安徽工業(yè)大學有色冶金原理小抄

1、1、金屬分類黑色金屬（鐵鉻錳）有色金屬：輕金屬（鋁鎂）重金屬（銅鋅鎳）稀有金屬（鈦鎢稀土）貴金屬（金銀鉑） 2個輔助環(huán)節(jié)：炭素電極制造 氟鹽生產2、現(xiàn)代鋁工業(yè)3個步驟：從鋁土礦提取純氧化鋁；用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產金屬鋁；鋁加工 3、【冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法】原料：氧化鋁 熔劑：冰晶石 直流電通入電解槽 陰極：液體鋁 工業(yè)電解槽 陽極：co2，co 電解質：質量分數(shù)95%的冰晶石與5%的氧化鋁組成 鋁液用真空抬包抽出4、主要礦物： 三水鋁石 一水軟鋁石 一水硬鋁石5、從鋁礦提取鋁的兩個方案（礦石品位）：選用高品位鋁土礦，先用化學法從礦石中提取純凈的氧化鋁，然后用電解法從氧化鋁中提純凈度

2、為99.85的鋁；選用低品位的鋁礦，經物理選礦，分離掉一部分硅酸鹽礦物，再送入溶出流程中去，提純氧化鋁6、從礦石中提取氧化鋁方法：拜耳法堿石灰燒結法拜耳-燒結聯(lián)合法7、拜耳法（生產氧化鋁的主要方法）原理：用苛性堿溶液在加熱的條件下將鋁土礦中的各種氧化鋁水合物溶解出來，生產鋁酸鈉溶液，此種溶液經稀釋后在冷卻的條件下分解出純的氫氧化鋁，同時重新生產苛性鈉溶液，供循環(huán)使用8、拜耳法流程：鋁土礦溶出；鋁酸鈉溶液分解；氫氧化鋁煅燒9、苛性比k=n(na2o)/(al2o3) na2o 是按苛性堿naoh 濃度計算10、拜耳燒結聯(lián)合法（3 種）：串聯(lián)法：先用拜耳法處理中等品位鋁土礦，再用燒結法處理拜耳法中

3、留下的赤泥中的氧化鋁；并聯(lián)法：以拜耳法處理高品位的鋁土礦，同時以燒結法處理低品位的鋁土礦的氧化鋁的生產方法；混聯(lián)法：先用拜耳法處理高品位鋁土礦，再用拜耳法赤泥加低品位鋁土礦共同燒結的氧化鋁的生產方法11、鋁電解的兩極反應： 陰極反應：al3+ + 3e= al（液） 陽極反應：3o2- + 1.5c - 6e = 1.5co2（g） 總反應：al2o3 + 1.5c= 2al（液）+ 1.5co2（g）12、co來源：3co2（g） + 2al（溶解的）= al2o3（溶解的）+ 3co（g）13、炭陽極理論消耗量：1.5x12/54x100%=333kg/t(al) 碳的當量值=12.011

4、/4=3.0028 鋁的當量值=26.98154/3=8.9938g 1法拉第=96485/3600=26.8a.h 碳的電化學當量 =3.0028/26.8=0.1120g/(a.h) 鋁的電化學當量=0.3356 g/(a.h) 碳耗指數(shù)=每小時電量實際消耗的碳量/理論上碳的電化學當量（碳耗指數(shù)1:因為工業(yè)鋁電解槽的陽極氣體不全是co2，還有20%30%的co）14、增加電解槽鋁產量的方法：提高電流強度；提高電流效率；增加運行的槽晝夜總數(shù)15、鋁電解槽是煉鋁的主體設備（有2 種形式）：自焙陽極電解槽；預焙陽極電解槽16、預焙陽極電解槽最常用的原因（預焙陽極主要優(yōu)點）可以大型化，操作的機械化

5、和自動化程度高，電流效率較高，電耗率較低，煙害較小 缺點：定期更換陽極不能連續(xù)使用，投資費用高17、自焙陽極電解槽優(yōu)缺點：定期向陽極補充陽極糊，陽極可連續(xù)使用。發(fā)散氟化物，有害瀝青煙氣污染空氣，電壓降大，設備簡單投資少。18、鋁電解槽生產三階段：焙燒期，啟動和啟動后期，正常生產期19、鋁按純度分類：原鋁（99.5%99.85%）熔鹽電解法，在工業(yè)電解槽內制取鋁；精鋁（99.99%以上）三層液精煉電解槽，陽極：原鋁和銅 電解質：冰晶石-氯化鋇；高純鋁（雜質質量分數(shù)106）區(qū)域熔煉法，精鋁為原料20、工業(yè)上用三層液電解法制取精鋁（精鋁、電解質、陽極合金）21、點解精煉原理：在陽極合金的各種金屬元素

