重金属冶金学整理名词解释流程图思考题

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1、1 名词解释 1重金属 重金属是指铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉和铋等金属，他们的共同点是密度均在 6g/cm3 左右。 2火法冶金 火法冶金是指利用高温从矿石中提取金属或其化合物的所有冶金过程的总称。火法冶金一般 分矿石准备、冶炼、精炼和烟气处理等步骤。 3. 氯化焙烧 氯化焙烧是指在矿料中加入氯化剂，使矿料中的某些物质形成可溶性或挥发性的氯化物，以 达到使其与目标物质相分离的目的。 4. 锌焙砂中性浸出 由于锌矿物中不同程度的含有铁杂质，浸出过程中不可避免有铁的浸出，为了得到铁含量尽 可能低的硫酸锌浸出液，可控制浸出的终点pH值在 5.25.4之间，使进入溶液的铁水解进 渣，因浸出终点

2、溶液接近中性，故称为中性浸出。 5. 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。 6. 氧化焙烧 氧化焙烧是在氧化气氛中，矿料中硫化物在高温度下与氧反应，使精矿中的硫、 砷等转化为 挥发性的氧化物，从精矿中除去。 7. 闪速熔炼 闪速熔炼是将经过深度脱水的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度从反应塔 顶部喷入高温反应塔内进行熔炼的方法。 8. 熔池熔炼： 是在气体 -液体 -固体三相形成的卷流运动中进行化学反应和熔化过程。液-气流卷流运动裹携 着从熔池面浸没下来的炉料，形成了液-气-固三相流，在三相流内发生剧烈的氧化脱硫与造 渣反应， 使三相流区成为热量集中的

3、高温区域，高温与反应产生的气体又加剧了三相流的形 成与搅动。类型分为：（a）垂直吹炼（b） 侧吹式吹炼 2 9. 造锍熔炼 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。 10.水淬渣 是水淬碱性铁炉渣的简称，是一种表面粗糙多孔质地轻脆，容易破碎的粒状渣。 11.渣型 （决定渣的粘度、熔点、比重、表面张力、比热、熔化热、电导等） 填空题 1. 有色金属分为轻金属、重金属、贵金属和稀有金属四大类。 2. 火法练锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼三个主要过程。 3. 根据还原蒸馏法炼锌或湿法炼锌对焙砂的要求不同，沸腾焙烧分别采用高温氧化焙烧和 低温部分硫酸化焙烧两种不同的

4、操作。 4火法炼铅方法可分为氧化还原熔炼法、反应熔炼法和沉淀熔炼法三类。 5. 湿法炼锌包括焙烧、浸出、净化和电积四个主要过程 6.有色金属的分类： 轻金属重金属贵金属稀有金属 现代工业上习惯把金属分为黑色金属和有色金属两大类。 7.冶炼铜的方法： 、铜的生产方法有火法和湿法两大类，火法炼铜是当今生产铜的主要方法。 传统熔炼方法：鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼 现代主要炼铜方法：熔池熔炼、闪速熔炼法。 3 8.冰铜的吹炼可分为两个阶段： 造渣期：铜锍中的FeS 与鼓入空气中的氧发生强烈的氧化反应，生成FeO 和 SO2气体。 FeO 与加入的石英熔剂反应造渣。造渣期完成后获得了白锍(Cu2S

5、)。 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + SiO2 = 2FeOSiO2 造铜期： 鼓入空气中的氧与Cu2S（白锍） 发生强烈的氧化反应，生成 Cu2O 和 SO2。Cu2O 又与未氧化的Cu2S 反应生成金属Cu 和 SO2，直到生成的粗铜含Cu98.5%以上时结束。 Cu2S +1.5O2 = Cu2O + SO2 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2 9.鼓风炉熔炼产物：粗铅，铅、砷冰铜，烟气，烟尘，炉渣。 简答及论述 1在造锍熔炼过程中，减少Fe3O4生成的措施有哪些？ 答：在造锍熔炼过程中，保持低的炉渣成分a(FeO)，高的铜锍品味a(FeS)，适

