含钽铌锡渣 火法冶金
有色金属行业冶炼技术创新方案
有色金属行业冶炼技术创新方案第1章有色金属冶炼技术概述 (4)1.1 有色金属冶炼技术的发展历程 (4)1.2 有色金属冶炼技术分类及特点 (4)1.3 有色金属冶炼技术发展趋势 (4)第2章冶炼过程优化与控制 (5)2.1 冶炼过程参数优化 (5)2.1.1 参数优化的重要性 (5)2.1.2 参数优化方法 (5)2.1.3 参数优化应用实例 (5)2.2 冶炼过程自动控制技术 (5)2.2.1 自动控制技术概述 (5)2.2.2 控制策略与算法 (6)2.2.3 自动控制技术应用实例 (6)2.3 冶炼过程仿真与模拟 (6)2.3.1 仿真与模拟的意义 (6)2.3.2 仿真与模拟方法 (6)2.3.3 仿真与模拟应用实例 (6)第3章熔炼技术创新 (6)3.1 直接熔炼技术 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 技术创新点 (6)3.2 闪速熔炼技术 (6)3.2.1 概述 (7)3.2.2 技术创新点 (7)3.3 富氧熔炼技术 (7)3.3.1 概述 (7)3.3.2 技术创新点 (7)3.4 熔池熔炼技术 (7)3.4.1 概述 (7)3.4.2 技术创新点 (7)第4章精炼技术改进 (7)4.1 火法精炼技术 (7)4.1.1 优化熔炼工艺 (7)4.1.2 提高金属回收率 (8)4.2 湿法精炼技术 (8)4.2.1 优化浸出过程 (8)4.2.2 提高金属回收率 (8)4.3 熔盐精炼技术 (8)4.3.1 熔盐体系优化 (8)4.3.2 提高金属回收率 (8)4.4 精炼过程环保与资源综合利用 (9)4.4.2 提高资源利用率 (9)第5章有色金属回收与利用 (9)5.1 废旧有色金属回收技术 (9)5.1.1 物理回收技术 (9)5.1.2 化学回收技术 (9)5.1.3 生物回收技术 (9)5.2 有色金属再生利用技术 (9)5.2.1 直接再生利用 (9)5.2.2 间接再生利用 (9)5.2.3 再生资源深加工 (10)5.3 回收过程中的环境保护 (10)5.3.1 污染防治措施 (10)5.3.2 资源综合利用 (10)5.3.3 环保法规与政策 (10)5.3.4 环保意识培养 (10)第6章新型冶炼设备研发 (10)6.1 冶炼设备设计原理 (10)6.2 高效节能冶炼设备 (10)6.3 智能化冶炼设备 (11)6.4 设备维护与故障诊断 (11)第7章冶炼过程节能减排 (11)7.1 冶炼过程节能技术 (11)7.1.1 高效燃烧技术 (11)7.1.2 余热回收技术 (11)7.1.3 蓄热式加热技术 (11)7.1.4 优化冶炼工艺 (12)7.2 二氧化硫排放控制技术 (12)7.2.1 干法脱硫技术 (12)7.2.2 湿法脱硫技术 (12)7.2.3 烟气脱硫集成技术 (12)7.3 粉尘与废气处理技术 (12)7.3.1 袋式除尘技术 (12)7.3.2 电除尘技术 (12)7.3.3 湿式除尘技术 (12)7.4 废水处理与循环利用 (12)7.4.1 物理化学处理技术 (12)7.4.2 生物处理技术 (12)7.4.3 废水回用技术 (13)第8章冶炼过程自动化与智能化 (13)8.1 自动化控制系统 (13)8.1.1 概述 (13)8.1.2 控制策略 (13)8.1.3 硬件配置 (13)8.2 智能监测与诊断技术 (13)8.2.1 概述 (13)8.2.2 参数监测 (13)8.2.3 故障诊断 (13)8.3 数据分析与优化 (14)8.3.1 概述 (14)8.3.2 数据预处理 (14)8.3.3 数据分析 (14)8.3.4 优化算法 (14)8.4 冶炼过程智能制造 (14)8.4.1 概述 (14)8.4.2 数字化工厂 (14)8.4.3 网络化协同 (14)8.4.4 智能决策 (14)第9章有色金属冶炼新技术摸索 (14)9.1 等离子体冶炼技术 (14)9.1.1 概述 (14)9.1.2 技术原理 (15)9.1.3 技术优势 (15)9.2 金属有机化合物气相沉积技术 (15)9.2.1 概述 (15)9.2.2 技术原理 (15)9.2.3 技术优势 (15)9.3 生物冶金技术 (15)9.3.1 概述 (15)9.3.2 技术原理 (15)9.3.3 技术优势 (16)9.4 新型环保冶炼技术 (16)9.4.1 