有色冶金概论复习1318.pdf

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1、 有色冶金概论复习 Revised by Jack on December 14,2020 复习重点（绪论和有色金属冶金部分）重点章节【第四章 3、4、7】、【第五章 2】、【第六章 1、2、3、4、6、7】【第七章（1-5、1-6）小节、（2-2、2-3）、3、4】【第八章 1-2、2-2】【第九章 3、6】一、名词解释：1.拜耳法 答：拜耳法是直接利用含有大量游离苛性碱循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶掖，井用加氢氧化铝种子(晶种)分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。种分母液经蒸发后返回用于溶出铝土矿。2.冰铜 答：冰铜为金属硫化物的熔体，主要成分是 Cu2S 和 F

2、e S，此外还有 Pb S、Ni3S2、Zn S 等以及少量的金属氧化物 Fe3O4。3.重金属 答：一般指密度在 5t/m3 以上的金属。4.矿石 答：含有用矿物的矿物集合体，如其中金属的含量在现代技术经济条件下能够回收加以利用时，这个矿物集合体就叫做矿石。5.有色金属：狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。6.铝硅比:指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量比，即 A/S=Al2O3/SiO2。7.电解精炼；在直流电的作用下，阳极不断溶解，阴极不断析出，杂质被留在溶液中的电化学过程。8.还原熔炼；在高温下，在还原气氛下所进行的熔炼。9.造锍熔

3、炼；在一台高温冶金设备中，含有硫的炉料及燃料和熔剂，在和氧的反应过程中，生成含二氧化硫的烟气、氧化物融合体的炉渣、以及金属硫化物的融合体的冰铜的过程。10氧位、磷位、分解压、熔析精炼、萃取精炼、氧化精炼、硫化精炼、浸出、净化、沉积、简答题：1.什么是冶金，其目的是什么 冶金是研究如何经济地从矿石或其他原料中提取金属或金属化合物，并采用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。冶金的目的就是把所要提取的金属从成分复杂的矿物集合体中分离出来并加以提纯。2.简述冶金（学科）的分类。冶金学分类:提取冶金学和物理冶金学 提取冶金学：研究提取金属，存在化学反应。从矿石或精矿中提取金属（包括金属化合物）

4、的生产过程（又称化学冶金、过程冶金学）。物理冶金学：研究金属材料成型过程。通过成型加工制备具有一定性能的金属或合金材料，包括金属学、粉末冶金、金属铸造、金属压力加工等（又称金属学）3.金属冶炼方法大致有哪几类各有什么特点 根据各种冶金方法的特点，大体上可将其归纳为三类：火法冶金、湿法冶金 和电冶金。火法冶金：是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其他杂质分离的目的。湿法冶金：是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高，一般低于 100。现代湿法冶金中的高

5、温高压过程，温度也不过 473K左右，极个别情况温度可达 573K。电冶金：是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。4.火法冶金、湿法冶金和电冶金的特点比较。（1）火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点；但往往难以达到良好的环境保护。（2）湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿。（3）电冶金则适用于铝、镁、钠等活性较大的金属的生产。5.简述有色金属提取的特点。有色金属提取工艺的特点：1）有色金属矿物的品位低，成分复杂。2）提取方法多，分火法和湿法。7、10 种常用有色金属：Al、Cu、Mg

6、（镁）、Pb（铅）、Zn（锌）、Ni（镍）、CO(钴）、Sb(锑）、Sn（锡)和 Hg（汞）8.碱法生产氧化铝有哪些方法，它们的优缺点是什么 碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法和拜耳烧结联合法等多种流程。拜耳法比较简单，能耗低，产品质量高，成本低，但只限于处理较高品位的铝土矿(A/S 应大于7)。烧结法和拜耳烧结联合法工艺较复杂，能耗高，产品质量和成本不及拜耳法，但它可以处理低品位的铝土矿(A/S 应大于。9.拜耳法生产氧化铝的基本原理。（l）用 NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高

