执行。
有色金属分类及牌号表示
有色金属分类及牌号表示方法一、有色金属的分类(1)有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。
(2)有色合金按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形(压力加工用合金)、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。
(3)有色材按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。
按形状分类时，可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。
二、产品牌号的表示办法(1)命名原则有色金属及合金产品牌号的命名，规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号，表示其所属大类，如用L或AL表示铝，T或Cu表示铜。
主题词以后，用成份数字顺序结合产品类别来表示。
即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或主要成份，如LF为防(F)锈的铝(L)合金；LD为锻(D)造用的铝(L)合金；LY为硬(Y)的铝(L)合金，这三种合金的主题词是铝合金(L)。
又如QSn为青(Q)铜中主要的添加元素为锡(Sn)的一类；QAL9-4为青(Q)铜中含有铝(AL)，成分中添加元素铝为9%，其他添加元素为4%，这两种合金的主题词是青铜(Q)。
因此，产品代号是由标准(GB340-78)规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法来表示。
见表1及表2：表1 常用有色金属和合金元素的名称及代号表2 专用有色金属合金名称及其代号有色金属及合金产品的状态、加工方法、特征代号，采用规定的汉语拼音字母表示。
如热加工的R(热)，淬火的C(淬)，不包铝的B(不)，细颗粒的X(细)等。
但也有少数便外，如优质表面O(形象化表示完美无缺)等。
其状态、特性代号见表3。
表3 有色金属及合金产品的状态、特性代号(2)牌号表示方法举例见表4表4 有色金属和合金产品的牌号表示方法举例三、铸造和热处理名称及代号有色金属铸造和热处理的代号见表5表5 有色合金铸造方法和热处理状态的名称及其代号。
有色金属分类及牌号表示方法
有色金属分类及牌号表示方法一、有色金属的分类(1)有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。
(2)有色合金按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形(压力加工用合金)、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。
(3)有色材按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。
按形状分类时，可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。
二、产品牌号的表示办法(1)命名原则有色金属及合金产品牌号的命名，规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号，表示其所属大类，如用L或AL表示铝，T或Cu表示铜。
主题词以后，用成份数字顺序结合产品类别来表示。
即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或主要成份，如LF为防(F)锈的铝(L)合金；LD为锻(D)造用的铝(L)合金；LY为硬(Y)的铝(L)合金，这三种合金的主题词是铝合金(L)。
又如QSn为青(Q)铜中主要的添加元素为锡(Sn)的一类；QAL9-4为青(Q)铜中含有铝(AL)，成分中添加元素铝为9%，其他添加元素为4%，这两种合金的主题词是青铜(Q)。
因此，产品代号是由标准(GB340-78)规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法来表示。
见表1及表2：表1 常用有色金属和合金元素的名称及代号表2 专用有色金属合金名称及其代号有色金属及合金产品的状态、加工方法、特征代号，采用规定的汉语拼音字母表示。
