有色金屬冶金工藝

前言

金屬是指自然界中至今已發(fā)現(xiàn)的一百多種元素中，具有良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱和可鍛性能的元素。金屬種類繁多，通常分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬指鐵、錳、鉻及它們的合金；有色金屬指除鐵、錳、鉻以外的所有金屬。有色金屬的分類，各個國家并不完全相同，通常按其密度、價格、在地殼中的儲量及分布情況、被人們發(fā)現(xiàn)和使用的早晚等分為四類，即重有色金屬、輕有色金屬、貴金屬和稀有金屬。冶金學(xué)是研究人類從自然資源中提取有用金屬的科學(xué)。從人類最早使用金屬到今天，已有數(shù)千年歷史。金屬的生產(chǎn)和使用，開創(chuàng)了人類文明的歷史。在近一百多年的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，冶金工業(yè)作為一門基礎(chǔ)材料工業(yè)，發(fā)揮了重大作用，冶金學(xué)也逐步完善為一門主要以熱力學(xué)為理論基礎(chǔ)的、獨立的專業(yè)學(xué)科。筆者及其課題組成員多年從事有色金屬的生產(chǎn)、教學(xué)與科研工作，積累了豐富的實踐經(jīng)驗和技術(shù)資料。本書結(jié)合我國有色金屬的實際狀況，主要論述了具有代表性的金屬銅、鉛、鎂、鋁、金、銀和鈦的基本知識及冶煉過程的原理和實踐等，旨在促進我國有色金屬工業(yè)的發(fā)展。本書可供從事有色金屬研究和生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員參考，也可作為高等工科院校學(xué)生的教學(xué)參考用書。筆者衷心希望此書能夠為上述人員提供幫助。但由于學(xué)術(shù)水平有限，書中一定存在疏漏和不足之處，真誠地希望讀者提出寶貴意見。

內(nèi)容概要

本書結(jié)合國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐與科學(xué)研究，系統(tǒng)地介紹了銅、鉛、鎂、鋁、金、銀和鈦等重要有色金屬的基本知識與冶煉工藝，重點對國內(nèi)外先進的生產(chǎn)線進行了充分闡述。同時，為提高技術(shù)人員處理實際生產(chǎn)問題的能力，本書對有色金屬的冶金實踐也進行了針對性很強的介紹。     本書可供從事有色金屬研究和生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員參考，也可作為高等工科院校學(xué)生的教學(xué)參考用書。

