重金属冶金学

第一章铜冶金

一、填空题

1.铜是人类发现和使用最早金属之一，在古代人们最初发现和使用的可能是( 天然铜 )。

2.天然铜通常是紫绿色或的(紫黑色 )石块。

3.天然铜通常是( 紫绿色 )或紫黑色的石块。

4.我国早在公元两千年前就已经大量生产、使用青铜，现北京故宫博物院还存有公元前(1700年)铸成。

5.我国早在公元两千年前就已经大量生产、使用(青铜)，现北京故宫博物院还存有公元前1700年铸成。

6.铜是一种( 玫瑰红色 )、柔软、具有良好延展性能的金属，易于锻造和压延。

7.铜是( 电)和热的良导体，仅次于银而居第二位。

8.铜是电和( 热 )的良导体，仅次于银而居第二位。

9.铜在常温下(20℃)的比重是( 8.22 )。

10.铜的熔点是( 1083℃ )。

11.铜的沸点是( 2310℃ )。

12.铜能溶解( SO2 )、( O2 )、H2、CO2、CO等气体。

13.铜能与锌、锡、镍互熔，组成一系列不同特性的(合金 )。

14.铜的合金中 ( 黄铜 )富有延展性。

15.铜的合金中 ( 青铜 )有较高耐磨性。

16.铜的合金中( 白铜 )有较高耐磨性和抗腐蚀性。

17.铜在元素周期表中是属于( 第一 ) 副族的元素。

18.铜在元素周期表中是属于第一( 副族 )的元素。

19.铜的原子序数为( 29 )。

20.铜的原子量为(63.57 )。

21.铜具有(两)个价电子，能形成( 一 )价和二价铜的化合物。

22.铜在含有CO2的潮湿空气中，易生成( 碱式碳酸铜 )。

23.铜在含有( CO2 )的潮湿空气中，易生成碱式碳酸铜。

24.铜绿有( 毒 )性，故纯铜不宜做食用器具。

25.铜在空气中加热至185℃时开始氧化，表面生成暗红色的(Cu2O )。

26.铜在空气中加热至( 185℃ )时开始氧化，表面生成暗红色的Cu2O。

27.铜在空气中加热至185℃时开始氧化，表面生成( 暗红 )色的Cu2O。

28.铜在空气中加热的温度高于( 350℃ )时，表面生成黑色的CuO。

30.铜在( 空气 )中加热的温度高于350℃时，表面生成黑色的CuO。

32.铜不溶解于盐酸和没有溶解氧的硫酸中，只有在具有(氧化)作用的酸中才能溶解。

34.铜能与氧、硫、（卤素）等元素直接化合。

35.铜能与( 氧 )、硫、卤素等元素直接化合。

36.铜能与氧、( 硫 )、卤素等元素直接化合。

37.铜能溶于( 王水 )、氰化物、氯化铁、氯化铜、硫酸铁以及氨水中。

38.铜能溶于王水、氰化物、氯化铁、氯化铜、硫酸铁以及( 氨水 )中。

39.氧化铜在自然中以( 黑铜矿 )的形态存在，呈黑色。

40.氧化铜在自然中以黑铜矿的形态存在，呈( 黑色 )。

41.氧化铜是不稳定化合物，在空气中加热至(1060℃ )即开始分解。

42.氧化铜是不稳定化合物，在(空气 )中加热至1060℃即开始分解。

43.氧化铜易被H2、CO、C、CｘHｙ等还原成(金属铜 )。

44.氧化铜易被H2、CO、C、CｘHｙ等还原成金属铜，还能被其他(硫化物)和较电负性金属如锌、铁、镍等还原。

45.氧化铜( 不 )溶于水。

46.氧化亚铜在自然界中以( 赤铜矿 )的形态存在。

47. ( 氧化亚铜 )在自然界中以赤铜矿的形态存在。

48.赤铜矿根据晶粒的大小不同，颜色也不同，组织致密的呈(樱红)色，粉末状的则为(洋红)色。

49.氧化亚铜的熔点为( 1235℃ )。

50.氧化亚铜只有在空气中加热至高于(1060℃ )时才稳定。

51.氧化亚铜在低于1060℃时会部分氧化成( 氧化铜 )。

52. ( 氧化亚铜 )在低于1060℃时会部分氧化成氧化铜。

53.自然界中硫化铜以(铜蓝 )的矿物形态存在。

54.自然界中( 硫化铜 )以铜蓝的矿物形态存在。

55.硫化亚铜在自然界中以( 辉铜矿 )的形态存在。

56. 在自然界中( 硫化亚铜)以辉铜矿的形态存在。

57.铜对硫的亲和力比铁对硫的亲和力(大 )。

58.Cu2S能与其它金属硫化物共熔结合成( 冰铜 )。

59.铜的碳酸盐在自然界中以(孔雀石 )和(蓝铜矿 )的矿物形态存在。

60.胆矾的分子式为( CuSO4 ·5H2O )。

61.胆矾呈( 蓝)色，失去结晶水后变成(白 )色粉末。

62.用铁和锌可以从CuSO4溶液中置换出(金属铜 )。

63.( 电气 )工业是最大的用铜户。

64.铜是(国防 )工业极其重要的材料，制造飞机、坦克、大炮等需要大量的铜。

65.铜还以各种( 化合物 )的各种形式应用于农药、医疗和民用等工业部门。

66.铜在地壳中的含量约为( 0.01% )。

67.自然界的铜多以(化合物 )形态存在。

68.根据铜化合物的性质，铜矿物分为自然铜、硫化矿和( 氧化矿 )三种类型。

69.根据铜化合物的性质，铜矿物分为( )、硫化矿和氧化矿三种类型。

自然铜

70.根据铜化合物的性质，铜矿物分为自然铜、(硫化矿 )和氧化矿三种类型。

71.含铜品位在当地当时的技术和经济条件下，具有开采价值的岩石称为(铜矿石 )。

72.目前工业生产上开采的铜矿石，其最低品位为(0.4%～0.5% )。

73.铜矿石的脉石矿物，主要是( 石英 )，其次为方解石、云母、垂晶石等。

74.由铜矿床开采出来的铜矿石，在送往冶炼厂冶炼之前需预先进行(富集选矿)，以分离各种矿石，并使铜富集成精矿。

75.由铜矿石或精矿提取铜，有(湿法 )和( 火法 )两种方法。

76.目前，对铜的硫化矿使用的冶炼方法主要是(火法冶金 )。

77.在处理铜的硫化矿和精矿的实践中，一般采用鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼和(闪速熔炼 )四种熔炼方法。

78.在处理铜的硫化矿和精矿的实践中，一般采用鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、( 电炉熔炼 )和闪速熔炼四种熔炼方法。