如热加工的R(热)，淬火的C(淬)，不包铝的B(不)，细颗粒的X(细)等。
但也有少数便外，如优质表面O(形象化表示完美无缺)等。
其状态、特性代号见表3。
表3 有色金属及合金产品的状态、特性代号(2)牌号表示方法举例见表4表4 有色金属和合金产品的牌号表示方法举例三、铸造和热处理名称及代号有色金属铸造和热处理的代号见表5表5 有色合金铸造方法和热处理状态的名称及其代号。
重有色金属工业污染物排放标准
重有色金属工业污染物UDC628.191:669.3/.6GB4913-1985国家环境保护局1985-01-18发布1985-08-01日实施为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法（试行）》，防治重有色金属工业废气、废水对环境的污染，特制订本标准。
本标准适用于全国重有色金属企业。
1分类标准本标准包括废气排放标准和废水排放标准。
每项标准分新建厂、现有厂两大类。
属于新建、扩建、改建企业，自本标准实施之日起按新建厂标准执行。
属于现有企业，自本标准实施之日起按现有厂标准执行。
2标准值2.1重有色金属矿山、桐冶炼、铅冶炼、锌冶炼、镍冶炼、锡冶炼、汞冶炼及有色金属加工过程排入大气的粉尘、二氧化硫、汞、氧化锌的最高容许排放浓度，应符合表1的规定。
2.2重有色金属工业矿山、冶炼及有色金属加工厂工业用水循环利用率和工业废水最高容许排放标准值。
2.2.1重有色金属工业矿山、冶炼及有色金属加工厂工业用水循环利用率不得低于表2的规定。
2.2.2重有色金属工业矿山、冶炼及有色金属加工厂工业废水最高容许排放标准值应符合表3的规定。
表1重有色金属工业废气排放标准值项目生产工艺及其设备排放浓度新建厂现有厂粉尘mg/m3矿山：破碎、筛分、选矿150200铜冶炼：干燥反射炉电炉200－－400200200铅冶炼：烧结机鼓风炉烟化炉－120150200200250锌冶炼：焦结、蒸馏炉浸出渣回转窑80150100200镍冶炼电炉熔铸反射炉－100300150锡冶炼：反射炉熔化炉烟化炉150100150200150250有色金属加工：熔炼炉200300二氧化硫/%钢冶炼：沸腾炉、电炉、液态鼓风炉、密闭鼓风炉、闪速炉、转炉0.050.25*铅冶炼：烧结机0.050.25*锌冶炼：沸腾炉0.050.25*镍冶炼：电炉转炉0.050.050.25*0.25*汞mg/m3汞冶炼：高炉、蒸馏炉沸腾炉351515氧化锌mg/m3有色金属加工：黄铜熔铸炉5060表2重有色金属工业及有色金属加工业工业用水循环利用率表3重有色金属工业及有色金属加工业工业废水最高容许排放标准值生产工艺工业用水循环利用率，%新建厂现有厂矿山：浮选厂7060矿山：重选厂8070冶炼厂及加工厂8070项目生产工艺排放标准新建厂现有厂pH 值矿山6~96~9冶炼及其加工悬浮物，mg/L矿山200300冶炼及其加工汞及其无机化合物（按Hg 计），mg/L 矿山0.050.05冶炼及其加工镉及其无机化合物（按Cd计），mg/L 矿山0.10.2冶炼及其加工0.10.1六价铬化合物（按Cr6+计），mg/L矿山0.50.5冶炼及其加工砷及其无机化合物（按As 计），mg/L 矿山0.50.5冶炼及其加工0.5 1.0铅及其无机化合物（按Pb 计），mg/L 矿山0.5 1.0冶炼及其加工1.0 1.0铜及其化合物（按Cu 计），mg/L矿山 1.0 2.0冶炼及其加工1.0 3.0锌及其化合物（按Zn 计），mg/L矿山 4.0 5.0冶炼及其加工3.0 5.0氟的无机化合物（按F 计），mg/L矿山1515冶炼及其加工1520氰化物（按CN－计），mg/L矿山0.51.0冶炼及其加工油类，mg/L矿山1015冶炼及其加工20303其他规定3.1位于国家规定的重点保护区、风景区的现有厂，按新建厂标准执行。
绪论有色金属介绍
⑵重有色金属：密度＞4.5g·cm-3
Cu、Ni、Pb、Zn、Co、Sn、Hg ⑶贵金属：Au、Ag、Ra、Rh、Pd、Os、Ir、Pt（密度大、价贵） ⑷准金属：Si、Se、Te、As、B ⑸稀有金属：Li、Rb、Cs、Be、W、Mo ⑹稀土金属 ⑺低熔点金属：碱金属 p区金属 ⑻高熔金属 W、Mo、Ta 有色金属元素的存在形式 游离态：不活泼的Au、Ag、Pt 、Cu等； 化合态：活泼元素以卤化物存在，溶于海水里较多；难溶的矿藏多。
4.2 中华民族对材料及材料科学的贡献: ⑴陶器
⑵青铜器：
司母戊方鼎：口呈长方形，长110厘米，宽78厘米， 壁厚6厘米，高133厘米，重875千克.
