冶煉基礎(chǔ)知識(shí)

冶煉根底學(xué)問(wèn)冶煉是一種提煉技術(shù)，用于焙燒、熔煉、電解以及使用化學(xué)藥劑等方法把礦石中的金屬提取出來(lái)，那么你對(duì)冶煉了解多少呢?以下是由店鋪整理關(guān)于冶煉根底學(xué)問(wèn)的內(nèi)容，期望大家寵愛(ài)!冶煉分為火法冶煉、濕法提取或電化學(xué)沉積火法冶煉(Pyrometallurgy)又稱(chēng)為干式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學(xué)反響，從而分別出粗金屬，然后再將粗金屬精煉。濕式冶金(Hydrometallurgy)濕法冶金這種冶金過(guò)程是用酸、堿、鹽類(lèi)的水溶液，以化學(xué)方法從礦石中提取所需金屬組分，然后用水溶液電解等各種方法制取金屬。此法主要應(yīng)用在低品位、難熔化或微粉狀的礦石?，F(xiàn)在世界上有75%的鋅和鎘是承受焙燒-浸取-水溶液電解法制成的。這種方法已大局部代替了過(guò)去的火法煉鋅。其他難于分別的金屬如鎳-鈷，鋯-鉿，鉭-鈮及稀土金屬都承受濕法冶金的技術(shù)如溶劑萃取或離子交換等方法進(jìn)行分別，取得顯著的效果。化學(xué)反響利用某種溶劑，借助化學(xué)反響(包括氧化、復(fù)原、中和、水解及絡(luò)合等反響)，對(duì)原料中的金屬進(jìn)展提取和分別的冶金過(guò)程。濕法冶金包括4個(gè)主要步驟：①用溶劑將原料中有用成分轉(zhuǎn)入溶液，即浸取。②浸取溶液與殘?jiān)謩e，同時(shí)將夾帶于殘?jiān)械囊苯鹑軇┖徒饘匐x子回收。③浸取溶液的凈化和富集，常用離子交換和溶劑萃取技術(shù)或其他化學(xué)沉淀方法。④從凈化液中提取金屬或化合物。濕法冶金在鋅、鋁、銅、鈾等工業(yè)中占有重要地位，世界上全部的氧化鋁、氧化鈾，大局部鋅和局部銅都是用濕法生產(chǎn)的。濕法冶金的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)格外低品位礦石(金、鈾)的適用性，對(duì)相像金屬(鉿與鋯)難分別狀況的適用性;以及和火法冶金相比，材料的周轉(zhuǎn)比較簡(jiǎn)潔，原料中有價(jià)金屬綜合回收程度高，有利于環(huán)境保護(hù)，并且生產(chǎn)過(guò)程較易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化。冶煉的過(guò)程鋼冶煉煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接復(fù)原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料，用不同的方法煉成鋼。主要的煉鋼方法有轉(zhuǎn)爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法3類(lèi)(見(jiàn)鋼，轉(zhuǎn)爐，平爐，電弧爐)。以上3種煉鋼工藝可滿(mǎn)足一般用戶(hù)對(duì)鋼質(zhì)量的要求。為了滿(mǎn)足更高質(zhì)量、更多品種的高級(jí)鋼，便消滅了多種鋼水爐外處理(又稱(chēng)爐外精煉)的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等，對(duì)轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進(jìn)展附加處理之后，都可以生產(chǎn)高級(jí)的鋼種。