湿法冶金简介
有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答 7
第七章习题与思考题 1．计算下列反应的 ΔG θ 值： （1）MnO2+2Fe 2+ +4H + =Mn 2+ +2Fe 3+ +2H2O （2）Fe(OH)2+2H + +2e=Fe+2H2O （3）Fe(OH)2+2H + =Fe 2+ +2H2O 2. 当Zn(OH)2与纯水接触时，它将溶解到一定程度，并电 离成离子，试推倒当温度为298K时锌离子水解沉淀的平衡 条件。若 aZn 2+ =1,溶液的 PH=5.8 时，锌稳定存在是什么形 态？ 3．当温度为 298K 时，反应Fe3++Ag=Fe2+Ag+的平衡常数 K=0.531，ε θ Fe 3+ /Fe 2+ =0.771V,试求 ε θ Ag+/Ag? 4. 金溶解于氰化物溶液中，形成稳定的Au(CN)2-配合离 子，其反应： Au(CN)2 - +e=Au+2(CN) - 已知 ε θ Au + /Au=1.68V，Au(CN)2-的 Kd=10 -38 ,试求 298K 时的 ε θ Au(CN)2 - /Au?
解答： 1.解：（1） ( ) KJ G G G G G G rG H Fe MnO O H Fe Mn 496 . 118 ) 0 4 ) 977 . 84 ( 2 534 . 430 ( ) 191 . 237 ( 2 ) 586 . 10 ( 2 43 . 223 4 2 2 2 2 2 2 3 2 298 - ′ + ′ + - - - ′ + - ′ + - = D + D + D - D + D + D = D + + + + q （2） + D - D - D + D = D H OH Fe O H Fe G G G G G 2 2 2 2 ) ( 298 q =0+2×（-237.191）-（-483.921）-2×0 =9.539KJ (3) + D - D - D + D = D + H OH Fe O H Fe G G G G G 2 2 2 2 ) ( 2 298 q =-84.977+2×(-237.191)-(-483.921)-2×0 =-75.438KJ 2.解：Zn(OH)2=Zn 2+ +2OH - K sp =[Zn 2+ ][OH - ] 2 =4.5×10 -17 H 2O=H + +OH - Kw=10 -14 (1) [Zn 2+ ][OH - ] 2 =K sp =4.5×10 -17 [H + ][OH - ]=Kw=10 -14 pH=-lg[H + ] 三式联立，得 Zn 2+ 开始沉淀的临界（平衡）pH 值为 pH=1/2lgK sp -lgKw-1/2loga Zn2+ =5.83- 1/2loga Zn2+ (2) pH=5.8 时，水解反应达到平衡 Zn 2+ 、Zn(OH)2 共存。 3.解： q q q ZFE K RT G p - = - = D ln ú ? ù ê ? é - - = - = + + q q q e e Ag Ag Fe Fe ZF K RT 3 ln
《湿法冶金》课程教学大纲
《湿法冶金》课程教学大纲 一、课程说明 课程编码4301307课程类别专业方向课 修读学期第六学期学分2学时32课程英文名称Hydrometallurgy 适用专业应用化学 先修课程无机化学 二、课程的地位及作用 湿法冶金是应用化学专业学生的一门专业方向课。它一方面在不断发展丰富和完善自身，同时也与其他的相关学科联系，渗透、交融得非常密切，近年来发展迅速，其深度、广度在不断变化。它不仅与化学中的无机化学、物理化学、化工工程与工艺等学科相互关联、渗透，而且与矿物学、金属冶炼以及材料科学等其他学科的关系也越来越密切。新的冶炼技术知识，新的冶炼设备，新的成果不断涌现，同时有色金属冶炼一些原理和知识也是大学本科生培养过程中应掌握的内容。本课程主要介绍有色金属冶炼的基本原理和知识，以及现代有色金属冶炼技术的新知识、新工艺、新设备、新成果、新进展及趋势。 三、课程教学目标 1. 系统地讲授有色金属冶炼的基本原理和知识；使学生能够初步地应用有色金属冶炼基本理论和知识处理一般的有色金属冶炼的问题； 2. 通过系统地向讲授有色金属冶炼的基本原理和知识，使学生能进一步地加深对有色金属冶炼基本原理和知识的理解，并运用有关原理去研究说明、理解、预测相应的冶金过程，从而培养思考问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。应用了解有色金属冶炼的及发展趋势；从而进一步 3. 使学生了解有色金属冶炼领域内最新研究进展及新技术、新成果、新设备、新知
识、新进展、典型案例，培养学生基本科学素养与创新意识； 4. 通过学习使学生对有色金属冶炼的知识具有一定的系统性和覆盖面，掌握事实与理论，普及与提高，基础与实用，以及了解个别与综合，独立与联系，现在和未来的关系； 5. 运用所学有色金属冶炼的基本原理和知识，了解有色金属冶炼与其他学科相互交叉、渗透、融合的特点；结合工业生产实际，拓宽和加深知识的层面和深度，提高综合知识的运用及解决问题的能力，并使学生在科学思维能力上得到更高、更好的训练和培养。 四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容 (一) 课程学时分配一览表 章节主要内容总学时 学时分配讲授实践 第1章绪论 2 2 0 第2章矿石学基础 2 2 0 第3章铜冶金 4 4 0 第4章铅冶金 4 4 0 第5章锌冶金 4 4 0 第6章铝冶金 4 4 0 第7章钒冶金 4 4 0 第八章钛冶金 4 4 0 第九章锰冶金 2 2 0 第十章有色冶金中的综合回收与清洁生产 2 2 0 (二) 课程教学要求及主要内容 第一章绪论 教学目的和要求： 1. 了解冶金发展史和金属的基本概念及分类； 2. 理解矿物资源分类及矿物、矿石和精矿；