書籍目錄

第1章  金屬的基本知識   1．1  金屬及其分類   1．2  礦物、礦石和礦床   1．3  冶金方法分類 第2章  銅冶金   2．1  銅冶金的基本知識     2．1．1  銅的性能和用途     2．1．2  銅冶金的原料     2．1．3  銅冶金的方法   2．2  冰銅熔煉     2．2．1  冰銅熔煉目的     2．2．2  冰銅熔煉流程     2．2．3  冰銅熔煉期間的反應(yīng)     2．2．4  冰銅     2．2．5  爐渣     2．2．6  冰銅與爐渣的分離及渣含銅   2．3  鼓風(fēng)爐熔煉冰銅     2．3．1  密閉鼓風(fēng)爐熔煉的基本原理     2．3．2  密閉鼓風(fēng)爐熔煉實踐     2．3．3  密閉鼓風(fēng)爐熔煉產(chǎn)物和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   2．4  反射爐熔煉冰銅     2．4．1  反射爐熔煉的基本原理     2．4．2  反射爐的熔煉實踐     2．4．3  反射爐熔煉產(chǎn)物和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   2．5  電爐熔煉冰銅     2．5．1  電爐熔煉的基本原理     2．5．2  電爐熔煉實踐     2．5．3  電爐熔煉的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   2．6  閃速爐熔煉冰銅     2．6．1  閃速熔煉的基本原理     2．6．2  閃速熔煉實踐     2．6．3  閃速熔煉的產(chǎn)物及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)     2．6．4  閃速爐渣的處理   2．7  冰銅的吹煉     2．7．1  冰銅吹煉的基本原理     2．7．2  轉(zhuǎn)爐吹煉實踐     2．7．3  轉(zhuǎn)爐吹煉的產(chǎn)物及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   2．8  粗銅的火法精煉     2．8．1  粗銅火法精煉的基本原理     2．8．2  火法精煉實踐     2．8．3  火法精煉的產(chǎn)物及主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)     2．8．4  降低精煉渣含銅的措施   2．9  銅的電解精煉     2．9．1  銅電解精煉的基本原理     2．9．2  電解精煉的條件控制     2．9．3  銅電解精煉實踐     2．9．4  電解精煉產(chǎn)物及主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)   2．10  濕法煉銅     2．10．1  銅礦石浸出的基本原理     2．10．2  浸出體系的選擇     2．10．3  浸出方式     2．10．4  從浸出液中回收銅     2．10．5  廢液處理     2．10．6  廢渣處理 第3章  鉛冶金   3．1  鉛冶金的基本知識     3．1．1  鉛的性質(zhì)和用途     3．1．2  鉛冶金的原料     3．1．3  鉛冶金的方法   3．2  硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒     3．2．1  燒結(jié)焙燒概述     3．2．2  鉛精礦燒結(jié)焙燒的基本原理     3．2．3  燒結(jié)焙燒實踐     3．2．4  燒結(jié)焙燒產(chǎn)物及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   3．3  鉛燒結(jié)塊鼓風(fēng)爐還原熔煉     3．3．1  還原熔煉的目的     3．3．2  爐料組成及對爐料的要求     3．3．3  還原熔煉的基本原理     3．3．4  鉛鼓風(fēng)爐還原熔煉實踐     3．3．5  鉛鼓風(fēng)爐熔煉的產(chǎn)物   3．4  粗鉛的火法精煉     3．4．1  概述     3．4．2  粗鉛精煉   3．5  粗鉛的電解精煉     3．5．1  鉛電解精煉概述     3．5．2  鉛電解精煉的基本原理     3．5．3  電解精煉的條件控制     3．5．4  鉛電解精煉實踐     3．5．5  鉛電解精煉產(chǎn)物     3．5．6  鉛電解主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   3．