6、当高的温度和低 的气氛 P(SO2),可以消除或减少 Fe3O4的影响。 2. 说明硫化锌精矿焙烧的目的。 答：因为 FeS不能直接被H2、C、CO还原，也不溶解于冷的稀硫酸和稀盐酸，焙烧的根本目 的在于将精矿中的硫化锌尽量氧化为氧化锌，同时尽量脱除对后续工艺有害的杂质。 3. 沸腾焙烧的强化措施有哪些？ 答：高温沸腾焙烧，锌精矿富氧空气沸腾焙烧、多层沸腾焙烧、利用二次空气或贫SO2焙烧 结烟气焙烧等。 4. 湿法炼锌浸出的目的及主要反应。 答：浸出的目的是使含锌物料中的含锌化合物尽可能迅速并完全的溶解进入稀硫酸溶液，而 杂 质 金 属 尽 可 能 少 地 溶 解 ， 并 希 望 获 得 一

7、个 过 滤 性 良 好 的 矿 浆 。 主 要 反 应 ： Me n+nH 2O=Me(OH)n(s)+nH + 4 5. 湿法炼锌浸出搅拌为什么采用空气搅拌，而静液过程为什么采用机械搅拌？ 答：湿法炼锌浸出过程中为了使浸出液中Fe2+尽可能地全部氧化成Fe3+除去，采用空气鼓 风的方法进行搅拌，而静液过程中为了除去Cu、Cd、Co 等杂质加入锌粉，考虑到空气搅拌 会使锌粉氧化损失，因此静液过程中采用的是机械搅拌。 6. 铅冶炼对炉渣成分的选择应满足什么条件？ 尽可能选用自熔性渣型，减少熔剂消耗； 粘度小，在熔炼温度下粘度不大于0.5 1.0Pas； 密度小，渣与铅的密度差应大于1t/m3;

8、适应的熔点，为100 1150。 7为什么瓦钮柯夫熔池熔炼炉的生产率很高？请与白银熔炼进行对比分析。 答： （1）备料简单，对炉料适应性强。 （2）由于处理湿料与块料，烟尘率低。 （3）鼓泡乳化强化了熔炼过程，炉子的处理能力很大，硫化物在渣层氧化，放出的热能得 到充分利用。 （4）大型瓦钮柯夫炉炉膛中的隔墙将炉膛空间分隔为熔炼区和渣贫化区，熔炼产物铜锍与 炉渣逆流从炉子两端放出，炉渣在同一台炉中得到贫化，无需设置炉外贫化工序。 （5）炉子在负压下操作，生产环境较好，作业简单。 8.说明硫化锌溶液精矿氧压浸出的原理及其特点。 答：硫化锌精矿氧压技术的特点是：锌精矿不经焙烧直接加入压力釜中，在一定

9、的温度 和氧分压条件下直接酸浸获得硫酸锌溶液，原料中的硫、铅、铁等则留在渣中，分离后的渣 经浮选、热滤， 回收元素硫、硫化物残渣及尾矿，进入硫酸锌溶液中的部分经铁中和沉铁后 进入后续工序处理。 该工艺浸出效率高， 对高铁闪锌矿和含铅的锌精矿适应性强，与常规湿法锌炼方法相比， 物需建设配套的焙烧车间和酸厂，有利于环境的治理；尤其是对于成品硫酸外运交通困难地 区的情况，氧压浸出工艺更显优势，产出的元素硫便于储存盒运输。 9、为什么冰铜吹炼能分为两个阶段？ 根据热力学条件可知，只有冰铜中的FeS完全氧化出去后，Cu2O 进和 Cu2S 才能发生造渣 反应。 5 10、密闭鼓风炉的三个工作区： （1）