冶金概论复习题与答案
1.金属是如何分类的？黑色金属宝库哪些？ 答：有色金属和黑色金属两类。黑色金属包括：铁、铬、锰。 2.简述各种冶金方法及其特点？ 答：（1）火法冶金。它是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。整个过程可分为原料准备、冶炼和精炼三个工序。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的。 （2）湿法冶金。它是在常温或低于100℃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，而其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。由于绝大部分溶剂为水溶液，故也称水法冶金。该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序。 3.钢铁冶炼的任务是什么？ 答：在炼铁炉把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成合格的钢，再铸成钢锭或连铸坯。 4.提取冶金学和物理冶金学？ 答：提取冶金学：是研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程，由于该过程伴有化学反应，故又称化学冶金。 物理冶金学：是通过成形加工制备有一定性能的金属或合金材料，研究其组成、结构的在联系，以及在各种条件下的变化规律，为有效地使用和发展特 定性能的金属材料服务。它包括金属学、粉末冶金、金属铸造、金属 压力加工等。 （3）电冶金:它是利用电能提取和精炼金属的方法。按电能形式可分为两类： 1) 电热冶金：利用电能转变成热能，在高温下提炼金属，本质上与火 法冶金相同。 2）电化学冶金：用化学反应使金属从含金属的盐类的水溶剂或熔体中 析出，前者成为溶液电解，如铜的电解冶炼，可归入湿法冶金；后者 称为熔盐电解，如电解铝，可列入火法冶金。 5.钢铁与的区别 答：钢和铁最根本的区别是含碳量不同。生铁中含碳量大于2%，钢中含碳量小于2%。钢的综合性能，特别是机械性能（抗拉强度、韧性、塑形）比生铁好得多，因而用途也比生铁广泛的多。 6.为什么要进行选矿？常用对选矿方法有哪几种？ 答：选矿的目的主要是为了提高矿石品位； 常用的方法有:重力选矿法、磁力选矿法、浮游选矿法。 （1）重力选矿法：简称重选，是利用不同密度或粒度的矿粒在选矿介质中具有不同沉 降速度的特性，将在介质中运动的矿粒混合物进行选别，从而达到 使被选矿物与脉石分离的目的。 （2）磁力选矿法：简称磁选法。磁选法是利用矿物和脉石的磁性差异，在不均匀的磁
《冶金原理》参考书《冶金原理》,李洪桂编,科学
《冶金原理》参考书：《冶金原理》，李洪桂编，科学出版社，2005年考试范围：主要内容包括冶金熔体的相平衡图、冶金熔体的结构、冶金熔体的物理性质、冶金熔体的化学性质、化合物的生成分解反应、化合物的生成分解反应、高温分解分离提纯过程、冶金过程的气固相反应动力学、冶金过程的液气相反应动力学、电极过程动力学。重点掌握标准吉布斯自由能与吉布斯自由能变化的计算；化学反应的质量作用定律；组分活度的相互作用系数概念与应用；冶金中主要二元渣系相图；具有简单三元共晶体的相图；分解反应的热力学参数状态图；氧势图及其应用；氧化物还原的热力学条件；氧化物的间接还原反应热力学；湿法冶金的优点，湿法冶金流程的基本表示方法；浸出过程热力学，浸出过程动力学；沉淀和结晶，水溶液中金属的沉积；电解精炼和电解提取，电解制取金属和金属粉末；萃取方式，萃取机理和萃取平衡。 《冶金传输原理》参考书：《冶金设备基础-传递原理级物料输送》，唐谟堂主编，中南大学出版社 考试范围：动量传输：主要掌握流体静力学特性、静力学基本方程、流体动力学的几个重要方程、边界层动量积分方程等，特别是掌握连续性方程、伯努利方程和动量方程的应用，分析流动状态、边界层特征，计算流动过程的能量损失。 热量传输：导热主要掌握能量方程及其在定解条件下的求解；对流传热主要掌握对流传热系数的几种求解方法；辐射传热要求能够利用辐射网络的方法求解物体间的辐射传热，掌握气体辐射的特点及其计算方法。 质量传输：掌握传质微分方程，对典型稳态、非稳态扩散传质问题的求解，掌握对流传质系数的不同求解方法以及典型相间传质问题的分析方法。 《硅酸盐物理化学》参考书：1、无机材料科学基础教程，胡志强主编，化学工业出版社，2011年第二版;；2、无机材料科学基础，陆佩文主编，武汉理工大学出版社，1996年第一版 考试范围：紧密堆积原理、鲍林规则；典型晶体结构分析，硅酸盐晶体结构分析，晶体几种类型的结构缺陷。熔体的结构与性质，玻璃的形成条件；固体界面的结构，界面的结构及界面应力，粘土－水系统的性质及瘠性料的悬浮与塑化。热力学计算方法及实例分析。单