6、當中，只有鋁在陽極上溶解出來，銅鐵硅之類比鋁不活潑的金屬元素并不熔解，殘留于合金內。陽極反應：al - 3e = al3+ 電解質增加了al3+ 遷往陰極的各種陽離子中，鋁的電極點位校正。故al3+優(yōu)先在陽極上獲得電子析出鋁。 al3+ + 3e = al 其余陽離子不放電。22、區(qū)域熔煉法原理：在al凝固過程中雜志在固相中的溶解度小于在熔融金屬中的溶解度。因此當金屬凝固時，大部分雜質匯集在熔區(qū)內。如果逐漸移動熔區(qū)，則雜質會跟著轉移，最后密集在試樣尾部。23、【鎂礦】：自然界150多種鎂化合物。海水中鎂以氯化物形態(tài)存在，取之不盡的來源；另一種重要礦石:白云石（mgco3.caco3）24、電解

7、法煉鎂原料準備（制備mgcl2）：道烏法（海水）；阿瑪克斯法（氧化鎂鹵水）；諾斯克法（電解）；氧化鎂氯化法（天然菱鎂礦） 熱還原法（用煅燒后的氯化鎂或白云石作原料，還原劑為75%硅鐵或鋁屑）25、煉鎂方法（2 類）：電解法(氯化鎂為原料)； 陰：mg2+ + 2e- = mg 陽：2cl- - 2e- = cl2 26、硅熱還原法煉鎂的原理：硅鐵合金（75%si）在高溫和減壓下還原白云石中的mgo，得到純鎂和二鈣硅酸鹽渣 2（cao.mgo）(固) + si（si-fe）（固）= 2mg（氣）+ 2cao.sio2(固)27、硅熱還原法（3 種）：皮江發(fā)；巴爾札諾法；瑪格尼法28、鎂精煉：真空

8、蒸餾法 用熔劑或sf6加以精煉29、【銅】的生產方法：火法（主要），80%以上，從硫化銅精礦中提取 濕法（火法煉銅主要優(yōu)點：適應性強、能耗低、生產效率高）30、以硫化銅精礦為原料生產金屬銅的過程（4 步驟）：造锍熔煉；锍的吹煉；粗銅火法精煉；陽極銅電解精煉31、造锍熔煉：是將硫化銅精礦用不同的冶金爐設備進行熔煉，將部分鐵的硫化物氧化成feo，并與爐料中的脈石造渣，而銅則以cu2s的形態(tài)與未被氧化的fes及少量的其他金屬硫化物形成锍（也稱冰銅，主要成分cu2s、fes）32、（造锍熔煉過程）影響fe3o4 破壞的主要原因：渣成分和溫度，其次為锍品位與爐氣成分；為減少熔煉過程的fe3o4 量，危害

9、：fe3o4高熔點，在渣中以fe-o復雜離子狀態(tài)存在。當其量較多時，會使爐渣熔點升高，比重增大，惡化了渣與锍的沉清分離。當熔體溫度下降時，fe3o4會析出沉于爐底及某些部位形成爐結，還會在冰和爐渣界面上形成一層粘渣隔膜層，危害正常操作。 采取4 個措施：盡量提高熔煉溫度；適當增加爐渣sio2 含量，一般為3%以上；控制適當?shù)谋~品位，以保證足夠的fes 量；創(chuàng)造fe3o4與fes 和sio2 良好的接觸條件33、精銅：火法精煉 電解精煉34、原有造锍熔煉方法：鼓風、反射爐、電爐熔煉法 新法：熔池熔煉 漂浮狀態(tài)熔煉35、漂浮狀態(tài)熔煉：將幾乎徹底干燥的精礦與空氣或富氧空氣或預熱空氣一起噴入幟熱的爐