概述 (16)9.4.2 技术原理 (16)9.4.3 技术优势 (16)第10章冶炼技术创新与产业升级 (16)10.1 冶炼技术创新策略 (16)10.1.1 高效节能冶炼技术研发 (16)10.1.2 环保型冶炼技术摸索 (16)10.1.3 智能化冶炼技术发展 (16)10.2 冶炼产业技术升级路径 (16)10.2.1 技术改造与升级 (17)10.2.2 创新技术应用与推广 (17)10.2.3 产业链上下游协同创新 (17)10.3 冶炼产业协同发展 (17)10.3.1 产业协同创新平台建设 (17)10.3.2 产业协同发展机制 (17)10.4 冶炼产业政策与标准建议 (17)10.4.1 政策支持 (17)10.4.2 技术标准制定 (17)10.4.3 环保与安全监管 (17)第1章有色金属冶炼技术概述1.1 有色金属冶炼技术的发展历程有色金属冶炼技术可追溯至古代文明时期，当时的铜、锡、铅等金属的冶炼技术仅为初级阶段。
钨粗精矿氯化冶金工艺研究
钨粗精矿氯化冶金工艺研究刘志强;朱薇;郭秋松【摘要】研究了气相氯化法从钨粗精矿中挥发多金属的影响因素。
研究结果表明：稀盐酸可以适当地提高钨品位，并可以除去40％的钙；钨粗精矿经过盐酸预处理后，主要元素的氯化挥发率高于未处理精矿。
最佳氯化工艺条件为：温度700℃，保温时间1 h，活性碳用量为原矿的20％，在此条件下还原氯化，钨的氯化挥发率大于99％，钼、锡的氯化挥发率大于97％；同时，铁、铝挥发率也较高，导致氯化物中的铁、铝含量较高；氯化残留矿样为熔融的盐状，结块严重。
%Contributing factors to metals volatilized from rough tungsten concentrate by gas phase chlorination were studied. Results showed that diluted hydrochloric acid can not only increase tungsten grade to some extent but also remove 40% of calcium. After pre-treatment with hydrochloric acid, predominant elements in rough tungsten concentrate have a higher volatilizing rate than that without pre-treatment. From the research, it is found the optimal conditions for chlorination are as follows:reduction-chlorination process at a temperature of 700 ℃ and being hold for 1 h, with the dosage of active carbon at 20% of raw ore, resulted in the tungsten volatilizing rate after chlorination over 99%, more than 97% for the volatilizing rate of molybdenum and tin, as well as both higher for iron and aluminum, leading to the chloride with a higher content of iron and aluminum, and the residual slag looking like molten salt and seriously agglomerated.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P67-69,74)【关键词】钨粗精矿;氯化;挥发【作者】刘志强;朱薇;郭秋松【作者单位】广州有色金属研究院稀有金属研究所，广东广州510650;广州有色金属研究院稀有金属研究所，广东广州510650;广州有色金属研究院稀有金属研究所，广东广州510650【正文语种】中文【中图分类】TF111有色金属的氯化物沸点较低易挥发，而且不同金属氯化物的沸点不同并易溶于水，利用这些性质可方便、有效地将矿石中的有色金属提取并分离。
粉末冶金课后习题.