古铜镜：透光镜
剑: 钟：华严钟也叫永乐钟，铸于明代永乐年间(1403
－1424）。钟高6.94米，最大直径3.3米，厚 22厘米，净重46.5吨 。钟身上铸有佛经、咒 语，共二十三万多字 。声音洪亮悠扬，能传 到数十里以外，并持续三分钟之久。
海水中含80多种、60多种金属，如 U10亿吨、Au 500万吨
2 课程内容、性质及目标
2.1 内容 有色金属材料:除黑色金属外的金属和合金。 本课程以有色金属铜、铝、镁、钛、锌、镍等金属及其合金为 基础，介绍有色金属及其合金类型、制备、组织性能特点、强化 方法、加工性能及抗蚀性能、应用等。
学习重点： 成分、牌号、组织、性能与强化机制和应用
3.2 学习方法 ⑴笔记 ⑵作业（隔周交作业） ⑶掌握重点
3.3 考试方法 平时 (10％) +试卷(90％)
4 有色金属材料概述
4.1 有色金属材料在我国发展状况 铜、铝、镁、钛、铅、锌、镍、锡、锑、汞
万吨 3000 2500 2000 1500 1000 500
重有色金属冶炼工程项目规范-起草说明
重有色金属冶炼工程项目规范起草说明一、起草过程（一）编制目的我国工程建设标准经过了数十年的发展，国家、行业和地方标准覆盖了经济社会各领域和工程建设各环节，形成了中国特色的标准体系。
工程建设标准在保障工程建设质量、项目运营安全、改善环境质量、推动社会经济发展等方面发挥了重要作用。
但随着技术的不断发展，工程建设标准供给不足和交叉重复等问题突出。
为此，国务院印发了《深化标准化工作改革方案的通知》（国发﹝2015﹞13号）、《贯彻实施（深化标准化工作改革）行动计划（2015-2016）的通知》（国办发﹝2015﹞67号）、《强制性标准整合精简工作方案的通知》（国办发﹝2016﹞3号）等文件，提出了改革的总体要求、具体任务和保障措施，其中明确提出了建立强制性标准体系，逐步以全文强制性标准代替目前散落在各标准中的强制性条文。
根据住房城乡建设部标准定额司《关于印发<工程建设规范研编工作指南>的通知》（建标标函〔2018〕31号）的精神，结合我国重有色冶炼技术现状，确定《重有色金属冶炼工程项目规范》的总体构架、主要技术内容、主要依据、与有关标准规范的关系，最终形成《重有色金属冶炼工程项目规范》征求意见稿及条文说明。
（二）解决的主要问题国内在重有色冶金工程建设、生产运营方面已有较为全面的标准、规范体系，随着技术的发展，在项目建设和拆除过程中，现有标准体系仍面临着很多问题：一是设计、建设过程有待进一步规范，特别是针对冶炼过程中危险废物的定义、储存、运输、处理的要求；二是有色冶炼工程拆除过程缺少完善的标准、规范，随着我国城镇化进程的加快，早期建设的很多重有色冶炼工程与城镇的距离不断缩小，已不符合规范要求，大量企业需要进行搬迁，但现行有色行业标准、规范中对有色冶炼企业拆除过程规定不够完善；三是不同有色金属冶炼项目建设规范存在交叉重复。
为了切实解决上述问题，保证重有色冶炼项目在立项、建设、改造、维修、拆除等全周期有规可依，保障人民生命、财产安全、人身健康、工程质量安全、生态环境安全、公众权益和公众利益，促进能源资源节约利用，《重有色金属冶炼工程项目规范》中对冶炼过程中危险废物的处理提出了明确的要求，对企业拆除过程的相关规定进行了完善，对交叉重复的条款进行删减。
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资料卡
• 那么硬水毫无是处了吗？
• 不对，否则怎么会有那么多的人买矿 泉水喝呢 。原来钙和镁都是生命必需 元素中的宏量金属元素。科学家和医 学家们调查发现，人的某些心血管疾 病，如高血压和动脉硬化性心脏病的 死亡率，与饮水的硬度成反比，水质 硬度低，死亡率反而高。其实，长期
资料卡
• 我国规定：饮用水的硬 度不得超过25度 ，人的 饮用水硬度最好介于8 度—18度之间。 • 这个“度”是什么单位