有色冶金原理课堂笔记
有色冶金课堂笔记 第一章冶金炉渣 第一节概述 1、火法冶金产物：炉渣、金属、烟气 2、炉渣的来源：来自脉石(SiO2)、溶剂、燃料灰分 3、炉渣的成分：各种氧化物组成的共同体 4、冶金炉渣的作用:a 容纳废物，使金属或锍与脉分离 b 沉降分离 c 保护剂的作用 d 中间产物 e 炉渣的温度决定冶炼的最高温度 5、对炉渣的要求：a 有较低的熔化温度 b 有较小的密度。与熔体金属互不相容，易分层 c 适当组成最大容纳杂质 d 对炉衬的腐蚀性要小 e 要求具有一定的导电导热能力 第二节炉渣的组成 1、炉渣的各种氧化物：a 碱性氧化物可以供给氧离子O2- b 酸性氧化物吸收氧离子SiO2 P2O5 c 两性氧化物Al2O3、ZnO 2、硅酸度的计算方法: 硅酸度（K）=酸性氧化物中氧的质量之和/碱性氧化物中氧的质量之和
当SiO2>20%时，两性氧化物看作碱性氧化物 当SiO2<20%时，两性氧化物看作酸性氧化物 当K>1时为酸性渣当K<1时为碱性渣 第三节炉渣的二、三元状态图 ！炉渣的温度：由组成决定（硅酸度） 温度升高变软流动 2、二元状态图 液相线 曲线 液相组成线 物相组成线（垂线与曲线相交则为稳定化合物） 垂线纯组元稳定化合物 化合物 不稳定化合物 晶型转变线共晶L S1+S2 水平线分解型化学转变线共析S S1+S2 化学转变线偏晶L L1+L2 包晶L+S1 S2 化合型化学转变线 包析S1+S2 S3
2、三元系状态图 a自由度：在一定范围内,可以任意改变不致发生相变化的变数的个数ｆ＝４－Ｏ ｂ基元三角形的划分 划分规则：将三元不变点三个初晶面的固相组成相连，组成的三角形ｃ三元不变点性质的划分 (1)位于基元三角形的外面为包晶点；位于内部则为共晶点 (2)根据箭头方向判断：都指向三元不变点为共晶点 ｄ化合物性质的区分 主要特征：化合物组成点是否落在该初晶区内，若是则为稳定的化合物，不是则为不稳定化合物。 ｅ界面性质的划分 分界线上任意一点的切线与该边界线两边初晶组成点的连线的交点，在组成点连线内，为共晶线：在组成点连线外，为包晶线 ｆ三元相图分析 ①找初晶区②找三元不变点③划出基元三角形④判断界线性 质⑤判断三元不变点性质 第四节熔融炉渣的结构 一、熔渣结构的基本性质分类：分子理论和离子理论 分子理论基本内容：1、与固态渣相似存在离解-生成的平衡 2MeO·SiO2=2MeO+SiO2 Kc=（MeO）2·SiO2/2MeO·SiO2
关于湿法冶金的概念
1 关于湿法冶金的概念，阐述正确的是（C）。 A.湿法冶金是指原料含水，或过程需要水的，或者是过程能够产生水的金属生产过程 B.湿法冶金是指以水为反应介质，但水不能参与冶金反应的金属生产过程 C.在常温（或低于１００℃）常压或高温（１００～３００℃）高压下，用溶剂处理矿石、精矿或含金属物料，使所要提取的金属溶解于溶液中，而尽量抑制其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属或其化合物提取和分离出来的过程 D.指在金属生产的所有环节中温度都不超过300℃并且以水为反应介质的过程 2 湿法冶金通常又可称为（BD）。 A. 常温冶金 B. 水法冶金 C. 干法冶金 D. 化工冶金 E. 溶剂冶金 3 湿法冶金的优点包括( B、C、D). A.处理规模大，生产效率高 B.湿法冶金过程有较强的选择性，即在水溶液中控制适当条件使不同元素能有效地进行选择性分离 C.有利于综合回收有价元素 D.劳动条件好、无高温及粉尘危害。一般有毒气体排放较少 E.一般没有大量废气、废渣产生 4 湿法冶金的优势很多，包括（A、B）。 A. 对许多矿物原料的处理而言，湿法冶金的成本较低，这些与其高选择性、宜处理价廉的低品位复杂矿有关 B. 采用湿法冶金的方法制备各种新型材料或其原料更有其突出的优点 C. 能够通过极简单的工艺一步实现脉石及杂质元素的分离 D. 不涉及任何高温、高压过程，完全是在常温和常压下操作，对设备结构、材质、操作要求极低 5 目前，多数的（B）、少数的（D）、全部的（E）都是用湿法冶金的方法生产的。 A. 铅 B. 锌 C. 铁 D. 铜 E. 氧化铝 F. 钢 6 几乎所有(B )矿物原料的处理及其纯化合物的制备、（D）的提取等也都是用湿法冶金的方法完成的。 A. 轻金属 B. 稀有金属 C. 黑色金属 D. 贵金属 E. 重金属 F. 钢铁
冶金原理课后习题及解答
冶金原理课后习题及解 答 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