6  硫化鉛精礦的直接熔煉 第4章  鎂冶金   4．1  鎂冶金的基本知識     4．1．1  鎂的性質(zhì)和用途     4．1．2  鎂冶金的原料     4．1．3  鎂冶金的方法   4．2  硅熱法煉鎂     4．2．1  白云石煅燒的基本原理     4．2．2  白云石煅燒實踐     4．2．3  白云石煅燒條件控制     4．2．4  回轉(zhuǎn)窯煅燒白云石熱平衡計算     4．2．5  煅燒白云石的產(chǎn)物     4．2．6  MgO還原的基本原理     4．2．7  MgO還原實踐     4．2．8  MgO還原的產(chǎn)物     4．2．9  硅熱法煉鎂新工藝   4．3  電解法煉鎂     4．3．1  水氯鎂石制備氯化鎂     4．3．2  水氯鎂石脫水實踐     4．3．3  菱鎂礦（MgO）制備氯化鎂     4．3．4  菱鎂礦（MgO）氯化實踐     4．3．5  氯化鎂電解     4．3．6  氯化鎂電解實踐     4．3．7  氯化鎂電解產(chǎn)物及主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)   4．4  粗鎂精煉     4．4．1  結(jié)晶鎂的化學(xué)組成及雜質(zhì)分布     4．4．2  結(jié)晶鎂除鐵     4．4．3  結(jié)晶鎂的熔劑精煉     4．4．4  結(jié)晶鎂的其他精煉方法     4．4．5  鎂錠的澆注     4．4．6  鎂錠     4．4．7  鎂錠的表面處理 第5章  鋁冶金   5．1  鋁冶金的基本知識     5．1．1  鋁的性質(zhì)和用途     5．1．2  鋁冶金的原料     5．1．3  鋁冶金的方法   5．2  拜耳法生產(chǎn)氧化鋁     5．2．1  拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本原理     5．2．2  拜耳法原礦漿的制備     5．2．3  拜耳法高壓溶出     5．2．4  溶出礦漿的分離與洗滌     5．2．5  鋁酸鈉溶液的晶種分解     5．2．6  Al(OH)3煅燒     5．2．7  分解母液的蒸發(fā)與碳酸鈉的苛化   5．3  堿-石灰燒結(jié)法     5．3．1  堿-石灰燒結(jié)法的特點     5．3．2  堿-石灰燒結(jié)法的原理     5．3．3  制備生料漿     5．3．4  生料漿燒結(jié)     5．3．5  熟料溶出     5．3．6  鋁酸鈉溶液脫硅     5．3．7  碳酸化分解   5．4  鋁電解     5．4．1  鋁電解的基本原理     5．4．2  鋁電解兩極副反應(yīng)     5．4．3  鋁電解質(zhì)的組成     5．4．4  鋁電解質(zhì)的性質(zhì)     5．4．5  鋁電解的添加劑     5．4．6  鋁電解的陽極效應(yīng)     5．4．7  鋁電解原料及能源     5．4．8  鋁電解槽結(jié)構(gòu)     5．4．9  鋁電解操作     5．4．10  鋁電解的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)   5．5  鑄鋁錠     5．5．1  鋁液凈化     5．5．2  影響鑄錠質(zhì)量的因素     5．5．3  鑄錠     5．5．4  產(chǎn)品鋁錠 第6章  金銀冶金   6．1  金銀冶金的基本知識     6．1．1  金銀的性能和用途     6．1．2  金銀冶金的原料   6．2  金、銀選礦   6．3  混汞法提金     6．3．1  混汞法提金的原理     6．3．2  混汞方法和實踐     6．3．3  汞膏的分離、壓濾和蒸餾     6．3．4  含汞廢氣及工業(yè)污水的凈化   6．4  氰化法提金     6．4．1  氰化提金的原理     6．4．2  氰化提金實踐  6．5  炭漿法提金     6．5．1  活性炭吸附金、銀的機理     6．5．2  炭漿法提金實踐   6．6  樹脂礦漿法提金     6．6．1  離子交換樹脂吸附金、銀的原理     6．6．2  樹脂礦漿法提金實踐     6．6．3  從載金樹脂解吸液中提取金、銀   6．7  氰化堆浸法提金     6．7．1  礦石的預(yù)處理     6．7．2  提金場地的選擇和修建     6．7．3  筑堆方法     6．7．4  礦堆的浸出     6．7．5  廢礦堆的洗滌、脫毒和拆堆     6．7．6  浸出液回收金   6．8  硫脲法提金     6．8．1  硫脲的性質(zhì)     6．