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1、 有色冶金概论 第一章 绪论1.1 金属及其分类v金属定义：金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富 有延展性、容易导电、传热的物质。金属种类类性质质 银银导热导热 、导电导电 性最强 铂铂延性最强 金展性最强 锇锇密度最大（室温下22.57g/cm3）铬铬硬度最高（莫氏硬度为为8.5） 钨钨熔点最高(3410)v金属分类 黑色金属、有色金属。黑色金属： 习惯把铁、铬、锰以及它们的合金叫做黑色金属。有色金属： 有色金属是铁、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。 实际应用中，通常将有色金属分为5类：重金属、轻金属、贵 金属、稀有金属、半金属。有色合金是以一种有色金属为
2、基体（通常大于50%），加入 一种或几种其他元素而构成的合金。铁锰铬黑 色 金 属不锈钢锰 钢重金属： 一般指比重大于5的金属，包括铜、铅、锌、锡、镍、钴 、汞 等，所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。铜锌镍钴锡汞轻金属： 一般指比重小于5的金属，包括铝、镁、钙、钾、钠和钡等， 化学性质活泼。镁钠钙钡钾铝贵金属： 因在地壳中含量少、提取困难和价格较高而得名。主要指金 、银和铂族金属。化学性质稳定。金银铂半金属： 性质介于金属和非金属之间的元素,在元素周期表中处 于金 属向非金属过渡位置。通常包括硼、硅、砷、碲、硒、 砹。硼硅砷砹稀有金属： 通常指自然界中含量较少或分布稀散的金属。它们难于 从原
3、料中提取，在工业上制备和应用较晚。 稀有金属根据各种元素的物理和化学性质，赋存状态， 生 产工艺以及其他一些特征，一般从技术上分为以下五类 ： 稀有轻金属、稀有难熔金属、稀散金属、稀土金属、稀 有放 射性金属。稀有轻金属: 包括锂、铷、铯、铍。比重较小，化学活性强 。稀有难熔金属:包括钛、锆、钒、铌、钽、钼、钨。熔点高 。稀散金属:包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。大部分赋 存于其他元素的矿物中。稀土金属:包括钪、钇及镧系元素。它们的化学性质非常相 似，在矿物中相互伴生，分离困难。 。 稀有放射性金属:包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中 的 锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素
4、 和 104至109号元素。具有放射性，多共生或伴生在稀土矿物 中。铍钛锗钪镭铀稀有金属居里夫人诺贝尔有色合金：有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金属 大、 电阻温度系数小，具有良好的综合机械性能。常用的有 色合 金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合 金、 钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等 铝合金：以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、 锌、 锰，分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合 金， 能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材 。铜合金 以纯铜为基体加入某些合金元素（如锌、锡、铝、铍、 锰、 硅、镍、磷等）构成的合金。具有优良的导电性导热 性和
5、 耐蚀性，同时具有较高强度和耐磨性。镁合金 以镁为基加入其他元素（如铝、锌、锰、铈、钍以及少 量锆 或镉等）组成的合金。密度小（1.8g/cm3左右），比强 度 高，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐蚀性 好。 目前使用最广的是镁铝合金。镍合金： 以镍为基体加入其他元素（如铜、铁、锰、铬、硅、镁） 而 构成的有色合金。按用途分为：镍基高温合金、镍基耐蚀 合 金、镍基耐磨合金、镍基精密合金和镍基形状记忆合金。锡合金 以锡为基加入其他合金元素(如铅、锑、铜等）构成。熔点 、 强度和硬度均低，有较高的导热性和较低的热膨胀系数， 耐大 气腐蚀，有优良的减摩性能，易于与钢、铜、铝及其合金 焊合，是
6、很好的焊料，也是很好的轴承材料。钛合金： 钛合金是以钛为基加入其他元素（主要为铝）组成的合金 。钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗 蚀 性能很好，是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材 料。锌合金： 锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等。熔点低，易熔焊 和塑 性加工，在大气中耐腐蚀，残料便于回收和重熔；锌合金 按加 工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性 和耐 腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。铝合金铜合金镁合金镍合金钛合金锡合金1.2 矿物和矿石v矿物： 地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然单质或化合物 。矿物是组成岩石和矿石的基本单元。 其中，能够为人
7、类利用的矿物为有用矿物。矿物命名规律：呈金属光泽或从中提炼出金属的矿物，常称之为XX矿；呈非金属光泽的矿物，称为XX石；供作宝石石料的矿物，多称为X玉；以细小颗粒产出的矿物，称为X砂；地表次生的并呈松散状的矿物，称为X华；硫酸盐矿物，称为X矾。黄黄 铜铜 矿矿石石 榴榴 子子 石石黄黄 玉玉辰辰 砂砂钨钨 华华胆胆 矾矾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。矿石构成： 矿石一般由矿石矿物和脉石矿物组成。 矿石矿物是指矿石中可被利用的金属或非金属矿物，也称 有用矿物；脉石矿物是指那些与矿石矿物相伴生的、暂不 能利用的矿物，也
8、称无用矿物。 矿石分类： 分为金属矿石和非金属矿石两大类。 金属矿石是指在现代技术经济条件下可从其中获得金属的 矿石。按金属存在的化学状态又可分成自然矿石、硫化矿 石、氧化矿石和混合矿石。v矿石：自然矿石:有用矿物是自然元素的叫做自然矿石自然金自然银自然铜自然硫黄铜矿(CuFeS2)硫化矿石:有用矿物是硫化物。闪锌矿(ZnS)方铅矿(PbS)镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8 氧化矿石:有用矿物是氧化物。硅酸盐、碳酸盐 、硫酸盐也包括在氧化矿内.赤铁矿(Fe2O3)赤铜矿(Cu2O)一水硬铝石矿 (AlOOH)白铅矿(PbCO3)矿石的品位： 矿石中有用成分的含量叫做矿石品位，常用百分数表示 。包
9、括原矿品位、精矿品位、尾矿品位。选矿： 用物理或化学方法将有用矿物与脉石矿物分开，或将多 种有 用矿物相互分离的工艺过程。 选矿方法有重选法、浮选法、磁选法、电选法 。1.3 冶金的概念及冶金方法分类冶金概念： 研究从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具 有一定性能的金属材料的学科。物理冶金学（金属学）:研究通过成形加工，制备 学科分类： 有一定性能的金属或合金材料的学科。提取冶金学（化学冶金学）：研究从矿石提取金属的生产过程的学科。v提取冶金任务： 将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。包括预处理、熔炼和精炼三个作业流程。提取冶金方法 包括火法冶金、湿法冶金、电冶金。 v火法冶金： 又称高温冶金。利用高温从矿石中提取金属或金属化合物 的 冶金过程。火法冶炼所采用的步骤有矿石准备、冶炼、精 炼。v湿法冶金： 利用某种溶剂，借助化学反应，对原料中的金属进行提取 和分 离的冶金过程。包括浸出，净化，制备金属等过程。v电冶金 利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶 金过 程。电冶金包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解等. 阐述有色金属（选择下列一种金属）在工业 上的 应用？1.铜；2.铝；3. 锌；4.铅； 5.镍；6.钛；7.锡；8.镁；要求字数在1500字左右，手写和打印皆可。