79.30年代后，( 反射炉 )熔炼取代了鼓风炉熔炼。

80.铜的氧化矿一般采用( 湿法 )冶金处理。

二、选择题

1、铜冶炼作业分为（C）、吹炼、火法精炼三个阶段。

A. 焙烧

B. 干燥

C. 熔炼

D. 精矿预处理

2、在均匀合金中产生多相的方法有（A）。

A.熔化和结晶

B.熔化和分解

C.结晶和分解

D.分解和离解

3、下列那种物质不属于碱性氧化物（D）。

A.CaO

B.FeO

C.MnO

D.SiO2

4、下列那种物质属于酸性氧化物（D）。

A.CaO

B.FeO

C.MnO

D.P2O5

5下列那种物质属于两性氧化物（A）。

A.Al2O3

B.FeO

C.MnO

D.P2O5

6、黄铜矿的主要成份是（A）。

A.CuFeS2

B.FeO

C.MnO

D.P2O5

7、铜冶炼中，冰铜的主体成份为（B）。

A.Cu2S和PbS

B. Cu2S和FeS

C. Cu2S和MnO

D. Cu2S和P2O5

8、炉渣的（B）大小影响到金属或锍与炉渣的澄清分离效果。

A.体积

B. 熔点

C. 比重

D. 沸点

9、对于炉渣的酸碱性，习惯上常用（B）表示。

A.密度

B. 酸碱度

C. 比重

D. 沸点

10、对于某些炉型来说，炉内可能达到的最高温度决定于炉渣的（B）。

A.着火点

B. 熔化温度

C. 比表面积

D. 沸点

11、目前，铜硫化矿主要采用（B），这种方法适应性较强。

A.湿法冶金

B.火法冶金

C.气法冶金

D.分离法冶金

12、铜湿法冶金是处理（A）、选矿尾矿和铜矿山废矿石发展起来的。

A.氧化矿

B.硫化矿

C.锌化矿

D.镍化矿

13、铜在地壳中的含量约为( B )。

A.0.05%

B.0.01%

C.0.10%

D.0.20%

14、氧化亚铜在自然界中以( A )的形态存在。

A. 赤铜矿

B. 黑铜矿

C. 蓝铜矿

D. 辉铜矿

15、硫化铜在自然界中以(A)的形态存在，硫化铜是不稳定化合物。

A. 蓝铜矿

B. 辉铜矿

C. 赤铜矿

D. 黑铜矿

16、硫化亚铜在自然界中以(A )的形态存在，硫化亚铜在高温下稳定。

A. 辉铜矿

B. 蓝铜矿

C. 黑铜矿

D. 赤铜矿

17、铜的硅酸盐在自然界中以(D )的形态存在，该矿物在高温下分解出氧和水分。

A. 蓝铜矿

B. 黑铜矿

C. 赤铜矿

D.硅孔雀石

18、铜的碳酸盐在加热至(D)以上时完全分解。

A. 150℃

B. 160℃

C. 180℃

D. 220℃

19、根据铜矿物的性质，铜矿物分为自然铜、硫化矿和(D)。

A. 氯化矿

B. 硅酸矿

C. 碳酸矿

D. 氧化矿

20、世界铜产量的(D)%来自硫化矿。

A. 50

B. 60

C. 70

D. 90

21、工业生产上开采的铜矿石，其最低品位为(D)%。

A. 0.1～0.2

B.0.2～0.3

C. 0.3～0.4

D.0.4～

0.5

22、铜冶炼厂炼铜的主要原料是(C )。

A. 镍精矿

B.铜镍混合精矿

C. 铜精矿

D.锌精矿

23、20世纪30年代前，(C )熔炼是主要的炼铜方法。

A. 闪速炉

B.电炉

C. 鼓风炉

D.自热炉

24、铜冶炼中，冰铜的主体成份为（B）。