第一章1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？答：铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→Fe。
固体碳还原金属氧化物的过程通常称为直接还原。
当温度高于570°时，分三阶段还原：Fe2O3→Fe3O4→浮斯体（FeO·Fe3O4固溶体）→Fe3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时，由于氧化亚铁不能稳定存在，因此，Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2影响因素：（1）原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响（2）固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响（3）还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响（4）添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点。
2、发展复合型铁粉的意义何在？答：高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。
所谓复合型粉末是指用气体或液体雾化法制成的完全预合金粉末、部分扩散预合金粉末以及粘附型复合粉末。
还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？氢还原。
总的反应式：WO3+3H2====W+3H2O。
钨具有4种比较稳定的氧化物W03+0.1H2====W02.9+0.1H20 W02.9+0.18H2 ==== W02.72+0.18H20W02.72+0.72H2 ====W02+0.72H2O WO2+2H2 ====W+2H2O影响因素：⑴原料：三氧化钨粒度、含水量、杂质⑵氢气：氢气的湿度、流量、通气方向⑶还原工艺条件：还原温度、推舟速度、舟中料层厚度⑷添加剂3、作为还原钨粉的原料，蓝钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什么？答：采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。
Zn冶金
锌的冶炼方法：火法炼锌和湿法炼锌一、火法炼锌：1、本质：将氧化锌在高温下用碳做还原剂，将锌还原出来。
然后利用锌沸点低的特点，使锌以蒸汽的形式挥发，然后通过特殊的冷凝设备将锌在蒸汽冷凝为液体锌。
2、工艺流程图：3、分类：火法炼锌有平罐蒸馏法、竖罐蒸馏法、电热蒸馏法和锌鼓风炉法等四种二、湿法炼锌1、本质：用稀硫酸（即废电解液）浸出焙烧矿中的锌，从而与不溶的脉石成分分离，硫酸锌经净化点击过程，把锌提取出来。
2、主要工艺流程：焙烧、浸出、浸出液净化、点解、（铸锭）其中浸出是这个湿法流程中的最重要环节，湿法炼锌厂的主要经济指标在很大程度上取决于所选择的浸出工艺操作条件。
3、锌焙砂浸出的分类：中性浸出、酸性浸出和高温高酸浸出4、湿法炼锌得到迅速发展的原因：ZnO+CO=Zn+CO2 处于高温条件下，因此比较耗能2ZnS+3O2=ZnO+SO2 所需条件为P O2<10-23atm, P SO2<10-16atm,在现有的设备而条件下很难达到基于以上原因，生产设备或者生产条件难以满足，因此要把硫化矿焙烧生成硫酸锌5、锌精矿焙烧的目的（1）、将精矿中的硫化锌尽量氧化生成氧化锌，出去部分或全部的硫（2）、使精矿中的硫氧化成二氧化硫，产出有足够浓度的二氧化硫烟气，以便制取硫酸（3）、使焙砂具有一定的强度、湿润性、透气性、粒度等物理性能（4）、使精矿中的铅、隔、砷和锑等杂质氧化变成易挥发的化合物或直接挥发而从精矿中分离三、焙烧过程的热力学1、硫化物焙烧的一般规律（1）、反应及产物形态A、硫酸化焙烧MeS+2O2=MeSO4B、氧化焙烧MeS+1.5O2=MeO+SO2C、焙烧生成金属（汞）MeS+O2=Me+SO2D、部分硫酸化MeSO4= MeO+2SO3 SO3=SO2+1/2O22、影响因素A、焙烧产物在很大程度上取决于温度低温生成硫酸盐，是硫酸化焙烧中温生成硫酸盐和氧化物，是部分硫酸化焙烧高温生成氧化物，是氧化焙烧实际焙烧温度为1070~1100℃。
镍的冶炼工艺
镍的冶炼工艺
镍的冶炼工艺主要有火法和湿法两种。
根据含镍矿物的不同，冶炼方法各异。
镍硫化矿主要采用火法处理，氧化矿则主要采用湿法工艺处理。
硅镁性镍矿则一般采用火法工艺处理。