10、预备区：主要进行炉料的干燥和预热 （2）焦点区：进行激烈化学反应和熔化过程的区段，被氧化的主要是FeS，产出的FeO 与 炉料中的SiO2 造渣。 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + SiO2 = 2FeOSiO2 （3）本床区 : 汇集熔体和最后调整熔体成分的区域 11、在造锍过程中Fe3O4 有何危害？生产中采取的防止措施？ Fe3O4 的熔点高，在渣中以Fe-O 复杂例子状态存在，当其量较多时，会使炉渣熔点升高， 比重增大， 恶化渣与锍的沉清分离。当熔体温度下降时，Fe3O4 会析出沉于炉底及某些部位 形成炉结，还会在冰铜和炉渣的界面上形成一层粘渣隔膜层，危害操作

11、。 防止措施：（ 1）尽量提高熔炼温度 （2）适当增加炉渣中的SiO2 含量，一般为35%以上 （3）控制适当的冰铜品味，以保持足够的FeS量 创造 Fe3O4 与 Fe 和 SiO2 的良好接触 12、闪速炉的类型： （1）奥托昆普闪速炉（需要补充燃料）： 反应塔沉淀池直升烟道 （2）印柯闪速炉（氧焰熔炼法）:床能率比奥托昆普闪速炉高约30%，总能耗较低，烟气量 小，烟气SO2 含量高，完全自热。 闪速熔炼对炉料的要求：要求精矿含水0.1% 0.3% 13. 锌焙砂中性浸出净化时，锌粉置换铜镉的原理是什么？影响锌粉置换反应的因素有哪 些？ 答：锌粉置换除铜、镉采用多段锌粉置换法在锌粉表面上进

12、行的多相反应过程，影响 锌粉置换除铜、镉的因素有：锌粉的质量和用量、搅拌速度、置换温度、中静液成分和添加 剂。 14.为何铜锍品味越高，渣中铜含量越高？ 答：传统的造锍熔炼法，体系氧势较低，所产铜锍品味不高，渣中铜含量较低，而现代 的强化熔炼法，由于体系氧势高，铜锍品味高。 6 15.冶炼工艺电收尘原理？ 带点微粒在电场作用下定向移动 电解原理：外加电压克服原电池做功 16. 锌精矿温度高低焙烧的目的？ 火法炼锌厂焙烧硫化锌精矿的目的是将其中所含的硫完全除去，得到主要由金属氧化物 组成的焙烧矿， 这样可使蒸馏得到的锌比较纯，也可以避免蒸馏过程中锌成为硫化锌而带来 锌的损失。 其实质是将精矿中的

13、硫化锌尽量氧化成氧化锌，同时让铅、镉、砷等杂质氧化变 成易挥发的化合物从精矿中分离。使精矿中硫氧化成二氧化硫，产出足够浓度的二氧化硫烟 气供制酸。 17.粗铜火法冶炼步骤？ 火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到2030， 作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜 )接着 送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解， 获得品位高达99.9的电解铜。 18. 密闭鼓风炉炼锌的优点与缺点有哪些？ 优点：对原料的适应性强、可综合利用原矿中的有价金属,生产能力大、燃料利用率高、基 建投资费用少。 缺点：需要冶金焦炭、技术条件要求较高、烧结块的含硫量低于1%、炉内和冷凝器内会产 生炉结、劳动强度大。 19. 在湿法炼锌过程中，锌焙砂中性浸出的pH 值为什么要控制在5.2 左右？工业上常加入 氧化剂（ MnO2 ）的作用是什么？ 答：中性浸出控制浸出终点pH 值为 5.25.4，使锌离子不致水解，而杂质金属离子全部或部 分以氢氧化物Me(OH)n 形式水解析出。在中性浸出的情况下，Fe2+不能沉淀出来，为实现 深度除铁，需利用氧化剂（MnO2 ）将 Fe2+氧化成 Fe3+。 7 工艺流程 火法炼铜的流程图： 粗铅火法精炼