A.Cu2S和PbS

B. Cu2S和FeS

C. Cu2S和MnO

D. Cu2S和P2O5

25、炉渣的（B）大小影响到金属或锍与炉渣的澄清分离效果。

A.体积

B. 熔点

C. 比重

D. 沸点

26、对于炉渣的酸碱性，习惯上常用（B）表示。

A.密度

B. 酸碱度

C. 比重

D. 沸点

三、判断题

1.硅酸度的计算方法是酸性氧化物中氧的重量至和和碱性氧化物中氧的重量之和的比。（√）

2.炉渣的电导是通过1平方厘米、长度为1厘米的炉渣的导电度。（√）

3.炉渣的导电机理包括两个方面，即熔渣内电子流动而引起的电子导电和离子迁移而引起的离子导电。（√）

4.炉渣的导电机理包括两个方面，即熔渣内电子流动而引起的电子导电和离子迁移而引起的离子导电。（√）

5. 对于某些炉型来说，炉内可能达到的最高温度并不决定于炉渣的熔化温度。（×）

6.炉渣主要由碱性氧化物、酸性氧化物及两性氧化物组成。（√）

7.炉渣能带走大量热量，从而增加燃料的消耗。（√）

8.炉渣对炉衬的化学侵蚀及冲刷会降低使用寿命。（√）

9.造锍过程就是几种金属硫化物之间的互熔过程。（√）

10.富集熔炼是利用MeS与含SiO2的炉渣不互熔及比重差别的特性而使其分解。（√）

11.天然铜通常是紫绿色或的绿色的石块。（×）

12.我国早在公元两千年前就已经大量生产、使用青铜，现北京故宫博物院还存有公元前1700年铸成的青铜铸钟。（√）

13.铜是电和热的良导体，仅次于银而居第二位。（√）

14.铜不能与锌、锡、镍互熔，组成一系列不同特性的合金。（×）

15.铜在元素周期表中是属于第一主族的元素。（×）

16.铜绿无毒性，故纯铜可以做食用器具。（×）

17.铜不溶解于盐酸和没有溶解氧的硫酸中，只有在具有氧化作用的酸中才能溶

解。（√）

18.铜不能溶于王水中。（×）

19.氧化铜在自然中以黄铜矿的形态存在，呈黄色。（×）

20.氧化铜是稳定化合物，加热时不会发生分解。（×）

21.氧化铜不溶于王水。（√）

22.自然界中硫化铜以铜蓝的矿物形态存在。（√）

23.铜对硫的亲和力比铁对硫的亲和力大。（√）

24.铜对硫的亲和力比铁对硫的亲和力小。（×）

25.胆矾的分子式为CuSO4·4H2O。（×）

26.用铁和锌可以从CuSO4溶液中置换出金属铜。（√）

27.目前工业生产上开采的铜矿石，其最低品位为14%～5%。（×）

28.目前，对铜的硫化矿使用的冶炼方法主要是火法冶金。（√）

29.在处理铜的硫化矿和精矿的实践中，一般采用鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼和闪速熔炼四种熔炼方法。（√）

30.铜的氧化矿不能采用湿法冶金处理。（×）

四、简答题

1.简述铜的物理性质。

（1）铜是一种玫瑰红色、柔软、具有良好延展性能的金属，易于锻造和压延。（2）铜是电和热的良导体，仅次于银而位居第二。

（3）铜在常温时的比重为8.89，铜及其化合物无磁性。

（4）铜的熔点为1083℃，沸点为2310℃。

（5）铜熔体能溶解SO2、O2、H2、CO2、CO及水蒸汽等气体，当液体凝固时，溶解的气体从铜中逸出，会造成铜铸件结构不致密，对铸件机械性能有不利影响。（6）铜能与锌、锡、镍互熔，组成一系列不同性质的合金。