10、子空間，使硫化物在漂浮狀態(tài)在進行氧化反應，受熱熔化以便充分利用粉狀物料的巨大表面積，加速完成初步造锍和造渣等冶金過程。36、漂浮狀態(tài)熔煉（4 種）：閃速熔煉（奧托昆普，印柯）；基夫塞特法；康托普法；噴撒熔煉法25、閃速熔煉法的特點：是一種迅速發(fā)展的強化冶煉方法，他將焙燒、熔煉和部分吹煉過程在一個設備內完成37、入爐精料干燥原因：閃速熔煉對爐料準備要求很嚴，不僅要求爐料的物理化學成分均勻穩(wěn)定，而且要求其中水的質量分數(shù)小于0.3%（干燥方法：回轉窯干燥、氣流干燥、閃速干燥）38、锍的吹煉目的：利用空氣中的氧將锍中的鐵和硫幾乎全部除去，并除去部分其他雜質，以得到粗銅。吹煉過程分兩個階段：造渣期（主要

11、進行硫化亞鐵的氧化和造渣反應）；造銅期（主要進行硫化亞銅的氧化反應以及硫化亞銅與氧化亞銅的相互反應，最終產出粗銅）39、锍中各組分在吹煉過程中的行為：fes可以氧化成feo或fe3o4，吹煉過程中熔體內的fe3o4既可由fes氧化產生，也可由feo進一步氧化產生。無sio2存在時，fe3o4很難被fes還原，而有sio2存在時，fe3o4與fes，sio2反應生成2feo.sio2的趨勢增加。40、粗銅精煉過程包括火法精煉和電解精煉41、粗銅的火法精煉原理：（粗銅火法精煉主要由鼓風氧化和重油還原組成）銅中多數(shù)雜質對氧的親和力都大于銅對氧的親和力，且雜質氧化物在銅中的溶解度很小。當空氣通入銅熔體

12、時，雜質便優(yōu)先氧化被除去。還原過程：重油的主要成分是c、h化合物，高溫下分解為c 和h，而c 燃燒為co，所以重油還原實際上是h 與co 對cu2o的還原42、銅的電解精煉原理：銅的電解精煉是以火法精煉產出的精銅為陽極，以電解產出的薄銅作陰極，以硫酸銅和硫酸的水溶液作電解液。在直流電的作用下，陽極銅進行電化學溶解，純銅在陰極上沉淀，雜質則進入陽極泥和電解液中，從而實現(xiàn)了銅與雜質的分離43、銅的濕法冶金（4 方法）：焙燒-浸出-電積法；細菌浸出法；高壓氨浸法；常壓浸出法44、【鋅】 硫化鋅為主要原料，自然界以閃鋅礦存在45、火法煉【鋅】和濕法煉鋅的第一個工序都是焙燒，都是氧化焙燒，火（蒸餾法，鼓

13、風爐法）：焙燒時希望盡可能全部脫出硫，使zns 轉變zno，同時也希望盡可能多的揮發(fā)砷和銻； 濕（主導）：焙燒時希望zns 轉變zno外，還希望焙燒產物中含有少量znso4，以補償浸出和電解過程中硫酸的損失，盡可能少生成鐵酸鋅 燃燒產物so2，凈化生成硫酸 46、硫化鋅精礦經過沸騰焙燒后，得到的鋅焙砂是由zno 和其他金屬氧化物以及脈石組成的外表面為暗紅色的細粒物料47、濕法煉鋅浸出過程的2 個目的：使物料中的鋅層可以完全的溶解到浸出液中，得到較高浸出率；使有害雜質可能不溶解而進入渣中與鋅很好的分離 浸出過程3階段：中性、酸性、zno粉浸出48、鋅的火法精煉：熔析法精煉粗鋅；精餾法精煉粗鋅49

14、、火法煉鋅：將含有zno的死焙燒礦用碳質還原劑得到金屬鋅的過程在強化還原和高于鋅沸點的溫度下進行。zn蒸汽易被co2氧化，冷凝過程更需要在co2極低的氣氛下快速進行。50、還原蒸餾煉鋅法：豎罐煉鋅，平罐，電爐51、【鈦】和鈦合金是高強度、低密度的結構材料；鈦白（tio2）是優(yōu)質白色顏料；鈦通常是以二氧化鈦或鈦酸鹽的形態(tài)存在（主要礦物：金紅石、鈦鐵礦）52、還原精煉目的：各種鈦鐵礦精礦中主要伴生feo和fe2o3.由于鈦和鐵對氧的親和力不同，它們的氧化物生成自由焓有較大的差異，因此經過選擇性還原精煉，可以分別獲得生鐵和鐵渣。53、ticl4 生產 tio2（s） + 2cl2（g） = ticl

