有色金属冶金 教学课件 作者 王鸿雁 主编 冶金原理 第一次课绪论.ppt

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1、冶金原理绪言教学内容一.“有色冶金原理”课程的任务与方法二、有色金属冶炼方法与其基本单元过程一.“冶金原理”课程的任务与方法1、任务：研究和确定各种元素与其他化合物等在冶炼过程中所遵循的具有普遍意义的物理化学规律，从而为有效地控制现有的生产工艺、改造旧工艺和发展新工艺提供理论根据。2、方法：物理化学方法。它可归结为，研究和确定反应的方向、限度和速度。冶金原理的研究方法1、确定反应在标准状态下究竟向哪个方向进行－－热力学方法计算出化学反应在标准状态下进行的吉布斯自由能变化，从而作出反应在标准状态下向哪个方向进行的结论，根据反应过程所处的实际情况对参与反应的物质的温度和活度进行相应的校正

2、，使得有可能判断反应过程，在给定条件下进行的可能性。冶金原理的研究方法2、确定反应的限度－－热力学方法计算反应的平衡常数应用平衡常数和质量作用定律来确定参与反应的各种物质的最终数量冶金原理的研究方法3、了解反应过程以什么速度进行－－动力学问题其一，限于研究和确定已知的级数（如一级、二级等）的各种反应速度方程，据此对一定的转变程度来计算过程持续的时间。其二，揭示过程的机理，确定总速度的最缓慢反应阶段，并在对机理有具体概念的基础上推广出速度方程。二、金属冶炼方法与其基本单元过程1、冶金：金属矿物的勘探、开采、选矿、冶炼和有色金属及其合金、化合物的加工等过程。2、冶炼：指从含有金属的物料，

3、如矿石、精矿或冶炼过程中间产物中提取纯金属或制取金属化合物，乃至生产合金的过程。在习惯上又常将冶炼称之为冶金。冶金的方法：金属的冶炼方法基本上分为两大类：火法冶炼湿法冶炼火法冶炼：指在高温条件下（几百度到一千多度，甚至更高），参与反应的物质一般呈熔融状态的冶炼过程。焙烧熔炼吹炼熔盐电解湿法冶炼是在较低温度下（常温到几百度），参与反应的物质一般是在水溶液中进行的冶炼过程。浸出净化水溶液电解冶金单元过程焙烧熔炼吹炼蒸馏火法精炼熔盐电解浸出净化水溶液电解冶金单元过程－－焙烧1、焙烧焙烧是指在一定的气氛中，将矿石（或精矿或冶炼过程的伴生物）加热到一定温度，使之发生物理化学变化，所产物料能适应

4、下一冶炼过程的要求。它一般是熔炼或浸出过程的准备作业。焙烧分类按物理化学变化煅烧氧化焙烧硫酸化焙烧还原焙烧氯化焙烧焙烧分类按产物的物理形态粉末焙烧焙砂烧结焙烧烧结块冶金单元过程－－熔炼2、熔炼熔炼是将矿石（或精矿或烧结块）与造渣剂一起进行高温熔化，使物料中的个组分发生一系列物理化学变化，结果得到两种以上互不相溶的熔体产物--锍或粗金属与炉渣，由于它们的密度不同而分离。熔炼可分为造锍熔炼、还原熔炼、氧化熔炼、沉淀熔炼和氯化熔炼等冶金单元过程－－吹炼3、吹炼吹炼的实质是氧化熔炼，就是将造锍熔炼所得到的锍的熔体，一般在转炉中借助鼓入空气中的氧（或富氧空气），使锍中的铁、硫和其它杂质元素氧化

5、，或造渣或挥发与主体金属分离而得到粗金属。冶金单元过程－－蒸馏4、蒸馏蒸馏是指将冶炼的物料在间接加热的条件下利用在某一温度下各种物质挥发度不同的特点，使冶炼物料中某些组分分离的方法。冶金单元过程－－火法精炼5、火法精炼火法精炼是根据主体金属与其中杂质元素的物理化学性质，如互溶度、对某一元素反应的吉布斯自由能、沸点等的不同，采用如熔析法、加剂法、精馏法等不同的方法，以除去粗金属中的杂质元素。冶金单元过程－－浸出6、浸出所谓浸出（有的也叫溶出）就是将固体物料（例如矿石、精矿等）加到液体溶剂中，使固体物料中的一种或几种有价金属溶解于溶液中，而脉石和某些非主体金属入渣，使提取金属与脉石和某些

6、杂质分离。冶金单元过程－－净化7、净化净化是用于处理浸出溶液或其它含有杂质超标的溶液，以除去溶液中杂质至合标的过程。净化过程也是综合利用资源，提高经济效益，防止污染环境的有效方法。常用的净化方法：离子沉淀法置换沉淀法共沉淀法冶金单元过程－－水溶液电解8、水溶液电解水溶液电解是在水溶液电解质中，插入两个电极——阴极与阳极，通入直流电，使水溶液电解质发生氧化—还原反应，这个过程，叫做水溶液电解。水溶液电解时，因使用的阳极不同，有可溶阳极与不可溶阳极之分，前者称为电解精炼，后者叫做电解沉积。冶金单元过程－－熔盐电解9、熔盐电解熔盐电解的用熔融盐作为电解质的电解过程。熔盐电解主要是用于提取轻

7、金属，如铝，镁等。这是由于这些金属的化学活性很大，电解这些金属是水溶液，得不到金属。为了使固态电解质成为熔融体，所以过程是在高温条件下进行的。