2.简述铜的化学性质。

（1）铜在常温、干燥的空气中不发生化学变化，但在含有CO2的潮湿空气中易生产一薄层碱式碳酸铜。

（2）铜在空气中加热至185℃时开始氧化，表面生成暗红色的Cu2O;当温度高于

350℃时表面生产黑色的CuO。

（3）铜不溶解于盐酸和没有溶解氧的硫酸中，只有在具有氧化作用的酸中才溶解。

（4）铜可溶于王水、氰化物、氯化铁、氯化铜、硫酸铁以及氨水中。

（5）铜能与氧、硫、卤素等元素直接化合。

3、简述铜的化合物类型有哪些。

氧化铜；氧化亚铜；硫化铜；硫化亚铜；铜的铁酸盐；铜的硅酸盐；铜的碳酸盐；硫酸铜；铜的氯化物。

16.铜矿物分为哪几类，自然界中的分布次序是什么。

分为自然铜、氧化矿和硫化矿；硫化矿分布最广，其次是氧化矿，自然铜几乎没有。

17.铜的冶炼方法有哪两种，目前主要采用什么冶炼。

湿法和火法两种方法，目前对硫化矿只要采用火法冶炼，这种方法适应性较强。

18.组成炉渣的各种氧化物分为哪几类。

分为碱性氧化物、酸性氧化物和两性氧化物。

19简述氧化铜的性质。

（1）在自然界中以黑铜矿的形态存在，黑色无光泽。

（2）氧化铜是不稳定化合物，在空气中加热至1060℃即开始分解，完全转变成氧化亚铜和氧气。

（3）氧化铜易被H2、CO、Cx、Hy等还原成金属铜。

（4）氧化铜不溶于水，但溶于FeCl、FeCl3、Fe2（SO4）3、等中，且易于各种稀酸其作用。

20简述氧化亚铜的性质。

（1）在自然界中以黑铜矿的形态存在，黑色无光泽。

（2）氧化亚铜熔点为1235℃。氧化亚铜在温度高于1060℃能稳定存在，低于此温度时部分氧化成氧化铜。在800℃和长久加热时几乎可全部变成氧化铜。（3）氧化亚铜易被H2、CO、Cx、Hy等还原成金属铜。

（4）氧化亚铜不溶于水，但溶于HCl、H2SO4、FeCl3、Fe2（SO4）3、NH4OH中，这是氧化矿湿法冶金的基础。

21简述硫化铜的性质

（1）在自然界中以铜蓝矿物形态存在。

（2）硫化铜不稳定，加热分解成硫化亚铜和单质硫。

（3）硫化铜不溶于水，可溶于热硝酸、KN和Fe2（SO4）3中，稀硫酸和苛性钠与硫化铜不发生反应。

22简述铁酸铜的性质。

（1）铁酸铜在低温下稳定。

（2）铜的铁酸盐不易溶于水、氨及一般溶剂。

23简述铜的硅酸盐的性质。

（1）铜的硅酸盐在自然界中以硅孔雀石（CuSiO3·2H2O）的矿物形态存在,这些矿物在高温下分解出水分和氧，形成在高温下稳定的硅酸亚铜（2Cu2O·SiO3）。（2）硅酸亚铜易被氢气及一氧化碳等还原，其中Cu2O易被CaO、FeO等置换。（3）硅酸亚铜可溶于浓硝酸、盐酸中。

24简述铜的用途。

（1）铜是一种具有广泛用途的金属，其应用范围仅次于钢铁和铝。

（2）铜具有优良的导电、导热性能和良好的延展性能，在干燥的空气中有较强的耐腐蚀性能，能与多种金属组成具有优良机械性能的合金。

（3）电气工业是最大的用铜户，用量占铜产量的一半以上。

（4）在机械制造业中需要大量的铜板和铜材。

（5）在国防工业中铜的消耗量也较大。

（6）铜还以各种化合物的形式应用于农药、医疗和民用等工业部门。

25什么是铜矿石，分为哪几类。

（1）含铜品位达到当地当时的技术经济条件下，具有开采价值的岩石称为铜矿石。

（2）铜矿石分为硫化矿和氧化矿。

26炉渣在火法冶炼中的主要作用有哪些。

（1）使矿石和溶剂中的脉石和燃料中的灰分集中，并在高温下与主要的冶炼产物金属、锍等分离。

（2）炉渣作为一种介质，其中进行着许多极为重要的冶金反应。

（3）在炉渣中发生金属液滴或锍液滴的沉降分离，沉降分离的完全程度对金属在炉渣中的机械夹杂损失起着决定性的作用。

（4）对某些炉型来说，炉内可能达到的最高温度决定于炉渣的熔化温度。（5）在在金属或合金的熔炼和精炼时，炉渣与金属熔体的组分相互进行反应，从而通过炉渣对杂质的脱出和浓度加以控制。

第二章铅冶金

一、填空题

1、金属铅结晶属于（等轴晶系），其物理性质方面的特点为硬度小、密度大、熔点低、沸点高、展性好、延性差、对电与热的传导性能（差）、高温下容易挥发、在液态下流动性（大）。

2、铅在完全干燥的常温空气中或在不含空气的水中，不发生任何化学变化；但

在潮湿和含有CO

2的空气中，则失去光泽而变成暗灰色，其表面被（PbO

2）

薄膜所

覆盖。

3、铅在空气中加热熔化时，最初氧化成（Pb

2

O），温度升高时则氧化为（PbO），

继续加热到330~450℃形成的（PbO）氧化为Pb

2O

3

，在450-470℃的温度范围内，

则形成（Pb

3O

4

）。（PbO）是高温下惟一稳定的氧化物。

4、氧化铅矿主要由（白铅矿）和（铅矾）组成，属次生矿，它是原生矿受风化作用或含有碳酸盐的地下水的作用而逐渐产生的，常出现在铅矿床的上层，或与硫化矿共存而形成复合矿。

