冶金设备

散料输送设备

一般情况下，有色金属冶金块状散料采用机械输送，而粉状散料则采用皮带输送和气力输送。

机械输送设备包括链式输送机、槽式输送机和带式输送机。

刮板输送机(属链式输送机的一种)工作过程:利用牵引构件（如链条）上固定的刮板，将被输送物料由一端输送到另一端，以实现连续输送物料的目的。带式输送机的工作原理：靠皮带的摩擦力把散料从一端运送到另一端，皮带的动力由电机提供经过减速器双卷筒机构传给皮带。

带式输送机的主要部件及功能：

⑴输送带：用于承载并运送散料。

⑵传动机构：给输送机提供能量，使其运动。

⑶拖轮：承载或托住输送带及其承载的物料。

⑷张紧机构：使运送带与传动机构张紧，能够把传动机构的力传给输送带。

⑸制动机构：发生事故时或希望设备载料停止时，能够停止系统运行。

气力输送：按气源的动力学特点分类分为：吸气输送和压气输送按气流中固体颗粒的浓度分为：稀相输送、浓相输送和超浓相输送稀相输送原理：属于气力输送中的动压输送技术。在输送过程中压缩空气的动能传递给被输送的物料，使物料以悬浮或集团悬浮的状态向前流动。浓相输送原理：浓相输送系统是由特殊结构的系统产生的静压力推动料栓输送物料。其特点：（1）固气比高，输送能耗低；（2）对管道的磨损小，维修费用低；（3）输送距：离远，可达2000米；（4）输送线路灵活，可以垂直上升，也可水平。超浓相输送原理：是利用物料流态化后转变成一种固气两相流体，再根据流体动压能的转化原理，使物料在封闭的流槽内流动。其特点：（1）体系为水平或倾角很小的输送，输送距离长时需要中继站；（2）低的物流速度，设备磨损小，寿命长，维修费低；（3）固气比高，输送相同固体所需的压缩气体少，动力消耗低；（4）系统排风自成体系，独立完成粉体输送，无机械运动；（5）输送的粉体摩擦破碎少，粉尘率低。

第一章流体输送设备

流体的流动形态(雷诺准数)：雷诺准数意义:反映流体惯性力与粘滞力之间对比关系。即Re为惯性力与粘性力之比。

物理意义：流体通过1-1截面输入的位能、动能、静压能之和加上泵输入的外加功等于由2-2截面上输出的位能、动能、静压能和系统损失的能量。

为什么要了解管路特性，怎样表达管路特性？

离心泵总是安装在特定的管路中运行的，泵在实际工作中的流量和压头等不仅取决于离心泵的特性，而且还与管路特性有关。两者必须统一，并使泵在高效下运行，完成流体输送任务。

管路的特性可用管路特性方程(管路中流量(或流速)与压头的关系)和管路特性曲线来表达。管路特性曲线可表示为：H=A+BQ2。

液体输送主要有哪些设备，简述一种设备的工作原理？

流体输送设备：液体输送设备（离心泵、往复泵、隔膜泵、高压油泵、旋转泵)和气体输送设备（通风机鼓风机压缩机、真空泵）

离心泵的工作原理：启动前，先将泵壳内灌满被输送的流体。启动后，泵轴带动叶片旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用力下，液体沿着叶片间的流道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵内的蜗形流道后，由于流道的截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能，于是流体以很高的压力从压出口进入压出管，输送到所需场所。

往复泵的工作原理：利用活塞的往复运动，将能量传递给液体，以完成液体的输送任务。

第二章冶金传热设备

传热的基本方式：传导、对流和辐射三种；

根据结构形状，换热设备分为以下类型:（记住某种类型的特点即可）

（1）蛇管式换热器

（2）套管式换热器特点：设备结构简单、紧凑，可按需要增加和减少传热面积，灵活性大。

（3）列管式换热器特点：结构简单、制造容易、检修方便，应用很广泛。更为重要的是结构紧凑，单位体积设备具有比较多的传热面积，传热效果好，可采用多种材料制造，工艺上范围广。

（4）板式换热器特点：结构简单，成本低；但可能产生较大的热应力，同时壳程不易机械清洗。适用于壳程流体不易结垢或化学清洗容易的情况；壳

体与传热管壁温度差小于50℃，否则需加膨胀剂。

（5）夹套式换热器特点：结构简单，但传热面受容器壁面限制，传热系数小。（6）特殊形式换热器

热风炉的结构有三种形式：内燃式热风炉、外燃式热风炉和顶燃式热风炉

蓄热式热风炉的工作原理：是在燃烧过程中热风炉内的格子砖将热量储存起来，当转入送风阶段后，格子砖又将热量传给冷风，把冷风加热后送至高炉炼铁。其实质是将煤气燃烧产生的热量以格子砖为媒介传给高炉鼓风的过程。

