冶金工程概论ppt课件

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稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
稀有金属根据其物化性质，赋存状态，生产工艺等特征， 又分为稀有轻金属，稀有高熔点金属，稀有分散性金属， 稀土金属和稀有放射性金属等五类。
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1．2 金属产量和价格 p3 图1－2
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1．3 冶金和冶金方法
冶金是一门研究如何经济地从矿石或精矿或其它 原料中提取金属或化合物，并用各种加工方法制 成具有一定性能的金属材料的科学。
广义的冶金包括采矿，选矿，冶炼和金属加工。 由于科技进步和工业发展，采矿，选矿和金属加 工已形成各自独立的科学。狭义的冶金是指矿石 或精矿的冶炼，即提取冶金。
湿法冶金；在常温（低于100℃）常压或 高温（100－300℃）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，然后再从溶液 中将金属提取和分离出来的过程。它包括 浸出，分离，富集和提取等工序。
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电冶金；利用电能提取和精练金属的方法。 按电能利用形式可分为两类；
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1．4冶金工艺流程和冶金过程
黑色金属矿石的冶炼：一般情况下，矿石成分单 一，常采用火法处理，即使矿石成分较为复杂， 通过火法处理后，也能促使其伴生的有价进入渣 中，再处理渣提取有价金属。如高炉冶炼钒钛磁 铁矿。
有色金属矿石的冶炼：由于其矿石的成分极为复 杂，含有多种金属矿物，不仅要提取或提纯某种 金属，还要考虑综合回收各种有价金属，以充分 利用资源和降低生产成本。考虑冶金方法时，要 用多种方法才能完成。
冶金又分为物理冶金（性能――结构）和化学冶金 （性能――成分）；即提取冶金。它研究火法冶炼， 湿法提取或电化学沉积等各过程的原理，流程， 工艺及设备，故又称过程冶金学。
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火法冶金；在高温下矿石或精矿经熔炼与 精炼反应及熔化作业，使其中金属与脉石 和杂质分开，获得纯金属的过程。包括备 料，熔炼，精练三个工序。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
稀有轻金属；特点是密度小，如锂密度为0.53g/cm3。 稀有高熔点金属；特点是熔点高，如Ti的熔点为1660℃，
W的熔点为3400℃。 稀散金属；特点是在地壳中平均分布，没有单独的矿物，
更没有单一的矿床，常以微量杂质形态存在于其它矿物的 晶格中。 稀土金属；包括镧系元素和化学性质近似的钪和钇共17个 元素。稀土并不似土，也不稀少，地壳中含量比Pb,Zn,Sn 等多几十倍，但物化性质非常近似，总是相互伴生；所有 提取单独的纯金属或其化合物都相当困难。 稀有放射性金属；习惯上不视为普通提取冶金的对象。
冶金工程概论
1 绪论
1.1金属及其分类; 元素周期表中10r,Mn. 非铁金属 ●前苏联：黑色金属；有色金属――我国采用此 分类方法 ●有色金属按密度大小，原料富集程度，发现早 以及用途和价格又分为；重，轻，稀，贵金属 四大类
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重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
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工艺流程图：各工序间的联系及其所 获得的产品（包括中间产物）间流动 线路图。
设备连接图；表示主要设备间的联系。
原则流程图；表示各阶段作业间的联 系。
数质量连接图；表示各阶段所获产物 的数量和质量的情况。
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冶金工艺过程；由单元冶金过程组成。
焙烧；在适当气氛下，加热至低于熔点温 度，发生氧化，还原或其它化学变化的过 程。其目的改变原料中提取对象的化学组 成，满足熔炼或埐出的要求。按气氛不同 分为氧化焙烧，还原焙烧，硫酸化焙烧， 氯化焙烧等.
火法精炼；在高温下处理含少量杂质的粗金属， 以提高其纯度。如生铁经氧化精炼成钢。火法 炼锌得到的粗锌，再经蒸馏精炼得纯锌。其种 类有氧化精炼，硫化精炼，氯化精炼，熔析精 炼，碱性精炼，区域精炼，真空冶金，蒸馏等。
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浸出：用适当的浸出剂选择性地与原料中金属组分发生 化学作用，使其溶解而与其它不溶组分初步分离的过程。 浸出又称浸取（重金属冶金）,溶出（轻金属冶金），湿 法分解（稀有金属冶金）。
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。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
溶液净化；将浸出液中杂质除去的湿法冶金单元过程。 其方法多种多样，主要有结晶，蒸馏，沉淀，置换，溶 剂萃取，离子交换，电渗析和膜分离。
煅烧；将碳酸盐或氢氧化物的矿物原料在 空气中加热分解，除去二氧化碳或水分变 成氧化物的过程，又称焙解。如石灰石煅 烧成石灰；氢氧化铝。
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烧结和球团；将粉矿或精矿经加热焙烧，固结 成多孔状或球状的物料，以适应下一工序的要 求。如铁矿粉的烧结，铅精矿的烧结。
熔炼；在高温下（熔点以上）通过氧化还原反 应，使矿物原料中金属组分与脉石和杂质分离 两个液相层即金属（或金属锍）熔体和熔渣的 过程，也叫冶炼。按作业条件可分为还原熔炼， 造锍熔炼和氧化吹炼等。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
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冶金方法的采用： 节能 环保 处理低品位矿 综合利用