5、矿石一般含铅不高，现代开采的矿石含铅一般为（3％～9％），最低含铅量在（0.4％-1.5％）必须进行选矿富集，得到适合冶炼要求的铅精矿。

6、铅电解过程可在较大范围的温度（10～50℃）下正常进行，但最佳温度范围是（30～40℃）。

7、（电流密度）是指单位电极面积上通过的电流强度。

8、鼓风炉炼铅的原料由（炉料）和（焦炭）组成。炉料主要组成为（自熔性烧结块），它占炉料组成的80％～100％。除此以外，根据鼓风炉正常作业的需要，有时也加入少量铁屑、返渣、黄铁矿、萤石等辅助物料。

9、再生铅原料一般由（Pb）、（Sb）、（Sn）、（Cu）、（Bi）等元素组成，其中铅含

量通常大于（80%）

10、从废旧金属和工业金属废料中提取的金属称为（再生金属），或称二次金属。

二、简答题

1、简述回收再生铅的意义

（1）回收再生铅可节约能源，再生铅能耗仅为原生铅的25.1%～31.4%，

（2）从铅废料中直接回收的再生铅，不需要像生产原生铅那样经过采矿、选矿等工序，故生产成本低。据测算，再生铅生产成本比原生铅低38%。

（3）回收再生铅资源有利于环境保护，铅是有害于环境和人体健康的金属，各种铅废料若不加以合理回收，都将成为环境的污染源，尤其是废蓄电池，只有充分回收利用，才能避免其中的铅膏和硫酸污染环境。

（4）为了保护环境和保证铅工业的持续发展，必须充分利用二次资源，使铅金属进入生产-消费-再生产的良性循环。

2、简述铅精矿的化学成分及冶炼工艺对铅精矿质量的要求

（1）主金属含量不宜过低，通常要求大于40％。过低，对整个铅冶炼工艺来讲，单位物料产出的金属铅量减少，从而降低了生产效率。

（2）杂质铜含量不宜过高，通常要求小于1．5％。铜过高，烧结块中铜含量会相应升高，在鼓风炉还原熔炼过程中，所产生的锍量增加：一则使溶于锍中的主金属铅损失增加，二则易洗刷鼓风炉水套，缩短了水套使用寿命，并易造成冲炮等安全事故。另外，含铜太高，也易造成粗铅和电铅中铜含量超标。

（3）锌的硫化物和氧化物均是熔点高、粘度大，特别是硫化锌。如含锌过高，则在熔炼时，这些锌的化合物进入熔渣和铅锍，会使它们熔点升高，粘度增大，密度差变小，分离困难。甚至因饱和在铅锍和熔渣之间析出形成横隔膜，严重影响鼓风炉炉况，妨碍熔体分离，故锌含量不宜过高，一般要小于5％。

（4）砷、锑等杂质含量也有严格的要求，通常要求AS＋Sb小于1．2％，如过高，则经配料烧结后，在鼓风炉中形成黄渣的量会增加，而且金属铅的流失量会相应增大，更严重的是会造成粗铅、阳极铅含砷、锑过高；此外在电解精炼过程中，使铅溶解速度变慢，并且阳极泥难以洗刷干净。这样既影响电流效率，又影响生产效率。

另外，MgO、Al2O3等杂质会影响鼓风炉渣型，故一般要求MgO＜2％，Al2O3＜4％。

3、简述硫化铅精矿烧结焙烧的目的

硫化铅精矿的粒度小，大都小于200目（0．074mm），其中除PbS外，还含有其他的金属硫化物和脉石。在鼓风炉还原熔炼条件下，精矿中的PbS是不能被还原产出金属铅的，所以应预先进行氧化焙烧，使PbS变为PbO。此外，精矿原料这种细粒物料进鼓风炉处理时，容易被鼓风吹出炉外，或者将炉料中的空隙堵死，使炉料透气性变坏，风难鼓入，熔炼过程难以进行。所以硫化铅精矿的烧结焙烧是在有大量空气参与下的强氧化过程，其目的是：①氧化脱硫，使金属硫化物变成氧化物，以便被碳还原，而硫以SO2逸出，以便制酸；②在高温下将粉料烧结成块，以适应鼓风熔炼作业的要求

4、简述虹吸故障及其处理方法

虹吸常见的故障是虹吸道缩小、不畅通或堵塞。

产生原因：①烧结块含铜高，浮渣多；②炉内形成“横隔膜”，铅液不能进入炉缸；③虹吸道出铅锍；④烧结块品位低或铅坝太低，炉缸存铅少，温度低，铅液中的铜凝析堵塞虹吸；⑤停风后再开风时，铅井未烧灵活。

处理方法：①用钢钎捅或氧气烧；②调整好铅溜、渣溜槽高度，防止铅锍进入虹吸道；③用氧气从虹吸口或咽喉口将“横隔膜”烧通，并加入部分渣料或萤石洗炉；④开风前，必须将铅井烧灵活。