8．2  硫脲溶解金、銀的反應(yīng)和機理     6．8．3  硫脲溶金、銀控制的工藝條件     6．8．4  硫脲溶金、銀實踐   6．9  銅陽極泥提金     6．9．1  銅陽極泥的性質(zhì)和組分     6．9．2  銅陽極泥的火法熔煉     6．9．3  銅陽極泥的濕法熔煉   6．10  金、銀精煉     6．10．1  金、銀氯化精煉法     6．10．2  金、銀化學(xué)法精煉     6．10．3  銀電解精煉     6．10．4  金電解精煉 第7章  鈦冶金   7．1  鈦冶金的基本知識     7．1．1  鈦的性質(zhì)和用途     7．1．2  鈦冶金的原料     7．1．3  鈦原生礦選礦     7．1．4  鈦冶金的方法   7．2  富鈦料的生產(chǎn)     7．2．1  富鈦料的用途及對其的要求     7．2．2  高鈦渣熔煉的基本原理     7．2．3  高鈦渣熔煉過程的主要特征     7．2．4  敞口電爐熔煉高鈦渣     7．2．5  密閉電爐熔煉高鈦渣     7．2．6  電熱法生產(chǎn)人造金紅石     7．2．7  還原銹蝕法生產(chǎn)人造金紅石     7．2．8  酸浸法生產(chǎn)人造金紅石   7．3  富鈦料的氯化     7．3．1  氯化冶金     7．3．2  富鈦料氯化的基本原理     7．3．3  富鈦料氯化實踐     7．3．4  氯化產(chǎn)物   7．4  粗TiCl4的精制     7．4．1  粗TiCl4的組成和性質(zhì)     7．4．2  粗TiCl4的精制原理及方法     7．4．3  TiCl4精制實踐     7．4．4  純TiCl4   7．5  海綿鈦的生產(chǎn)     7．5．1  海綿鈦的生產(chǎn)方法     7．5．2  鎂還原的基本原理     7．5．3  真空蒸餾原理     7．5．4  鎂還原設(shè)備     7．5．5  鎂還原實踐     7．5．6  海綿鈦中的主要雜質(zhì)   7．6  海綿鈦真空熔煉     7．6．1  真空熔煉的理論基礎(chǔ)     7．6．2  海綿鈦的提純原理     7．6．3  真空自耗電弧爐     7．6．4  真空自耗電弧熔煉實踐     7．6．5  熔煉產(chǎn)物及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：反射爐用耐火磚襯里，一端有加熱用的燃燒器，另一端有排出爐氣的煙道，由精礦或焙砂、返料、熔劑等組成的混合爐料通過爐頂兩側(cè)的加料口加入，在爐中形成料坡，料坡浸入熔池中，并緊靠在爐墻和爐底的內(nèi)表面上，燃料在爐內(nèi)爐料的表面燃燒，從而使?fàn)t料加熱、熔化、造渣和形成冰銅。反射爐熔煉冰銅由下列幾個過程組成：（1）燃料的燃燒；（2）氣體的流動；（3）氣體與爐墻、爐料、爐頂、熔池熔體表面之間進行熱交換；（4）爐料的加熱、熔化和物理化學(xué)變化；（5）熔體產(chǎn)物的運動與澄清分離。上述過程既緊密聯(lián)系又互相制約，最重要過程的規(guī)律決定反射爐的熔煉性質(zhì)和各項指標(biāo)。2.4.1反射爐熔煉的基本原理2.4.1.1反射爐熔煉冰銅的特點（1）爐料立即進入1773～1823K的高溫區(qū)，在加入的地方很快熔化。因此，爐料應(yīng)預(yù)先混合好，粒度小于3-5mm，以獲得好的熔煉技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。（2）爐內(nèi)為微氧化性或中性氣氛。為使?fàn)t內(nèi)獲得較高的溫度，燃料燃燒在有限過量空氣下進行，約10％～15％。（3）熱利用率低。反射爐熔煉時，爐氣不穿過爐料，僅從它的表面流過，因而與爐氣接觸的只是爐料的少部分，使熱的利用率大約只有259／6～309／6。（4）爐氣含氧量小，一般小于1.59／6，且與爐料的接觸有限。故熔煉時，氣體與爐料不發(fā)生明顯的化學(xué)作用，主要是固體爐料與液體爐料之間的相互反應(yīng)。（5）爐料沿側(cè)墻形成料坡，使?fàn)t墻不受渣的腐蝕。2.4.1.2 爐料的加熱、熔化和冰銅、爐渣的形成。反射爐熔煉的燃料在由爐頂、爐墻、料坡和熔池表面組成的爐子空間中燃燒。燃料燃燒產(chǎn)生的大量高溫氣體，作為主要的載熱體把熱傳給爐頂、爐墻、料坡和熔池表面。反射爐內(nèi)的爐料靠高溫爐氣的輻射與對流、熾熱爐頂和爐墻以及過熱熔體的輻射傳熱熔煉。

編輯推薦

《有色金屬冶金工藝》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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