材料工程基础第八章有色金属冶金

《材料工程基础第八章有色金属冶金》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料工程基础第八章有色金属冶金（64页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第八章 有色金属冶金材料工程基础材料工程基础第一节有色金属冶金分类第一节有色金属冶金分类| 现代有色金属冶金生产，按所采用的工艺流现代有色金属冶金生产，按所采用的工艺流程可大致划分为全火法流程、全湿法流程、程可大致划分为全火法流程、全湿法流程、火法火法-湿法联合流程三大类。湿法联合流程三大类。 |一、全火法流程一、全火法流程 |全火法流程是指从金属矿的粗炼到金属精炼全火法流程是指从金属矿的粗炼到金属精炼的全过程全部采用的是火法冶金技术。的全过程全部采用的是火法冶金技术。多年以来，有色重金属铜、镍、铅、锌、多年以来，有色重金属铜、镍、铅、锌、锡、汞等的生产就是以全火法流程为主，锡、汞等的生产就是

2、以全火法流程为主，由焙烧、熔炼到精炼为成品都是在高温下由焙烧、熔炼到精炼为成品都是在高温下进行的。由于温度高、反应速度快，设备进行的。由于温度高、反应速度快，设备单位容积的处理量大，金属的生产成本比单位容积的处理量大，金属的生产成本比较低，并且经过历年的改进，逐步实现了较低，并且经过历年的改进，逐步实现了机械化，自动化、连续化和大型化。机械化，自动化、连续化和大型化。 另外，火法冶金未受到环境法规的限另外，火法冶金未受到环境法规的限制，所以仍在持续地发展。但全火法制，所以仍在持续地发展。但全火法流程不容易实现矿物原料中贵金属的流程不容易实现矿物原料中贵金属的全面回收和其他伴生金属的综合利用，全

3、面回收和其他伴生金属的综合利用，所以纯火法产出的粗金属大都还要采所以纯火法产出的粗金属大都还要采用电解或其他湿法工艺，这样就形成用电解或其他湿法工艺，这样就形成了火法了火法-湿法联合流程。湿法联合流程。二、全湿法流程二、全湿法流程|全湿法流程是指从选矿到金属的提纯全过程全湿法流程是指从选矿到金属的提纯全过程全部采用的是湿法冶金技术。全部采用的是湿法冶金技术。全湿法流程主要针对的是那些不适用火法冶金的全湿法流程主要针对的是那些不适用火法冶金的氧化矿物原料及海水、废水、废渣、选矿尾矿所氧化矿物原料及海水、废水、废渣、选矿尾矿所含的有色金属的冶炼与提取，例如低品位氧化铜含的有色金属的冶炼与提取，例如

4、低品位氧化铜矿、铜矿山的废矿堆、浮选尾矿、含铜矿水等不矿、铜矿山的废矿堆、浮选尾矿、含铜矿水等不适合火法炼铜的矿物的冶金。适合火法炼铜的矿物的冶金。 |据估计世界范围内，此类方法所生产的据估计世界范围内，此类方法所生产的铜，年产约占总产量的铜，年产约占总产量的15。近年来，以锍化铜精矿为原料采用强氯化近年来，以锍化铜精矿为原料采用强氯化剂可使精矿的铜转化为可溶性的硫酸铜，剂可使精矿的铜转化为可溶性的硫酸铜，同时使硫还原为元素硫，从而出现了许多同时使硫还原为元素硫，从而出现了许多种全湿法流程，如常压酸浸出法、高压氧种全湿法流程，如常压酸浸出法、高压氧浸出法、二氯化铁浸出法、重铬酸盐浸出浸出法、二

5、氯化铁浸出法、重铬酸盐浸出法以及细菌浸出法等。法以及细菌浸出法等。|如果按照湿法炼锌那样，也可把铜精矿如果按照湿法炼锌那样，也可把铜精矿的的焙烧焙烧-浸出浸出-电解电解视为全湿法流程。视为全湿法流程。目前湿法炼锌的生产能力已达世界锌总产目前湿法炼锌的生产能力已达世界锌总产量的量的80。轻金属冶金中的铝电解，由海水炼镁，用轻金属冶金中的铝电解，由海水炼镁，用硫化法浸出炼锑以及黄金生产中普遍采用硫化法浸出炼锑以及黄金生产中普遍采用的氰化法工艺，都可以说是全湿法流程。的氰化法工艺，都可以说是全湿法流程。三、火法一湿法联合流程三、火法一湿法联合流程| 火法一湿法联合流程是在冶金过程中采用火火法一湿法联

6、合流程是在冶金过程中采用火法冶金与湿法冶金相配合的方法，以充分发法冶金与湿法冶金相配合的方法，以充分发挥各自的优点，避免其不足。挥各自的优点，避免其不足。 对于有色金属的冶金，采用火法冶金处理的主要对于有色金属的冶金，采用火法冶金处理的主要为硫化矿。因为一般需要首先在高温条件下脱硫为硫化矿。因为一般需要首先在高温条件下脱硫和造渣。但是从经济角度考虑，矿物原料中的脉和造渣。但是从经济角度考虑，矿物原料中的脉石成分不应太多，一般要通过选矿富集为有一定石成分不应太多，一般要通过选矿富集为有一定品位的精矿。品位的精矿。然而湿法冶金则不同，他既能处理富集的然而湿法冶金则不同，他既能处理富集的氧化矿物氧化