5、简述烟化炉处理铅炉渣的影响因素

（1）烟化温度和时间

（2）还原剂

（3）鼓风强度及过剩空气系数α值

（4）渣中金属含量及炉渣成分

（5）吹炼时间

（6）熔池深度

6、简述熔析除铜除铜的基本

粗铅熔析除铜是根据铜在铅中的溶解度随温度下降而减小的原理。当含铜高的铅液冷却时，铜以固溶体状态析出，由于其密度较铅液小，便以浮渣形式浮在

铅液表面而被除去。理论上在Pb－Cu共晶温度326℃时，铅含Cu为0．06％；而实际上由于粗铅中还含有AS，Sb，S，其中Cu大部分不是呈金属状态存在，而是以Cu3As，Cu5As2，Cu2Sb及Cu2S等化合物形态存在，因此，当粗铅中含一定的砷、锑、硫时，能形成难溶于铅的砷化铜和锑化铜等，因而有利于铜的除去。熔析除铜能使含铜量降至0．06％以下，甚至可降至0．02％。熔析温度对铅中含铜量有重大影响，一般操作温度为550～600℃至330～350℃。熔析作业过程中，粗铅中含砷、锑、硫高时，熔析除铜的浮渣产出率明显降低。

7、简述影响铅电解效率的技术条件

（1）电解液成分

（2）电解液循环

（3）电解液温度

（4）电流密度

（5）电解周期与极间距离

（6）添加剂

8、简述铅电解精炼的主要操作

（1）阳极准备

（2）阴极制备

（3）出装槽及其槽上操作

（4）析出铅的熔化与铸锭

（5）阳极泥的洗滤

9、简述铅精矿烧结焙烧的目的

（1）将原料中的硫氧化除去，并以SO2形式送去制硫酸；

（2）是使部分伴生金属氧化并与SiO2等脉石成分生成MeO·SiO2低熔点液相，使细粉状铅精矿粘结成多孔硬块，以利还原熔炼。

10、简述铅精矿的化学成分及冶炼工艺对铅精矿质量的要求

铅精矿是由主金属铅（Pb）、硫（S）和伴生元素Zn、Cu、Fe、As、Sb、Bi、Sn、Au、Ag以及脉石氧化物SiO2、CaO、MgO、Al2O3等组成。为了保证冶金产品质量和获得较高的生产效率，避免有害杂质的影响，使生产能够顺利进行，铅冶炼工艺对铅精矿成分有一定要求。对铅精矿质量的要求：

(1) 主金属含量不宜过低，通常要求大于40%。过低，对整个铅冶炼工艺来讲，单位物料产出的金属铅量减少，从而降低了生产效率。

(2) 杂质铜含量不宜过高，通常要求小于 1.5%。铜过高，烧结块中铜含量会相应升高，在鼓风炉还原熔炼过程中，所产生的锍量增加：一则使溶于锍中的主金属铅损失增加，二则易洗刷鼓风炉水套，缩短了水套使用寿命，并易造成冲炮等安全事故。另外，含铜太高，也易造成粗铅和电铅中铜含量超标。

第三章重金属造锍熔炼

一、填空题

1、生产上利用铜、镍、钴对硫的亲合力近似于铁，而对氧的亲合力远（小于）铁的性质特点，在氧化程度不同的（造锍熔炼）过程中，使铁的硫化物不断氧化成氧化物，随后与脉石造渣而除去。主金属经过（造锍）得到富集，品位逐渐提高。

2、造锍熔炼可在（反射炉）、（鼓风炉）、（电炉）、（闪速炉）中实现。

3 铜、镍硫化矿物主要有(CuFeS2)、(Cu3FeS3)、(Cu2S)等。

4、目前世界上约（90%）的铜和60%的镍是从硫化矿中提炼的。最常见的是（黄铜矿）、（镍黄铁矿）和（镍磁黄铁矿）。

5、铜镍矿物原料的冶炼方法可分为两大类：（火法冶金）与（湿法冶金）。

6、目前世界上80%的精铜是用火法冶金从（硫化铜精矿）和（再生铜）中生产的，湿法冶金生产精铜量只占20%。

7、造锍熔炼的物料主要包括（硫化精矿）和造渣用的（熔剂）。

8、熔炼温度下(1200℃)，两种硫化物均为液相，完全互溶为（均质溶液）。

9、熔渣在熔炼反应中是反应的（介质）。

10、反射炉熔炼过程：（间断加料），（连续熔炼），（间断放冰铜）和（炉渣）。

11、传热方法：（辐射）和（对流），（辐射）起主导作用。

12、三菱法连续炼铜包括一台(S炉)、一台(CL炉)和一台(C炉)，这三台炉子用溜槽连接在一起连续生产，铜精矿要连续经过这三台炉子才能炼出粗铜。

13、（三菱法炼铜）是唯一在工业上应用的连续炼铜法，

二、判断题

1、铜造锍熔炼的物料中不含烟尘（×）

2、铜造锍熔炼的工艺有点事不污染环境（×）

3、铜熔炼过程主要产物冰铜、熔炼炉渣、烟气（√）

4、目前世界上约50%的铜和60%的镍是从硫化矿中提炼的。最常见的是黄铜矿、镍黄铁矿和镍磁黄铁矿。（×）

5、铜镍矿物原料的冶炼方法可分为两大类：火法冶金与湿法冶金。（√）

6、目前世界上80%的精铜是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中生产的，湿法冶金生产精铜量只占20%。（√）

