冶金概论第一章绪论

有色冶金概论第1讲

二、课程的内容及学时分配
• 第一部分：绪论（2学时） • 本部分的学习目的和要求：本部分首先从课程的性质引入，
讲解有色金属的分类及各种金属的所属类别，介绍有色金属提取过程的特点，对有色金属的提取方法进行归纳性总结。通过本部分的学习，应了解各种有色金属所属的类型，熟悉有色金属的分类依据，掌握有色金属提取过程的特点。 • 教学内容：有色金属提取过程的特点和提取方法。 • 重点和难点：有色金属提取过程的特点。
• 2、了解主要有色金属冶金的发展状况和趋势。
• 3、讨论课以炼钢炼铁与有色冶金的比较为主题展开。
第1章绪论
1.1 金属及其分类 1.2 有色金属的分类 1.3 我国有色金属的产量 1.4 冶金和冶金方法 1.5 有色金属提取的特点1.1.1 Fra bibliotek类使用金属的历史
• 人类最早使用的金属—黄金。 • 铜也是最早使用的金属之一，距今8000年以前，人类已经使用铜。 • 铅也是人类史前使用的金属，炼铅和炼铜术大致始于同一历史时期。 • 锡也是古老金属，最初是在熔炼自然铜和锡矿石或处理锡铜矿石的混合
第二部分：铜冶金（10学时）
• 本部分的教学内容：硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧；鼓风炉、反射炉、闪速炉熔炼；冰铜吹炼；粗铜的火法精炼；电解精炼；连续炼铜；湿法炼铜工艺流程。
• 本部分的重点和难点：硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；造锍熔炼的基本原理；冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理。
《有色金属冶金概论》课程教学大纲
任课教师：李福民单位：河北理工大学
冶金与能源学院
有关信息
• 课程名称：有色金属冶金概论 • 课程名称：Introduction to Metallurgy of Non-

第一章稀土冶金学

钕还应用于有色金属材料
2)在镁或铝合金中添加1.5～2.5%钕,可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性,广泛用作航空航天材料. 3)另外,掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束,在工业上广泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削.在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口.钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂.随着科学技术的发展,稀土科技领域的拓展和延伸,钕元素将会有更广阔的利用空间.
稀土冶金学
Hale Waihona Puke 主要内容第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章绪论稀土元素矿物及其精矿的处理方法溶剂萃取法分离稀土元素离子交换色层法分离稀土元素分离稀土元素的其他方法稀土化合物的制备稀土金属和合金的制取稀土金属的提纯火法冶炼生产稀土硅铁基合金稀土生产过程的三废及处理
4.稀土元素的由来及用途
镧(La)lanthanum “镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫 “莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素, 他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”.从此,镧便登上了历史舞台. 镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等.她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称.
电子内迁移
镧系元素的最外层电子已填充到6s2,次外层5s25p6 也已填满,5d还空着或仅有一个电子,而处于内层的 4f电子却刚刚开始填充,从铈到镥充满共有14个电子. 即镧系元素的最外层电子结构可以示为： 5s25p65d(0、1)6s2与钪、钇的最外层两层电子结构 3 s2 3p63d14s2和4s2 4p64d15s2相比较,可知结构基本相同都是ns2(n—1)s2 (n—1)p6(n—1)d(0、 1)5s2,故使得17个元素的化学性质十分相近,用普通的化学方法很难分离.

物理冶金学(绪论,第一章)

二、新材料时代特征
不象以前的各个材料时代，它是一个由多种材料决定社会和经济发展的时代；新材料以人造为特征；新材料科学根据我们对材料的物理和化学性能的了解，为了特定的需要设计和加工而成的。
三、材料的分类