第一章 1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。 2 金属熔体指________、________。液态的金属、合金。 1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法 研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。物理化学、技术、新 2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、 _______、_______四种类型。金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。 3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。钢铁、 有色金属。 4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、 ________、__________四种。在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。熔渣。 5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。金属提炼、精炼过程。 6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。氧化物。 7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工 序中将它们回收利用。富集渣、 8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。 精炼渣。
《有色冶金概论》复习题(2012年)
《有色冶金概论》复习题 1、金属及其分类 2、冶金的定义、冶金的任务、冶金的目的 3、冶金方法的分类 4、铜的冶炼方法及工艺流程 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 6、硫化铜精矿造锍熔炼的目的及必须遵循的两个原则 7、铜锍（冰铜）的吹炼的任务及实质是什么？ 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？ 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？ 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。 11、分析铜电解精炼和铜电积的电极反应有什么差别？ 12、简述硫化镍精矿的火法冶炼过程。 13、镍锍的主要成份有哪些？镍锍吹炼过程与铜锍吹炼过程有何不同？ 14、简述羰基法精炼镍的基本原理。 15、分别写出硫化镍阳极电解精炼镍和硫酸镍溶液电解沉积镍的阴阳极反应。 16、简述硫化铅精矿烧结焙烧的目的。 17、铅鼓风炉熔炼的产物有哪些？ 18、简述烟化炉烟化法处理炼铅炉渣的基本原理。 19、粗铅的火法精炼有哪些主要过程？ 20、什么是直接炼铅？直接炼铅方法有哪些？ 21、火法炼锌与湿法炼锌各包括哪些主要过程？火法炼锌主要有哪些方法？ 22、简述硫化锌精矿焙烧的目的。 23、简述密闭鼓风炉炼锌的优点与缺点。 24、简述粗锌精馏精炼的原理。 25、简述传统的湿法炼锌的基本过程。 26、简述硫化锌精矿的氧压浸出的原理及优点。 27、在湿法炼锌的热酸浸出过程中，从含铁高的浸出液中沉铁有哪些方法？
28、简述硫酸锌溶液采用锌粉置换除铜、镉的原理。 29、简述硫酸锌溶液的电解沉积锌的基本过程及主要电极反应。 30、简述锡精矿还原熔炼炼锡的基本过程。 31、简述炼锡炉渣烟化炉硫化挥发锡的原理。 32、粗锡的火法精炼包含哪些主要过程？ 33、氧化铝的生产方法有哪些？ 34、简述拜耳法生产氧化铝的基本原理。 35、简述碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理。 36、简述冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产金属铝的基本过程及主要电极反应。 37、什么是冰晶石-氧化铝熔盐电解过程中的阳极效应？有何外观特征？其发生的机理是什么？ 38、在冰晶石-氧化铝熔盐生产过程中，常用的添加剂有哪些？ 39、生产钨的主要原料是什么？钨的生产过程有哪些？ 40、钨精矿的分解方法有哪些？ 41、以金红石及高钛渣为原料，工业上生产四氯化钛的方法有哪些？四氯化钛的生产工序有哪些？常用的氯化剂有哪些？ 42、海绵钛的生产方法有哪些？ 43、简述从铜阳极泥中回收金银的基本过程。
有色冶金概论复试问题
1、能用熔盐电解法冶炼的金属，写出其冶炼过程（至少三种金属）。 2、铝电解中影响电流效率的因素。 3、简述5种火法炼铜的方法。 4、火法和湿法炼铜的优缺点。 5、拜耳法制取氧化铝的主要步骤和化学方程式。 6、稀土冶炼的方法及主要流程 7、皮江法制取镁的原理及工艺 8、简述试从资源综合利用和生产过程对环境的友好两方面，分析火法炼铜和湿法炼铜的主要优缺点。 答：火法流程最大的优点是适应性广，对各种不同的铜矿均能处理，特别是对一船硫化矿和富氧化矿很适用。 湿法炼铜是在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸出。 然后从浸出液中除去各种杂质，再将铜从浸出液中沉淀出来。当前世界上铜产量约有15％由该法制得。对氧化铜矿和自然铜矿，大多数可用溶剂直接浸出；而硫化铜矿则一般先经焙烧，然后溶浸。 湿法冶金具有环境污染少，能处理低品位矿或多金属复杂矿等特点 1、金属及其分类 2、冶金的定义、冶金的任务、冶金的目的 3、冶金方法的分类 4、铜的冶炼方法及工艺流程 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 6、硫化铜精矿造锍熔炼的目的及必须遵循的两个原则 7、铜锍（冰铜）的吹炼的任务及实质是什么？ 