内燃式热风炉（考贝蓄热式热风炉）：包括燃烧室、蓄热室两大部分。并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。

第三章混合与搅拌装置

搅拌与混合的目的：

(1)制备均匀混合物：如调和、乳化、固体悬浮、捏合以及固体混合；

(2)促进传质：如萃取、溶解、结晶、气体吸收等；

(3)促进传热：搅拌槽内加热或冷却。

搅拌与混合的方法及原理

（1）机械搅拌：靠机械动力进行的搅拌，有桨式、涡轮式和推进式；

（2）电磁搅拌：靠电磁感应产生的电磁力施加于搅拌介质；

（3）气体搅拌：靠气体带动周围的液体运动形成搅拌；

（4）超声波搅拌：靠超声波振动产生的力而施加于搅拌介质；

机械搅拌在科学研究和湿法冶金中应用广泛；

气体搅拌广泛应用于火法冶金过程，尤其是金属液的二次精炼。

朱云：机械搅拌适应于浸出与萃取等工艺，气动搅拌适应于钢水脱硫等工艺；第四章固液分离设备

悬浮液的分离方法：沉降分离、过滤分离、离心分离

影响沉降分离的影响因素：干扰沉降、端效应、分子运动、颗粒形状的影响、连续介质运动

沉降设备：（1）间歇式沉降槽：完成间歇沉降操作的设备.特点是清液和沉渣是经过一段时间后才能产出。(2)连续沉降槽：保持沉降槽内的各个区域，即连续加入悬浮液，并连续产生清液和沉渣的沉降槽。

沉降槽的构造：槽体、工作桥架、刮泥机构、进料框架、传动与转动装置、清液出口和底流出口

连续式沉降槽的工作区：清液区、等浓度区、变浓度区和压紧区

典型的过滤设备：间歇式过滤机-板框式压滤机、连续式过滤机-转鼓真空过滤机第五章萃取与离子交换设备

萃取操作过程：萃取、洗涤（除去萃取中的杂质）、反萃取（萃取剂再生利用）萃取工艺流程按水相和有机相仅接触的次数分：单级萃取、多级萃取（串级萃取）萃取工艺流程按水相与有机相流动方式分：错流萃取、逆流萃取、分馏萃取、回流萃取

阐述错流萃取、逆流萃取和分馏萃取工艺的特点？

错流萃取特点：每一级都加入新的萃取剂的萃取。

逆流萃取特点：有机相和水相逆流通过多级萃取室的萃取。

分馏萃取:料液从中间加入，水相和有机相从两端流出，萃取和洗涤同时在一个设备中完成。

常用的萃取设备：混合澄清器、萃取塔、转盘塔、离心萃取器

混合澄清器的主要构造和工作过程：

（1）构造：(内部用隔板分成若干个进行混合和澄清的小室，即混合室和澄清室，每一级由一个混合室和澄清室构成)

（2）工作过程：就设备整体而言，两相流动是逆流，在任一级中两相流动则是并流。有机相由n-1级澄清室通过有机相进口进入n级混合室，水相有

n+1级澄清室底部进口进入前室，借搅拌器的抽吸作用进入n级混合室，两相在混合室内搅拌混合，进行萃取。混合相在搅拌离心力的作用下，经混合相通口进入澄清室中澄清。然后两相分别流入相邻的两极。离子交换的定义:利用离子交换剂与溶液的离子发生交换作用，使欲提取的组分与其它组分进行分离的工艺过程.应用领域:用于除杂、废水处理、离子转换以及分离和富集微量有价金属

离子交换势的定义：树脂对预交换离子的吸着(交换)能力，把这种吸着能力称为“势”。

1.阐述离子交换反应过程，并举例说明离子交换反应的原理？

2.举例说明离子交换反应的应用？

3.设计一个用离子交换法分离K+、Na+的方案？

第六章蒸发与结晶设备

蒸发的定义：蒸发是借助加热作用使溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度得到提高的物理操作。

蒸发的分类：单效蒸发（将二次蒸汽不再利用的蒸发过程）和多效蒸发（将二次蒸汽用于其它蒸发器的加热过程）

按操作方式：间歇式、连续式；

按二次蒸汽的利用情况：单效蒸发、多效蒸发；