湿法工艺流程有还原焙烧氨浸流程、高压酸浸流程和常压酸浸流程。
还原焙烧氨浸流程处理褐铁矿或褐铁矿和残积层矿的混合矿矿石，先干燥，然后在700℃时选择性还原成金属镍钴和一部分铁被一起还原，还原的金属镍经过氨浸回收。
高压酸浸流程主要处理含MgO/Al
2
O
3
低的褐铁矿和一部分绿脱石或蒙脱石。
常压酸浸流程、硫酸堆浸工艺和氯化浸出工艺则正在试验和进一步评估。
火法工艺流程有传统的回转窑—电炉工艺、多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺和日本大江山回转窑直接还原法。
多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺流程是红土矿经过干燥脱水、制团、采用竖
炉煅烧生产部分还原煅烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁，粗镍铁在钢包炉中精炼。
日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁，该流程分为三个步骤：物料预处理、冶炼工艺和分离处理。
这是世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法。
火焰原子吸收光谱法测定粗锡中铋的含量
火焰原子吸收光谱法测定粗锡中铋的含量WU Jingrong;WU Sijing;ZHONG Guiyuan;LIANG Fengzhen;WU Xueying 【摘要】为了准确、快速测定粗锡中铋的含量,对火焰原子吸收光谱法测定粗锡中铋的条件进行了研究,并建立了测定方法.确定了用盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸进行溶解粗锡,经盐酸-氢溴酸除掉大量的锡、锑和砷,在盐酸-硝酸混合酸的介质中,用火焰原子吸收光谱法于223.1 nm处测定粗锡中铋的含量.通过条件实验研究了溶样方法、共存元素干扰、仪器条件等因素对测定结果的影响,在选定仪器参数条件下,加标回收率为98.9％～105％,且测定值与电感耦合等离子体发射光谱法结果一致;相对标准偏差(RSD,n=l1)为1.6％和1.2％,结果准确性和重复性较高,适合粗锡等物料中铋的测定.【期刊名称】《中国无机分析化学》【年(卷),期】2019(009)003【总页数】4页(P51-54)【关键词】粗锡;火焰原子吸收光谱法;铋【作者】WU Jingrong;WU Sijing;ZHONG Guiyuan;LIANG Fengzhen;WU Xueying【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】O657.31;TH744.11前言锡是有色金属的重要原料，也是人类最早使用的金属之一，在工业上用于制造各种合金，具有质地柔软、熔点低、延展性强、塑性强和无毒等优良特性，被广泛应用于电子、电气、化工、建材等工业和食品的包裹材料中。
含锡80%以上的锡基轴承合金是机械工业普遍使用的耐磨材料，适用于制造汽轮机、飞机、内燃机的高温、高速轴瓦[1-2]。
随着经济的发展，其应用领域将不断扩大。
粗锡是由锡精矿经过还原熔炼得到，粗锡再经过火法冶金或者电解的方法才能得到高纯的锡产品，粗锡是锡精矿和精锡产品之间的中间产品[3]，是精锡的生产原料，也是非常重要的有色金属产品。
粗锡中有很高含量的锡(质量分数大于65%)[1]，较高含量的铅、铜、铋、锑、铁、砷、锌、银等杂质元素。
铅、铋精炼
粗铅火法精炼(fire refining of crude lead)分段脱除熔融粗铅中的杂质，产出精铅的过程，为火法炼铅流程的重要组成部分。
铅熔炼产出的粗铅，除含有铜、镍、钴、铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外，还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属，杂质总量约为1％～4％。
因此，精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质，使精铅符合用户的要求，而且还要综合回收粗铅中的有价金属。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼(见铅电解精炼)两种方法。
中国、加拿大和日本等国的炼铅厂，一般采用粗铅火法精炼脱铜后再进行电解精炼的工艺流程，世界其他国家都采用火法精炼流程。
火法精炼流程所产的精铅约占精铅总量的80％。
与电解精炼相比，火法精炼的主要优点是设备及工艺操作简单，基建投资省；可处理成分复杂的粗铅，产出不同品级的精铅；生产周期短，能耗少。