按材料本身的性质分，主要有金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、液晶材料等。

按材料的作用分，有结构材料和功能材料。
第二节、典型金属的晶体结构n晶体结构
指晶体中质点（原子、分子等）排列的具体方式 , 属于同一种空间点阵的几种晶体结构形式。
☆金属的三种典型晶体结构 ☆晶体中原子的堆垛方式 ☆晶胞中的原子数 ☆点阵常数与原子半径R的关系 ☆晶带 ☆六方晶系的晶面指数与晶向
指数
☆晶面间距
一、金属的三种典型晶体结构
☆ ☆ ☆
面心立方 A1或fcc
体心立方 A2或bcc
密排六方 A3或hcp 属于简单六方点阵
图 1-11 面心立方晶胞图 1-10 体心立方晶胞
二、晶体中原子的堆垛方式
☆ ☆ ☆
密排六方：密排面为（0001） ABABAB……
n面心立方：密排面为{111} ABCABCABC…… 体心六方：密排面为（100） ABABAB
☆晶胞参数：晶胞三条
棱边的边长a、b、c及晶轴之间的夹角α、β、γ 称为晶胞参数。
☆基矢：a 、 b 、c
任一阵点的位臵： ruvw=Ua+Vb+Wc U、V、W：阵点坐标
四、七大晶系和十四种空间点阵
☆ 晶系：根据晶胞的外形，即棱边长度之间的关系
和晶轴夹角的情况,将晶体分为七大晶系。
晶系、晶轴长度和夹角，例：三斜 a≠b≠c α≠β≠γ≠90o K2CrO7 单斜 a≠b≠c α=γ=90o≠β β-S 正交 a≠b≠c α=β=γ=90o α-S 六方 a1=a2=a3≠c α=β=90o γ=120o Zn 菱方 a=b=c α=β=γ≠90o As，四方 a=b≠c α=β=γ=90o β-Sn，立方 a=b=c α=β=γ=90o Fe

冶金概论1

总学时：32
冶金概论
主要内容
1
2 绪论
采矿与选矿
钢铁冶金
3
4 5
有色冶金
冶金过程环境保护冶金概论
欢迎大家走进冶金行列！
首问：为什么选择冶金专业？
答曰：冶金是国计民生中最基础的行业之一或答：属于重要原材料工业，是经济发展物质基础再答：………
再再答：72行，行行都重要
不管做什么，都能在所从事的那一行做得好-北京大学
叠铸技术在战国和秦汉时期逐渐形成了一次铸造数十件器物的层叠铸造技术，大大提高了铸造效率，减少了金属的消耗。胆铜法始于汉代，在宋代大规模使用的湿法冶铜技术，是世界上最早的湿法冶金技术。
白铜
中国是白铜的故乡，《汉书》中已有“白铜”的记载。
冶金概论
采矿和深井技术大冶铜绿山古矿冶遗址的发掘，展示了商周以来规模宏大的地下采矿场面。
100℃；在高压下，也不超过300℃。
冶金过程：浸出、净化、金属还原
浸出：用适当的溶剂处理矿石，使要提取的金属成为离子进入
溶液中，而主要的杂质矿物不溶解，通过过滤，分理出固相杂质。
净化：除去与要提取金属一起进入溶液中的金属或非金属杂质
的过程为净化。
金属还原：用置换或电沉积的方法将要提取金属还原。
冶金概论
冶金概论
冶金概论
冶金概论
冶金概论
冶金概论
冶金概论
冶金技术革新
改革的动因：源于对现状不满钢铁工业的一些现象 ● 忽大忽小矿石磨细再烧结成“块” 钢锭钢坯做大再压小
● 反应过量还原过头(BF)-氧化过头(BOF)-精炼调整(LF\RH\CAS-OB) ● 忽冷忽热焦炭和烧结先冷却再加热连铸坯的保温

冶金物理化学第一章

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2022/11/6
第一章绪论
• 1.3冶金动力学与冶金热力学的研究目的 1．改进冶金工艺，提高产品质量，扩大品种，
增加产量。 2．探索新的流程，提供理论依据。
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第一章绪论
• 1.2冶金动力学的研究范围 • 1.2.1冶金动力学
利用化学动力学与传输原理，研究冶金过程的机理；确定各基元过程及总过程的速率；找出反应过程的限制环节。
冶金动力学的作用：提供了冶金反应过程研究内容的完备性，提供了反应的充分性条件。
•
北京市高等教育精品教材立项项目
• 4.主教材