15、2（g）+ o2 從工業(yè)生產角度看，tio2直接與氯氣的反應不能自動進行。但是在有碳存在的條件下，tio2的氯化反應在較低溫度（700900）下即能順利進行。 tio2（s） + 2cl2（g）+c（s）= ticl4（g）+ co2（g） 54、粗ticl4 中的雜質分類：可溶于ticl4 中的雜質（氣體、液體、固體）；固體懸浮物（tio2，sio2，mgcl2，zncl4）55、提純粗ticl4方法：過濾除去固體懸浮物；用物理法（蒸餾或精餾）和化學法除去溶解在ticl4中的雜質（但雜質vocl3的沸點接近ticl4 的沸點，用蒸餾法很難除去，在蒸餾之前除去釩的3 種方法：銅或鋁法；硫化氫法

16、；碳氧化物法）56、除釩：銅或鋁法（用銅粉、銅絲、銅屑或銅基合金，可是四氯化鈦中的vocl3發(fā)生反應：vocl3 + cu = vocl2 + cucl）、硫化氫法(在90下往ticl4中緩慢的通入h2s氣， 2vocl3 + h2s = 2vocl2 + 2hcl + s)、碳氫化物法(用少量的碳氫化物加入到ticl4中，加熱到130左右并攪拌，使碳氫化物碳化，新碳化的細散碳粒具有很大的化學活性，使vocl3還原成vocl2)57、鎂熱還原法生產海綿鈦，在密閉的鋼制反應器中進行鈉熱還原法生產金屬鈦58、鈦的電解精煉原理和方法：原理：電解精煉鈦基本雜質元素與鈦的析出電位不同，鈦及其他更負電性元

17、素優(yōu)先從陽極溶解，以離子態(tài)進入熔鹽中，而比鈦更正電性的雜質元素留在陽極泥中，因此鈦在陽極上將優(yōu)先析出而得到純鈦；方法：電解精煉鈦是將含雜質的粗鈦壓制成棒狀陽極或者是放在陽極筐中。用堿金屬氯化物作電解質。并在其中溶有低價氯化鈦，用鈉或廢鈦在電解質熔體中還原ticl4 即可得到這種電解質。用鋼制陰極，在電解中陽極發(fā)生溶解，鈦以ti2+和部分的ti3+等形態(tài)轉入熔鹽中，在陰極上發(fā)生低價鈦離子還原成金屬鈦的電化學反應59、【稀土】（液-液萃取工藝），稀土金屬，儲氫材料，充電電池17個元素，15個鑭系+鈧（sc）和釔（y）輕4中4重。60、稀土礦石：最具工業(yè)意義（獨居石；氟碳鈰礦）；我國獨有（氟碳鈰礦-

18、獨居石混合礦；離子吸附型稀土礦）61、稀土精礦的分解方法通?？蓺w納成三大類：酸分解法（又分硫酸法和氫氟酸法），堿分解法（又分苛性鈉法和蘇打法），高溫氯化法。目前我國應用最普遍的是混合型精礦的硫酸燒結法。62、選礦方法：重選、浮選、磁選、電選、聯(lián)合流程63、濃硫酸強化焙燒工藝：干精礦回轉窯焙燒水浸、除雜板框過濾澄清萃取64、中間合金法制備稀土金屬，該工藝方法是在鈣熱還原法基礎上有金屬鎂和助熔劑無水氯化鈣存在下進行，中間合金法的顯著優(yōu)點是降低了鈣熱還原溫度65、【貴金屬】種類：ra，rh，pd，ag，os，ir，pt，au66、金的化學性質：化學活性低，既不溶于堿，也不溶于大部分酸，當有強氧化劑存