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？ 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？ 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。 11、分析铜电解精炼和铜电积的电极反应有什么差别？ 12、简述硫化镍精矿的火法冶炼过程。 13、镍锍的主要成份有哪些？镍锍吹炼过程与铜锍吹炼过程有何不同？ 14、简述羰基法精炼镍的基本原理。 15、分别写出硫化镍阳极电解精炼镍和硫酸镍溶液电解沉积镍的阴阳极反应。 16、简述硫化铅精矿烧结焙烧的目的。 17、铅鼓风炉熔炼的产物有哪些？ 18、简述烟化炉烟化法处理炼铅炉渣的基本原理。 19、粗铅的火法精炼有哪些主要过程？ 20、什么是直接炼铅？直接炼铅方法有哪些？ 21、火法炼锌与湿法炼锌各包括哪些主要过程？火法炼锌主要有哪些方法？ 22、简述硫化锌精矿焙烧的目的。 23、简述密闭鼓风炉炼锌的优点与缺点。 24、简述粗锌精馏精炼的原理。 25、简述传统的湿法炼锌的基本过程。 26、简述硫化锌精矿的氧压浸出的原理及优点。 27、在湿法炼锌的热酸浸出过程中，从含铁高的浸出液中沉铁有哪些方法？ 28、简述硫酸锌溶液采用锌粉置换除铜、镉的原理。 29、简述硫酸锌溶液的电解沉积锌的基本过程及主要电极反应。
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+
《冶金原理》课后习题及解答1-
第一章 1 冶金原理研究的主要内容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。 2 金属熔体指液态的金属、合金。 1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用__物理化学、_____的理论和方法研 究提取冶金过程，为解决有关__技术___问题、开拓__新__的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。、 2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为__金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。 3、冶金原理按具体的冶金对象分为__钢铁____冶金原理及__有色金属___冶金原理。 4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为____冶炼渣、精炼渣、富集渣、合 成渣____四种。在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_熔渣____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。。。 5、熔渣是_金属提炼______和_____精炼过程__的重要产物之一。 6、熔渣是指主要由各种_氧化物_____熔合而成的熔体。 7、__富集渣______的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将 它们回收利用。 8、__精炼渣_____的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。 9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失， 要求熔渣具有较低的粘度、密度、渣-锍界面张力。 10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的物理化学 性质。 11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择__熔渣成分______，使 之具有符合冶炼要求的物理化学性质。 12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条 件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。预期方向； 限度；转化率。 13大多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物：FeO、CaO、SiO2 14高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物：CaO、Al2O3、SiO2 15熔盐——盐的熔融态液体，通常指无机盐的熔融体 16在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物叫________ 冶金熔体 1、应为熔盐有着与水溶液相似的性质，因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的 或占主导地位的生产方法。错 2、对于软化温度低的炉渣增加燃料耗量不仅能增大炉料的溶化量，而且还能进一步提高炉 子的最高温度。错 3、熔锍的性质对于有价金属与杂质的分离、冶炼过程的能耗等都有重要的影响。对 4、冶金熔体——在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物。对 5、金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品，而且也是冶炼过程中多相反应的直接参加 者。如炼钢中的许多物理过程和化学反应都是在钢液和炉渣之间进行的。对 6、常见的熔盐——由碱金属或碱土金属的卤化物、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐等组成。对 7、非金属熔体包括：熔渣、熔盐、熔硫对 1、什么事冶金熔体？它分为几种类型？