• <<冶金与材料物理化学>> 李文超等编冶金工业出版社
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第一章绪论
• 1.1冶金物理化学的研究范围 ➢ 1.1.1冶金过程与冶金过程基础理论 ➢ 1.1.2冶金热力学 • 1.2冶金动力学的研究范围 ➢ 1.2.1冶金动力学 ➢ 1.3冶金动力学与冶金热力学的研究目的
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第一章绪论
1.1冶金物理化学的研究范围 1.1.1冶金过程与冶金过程基础理论
图1-1 冶金过程基本流程图
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第一章绪论
• 1.1.2冶金热力学利用化学热力学原理，研究冶金中反应的可能性（反应方向）（理论依据－）；确定冶金反应过程的最大产率（反应限度）（理论依据－）；找出控制反应过程的基本参数（T，P， Ci）。冶金热力学的局限性：所确定的冶金过程的条件是必要的，但不是充分的。

1-1-1钨冶金绪论

表1-1-1金属钨的部分物理性质及机械性质
原子序数原子量 74 183.85 沸点, ℃ 5700±20 5.5×10-6
电阻率 (25℃), Ω ·cm 硬度 HB , kg/mm2 晶体结构 α -W:体心立方 a=3.165 烧结棒 β -W:立方晶格 a=5.046 锻造棒密度, g/cm3 19.3 弹性模量 (丝材), kg/mm2) 熔点, ℃ 3410±20 抗拉强度极限 (未退火丝), kg/mm2
钨、钼冶金
主讲人：梁勇
二O一一年四月
主要参考书目
《钨冶金原理及工艺》--莫似浩《钨冶金学》---彭少方《钨钼冶金》---张启修，赵秦生
稀有金属的分类（44种）： 1、稀有轻金属（4）：Li、Rb、Cs、Be 2、稀有高熔点金属（9）：W、Mo、Ta、Nb、 Ti 、V、Zr、Hf、Re铼 3、稀有分散金属（4）：Ga、In、Tl、Ge 4、稀土金属（16）：La-Lu、Y、Sc 5、放射性元素（11）：Ra、Po、Pm、Fr、Tc、 Ac、Ac系元素（5种）
发现: 1781年,K.W.Sheele (瑞典）

1783年制取钨粉 1893年生产钨铁 1900年高速切削钨钢 1904年钨丝灯泡 1909可塑性钨的生产方法问世 1927～1928年炭化钨基烧结硬质合金
中国的钨工业
历史
1911年中国发现钨矿 1914年开始采矿 1918年钨矿产量居世界首位 1952年开始建立钨冶炼厂 1972年生产钨丝
2005年统计资料：
钨精矿产量： APT:48家 9.099万吨生产能力:13.1万吨
钨粉:69家
生产能力:5.36万吨
硬质合金:197户生产能力:2.84万吨钨丝:33家生产能力:297亿米

冶金工程概论ppt课件

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。
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。
精选环保处理低品位矿综合利用
1
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。
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。
精选编辑ppt
2
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。
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。

粉末冶金 -第一章绪论

第一章绪论
20世纪80年代至今，金属与金属、金属与非金属组合生产特殊性能材料与应用进一步深入，原有工艺进一步改善，自动控制设备出现，计算机技术应用。金属粉末注射成形“第五代金属成形方法”、“21世纪的成形技术”。
第一章绪论
金属陶瓷（ceramet）
金属陶瓷是以金属氧化物（如Al2O3、ZrO2等）或金属碳化物（如TiC、WC、TaC、NbC等）为主要成分，再加入适量的金属粉末（如Co、Cr、Ni、Mo等）通过粉末冶金方法制成，具有金属某些性质的陶瓷。
第一章绪论
粉末冶金 Powder Metallurgy( P/M） Powder: A substance consisting of ground, pulverized, or otherwise finely dispersed solid particles. Metallurgy: The science that deals with Procedures used in extracting metals from their ores, purifying and alloying metals, and creating useful objects from metals.
第一章绪论
行业
用途
化工涂料、油漆、催化剂、原料处理
食品粮食加工、调味料、保健食品、食品添加剂
颜料偶氮颜料、氧化铁系列颜料、氧化铬系列
能源煤粉燃烧、固体火箭推进剂、水煤浆
电子电子浆料、集成电路基片、电子涂料、荧光粉
建材水泥、建筑陶瓷生产、复合材料、木粉
精细陶瓷梯度材料、金属与陶瓷复合材料、颗粒表面改性
金属矿石的粉碎研磨、非金属矿深加工、低品位矿物利用