7、温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。交替使用这两个过程，就能够每处理一批矿石便得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。10.拜尔法生产氧化铝的主要工序是是么 整个生产过程大致分为六道主要生产工序：(1)原矿浆制备(2)高压溶出(3)溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤 (4)晶种分解(5)氢氧化铝分离与洗涤 (6)氢氧化铝焙烧 11.铝电解用原材料：氧化铝、冰晶石、氟化铝、铝电解用其它氟化盐、铝电解用炭素材料 12.铝电解生产基本原理及阴极、阳极反应 固体氧化铝溶解在熔融冰晶石熔体中，形成具有良好的导电性均匀熔体，采用碳素材料做阴阳两极，当通入直流电后，即在两极上发生电化学反应，在阳极上得到气态物

8、质，阴极上得到液态铝。即：溶解的氧化铝 通入直流电960 液态铝（阴极）气态物质（阳极）铝电解过程中的两极反应：阴极反应 Al3+3eAl 阳极反应 2O2-+C4eCO2 总反应 2Al2O3+3C 4Al+3CO2 13 铜的冶炼方法：从铜矿石和铜精矿中提炼铜的方法较多，主要有火法和湿法两大类。目前世界上 80的铜是用火法冶金生产的，特别是硫化铜矿。火法炼铜是将铜矿（或焙砂、烧结块等）和熔剂一起在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先炼成冰铜（铜、铁、硫为主的熔体）然后再炼成粗铜。主要包括四个主要步骤：造锍熔炼、铜锍吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。其优点是适应性强，冶炼速度快，能充分利用硫化

9、矿中的硫，能耗低，特别适于处理硫化铜矿和富氧化矿。14.锌的冶炼方法：自然界中较多的是硫化锌矿，而且以闪锌矿居多，目前锌产量的 70%来自经浮选得到的硫化锌精矿。硫化锌矿多与铜、铅共生，此外还含有银、金、砷、锑、镉和其他有价金属如 Cd、In等。将铁闪锌矿或闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用炭还原即得（火法）；或用硫酸浸出锌焙烧矿得硫酸锌溶液，经净化后再用电解法将锌沉积出来（湿法），后者所制取的锌纯度较高。湿法炼锌是当今炼锌的主要方法，其产量占世界总产量的 80以上，具有生产规模大、能耗较低、劳动条件较好、易于实现机械化和自动化等优点。湿法炼锌的主要工艺过程包括焙烧、浸出、浸出液净化、电解。（

10、1）硫化锌精矿中含有 4060%Zn 和约 30%S，无论是火法炼锌和湿法炼锌，第一阶段都是进行焙烧作业，其目的是：一是将精矿中的 ZnS 尽量氧化变成 ZnO，同时，也使精矿中的铅、镉、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。二是使精矿中的硫氧化变成 SO2，产出有足够浓度的二氧化硫烟气，以便制取硫酸。（2）锌焙砂的浸出就是用硫酸溶液将焙砂中的锌及其他有价元素溶解到溶液中，并使有价元素与脉石等不溶物分离的过程。锌焙砂浸出需达到两个目的：物料中的锌尽可能完全溶解到浸出液(即浸出率高)；有害杂质尽可能不溶解，而进入渣中与锌分离。（3）经浸出得到的硫酸锌溶液还含有许多杂质，如铜

11、、镉、钴、镍、砷、锑等以及氟、氯等阴离子，其含量大都在危害程度以上，所以在送去电解之前，必须经过净化处理。净化的目的：将溶液中对电解有害的杂质除去至允许含量；将这些杂质元素转变为原料进行综合回收。（4）锌电解一般采用 Pb-Ag(1%Ag)板为阳极，纯铝板为阴极，以酸性硫酸锌水溶液作为电解液。电解时，在阴极上发生锌的析出，阳极上则释放出氧气。15.硅热法炼镁时为什么采用 75%硅的硅铁而不是纯硅作为还原剂 答：从经济性考虑，生产纯硅价格比 75%硅的硅铁要高的多；从还原效率来看，75%硅的硅铁是由游离硅和 FeSi2 组成，具有较高的活性，完全可以满足生产需求。16.冰铜生产过程中为何要进行吹炼造渣期过程中通常为何要添加 SiO2 答：吹炼的目的是利用空气中的氧，将冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，同时除去部分杂质，以得到粗铜。