19、在時，可溶于某些無機酸。金易溶于王水、氯飽和鹽酸。有氧條件下溶于堿金屬和堿土金屬氰化物的水溶液?？膳c鹵素化合，溶于氯水、溴水、碘化鉀、氫碘酸。氧化價為+1和+3價，化合物都不穩(wěn)定。67、金礦床分為：脈金礦床；砂金礦床（脈金礦提取金方法：氰化法；砂金礦：重選法；重選與混汞聯(lián)合作業(yè)）68、銀的化學性質：不直接與氫、氮、氧、碳發(fā)生作用。幟熱溫度下，ag與p作用生成磷化物。加熱溫度下，銀與硫ag2s。h2s作用下ag表面覆蓋一層黑色ag2s膜，ag飾品變黑。ag可與游離的氯、溴、碘相互作用，生成相應鹵化物。69、鉑礦床分為：原生礦床和沖積礦床。70、脈金礦的提取冶金：氰化法提取。實質：用堿金屬或堿土金

20、屬氰化物（kcn，nacn）的稀溶液在空氣存在的情況下，浸出金銀，再用置換法或離子交換法等回收溶解在溶液中的金銀。71、陽極泥火法處理四道工序：除銅除硒、還原熔煉生產鉛、精煉生產金銀合金、電解精煉生產金和銀72、難處理金礦工藝處理方法：氧化焙燒、熱壓法（加壓氧浸）、細菌氧化-氰化浸出73、三層液電解法制取精鋁下層液體：陽極合金，質量分數(shù)cu30% + al70%組成。中層液體：電解質純氧化物體系氯氟化物體系上層液體：精煉出來的鋁液原理：在陽極合金中的各種金屬元素中，只有鋁在陽極上溶解出來，陽極合金中，如cu、fe、si等比al不活潑的元素并不溶解，殘留于合金內 陽：al - 3e- = al3

21、+電解液中除了原有的al3+，ba2+，na+.之外，增加了al3+。遷往陰極的各種陽離子中，al的電位校正，故al優(yōu)先在陰極上獲得電子，析出金屬al al3+ + 3e- = al 而其余的各種陽離子ba2+、na+之類并不放電注：電解質本身所含的電位比鋁更正的元素，如si、fe，會在陽極上析出使鋁純度降低，故電解質選用純凈的原料，進行預電解，除雜。74、 閃速爐造锍熔煉對入爐銅精礦為何要預先干燥？在配料過程中，若含水高，精礦易粘連，影響配料精度。在閃速熔煉過程中，反應速度很快，精礦在反應塔內只停1s左右。進入反應塔后，在塔內高溫作用下，精礦中的水分會在精礦顆粒表面形成一汽膜，既影響熱量傳遞

22、，又會阻礙氧氣與精礦粒子的接觸，使之尚未反應完全就落入沉淀池內形成生料堆積，導致爐況惡化。75、 锍的吹煉過程中fe3o4利弊，控制措施？弊：轉爐渣中fe3o4含量較高時，會導致渣含銅量顯著增高，噴濺嚴重。風口操作困難。在轉爐渣返回熔煉爐處理的情況下，還會給熔煉過程帶來麻煩。 利：利用fe3o4難熔的特點，可以在爐壁耐火材料上附著成保護層，利于爐壽命的提高。 控制措施：在兼顧爐內耐火材料壽命的前提下，適當提高吹煉溫度。保持渣中一定的sio2含量。勤放渣。winger tuivasa-sheck, who scored two tries in the kiwis 20-18 semi-fina

23、l win over england, has been passed fit after a lower-leg injury, while slater has been named at full-back but is still recovering from a knee injury aggravated against usa.both sides boast 100% records heading into the encounter but australia have not conceded a try since josh charnleys effort in t

24、heir first pool match against england on the opening day.aussie winger jarryd hayne is the competitions top try scorer with nine, closely followed by tuivasa-sheck with eight.but it is recently named rugby league international federation player of the year sonny bill williams who has attracted the m

25、ost interest in the tournament so far.the kiwi - with a tournament high 17 offloads - has the chance of becoming the first player to win the world cup in both rugby league and rugby union after triumphing with the all blacks in 2011.id give every award back in a heartbeat just to get across the line

26、 this weekend, said williams.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match t

27、omorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was.uefa hasopened disciplinary proceedings against cskafor the racist behaviour of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, presid

28、ent of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement the russian side added: we found no racist insults from fans of cska. baumgartner the disappointing news:

29、 mission aborted.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. the balloon, with capsule attached,

30、will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the s

31、tratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i would assume, he will slowly step out onto something resembling an olympic diving platform.they blew it in 2008 when they got caught cold in the final and they will not make the same mistake against the kiwis in manchester.five years ago they cruised through to the final and so far history has repeated itself here - the last try they conceded was scored by englands josh