7、硫化精矿包括富氧化镍矿可直接入炉熔炼，产出金属硫化物共熔体-锍，通称造锍熔炼。（√）

8、造锍熔炼所得的主产品-锍均送转炉吹炼，进一步分离铁和硫。这个过程通称吹炼过程。铜锍的吹炼得到金属铜，但是镍锍或铜锍镍的吹炼只能得到高镍锍或高铜镍锍。（√）

9、造锍熔炼的物料主要包括硫化精矿和造渣用的熔剂。（√）

10、对于铜的造锍熔炼，熔炼的物料包括铜精矿及造渣熔剂。经过造锍熔炼，物料中除了硫氧化成SO2从烟气中排出以外，其他元素，全部进入铜锍和炉渣两种产物中。（×）

11、离解反应均为吸热反应(×)

12、熔炼高温下稳定的铜化合物是Cu2S和Cu2O；稳定的铁化合物是FeS和FeO；稳定的镍化合物是Ni3S2和NiO.（√）

13、在高温熔炼的条件下控制一定的氧化气氛或者说控制一定的氧料比，即可控制使一部分铁的硫化物不被氧化，仍以FeS的形态存在。这样一来即使有一些铜的硫化物被氧化为Cu2O，仍可被FeS硫化转变为Cu2S。（√）

14熔炼温度下(900℃)，两种硫化物均为液相，完全互溶为均质溶液.（×）15、从FeS-FeO系可知，在高温下它们完全互溶，所以Cu2S-FeS系就溶解有FeO。（√）

16、Cu2S对铁氧化物溶解能力小，但FeS对铁氧化物溶解能力大(FeS能与FeO 互熔)（√）

17、炉渣是各种氧化物的熔合体（√）

18、渣型不能决定渣的熔点（×）

19、在造锍熔炼的过程中。炉料中的脉石主要有SiO2、CaCO3等，它们将与氧化后产生的FeO进行反应，便形成复杂的铁硅酸盐炉渣（√）

20、一般有色冶金炉渣的粘度在0.5Pa·s (5泊)以下便认为流动性良好，1 Pa·s 以上其流动性便很差。（√）

21、增大锍与渣的界面张力（↑T、↑渣酸度）有利于锍从渣中分离沉降，从而降低金属在渣中的机械损失，提高金属回收率。（√）

22、对FeO-SiO2-CaO系，增加SiO2%含量虽然会导致渣粘度增加，但却能增大锍与渣的界面张力，即有利于锍粒聚集。（√）

23熔炼炉渣突出的特点是其粘度低，液体炉渣是离子型结构，碱性渣易于流动，酸性渣粘度较高。（×）

24、低铜造锍熔炼炉渣中金属铜的含量，提高金属回收率的措施是提高熔炼温度、降低铜锍的品位，降低炉渣中FeO 的活度。（√）

25、在高氧位下与金属铜相接触的渣量不多的情况下进行。如三菱法连续炼铜是在三台独立的炉中进行，炉渣是在低氧位下的贫化电炉中排出，吹炼炉中只产出少量含铜高的炉渣再返回熔炼炉（√）

26、用铁酸钙炉渣代替传统的硅酸盐炉渣，以降低渣含铜（√）

27、Outokumpu闪速熔炼的燃料消耗只有反射炉熔炼的1/2-1/3，越来越多的冶炼厂闪速炉实现了自热熔炼。（√）

28、 Outokumpu闪速熔炼工艺操作要求严格，自动化装备水平较高，该技术的主要发展趋势是：高干矿装入量、高铜锍品位、高热负荷和高富氧浓度，即四高熔炼技术（低投料量、高富氧浓度、高冰铜品位、高热强度）。（×）

29、反射炉熔炼优缺点：对原料适应性强；炉子结构简单，对耐火材料要求不高；对自控水平，操作水平要求较低；渣含铜低，不需处理可直接弃去。（√）

30、反射炉熔炼缺点：烟气SO2浓度低；仅0.5-2%难于回收利用，环境污染严重；热效率低，能耗高；冰铜品位低，吹炼负荷大；生产率低。（√）

31、反射炉熔池主要起渣与铜锍的澄清分离作用，基本上不发生金属硫化物的氧化反应，致使铜锍品位低，能量得不到发挥。（√）

32、熔炼铜精矿时，床能力最高已达到238 t/(m2·d)，一般可达190 t/(m2·d)，这是目前炼铜方法中床能力最高的一种。（√）

33、澳斯麦特/艾萨法的不足点为：炉寿命较短，最长只达到18个月，短的只有几个月。喷枪保温要用柴油或天然气，价格较贵。（√）

三、选择题

1、铜熔炼过程主要产物（A.B.C）

A.Cu2S- FeS冰铜(30%-70% Cu）

B.熔炼炉渣

C.烟气

2、铜造锍熔炼的工艺优点不包括哪一项（C）

A.耗费较少的能量从铜硫化矿物一直炼到金属铜；

B.铜的生产率高；

C.对环境无污染

3、常见氧化物或碳酸盐等的离解反应有：(A.B.C.D)

A.2CuO＝Cu2O+?O2

B.CaCO3＝CaO+CO2

C.MgCO3＝MgO+CO2

D.CaSO4＝CaO+SO3

4、熔炼高温下稳定的铜化合物是(A)