《钢冶金学》_第1章绪论

2[C]＋O2＝2CO 2[P]＋5/2O2＋3CaO＝3CaOP2O5 H.Bessemer（1856）， W.Kelly（1857）
炼钢方法（3）
◆ 1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢法，即马丁炉法。1880年出现了第一座碱性平炉。由于其成本低、炉容大，钢水质量优于转炉，同时原料的适应性强，平炉炼钢法仍一时成为主要的炼钢法。
炼钢方法（5）
◆ 1899年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法(EAF)，解决了充分利用废钢炼钢的问题，此炼钢法自问世以来，一直在不断发展，是当前主要的炼钢法之一，由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢的产量的30-40%。
电弧炉炼钢
W. Siemens （1899）
炼钢方法（6）
◆ 瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城 (Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产，所以此法也称为 LD法。美国称为BOF或BOP法，即 Basic Oxygen Furnace或Process的简称。
氧气顶吹转炉炼钢（LD/BOF/BOP）
LD的两大里程碑贡献
氧气炼钢！第一次把纯氧气引入到炼钢生产中，开辟了炼钢的新时代！顶吹炼钢技术的应用，解决了当时的炉底寿命问题！
炼钢方法（7）
◆ 1965 年加拿大液化气公司研制成双层管氧气
喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法，即OBM 法(Oxygen Bottom Maxhuette)。 1971年美国钢铁公司引进OBM法，1972年建设了3 座200 吨底吹转炉，命名为Q-BOP法， Q代表这种炼钢方法快速(Quick)、平稳 (Quiet)和质量好(Quality)。

第一章冶金电化学绪论

求越来越严格，许多传统的化
工过程和冶金过程可望由电化
学过程所替代。电化学应用前
景将越来越宽广。
2015-3-17
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二、冶金电化学的主要任务及研究方法
1 什么是冶金电化学？
冶金电化学是研究冶金过程中的电化学现象及其应用的学科。
2 冶金电化学的主要任务
主要任务是如何用电化学方法从矿物中分离和提取有价组分，以及进行金属的电沉积和
第一章绪论
2015-3-17
1
作业
1、什么是电化学和冶金电化学？ 2、冶金电化学的主要任务和研究方法是什么？ 3、电化学研究的对象和内容各是什么？ 4、工业电解生产的目的？ 5、填空、电化学是研究能与能相互转化及转化过程规律的科学。也是研究（热力学范畴）与（动力学范畴）的科学。 6、多项选择题：电化学内容有：（） A、离子学， B、界面电化学， C、电极学， D、ABC说法都正确。
2015-3-17 3

主要内容：
电化学的研究对象和意义，电化学的发展简史，冶金电化学的主要任务及研究方法。

教学要求：
了解电化学的研究对象和意义，电化学的发展简史。掌握冶金电化学的主要任务及研究方法。

2015-3-17
4
一、电化学的研究对象和意义
1 什么是电化学？
电化学科学定义为：研究电子导电相（金属和半导体）和离子导电相（溶液、熔盐和固体电解质）之间的界面上所发生的各种界面效应，即伴有电现象发生的化学反应的科学。这些界面效应所具有的内在特殊矛盾就是化学现象和电现象的对立统一。
7
2015-3-17
（3）电化学研究对象电化学的研究对象包括三部分：第一类导体；第二类导体；两类导体的界面及其效应。

冶金概论第一章 绪论

有色冶金概论第1讲

第一章 稀土冶金学