《冶金工程概论》课程大纲
东北大学本科课程教学大纲 课程名称：冶金工程概论 开课单位：材料与冶金学院 制订时间：2004年3月 修订时间：2013年3月
《冶金工程概论》课程教学大纲一.课程基本信息
二.内容结构 基于《冶金工程概论》课程性质，依照东北大学冶金人才培养目标，设计《冶金工程概论》课程
内容，共6章、24学时（其中2学时“职业发展规划”内容，此处未列入），具体分配如下：第一章走进冶金行业（4学时），介绍冶金行业的特点及培养冶金人才知识结构，介绍钢铁生产的现状、最新前沿研究及热点问题，介绍冶金史、历史重要人物及事件。本章的主要内容结构为： 1.1 冶金专业的选择与设置 1.1.1我们为什么选择冶金专业 1.1.2 为何设置冶金专业 1.1.3 合格的冶金工程师是什么样 1.2 怎样走进冶金领域 1.2.1 我们怎样走进冶金领域 1.2.2 在冶金领域我们应该做什么 1.3 学习冶金的任务及目的 1.4 冶金史 1.4.1 冶金工艺的发展历史：过去、现在、将来 1.4.2 我国古代和当代钢铁冶金的地位 第二章钢铁冶金概述（5学时），介绍钢铁冶炼的基本原理、工艺流程、主要设备及新一代钢铁冶金流程。本章的主要内容结构为： 2.1 钢铁冶金流程概述 2.1.1 高炉炼铁-转炉炼钢流程 2.1.2 废钢电炉炼钢流程 2.1.3 非高炉-电炉炼钢流程 2.2 高炉炼铁 2.2.1 高炉炼铁基本任务 2.2.2 高炉炼铁系统 2.2.3 高炉内的主要物理化学过程 2.3 铁水预处理 2.3.1 铁水预处理基本任务 2.3.2 铁水预处理设备及处理剂 2.4 转炉炼钢 2.4.1 转炉炼钢基本任务 2.4.2 转炉内的主要物理化学过程 2.5 电炉炼钢
冶金原理实验报告
冶金原理 实验报告 专业班级 学号姓名 同组成员
电极过程动力学 一、实验目的 通过对铜电极的阳极极化曲线和阴极极化曲线的测定，绘制出极化曲线图，从而进一步加深对电极极化原理以及有关极化曲线理论知识的理解。通过本实验，熟悉用恒电流法测定极化曲线。 二、实验原理 当电池中由某金属和其金属离子组成的电极处于平衡状态时，金属原子失去电子变成离子获得电子变成原子的速度是相等的，在这种情况下的电极称为平衡电极电位。 电解时，由于外电源的作用，电极上有电流通过，电极电位偏高了平衡位，反应以一定的速度进行，以铜电极Cu|Cu2+为例，它的标准平衡电极电位是+0.337V，若电位比这个数值更负一些，就会使Cu2+获得电子的速度速度增加，Cu失去电子的速度减小，平衡被破坏，电极上总的反应是Cu2+析出； 反之，若电位比这个数值更正一些，就会使Cu失去电子的速度增加，Cu2+获得电子的速度减小，电极上总的反应是Cu溶解。这种由于电极上有电流通过而导致电极离开其平衡状态，电极电位偏离其平衡的现象称为极化，如果电位比平衡值更负，因而电极进行还原反应，这种极化称为阴极极化，反之，若电位比平衡值更正，因而电极进行氧化反应，这种极化称为阳极极化。 对于电极过程，常用电流密度来表示反应速度，电流密度愈大，反应速度愈快。电流密度的单位常用安培/厘米2，安培/米2。 由于电极电位是影响影响电流密度的主要因素，故通常用测定极化曲线的方法来研究电极的极化与电流密度的关系。 一、实验方法及装置 本实验电解液为CuSO4溶液（溶液中CuSO4.5H2O浓度为165g/l，H2SO4 180g/l）；电极用φ=0.5mm铜丝作为工作电极，铂片电极作为辅助电极。为了测得不同电流密度下的电极电位，以一个甘汞电极与被测电极组成电池，甘汞电极通过盐桥与被测电极相通，用CHI660B电化学工作站测得不同电流密度下对应的阴极或阳极极化曲线。
湿法冶金工艺中的除油技术
湿法冶金工艺中的除油技术 摘要：湿法冶金生产过程中，通常都会使用混合澄清槽、离心萃取器、萃取塔 等设备来实施大规模连续萃取及两相的混合与分离。这种生产工艺通过设备分离 后的水相溶液会含有一定量的油相，因为普通的萃取剂有着一定的亲水性，所以 不仅会导致大颗粒油无法及时澄清，而且也会有少量油以稳定的乳化态或者是溶 解态留在料液中。如果不能及时有效的清除水相中夹杂的油，就会增加萃取剂的 浪费，甚至也会影响到后续工艺的正常生产，从而影响冶金产品的质量。另外残 留在水相中的油也会在废水中积累，最终会给污水处理工作带来不利影响，鉴于此，笔者从油相组成及形成原因出发，针对湿法冶金工艺中的出油技术进行研究 分析，以供参考。 关键词：湿法冶金；溶剂萃取；除油技术 1油相组成及形成原因 溶剂萃取水相中的油相组分更加复杂，水相夹带的油不是单纯的萃取剂油相 残留，而是含有多种萃合物的复杂有机成分，所以萃取体系除油需要从油相的组 成着手进行研究。 