但火法精炼过程繁杂，产出一系列的副产品，每种副产品都需要单独处理，增加了处理费用，降低了综合回收率。
无论是采用火法精炼或电解精炼，都可获得纯度达99．99％的精铅。
火法精炼由除铜，除砷、锑、锡，加锌脱银，除锌，除铋和除钙镁等作业组成，工艺流程如图1所示。
除铜从粗铅中分离铜的过程。
不论是火法精炼还是电解精炼，粗铅除铜都是精炼的第一道作业。
粗铅除铜的方法有熔析法和加硫法两种方法，大多数工厂都采用先熔析、后加硫的两段除铜方法(图2)。
熔析法除铜基于铜在液态铅中的溶解度随温度降低而减少的原理。
在降低液铅温度时，铜不断析出。
当温度降至1225K以下时，析出的不是纯铜，而是含铅3％～5％的固溶体，以固态浮在液铅上面。
当温度降至铅的熔点(599K)附近时，铅和铜形成共晶，共晶含铜0.06％，这是熔析法除铜的理论极限值。
但实际上粗铅中含有砷、锑，它们与铜形成难溶的砷化铜和锑化铜，进入固体渣浮在铅液面上。
因此，熔析法除铜实际上可将粗铅中的铜除至0.02％～0.03％。
在熔析除铜过程中，以硫化物形态存在的铁、铜和铅及以砷、锑化物形态存在的镍、钴、铜和铁等几乎全被除去。
钽铌五氧化物制取
世上无难事，只要肯攀登钽铌五氧化物制取铌钽氧化物可以用在空气中加热金属、碳化物氧化、氮化物氧化等方法制取，生产上通常采用中和沉淀法和晶体热分解法制取。
此外还有氯化物水解法。
制备方法不同，氧化物的一些物理化学性质不尽相同。
例如，氧化铌的密度可在4.3～5.2g/cm3 之间变化；中和法和水解法氧化物残留有F 或Cl，容易受潮；晶体分解法产品无F 或Cl 污染问题，粒度细，不受潮。
一、中和沉淀法中和沉淀法是工业上应用最多的方法。
原料主要是含钽或铌的反萃取液，用氨水作沉淀剂，反应为：H2NbF7＋7NH3＋5H2O＝Nb（OH）5↓＋7NH4FH2NbOF5＋5NH3＋4H2O＝Nb（OH）5↓＋5NH4FH2TaF7＋7NH3＋5H2O＝Ta（OH）5↓＋7NH4F 氨中和为放热反应，沉淀终点pH＝8～9，中和时沉淀物易吸附F－、SO4－等，为降低氟等杂质的吸附，控制沉淀温度为80 ℃，沉淀物过滤也用80～90℃的纯水洗涤，至滤液中含F－＜0.1g/L。
所得滤饼先烘干，然后进行热解，氢氧化物热解过程分别为：此方法的缺点在于：过滤难度大；所得的氢氧化物沉淀吸附性强，难于完全脱除F－；沉淀、过滤、洗涤、干燥、煅烧需要大量设备。
二、晶体分解法晶体分解法的原料为草酸铌晶体。
该晶体由溶剂萃取的反萃取液蒸发浓缩或将氢氧化铌溶于草酸溶液中获得。
工艺上采用工业氧化铌和工业草酸，溶解温度70～75℃，溶解后趁热过滤除去固体杂质，随之冷却结晶，离心过滤后的晶体再重结晶一次即可获得合格晶体。
最后将晶体进行热分解。
分解时晶体在100℃下脱去结晶水，180℃开始分解（燃烧），350℃氧化铌开始向嫩黄色（氧化铌晶格氧缺陷引起）转变，500℃时分解完毕。
分解反应为：2（NH4）3[NbO（C2H4）3]＋21O2→Nb2O5＋6NH3↑＋12CO2＋15H2O 该方法的工艺、设备和设备材质、操作等都很简单。
产品不含氟，纯度高（＞99.99%），有利于应用。
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含钽铌锡渣火法冶金
含钽铌锡渣的火法冶金
一、概述
火法冶金是一种通过高温化学反应将矿石中的有价金属提取和纯化的过程。
对于含钽铌锡渣的火法冶金，其目标是通过高温反应，将矿石中的钽、铌和锡等有价金属提取出来。
此过程主要包括焙烧、熔炼和精炼三个阶段。
二、焙烧
焙烧是火法冶金的第一步，其目的是通过高温加热使含钽铌锡渣中的矿物失去水分、分解并还原其中的低价金属氧化物。
在此过程中，通常使用还原性气体（如氢气或一氧化碳）进行加热。
经过焙烧后，渣中的有价金属氧化物会转化为金属或合金。
三、熔炼
熔炼是火法冶金的第二步，旨在将经过焙烧的含钽铌锡渣中的有价金属进一步提取和纯化。
这一过程通常在高温熔炉中进行，如电弧炉或鼓风炉。
在高温下，渣中的金属氧化物会与碳或焦炭等还原剂反应，生成金属或合金。
经过熔炼后，可以得到粗制金属或合金。
四、精炼
精炼是火法冶金最后一步，旨在进一步纯化粗制金属或合金，使其达到所需的质量标准。
这一过程通常包括电解、蒸馏、萃取等步骤。
通过精炼，可以去除粗制金属或合金中的杂质，提高其纯度。
五、结论
含钽铌锡渣的火法冶金是一种有效的矿石处理方法，能够将矿石中的有价金属提取和纯化出来。
通过焙烧、熔炼和精炼等步骤，可以实现对含钽铌锡渣的高效处理，提取出有价值的钽、铌和锡等金属。
然而，此过程需要严格的操作控制和高水平的工艺技术，以确保产品的质量和产量。