A.Cu2S

B.CaCO3

C.CaO

D.CaSO4

5、熔炼高温下稳定的铁化合物是（AB）

A.FeO

B.FeS

C.FeS2

6、下列对冰铜物理性质的描述中错误的是：(A)

A.密度小

B.粘度小

C.冰铜品位增加，熔化温度、密度增大

7、炉渣的来源(A,B,C)

A.料中的脉石

B.加入的熔剂

C.燃料中的灰份

8、低铜造锍熔炼炉渣中金属铜的含量，提高金属回收率的措施里面不包括：（A）

A.降低熔炼温度

B.降低铜锍的品位

C.降低炉渣中FeO 的活度

9、下面对反射炉熔炼特点描述错误的的：(A)

A.脱硫率高，只能产出高品位冰铜；

B.燃料利用率低，热量利用率只有25-30﹪；

C.炉内反应主要为固液反应；

10、反射炉熔炼优点包括：(A.B.C.D)

A.对原料适应性强；

B炉子结构简单，对耐火材料要求不高；

C.对自控水平，操作水平要求较低；

D渣含铜低，不需处理可直接弃去。

11、反射炉熔炼缺点包括（A,B,C,D）

A.烟气SO2浓度低；

B.仅0.5-2%难于回收利用，环境污染严重；

C.热效率低，能耗高；

D.冰铜品位低，吹炼负荷大；生产率低。

四、简答题

1、简述反射炉熔炼特点：

（1）脱硫率低，只能产出低品位冰铜；

（2）燃料利用率低，热量利用率只有25-30﹪；

（3）炉内反应主要为固液反应；

2、简述三菱法炼铜的主要特点：

（1）将精矿和熔剂用顶插喷枪喷入熔炼炉，加速熔炼，产出的烟尘少(2%); （2）产出高品位铜锍(65% Cu)，铜锍与炉渣经CL炉贫化分层后，渣中铜损失只有0.5~0.6%；

（3）实现连续吹炼，并采用Cu2O-CaO-Fe3O4系吹炼渣。

3、如何选择合理的渣型

(1) 应该满足冶炼过程的要求

所选渣型应能在最大程度上集中溶解炉料中的有害或无价值的成分，同时要尽可能少地溶解和夹带炉料中的有价金属

(2) 最低的造渣费用

(3) 炉渣的熔化温度要与冶炼过程的条件相适应

(4) 粘度要小

(5) 比重要小

(6) 腐蚀性要小

4、简述减少连续炼铜渣铜损失途径

（1）在高氧位下与金属铜相接触的渣量不多的情况下进行。如三

菱法连续炼铜是在三台独立的炉中进行，炉渣是在低氧位下

的贫化电炉中排出，吹炼炉中只产出少量含铜高的炉渣再返

回熔炼炉；

（2）在一台炉中进行时，炉中应分为不同的氧位区，冰铜金属铜

相与渣相逆流运动，冰铜金属铜相流向高氧位区放出，而炉

渣流向低氧位区放出。

（3）用铁酸钙炉渣代替传统的硅酸盐炉渣，以降低渣含铜。

5、简述铜镍矿物造锍熔炼的主要过程

（一）硫化精矿包括富氧化镍矿可直接入炉熔炼，产出金属硫化物共熔体-锍，通称造锍熔炼。

（二）造锍熔炼所得的主产品-锍均送转炉吹炼，进一步分离铁和硫。这个过程通称吹炼过程。铜锍的吹炼得到金属铜，但是镍锍或铜锍镍的吹炼只能得到高镍锍或高铜镍锍。

6、简述铜造锍熔炼中所含的物料

（1）硫化铜精矿，或部分氧化脱硫的焙砂、高品位氧化矿；

（2）造渣熔剂：SiO2、CaO等；

（3）转炉渣： SiO2（22-28%）、FeO+Fe2O3(60-70%) 、 Cu(1.5-2.5%)；（4）烟尘：烟气夹带的细粒物料以及挥发元素及其化合物

7、简述硫化铜精矿选择造锍熔炼的原因

硫化铜矿一般都是含硫化铜和硫化铁的矿物，其品位随着资源的不断开发利用，变得含铜品位愈来愈低，精矿含铜一般只有10%左右，而铁则高达30%以上。如果经过一次熔炼就把铜提取出来，必然会产生大量含铜的炉渣，造成铜的损失。因此，为了提高铜的回收率，工业上先要经过富集过程，使铜与一部分铁及其它脉石等进行分离。采用造锍熔炼可让CuS和FeS形成低熔点的共晶熔体（冰铜）与含SiO2的炉渣不互溶及比重差别的特性而分离。

第四章硫化矿直接熔炼

一、填空题

1、硫化精矿不经焙烧或烧结焙烧直接产出金属的熔炼方法称为（直接熔炼）

2、（焦滤层）是Kivcet炼铅技术的重要特征之一，在反应塔形成的PbO有80-85在这被还原成金属铅。

3、 Kivcet炉的反应塔从上到下分为（氧化脱硫）、（熔炼造渣）与（焦滤还原)三个基本过程。