湿法冶金中常用的萃取剂按酸碱性可分为酸性、碱性及中性萃取剂。在酸性 萃取体系中，酸性磷类萃取剂、螯合类萃取剂和羧酸型萃取剂的萃取都是通过萃 取剂中活性基团上的阳离子与料液中的金属阳离子发生交换实现的，萃合物为含 金属阳离子的萃取剂大分子。萃取体系水相中夹带的油相的主要成分是未萃取的 萃取剂分子、稀释剂、极性改性剂及萃合物。萃取剂在长期使用后会存在一定程 度的降解，所以水相夹带的油相组分中还有微量的长碳链有机物分子。其中，酸 性磷类萃取剂的功能基团是以P为中心原子的基团，按路易斯酸碱理论属于硬酸，而H?0属于硬碱，二者具有一定亲和力，容易形成配合物，所以萃取剂具有一定 的亲水性。该体系中的溶解油含量不容忽视。 中性萃取剂的萃合物都以中性分子形式与萃取剂结合。萃取过程是金属阳离 子与配体阴离子生成配合物大分子，再与萃取剂分子结合生成萃合物。该萃取体 系中夹带的油相中所含的是配合物大分子、萃取剂、少量稀释剂及改性剂。 碱性萃取剂的萃取是以离子缔合形式实现。萃取时金属以配阴离子形式存在 于溶液中，萃取剂与质子或水合成质子形成大阳离子，两者构成疏水性离子缔合体。常用的该类萃取剂以N263、N235为代表，其功能基团是以N为中心原子的 基团，属于硬酸，也会与属于硬碱的H?O形成配合物。同样会有相当一部分萃取 剂以溶解油形式存在于水相中。 2常用除油方法 2.1生化处理法 生化处理法是一种新兴的末端除油方法，是利用微生物的代谢作用分解有机 污染物使油相降解实现除油。 目前比较成熟的生物处理法有活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是利用活 性污泥中的微生物对有机物的富集作用实现深度除油，但生物处理法对进水水质 要求较高，要求水质、水量稳定，波动小。生物膜法是利用膜反应器比表面积较 大的原理将微生物附着于填充料表面，在废水流经填充物时，利用微生物富集水 中的有机物并使其降解而实现除油。生物膜法处理效率较高、基建费用稍低，但
(完整版)有色冶金概论复习题
1简述冶金学科（冶金方法）的分类； 冶金学分类: 提取冶金学和物理冶金学 2几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点； 火法冶金: 火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。 湿法冶金: 其生产步骤主要包括：浸取、分离、富集和提取。 水法冶金的优点是环境污染少，并且能提炼低品位的矿石，但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。 电冶金：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。 粉末冶金：粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成：配料、压制成型、坯块烧结和后处理。对于大型的制品，为了获得均匀的密度，还需要采取等静压（各方向同时受液压）的方法成型。 粉末冶金在技术上和经济上有以下特点： （1）可生产普通熔炼方法无法生产的特殊性能材料，如多孔材料、复合材料等；可避免成分偏析、保证合金具有均匀的组织和稳定的性能； （2）可生产高熔点金属（如钨和钼）和不互熔的合金（如钨-银合金）； （3）可大量减少产品的后续机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。这一点对贵重金属尤其重要； （4）粉末冶金零件的缺点是塑性和韧性较差。 3. 简述有色金属提取的特点； 有色金属提取工艺的特点：1）有色金属矿物的品位低，成分复杂。2）提取方法多，分火法和湿法。 4. 简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。 火法： （1）焙烧（氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧、煅烧、烧结焙烧）； （2）熔炼（造锍熔炼、还原熔炼、氧化熔炼、熔盐电解、反应熔炼，吹炼）； （3）精炼（氧化精炼、氯化精炼、硫化精炼、电解精炼）。 湿法： （1）浸出 按浸出的溶剂分为：碱浸、氨浸、酸浸、硫脲浸出、氰化物浸出，等； 按浸出的方式分为：常压浸出、加压浸出、槽浸、堆浸、就地浸出，等。 （2）净化：水解沉淀净化、置换净化、气体还原（氧化）净化，等。 （3）沉积：置换沉积、电解沉积、气体还原沉积。 5. 判断下列金属那些属于稀有金属、轻金属、重有色金属及贵金属 6. 金属铝、铜、金、银的主要物理化学性质？ 铜的性质： 物理性质铜呈玫瑰红色，特点是展性和延性好；导电、导热性极佳，仅次于银；无磁性；不挥发；液态铜流动性好等。熔点：1083℃。密度：8.96 g/cm3 铜的蒸气压很小，在熔点温度下仅为9×10-5Pa。高温下，液体铜能溶解氢、氧、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等气体。凝固时，溶解的气体又从铜中放出，造成铜铸件内带有气孔，影响铜的机械性能和电工性能。 化学性质铜在干燥空气中不起变化，但在含有二氧化碳的潮湿空气中则能氧化形成碱式碳酸铜（铜绿）的有毒薄膜。加热至185℃，铜在空气中开始氧化，高于350℃氧化生成Cu2O和CuO。因铜为正电性元素，故不能置换酸（盐酸和硫酸）中的氢，而仅能溶于有氧化作用的酸如硝酸和有氧化剂存在时的硫酸中。铜能溶于氨水及与氧、硫、卤素等化合。 铝的性质
