冶金概论重点

1.火法冶金指高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔作业，使其中的金属与脉石和杂质分开，获得较纯金属的过程。

整个过程一般包括原料准备，熔炼和精炼三个工序。

过程所需能源主要靠燃料供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供。

优点：反应速度快，设备单位产能大，无废水污染，废渣在环境中较稳定，成本低。

缺点：废气污染大，投资大，能耗高（氧化矿）2. 湿法冶金指常温常压或高温高压下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后在从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

由于大部分溶剂为水溶液，也称为水法冶金。

该方法主要有浸出，分离，富集，和提取等工序。

优点：废气污染较少，投资小，能耗低。

缺点：反应速度慢，设备单位产能小，废水污染，成本高。

3.浸出选择适当的溶剂把经处理过的矿石中的常以化合物形式存在的金属选择性地溶解，以便使其与其它不溶的物质分离的过程。

分离将浸取溶液与不溶的残渣分离的过滤过程。

富集：把分离得到的浸取液净化和富集的过程。

提取：从富集后的净化液中获得纯金属的过程4.钢与铁的区别习惯上常说的钢铁是对钢和铁的总称。

钢和铁是有区别的，所谓钢铁，主要由两个元素构成，即铁和碳，一般碳和元素铁形成化合物，叫铁碳合金。

含碳量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。

由铁原子构成的物质叫纯铁，纯铁杂质很少。

工业上以含碳量的多少，将钢铁分为工业纯铁，钢，生铁。

工业纯铁含碳量低于0.02%含碳很少，比较柔软，塑性好，容易变形，韧性高，强度和硬度很差。

可用于低电阻通讯和电工纯铁。

生铁含碳量大于2.11％；钢含碳量小于2.11％。

生铁含碳量高，硬度高，韧性差，几乎没有塑性。

钢有较高的机械强度和韧性；可塑性好，抗冲击、易提炼，易加工成各种形状的钢材和制品：能进行铸造，轧制，锻造和焊接等加工；具有良好的导电，导热性能。

若在钢中添加一些合金元素可得到特殊性能的钢种，如不锈钢，耐热钢，耐酸钢等，因此被广泛利用。

5. 拜耳法工艺流程流程主要包括矿石破碎，料浆磨制，高温溶出，稀释分离洗涤，晶种分级，氢氧化铝煅烧，母液蒸发及一水苏打苛化。

1. 破碎：通常分粗碎，中碎，细碎三个阶段。

2.湿磨：将铝土矿按配料要求配入石灰和循环母液磨制成合格的矿浆。

溶出：在高温高压的条件下，使铝土矿中的氧化铝水合物从矿石中浸出来，制的铝酸钠溶液，而铁、硅等杂质进入赤泥中。

稀释：溶出后的浆液用赤泥洗液加以稀释，进一步脱出溶液中的硅，为沉降分离和晶种分解创造必要的条件。

沉降分离：稀释后的浆液进入沉降槽处理，以使铝酸钠溶液和赤泥分离来开。

赤泥洗涤：沉降分离出来的赤泥浆液，用水洗涤以回收有用成分，洗涤次数越大成分损失越少。

晶种分解：将分离了赤泥的铝酸钠溶液送入分解槽，加入晶种，不断搅拌并逐渐降温，分解析出氢氧化铝，并得到分解母液。

煅烧：在高温下将氢氧化铝的附着水，结晶水除去，并使其晶型转变，以获得适合要求的氧化铝。

蒸发：种分母液通过浓缩，以提高其碱浓度，保持循环体系中水量平衡，使母液达到拜耳法循环要求。

苛化：在蒸发时有一定的一水碳酸钠结晶析出，将其分离出来用石灰乳苛化成氢氧化钠溶液，与蒸发母液一同送往湿磨配料。

铝土矿的高温溶出，矿浆的稀释和过滤，铝酸钠溶液的晶种分解，分解母液蒸发苏打苛化。

6. 金属元素周期表中具有光亮的金属光泽，有很高导热，导电性及良好的延展加工性的化学元素。

西方分为：铁和非铁金属。

铁金属指铁和铁基合金，其中包括生铁，铁合金和钢，非铁金属指铁合金以外的金属元素。

金属分类苏联、中国：黑色金属和有色金属。

黑色金属常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。

有色金属通常是指除黑色金属以外的其他金属。

按密度，矿物，富集程度，发现早晚及用途和价格，有色金属可分为四类：（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等；（3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。

轻金属密度在4.5 g·cm-3以下的金属叫轻金属。

例如钠、钾、镁、钙、铝等。

重金属一般是指密度在4.5 g·cm-3以上的金属叫重金属。

例如铜、锌、钻、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等，贵金属通常是指金、银和铂族元素。

这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。

金、银常用来制造装饰品和硬币。

稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。

它们难于从原料中提取，在工业上制备及应用较晚。

稀有金属有分为稀有轻金属（锂，铍），稀有高熔点金属（钛，钨），稀有分散性金属（镧系元素），稀土金属，稀有放射性金属（镭，锕系元素）。

我国所说的常用有色金属是铜，锌，铅，镁，锡，钛，镍，锑，汞，铝。

7. 冶金就是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。

广义的冶金包括开采，选矿，冶炼和金属加工。

狭义的是指矿石或精矿的冶炼即提取冶金。

分为物理冶金和化学冶金。

化学冶金即提取冶金。

提取冶金是指从矿石或精矿提取金属（包括金属化合物）的生产过程。

由于这些生产过程伴有化学反应，又称为化学冶金；它研究火法冶炼，湿法提取或化学沉积等过程的原理，流程，工艺及设备，有称为过程冶金学。

简称为冶金学。

冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金。

电冶金是利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。

包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解等。

①电炉冶炼是利用电能获得冶金所要求的高温而进行的冶金生产熔盐电解是利用电能加热并转化为化学能，将某些金属的盐类熔融并作为电解质进行电解，自熔盐中还原金属，以提取和提纯金属的冶金过程，如铝、镁、钠、钽、铌的熔盐电解生产。