對(duì)某些特別用途，要求特高質(zhì)量的鋼，用爐外處理仍達(dá)不到要求，則要用特別煉鋼法煉制。如電渣重熔，是把轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐等冶煉的鋼，鑄造或鍛壓成為電極，通過(guò)熔渣電阻熱進(jìn)展二次重熔的精煉工藝;真空冶金，即在低于1個(gè)大氣壓直至超高真空條件下進(jìn)展的冶金過(guò)程，包括金屬及合金的冶煉、提純、精煉、成型和處理。鋼液在煉鋼爐中冶煉完成之后，必需經(jīng)盛鋼桶(鋼包)注入鑄模，凝固成確定外形的鋼錠或鋼坯才能進(jìn)展再加工。鋼錠澆鑄可分為上鑄法和下鑄法。上鑄鋼錠一般內(nèi)部構(gòu)造較好，夾雜物較少，操作費(fèi)用低;下鑄鋼錠外表質(zhì)量良好，但因通過(guò)中注管和湯道，使鋼中夾雜物增多。在鑄錠方面消滅了連續(xù)鑄鋼、壓力澆鑄和真空澆鑄等技術(shù)鐵冶煉現(xiàn)代煉鐵絕大局部承受高爐煉鐵，個(gè)別承受直接復(fù)原煉鐵法和電爐煉鐵法。高爐煉鐵是將鐵礦石在高爐中復(fù)原，熔化煉成生鐵，此法操作簡(jiǎn)便，能耗低，本錢(qián)低廉，可大量生產(chǎn)。生鐵除局部用于鑄件外，大局部用作煉鋼原料。由于適應(yīng)高爐冶煉的優(yōu)質(zhì)焦炭煤日益短缺，相繼消滅了不用焦炭而用其他能源的非高爐煉鐵法。直接復(fù)原煉鐵法，是將礦石在固態(tài)下用氣體或固體復(fù)原劑復(fù)原，在低于礦石熔化溫度下，煉成含有少量雜質(zhì)元素的固體或半熔融狀態(tài)的海綿鐵、金屬化球團(tuán)或粒鐵，作為煉鋼原料(也可作高爐煉鐵或鑄造的原料)。電爐煉鐵法，多承受無(wú)爐身的復(fù)原電爐，可用強(qiáng)度較差的焦炭(或煤、木炭)作復(fù)原劑。電爐煉鐵的電加熱代替局部焦炭，并可用低級(jí)焦炭，但耗電量大，只能在電力充分、電價(jià)低廉的條件下使用。冶煉的應(yīng)用表應(yīng)用指南，從事自動(dòng)化儀表應(yīng)用者都深有體會(huì)。尤其是在有色冶煉工業(yè)中，過(guò)程分析面對(duì)的困難與問(wèn)題很多：高溫、高粉塵、高水份、負(fù)壓及結(jié)晶、腐蝕性等惡劣氣體條件;預(yù)處理裝置的有效性差;過(guò)程、預(yù)處理及等環(huán)節(jié)導(dǎo)致的大滯后;防塵、防濺、防腐、防高溫等防護(hù)的高要求;較高的自動(dòng)化程度與較少的維護(hù)工作量等等。這些都對(duì)過(guò)程成分分析和環(huán)保監(jiān)測(cè)表(系統(tǒng))的應(yīng)用帶來(lái)了很多困難。氣體成分分析在有色冶煉工業(yè)中，最重要也是用得最多的是氣體成分的分析測(cè)量。依據(jù)氣體成分工作原理的不同，大致可分為兩種測(cè)量方式：一是直接測(cè)量方式，馬上探頭安裝在過(guò)程氣體管道中直接測(cè)量(測(cè)量、變送裝置在探頭內(nèi))，如紅外線、紫外線和激光氣體分析器等;一是間接(取樣)測(cè)量方式，馬上過(guò)程氣體抽出進(jìn)展除塵等處理后送至表進(jìn)展測(cè)量(測(cè)量、變送裝置在儀表內(nèi))。對(duì)于承受間接分析測(cè)量的儀表來(lái)說(shuō)，由于受冶煉過(guò)程氣體高溫、高粉塵、高水份、負(fù)壓及腐蝕性等惡劣氣體條件影響，面對(duì)的最大困難就是怎樣獲得適合儀表測(cè)試條件的樣氣。