冶金原理试卷与答案 (1)
《冶金原理》试题 一 解释下列名词 ①氧势：体系中氧气的相对化学位，2ln O P RT 。 ②选择性氧化：对于金属熔体，用控制温度及体系压力的方法，控制熔体中元素的氧化，达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的，称为选择性氧化。 二 简答题(共30分) ①(6分)炉渣的熔点是如何定义的？炉渣的半球点温度是如何定义的？二者是否一致？为什么？ 炉渣熔点定义：加热时固态完全转变为均匀液相的温度，也就是炉渣相图的液相线或液相面的温度。半球点温度：渣柱试样在加热过程中高度降低一半时所对应的温度，实际上此时炉渣未完全熔化，因此不等于理论上定义的炉渣熔点。 ②(5分)在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用哪种标准态？对于熔渣中的组元，一般采用哪种标准态？ 在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用服从亨利定律，重量1%浓度溶液为标准态；对于熔渣中的组元，一般采用纯物质为标准态。 ③(6分)写出化学反应速率常数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。 化学反应速率常数与温度的关系式为： RT E e z k - ?= 式中：k —化学反应速率常数；R —理想气体常数；T －温度 E —活化能； z —频率因子。 在频率因子一定的条件下，活化能E 越大，则k 越小。反之，活化能E 越小，则k 越大。 因为： RT E z k -=ln ln 所以： 2 ln RT E dT k d = E 越大， dT k d ln 值越大，当温度升高时，k 随温度升高而增大得多；E 越小，dT k d ln 值越小，当温度升高时，k 随温度升高而增大得少。 ④(8分)对于H 2还原FeO 的过程，采用一界面未反应核描述时，其速率的积分式为： ()()()? ???? ???????--?++??????---+-= 31320 00 0111132363R K k K R R D r R c c r e βρτ平 当过程处于动力学范围时，写出相应的速率积分式，计算反应完全所需的时间；内扩散是限制环节时，写出相应的 速率积分式，计算反应完全所需的时间。 当过程处于动力学范围时，β<<< 冶金概论题库 一、填空题 1、从矿石中提取金属的方法可归结为三种：火法冶金、湿法冶金、电冶金，其中电冶金按电能形式分为电热冶金和电化学冶金。冶金分类：钢铁冶金和有色金属冶金。 2、炼钢原材料（高炉炼铁原料）主要由铁矿石、溶剂和燃料组成。 3、铁矿石入炉前处理步骤包括破碎和筛分、焙烧、混匀、选矿。选矿包括重选、磁选和浮选。 4、非高炉炼铁按工艺特征、产品类型及用途分为直接还原法和熔融还原法。 5、高炉炼铁常用铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和菱铁矿。 6、高炉炼铁主要产品是生铁，副产品是炉渣、高炉煤气及其带出的炉尘。 7、高炉炼铁其主体设备除了高炉本体以外，还包括炉后供料和炉顶装料系统、送风系统、煤气除尘系统、渣铁处理系统和喷吹系统等。 8、转炉炼钢原材料按性质分类，可分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金、直接还原铁及碳化铁，非金属料包括石灰、白云石、萤石、合成造渣剂，气体包括氧气、氮气和氩气等。按用途分类，可分为金属料、造渣剂、化渣剂、氧化剂、冷却剂和增碳剂等。 9、火法炼铜主要工艺步骤包括四个主要步骤，即造镏熔炼、铜镏吹炼、火法精练和电解精练。 10、从矿石中提取氧化铝的方法分为酸法和碱法两大类，酸法未能在工业中应用，碱法分为拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳-烧结联合法，其中以拜耳法为主。 11、冶金工业废气治理方法分为冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧法和催化转化法。 12、冶金工业固体废物对人类环境造成的危害主要表现在：侵占土地、污染土壤、污染水体和污染大气。 二、简答题 1、高炉炉渣有什么作用，它是如何形成的？ ①渣铁之间进行合金元素的还原及脱硫反应，起着控制生铁成分的作用。比如，高碱度渣能促进脱硫反应，有利于锰的还原，从而提高生铁质量；SiO%含量高的炉渣促进Si的还原，从而控制生铁含Si量等。②炉渣的形成造成了高炉内的软熔带及滴落带，对炉内煤气流分布及炉料的下降都有很大的影响，因此，炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用。③炉渣附着在炉墙上形成渣皮，起保护炉衬的作用。但是另一种情况下又可能侵蚀炉衬，起破坏性作用。因此，炉渣成分和性质直接影响高炉寿命。 形成原因：炼铁所用的铁矿石中金属铁的品位一般都不会太高，含有其它矿物，在炼铁的时候由于密度差异这些杂质会上浮，再通过渣铁分离，分离出的渣即为炉渣。冶金概论题库