水溶液电解是利用电能转化的化学能使溶液中的金属离子还原为金属析出，或使粗金属阳极经由溶液精炼沉积于阴极，如铜、锌的电积和铜、铅的电解精炼。

火法冶金大量用于钢铁材料的生产，而湿法冶金和电冶金主要用于有色金属（除钢铁以外的金属）的生产。

许多有色合金既可以采用湿法冶金也可以采用火法冶金生产，可根据矿石品位、工程条件以及生产成本来选择。

黑色金属多用火法8.几个单元冶金工艺过程：焙烧，煅烧，烧结和球团，熔炼，火法冶炼，浸出，液固分离，溶液净化，水溶液电解，熔盐电解。

焙烧：固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程，可以有氧化、热解、还原、卤化等，通常用于焙烧无机化工和冶金工业。

煅烧在一定温度下，于空气或惰性气流中进行热处理。

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。

球团把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

熔炼是将金属材料及其它辅助材料投入加热炉溶化并调质，炉料在高温炉内物料发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或金属富集物和炉渣的火法冶金过程。

浸出经洗涤或渗滤从固体混合物中萃取可溶性化合物。

液固分离将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和固相的湿法冶金单元过程。

溶液净化将浸出液中杂质除去的湿法冶金单元过程。

9. 火法冶金设备有烧结机，沸腾炉，闪速炉，转炉，回转炉，反射炉，鼓风炉，电炉等。

湿法冶金设备有各种形式的电解槽和反应器，收尘设备，液固分离设备。

工业流程图分为设备连接图，原则流程图和数质量连接图。

有色金属的优良性能有：分别有导电，导热性能好，密度小，化学性能稳定，耐热，耐酸和耐腐蚀，工艺性能好。

10. 铁的性质纯铁具有银白色金属光泽；有良好的延展性、导电、导热性能；有很强的铁磁性，属于磁性材料；铁是比较活泼的金属，是一种良好的还原剂。

常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀。

铁是地壳中较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝。

磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿。

主要分布在中国，澳大利亚，巴西，智利，印度，委内瑞拉等国。

我国主要在辽宁，四川，河北，山西，山东，湖北，云南，江西，福建，安徽，陕西，甘肃等省。

11.钢的分类可分为两大类，一类是碳素钢（由铁，碳两种元素为主），另一类是合金钢。

钢按冶炼方法可分为转炉钢，电炉钢，平炉钢（按冶炼设备分）；沸腾钢，镇静钢，半镇静钢（脱氧程度）。

按化学成分分为碳素钢（低中高）和合金钢（低中高）。

按质量分为普通碳素钢，优质碳素钢，高级优质钢。

按用途分为结构钢，工具钢，特殊性能钢。

炼钢方法有氧气转炉炼钢，电弧炉炼钢和平炉炼钢。

铜（古老的金属）的性质铜呈紫红色光泽的金属，属于重有色金属，有很好的延展性，可拉成细丝或加工成薄片。

导热和导电性能较好，抗磁性，与其他金属的互溶性好。

铜是不太活泼的重金属，在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。

铜不溶于稀酸和盐酸，能溶于硝酸，王水和加热的浓硫酸中，有空气存在时也能溶于盐酸，稀硫酸和氨水中。

常见的铜合金有黄铜，青铜和白铜，分别是铜与锌，锡，镍所组成的合金。

还有多元合金如铝青铜，铍青铜。

主要产铜国有智利，美国，赞比亚，中国，日本。

中国主要分布在江西，云南，湖北，西藏，山西，安徽，黑龙江等省。

12.锌的性质锌是银白色金属，断面有金属光泽，属于重金属。

熔点低，液态锌流动性好，沸点低。

锌对氧的亲和力比较大，是负电性金属。

锌具有较好的抗腐蚀性能，在常温下不被干燥的空气、不含二氧化碳的空气或干燥的氧所氧化。

但与湿空气接触时表面生产一层灰白致密的碱式碳酸锌薄膜，保护内部锌不再被腐蚀。

纯锌不溶于任何浓度的硫酸或盐酸中。

锌多以硫化物状态存在，主要含锌矿物是闪锌矿，也有少量氧化矿如菱锌矿、硅锌矿、异极矿、水锌矿等。

锌资源主要分布在亚洲、大洋洲、北美和南美洲。

国家分布：中国、澳大利亚、美国、哈萨克斯坦，加拿大、、秘鲁和墨西哥等。

13.铝（万能的金属）的性质铝为银白色轻金属，密度小，有延展性，是电和热的良导体。

化学性质活泼，与氧的亲和力很强，在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜，因而具有良好抗腐蚀性。

铝能与硫，碳，卤素发生反应，也可溶于盐酸，硫酸和碱溶液，与热硝酸发生强烈反应。

根据氧化铝所含结晶水数量及矿物结构不同，铝土矿可分为三水铝石铝土矿、一水软铝石铝土矿或一水硬铝石铝土矿。

三水铝石是铝的氢氧化物矿物，在铝土矿床中它是主要的成分。

三水铝石的晶体极细小，晶体聚集在一起成结核状、豆状或土状，一般为白色，有玻璃光泽，如果含有杂质则发红色。

一水软铝石又名勃姆石、软水铝石。

一水硬铝石分子式：AlO(OH) 性质：又称硬水铝矿。

常含微量铁、锰等。

斜方晶系。

铝资源主要分布国有澳大利亚，几内亚，巴西，牙买加，印度，中国。