惟一的方法就是承受預(yù)處理裝置對(duì)樣氣進(jìn)展處理。由于一些進(jìn)口的本身技術(shù)的進(jìn)展已比較成熟，可以滿(mǎn)足工業(yè)分析的需要。因此，選用(制作)能適應(yīng)工藝條件的、性能穩(wěn)定牢靠的預(yù)處理裝置是解決表使用問(wèn)題的要害。對(duì)于承受直接分析測(cè)量的儀表來(lái)說(shuō)，由于它承受了最光學(xué)技術(shù)，能在不影響被測(cè)氣體本身狀態(tài)的狀況下進(jìn)展測(cè)量，具有測(cè)量準(zhǔn)確、反響迅速的優(yōu)點(diǎn)。尤其是它不需預(yù)處理裝置，省去了在自動(dòng)吹掃裝置上的投資，與傳統(tǒng)的熱導(dǎo)式氣體相比有很大的優(yōu)勢(shì)。但也存在一些問(wèn)題：1)價(jià)格昂貴;2)不適用于含塵粒度較大的氣體;3)對(duì)工作光波不敏感的氣體無(wú)能為力等。儀表的應(yīng)用韶關(guān)冶煉廠是承受密閉鼓風(fēng)爐(ISP)工藝進(jìn)展鉛鋅冶煉的企業(yè)，在物料燒結(jié)制粒、制酸、密閉鼓風(fēng)爐熔煉、煤氣生產(chǎn)、余熱發(fā)電等工藝流程中使用了不少過(guò)程表，如CO、CO2、SO2氣體，H2SO4濃度計(jì)和pH計(jì)，紅外線水分計(jì)，熱值儀等。下面介紹局部的應(yīng)用狀況。紅外水分用于測(cè)量燒結(jié)混合物料的濕度。由于物料濕度對(duì)燒結(jié)的質(zhì)量有重要影響，選用精度高、穩(wěn)定牢靠的水分對(duì)實(shí)現(xiàn)物料濕度的自動(dòng)準(zhǔn)確把握極為重要。該廠早期承受的是IRS-MO-Ⅲ型紅外水分，近兩年逐步改成了OMM3000(前者的換代產(chǎn)品)。該儀表最大的優(yōu)點(diǎn)是取消了二次儀表，實(shí)現(xiàn)了測(cè)變一體化，與PC連接即可隨時(shí)進(jìn)展校驗(yàn)、標(biāo)定、設(shè)定、診斷等操作，使操作更加簡(jiǎn)便。該儀表本身性能較好，但由于現(xiàn)場(chǎng)條件較差(高溫、高濕、高腐蝕)，在使用過(guò)程中還存在不少問(wèn)題。為此，筆者同廠家一起，對(duì)該的使用作了以下幾項(xiàng)改進(jìn)：1)制作不銹鋼保護(hù)箱，使用壓縮空氣隔離現(xiàn)場(chǎng)空氣，提高儀表的抗腐蝕性能;2)請(qǐng)廠家提高儀表防護(hù)等級(jí);3)請(qǐng)廠家將光路套筒由硬性改為軟性，避開(kāi)大塊物料對(duì)儀表及安裝支架的沖擊;4)承受的內(nèi)部冷卻構(gòu)造，鏟除冷卻氣源中的油、水對(duì)光學(xué)器件的損害;5)在現(xiàn)場(chǎng)儀表四周安裝遮光罩，避開(kāi)日光對(duì)儀表的影響。通過(guò)以上改進(jìn)，提高了該儀表的適應(yīng)性和可用性。爐氣成分鼓風(fēng)爐冶煉過(guò)程所產(chǎn)生的爐氣成分很簡(jiǎn)潔，主要含有SO2、SO3、CO、CO2、H2、水蒸汽、塵、鉛鋅蒸汽等，其中CO、CO2及H2的含量是衡量爐內(nèi)物料反響狀態(tài)的重要參數(shù)，工藝要求對(duì)CO、CO2及H2進(jìn)展實(shí)時(shí)測(cè)量。由于在早期還沒(méi)有成熟的能用于簡(jiǎn)潔條件下的成套分析系統(tǒng)承受的是國(guó)內(nèi)某廠的熱導(dǎo)式氣體，只分析測(cè)量 CO、CO2的含量，預(yù)處理裝置是自制的兩級(jí)過(guò)濾罐。