软水与硬水的简单鉴别
简单鉴别：肥皂反应 软水中产生泡沫多； 硬水中形成较多白色垢状物。
资料卡
硬水的危 害
• 1、和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低 洗涤效果。 • 2、工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢， 妨碍热传导，严重时还会导致锅炉爆炸。 由于硬水问题，工业上每年因设备、管线 的维修和更换要耗资数千万元。 • 3、硬水的饮用还会对人体健康与日常生活 造成一定的影响。没有经常饮硬水的人偶 尔饮硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓 的“水土不服” • 4、用硬水烹调鱼肉、蔬菜，会因不易煮熟
水的硬度 • 水的硬度是水的一种质量指标
，通常把1L水中含有10mgCaO
（或相当于10mgCaO）称为1度 （以1°表示）
通常规定水的硬度如下 ：
二、硬水的软化
把钙、镁等的可溶性盐从水中 除去的过程叫做硬水的软化。
二、硬水的软化 加热煮沸法除去暂时硬水 Ca(HCO3)2== CaCO3↓+ CO2↑+H2O Mg(HCO3)2== MgCO3↓+ CO2↑+H2O MgCO3+H2O == Mg(OH)2↓+ CO2↑
二、硬水的软化
永久硬水的软化方法 石灰纯碱法
离子交换法
小结
• 1、什么是硬水、软水、暂时硬水
、永久硬水
• 2、水的硬度如何表示
• 3、暂时硬水如何软化 • 4、永久硬水的软化方法
作业
• 1、什么是硬水、软水、暂时硬水
、永久硬水
• 2、举例说明暂时硬水如何软化？
• 3、永久硬水的软化方法有哪些？
钙镁及其化合物
金属的分类
黑色金属： 铁、锰、铬及合金 根据颜色分类： 有色金属：
重有色金属： 轻有色金属：
贵金属：
准金属：
稀有金属：
金属的性质
• 状态
1、除了（ ）是液体外，其他的都是（ ）。
2、金属均不（ ） ，绝大多数金属呈（ ）色。
3、金属大多数都具有良好的（ ）和（ ），金
属也有好的（ ）。
都会呈现出特殊的颜色，这在化学上叫
做焰色反应
Rb
紫色
紫红色
黄色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
钙镁的物理性质
都是（ ）色的（ ）金属 。
钙镁的化学性质
1、与氧气的反应
为什么镁无需密封保存，而钙要密封
保存？
焰火的材料中为什么有镁？
镁在空气里燃烧涉及到哪些方程式？
钙镁的化学性质
2、与水和稀酸的反应
镁与水反应需要什么条件？钙呢？
电解的方法。
•你有过 水土不 服的症 状吗？
下列是生活中常见的一些水，它们都 是纯净物吗？都能直接饮用吗？
被污染 的河水
自来水
海水
纯净水
蒸馏水
矿泉水
一、硬水
1.天然水成分： Ca2+、Mg2+、Na+、Mg2+、HCO3-、 CO32-、Cl-、 SO42-、NO3- 等 2.硬水： 溶有较多量的Ca2+和Mg2+的水 3.软水： 只溶有较少量或不含Ca2+和Mg2+的
金属的性质
2、化学性质
例如： • 金属钠：核外电子排布图：
• 金属钾：核外电子排布图：
• 金属镁：核外电子排布图： • 金属单质的化学性质，主要表现在（ ）。
钙 镁
• 1、在元素周期表中的位置？
• 2、最外层具有几个电子？ • 3、与碱金属相比，化学性质如 何？
焰色反应
什么是焰色反应？
很多金属或它们的化合物在灼烧时
镁在冷水中反应缓慢，但在沸水中有较显
著的反应
与酸的反应会放出（
）气体？
钙镁的用途和制取
1、钙镁的用途？
①铝镁合金、电子合金 由于这些合金质量轻，硬度大，韧性强， 耐腐蚀 适用于飞机和汽车的制造。 ②钙在加热时，几乎能和所有的金属氧化物 起反应，将其还原为单质。
钙镁的用途和制取
2、钙镁的制取？（工业上用什么方 法）