7、矿物(锌焙烧矿锌焙烧矿)，也能处理原生的氧化，也能处理原生的氧化矿矿(如南美智利的氧化铜矿如南美智利的氧化铜矿)，此外，湿法工艺可以利用已在化工领域发此外，湿法工艺可以利用已在化工领域发展起来的许多新技术和新方法，因而两者展起来的许多新技术和新方法，因而两者配合起来可充分发挥各自优势，现已形成配合起来可充分发挥各自优势，现已形成现代有色提取冶金中广泛采用的工艺流程。现代有色提取冶金中广泛采用的工艺流程。 这种流程大都是先经过脱硫焙烧、造这种流程大都是先经过脱硫焙烧、造锍熔炼、吹炼、烧结焙烧、还原熔炼锍熔炼、吹炼、烧结焙烧、还原熔炼等火法过程产出粗金属或其他半成品，等火法过程产出粗金属或其他半成

8、品，然后采用浸出、净化、溶剂萃取、电然后采用浸出、净化、溶剂萃取、电解等湿法过程获得纯金属或其他工业解等湿法过程获得纯金属或其他工业原料。原料。在这种联合流程中火法和湿法是前后在这种联合流程中火法和湿法是前后紧密衔接，相辅相成的。紧密衔接，相辅相成的。例如重金属冶金中的电工铜、电工铅，例如重金属冶金中的电工铜、电工铅，镍、钴生产；镍、钴生产；轻金属冶金中的联合法生产氧化铝，轻金属冶金中的联合法生产氧化铝，由菱镁矿生产金属镁等，比比皆是这由菱镁矿生产金属镁等，比比皆是这种流程。种流程。在高熔点稀有金属冶金中，锆、铬、在高熔点稀有金属冶金中，锆、铬、钛等的生产等所采用的工艺大多也是钛等的生产等所采

9、用的工艺大多也是火法一湿法联合流程。火法一湿法联合流程。有关有色金属的冶金工艺流程方式的选择，有关有色金属的冶金工艺流程方式的选择，固然技术上的可能性和经济上的合理性考固然技术上的可能性和经济上的合理性考虑是重要的，但是还必须符合环境保护的虑是重要的，但是还必须符合环境保护的要求。要求。从此角度考虑，火法冶金虽然对处理硫化从此角度考虑，火法冶金虽然对处理硫化矿具有效率高，能耗少，有利于富集其中矿具有效率高，能耗少，有利于富集其中的贵金属，但毕竟不如湿法冶金流程容易的贵金属，但毕竟不如湿法冶金流程容易解决环境污染和劳动保护问题。解决环境污染和劳动保护问题。所以，湿法冶金工艺流程更值得重视。所以，

10、湿法冶金工艺流程更值得重视。第二节第二节 典型有色金属冶金铜、镍典型有色金属冶金铜、镍的造锍冶炼的造锍冶炼|铜、镍矿大多为硫化物矿，而且铜、镍矿大多为硫化物矿，而且多数情况下还是二者的共生矿。多数情况下还是二者的共生矿。因此，铜与镍的火法冶炼属于同因此，铜与镍的火法冶炼属于同一类型。一类型。 火法炼铜火法炼铜(镍镍)是将铜是将铜(镍镍)矿矿(或其焙砂、烧结或其焙砂、烧结块等块等)和熔剂一起在高温下熔化，或直接炼和熔剂一起在高温下熔化，或直接炼成粗铜成粗铜(镍镍)，或先炼成铜（镍）及铁、硫为，或先炼成铜（镍）及铁、硫为主体的熔体，习惯称冰铜主体的熔体，习惯称冰铜(冰镍冰镍)，此过程通，此过程通常

11、又称造锍；常又称造锍；然后再吹炼成粗铜然后再吹炼成粗铜(镍镍)。其工艺流程一般划。其工艺流程一般划分为四段，即造锍、吹炼、火法精炼及电分为四段，即造锍、吹炼、火法精炼及电解精炼。解精炼。 |下面以铜的冶炼工艺流程为例进行分析：下面以铜的冶炼工艺流程为例进行分析：1造锍造锍|硫化矿火法炼铜的第一步是造锍，所得硫化矿火法炼铜的第一步是造锍，所得产物主要由产物主要由Cu2S和和FeS组成，并含有组成，并含有Fe3O4、Au、Ag、Sb、As、Bi、Se、Fe以及以及ZnS、PbS、Ni3S2等物质，习惯等物质，习惯称其为冰铜。称其为冰铜。 造锍炼铜所用设备有：反射炉、密闭鼓风造锍炼铜所用设备有：反射