由于爐氣含塵量大、過(guò)濾裝置處理力氣差和儀表本身性能差等緣由，爐氣成分分析始終沒(méi)能用好，給生產(chǎn)造成極大不便。在爐氣分析方面已有幾種較成熟的分析儀表(系統(tǒng))目前正抓緊選型和考察工作，以盡快解決廠里鼓風(fēng)爐爐氣分析這個(gè)難題。酸堿值該廠在制酸工藝中使用了10套美國(guó)FOXBRO873pH用于93%、98%H2SO4冷卻器循環(huán)水的pH值測(cè)量，以便準(zhǔn)時(shí)覺(jué)察設(shè)備漏酸事故。該儀表性能穩(wěn)定、精度高、維護(hù)量很小，在93%酸冷卻器上使用很成功。但在98%酸冷卻器上使用不太抱負(fù)，傳感器格外輕易壞。經(jīng)比照93%酸冷卻器的使用條件認(rèn)真爭(zhēng)論分析，確定了98%酸冷卻器出口循環(huán)水溫度過(guò)高，使傳感器的玻璃電極裂開(kāi)，是傳感器損壞的根本緣由。為此，專(zhuān)為傳感器設(shè)計(jì)制作了冷卻器安裝于傳感器前方，徹底解決了問(wèn)題。熱值儀使用德國(guó)UNION的CW95digital成套系統(tǒng)對(duì)自產(chǎn)煤氣熱值進(jìn)展測(cè)量。該系統(tǒng)的預(yù)處理裝置不能說(shuō)不好，由于它在鋼鐵、化工等其它行業(yè)用得還可以。但由于自產(chǎn)煤氣質(zhì)量太差，含水、焦油、煤灰等雜質(zhì)較多，使得該系統(tǒng)的預(yù)處理裝置對(duì)其無(wú)能為力。由于熱值儀使用條件惡劣，使得預(yù)處理局部常常堵塞，過(guò)濾芯、閥易損壞，使得維護(hù)費(fèi)用高(局部易耗件昂貴)、維護(hù)工作量大，嚴(yán)峻影響了煤氣熱值的分析測(cè)量及液化氣的摻混調(diào)整。針對(duì)這種狀況，特地成立了攻關(guān)小組對(duì)此進(jìn)行攻關(guān)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析爭(zhēng)論和反復(fù)不斷的試驗(yàn)，最終對(duì)原處理裝置進(jìn)行了兩方面的改進(jìn)：1)在原預(yù)處理裝置中增加自制的過(guò)濾器：過(guò)濾器分為兩層。下層為水洗室，裝有兩層鉆有細(xì)孔的不銹鋼板，盡可能讓煤氣在水中形成的氣泡最小，到達(dá)充分洗滌的效果，從而去除絕大部分的油及灰塵雜質(zhì);上層為玻璃纖維過(guò)濾器，用來(lái)進(jìn)一步除去煤氣中的雜質(zhì)。該自制過(guò)濾器還具備自動(dòng)沖洗功能，可以不斷地將水洗室中的雜質(zhì)帶出罐外，大大延長(zhǎng)了過(guò)濾器的使用周期，削減了維護(hù)量。2)將儀表用壓縮空氣經(jīng)進(jìn)一步的除塵、除水處理后，送至熱值儀底箱，隔離現(xiàn)場(chǎng)空氣，保證燃燒空氣的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，在維護(hù)人員的細(xì)心維護(hù)下，該套分析系統(tǒng)已能長(zhǎng)期正常運(yùn)行。濃度該裝置用于監(jiān)測(cè)收塵煙氣排放SO2濃度。承受紫外線作為檢測(cè)光源，通過(guò)測(cè)量光線經(jīng)過(guò)測(cè)量管段的衰減來(lái)測(cè)量SO2的濃度，由于傳感器承受插入式安裝，不需對(duì)