有色金属冶金学复习资料

有色

名词解释

1、冰铜：冰铜是在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，是熔炼过程的主要产物之一，是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其它金属硫化物、贵金属、铂族金属、Se、Te、As、Sb、Bi等元素及微量脉石成分的多元系混合物。

2、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。

3、碱性精炼：是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。

4、碱性炉渣：

5、酸性炉渣：

6、直接炼铅：利用硫化铅精矿粉料在迅速氧化过程中放出大量的热，将炉料迅速熔化，产出液态铅和熔渣，同时产出少量的高So2浓度的烟气，使硫得以回收的冶金过程。

7、槽电压：阳极压降、阴极压降、母线压降、分解和极化压降、电解质压降的总和。

8、电流效率：是指在电解槽通过一定电量时，阴极实际析出的金属量与理论应析出的金属量的百分比，

9、沸腾焙烧：沸腾焙烧是强化焙烧过程的新方法，是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料层，固体炉料粒子被风吹动互相分离，并作不停的复杂运动，运动的粒子处于悬浮状态，其状态如同水的沸

有色

腾，因此称为沸腾焙烧。

10、冰镍：熔有金属的硫化物熔体。

11、还原硫化熔炼：冰镍和冰铜相似，也是硫化物的熔体。由于这种熔炼方法是将矿石中的镍、钴和部分铁还原并使其硫化为金属硫化物与熔渣分开，故称还原硫化熔炼。

12、硬头：在还原熔炼时，少量的铁与锡一道被还原，生成各种成分的合金，称为硬头。

13、灰吹：将贵铅进行氧化熔炼

14、贵铅：工业上称Ag-Pb合金为贵铅。

15、氰化法：用含氧的氰化物溶液，浸出矿石或精矿中的金银，再从浸出液中回收金银的方法称为氰化法。

16、汞齐化：将汞与含金矿粉混合，磨细，使汞首先对金湿润，继而溶解金形成汞膏，汞膏组成由不均匀至均匀直至接近Au2Hg成分的过程称为汞齐化，将金从含金矿石中提取出来的方法，称为混汞法。

17、炭浆法：用活性炭直接从氰化浸出矿浆中吸附金银的方法，称为炭浆法，该法不仅可省去传统氰化法中的液固分离工序，还有利于氰化浸出率的提高。

18、直接熔炼：金属硫化物精矿不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属的熔炼方法称为直接熔炼。

铜冶炼

1、有色金属的分类：

⑴轻金属⑵重金属⑶贵金属⑷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。

轻重金属的判别：重金属一般指比重大于5.0的金属

有色

2、冶炼铜的方法：

⑴、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。 ⑵传统熔炼方法：鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼

⑶现代主要炼铜方法：熔池熔炼、闪速熔炼法。

3、冰铜的吹炼可分为两个阶段：

⑴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)。 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2

⑵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

4、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、密闭鼓风炉的三个工作区：

（1）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 = 2FeO·SiO2

（3）本床区: 汇集熔体和最后调整熔体成分的区域

6、在吹炼过程中Fe3O4的危害？控制Fe3O4的措施和途径？

Fe3O4会使炉渣熔点升高、粘度和密度也增大。转炉渣中Fe3O4含量较高时，会导致渣含铜显著增高，喷溅严重，风口操作困难。在转炉渣返回熔炼炉处理的情况下，还会给熔炼过程带来很大麻烦。

控制Fe3O4的措施和途径：

（1）转炉正常吹炼的温度在1250℃~1300℃之间。在兼顾炉子耐火材料寿命的情况下，适当提高吹炼温度。

（2）保持渣中一定的SiO2含量。

（3）勤放渣。

7、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。

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

⑷创造Fe3O4与Fe和SiO2的良好接触

8、闪速炉的类型：

（1）奥托昆普闪速炉（需要补充燃料）：

①反应塔②沉淀池③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。

有色

9、闪速熔炼对炉料的要求：要求精矿含水0.1%～0.3%

10、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

11、诺兰达熔炼炉：炉体能够转动，灵活便捷，诺兰达熔炼对物料粒度和含水要求不严（含水一般为7～9%），不必深度干燥。

火法炼铜的流程图：

12、火法精炼：氧化、还原和浇铸三个工序.。在1150℃~1200℃的温度下，首先将空气压入熔融铜中，进行杂质的氧化脱出，而后再用碳氢物质除去铜液中的氧，最后进行浇铸。

氧化过程－铜中有害杂质的除去

还原过程－铜中氧的排除

过还原的影响：使铜溶液中含氢量过多，铸成的阳极板产生气孔，对电解不利。

13、电能消耗：在电解槽生产一定量Cu时，理论上应耗电能与实际消耗电能之比。

14、电解和电积的区别：

⑴电极板不同：铜电解精炼是采用纯净的电解铜薄片作阴极，阳极是含有少量杂质铜板；铜的电积也称不溶阳极电解，以纯铜作阴极，以Pb-Ag或Pb-Sb合金

有色

板作阳极。

⑵电极反应不同：

电解过程：阳极反应 阴极反应：

电积过程：阴极：Cu2+ + 2e = Cu

阳极：H2O – 2e = 1/2O2 + 2H+

总反应：Cu2+ + H2O = Cu + 1/2O2 + 2H

⑶技术参数和技术指标不同

15、细菌浸出的作用：

⑴直接氧化作用：氧化铁硫杆菌。为取得维持生命的能源而将矿石中的低价铁和硫氧化成高价，使矿石中的硫化物变为硫酸盐而转入溶液中。

⑵间接催化作用：细菌在有氧和硫酸存在的条件下起催化作用，将Fe2+氧化成Fe3+

16、细菌生活和繁殖的良好条件：

⑴pH值1.5～3.5； ⑵温度25～40℃，在35℃时细菌有最大活力； ⑶氧气充足; ⑷避光，溶液不要暴露在日光下

17、试从资源综合利用和生产过程对环境的友好两个方面，分析火法和湿法炼铜的主要优缺点。

⑴资源利用方面：火法炼铜用于处理硫化铜矿的各种铜精矿、废杂铜

；湿法炼铜通常用于处理氧化铜矿、低品位废矿、坑内残矿和难选复合矿。由此可以看出，火法炼铜偏于品味较高的精矿和废铜，而湿法则是偏向于低品位的原矿，资源利用范围要相对于火法要广一些。

⑵环境方面：湿法炼铜是在常压或高压下，用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的铜，经净液使铜与杂质分离，而后用电积或置换等方法，将溶液中的铜提取出来，这种方法产生的三废少，对环境污染小。而火法则是要在高温的条件下对矿石中的铜进行熔炼，会产生大量的三废，污染环境，就环保而言，湿法炼铜优于火法。

18、湿法炼铜的方法和工艺

1）焙烧—浸出净化—电积法：用于处理硫化铜精矿。

2）硫酸浸出—萃取—电积法：用于处理氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿。

3）氨浸—萃取—电积法：用于处理高钙、镁氧化铜矿或硫化矿的氧化砂。

金银

1、矿石中金银的提取方法：混汞法、氯化法、氰化法和硫脲法。

2、汞齐：金与汞可以任何比例形成合金，金汞合金称为金汞齐，金汞齐因含金量不同可呈固体或液体状态存在。

3、提炼金银的方法：从矿石中直接提取和从有色金属生产中综合回收金银。

4、从废旧金属中回收金银的方法：王水溶解、氯化溶解或电化溶解等方法

5、金银合金的分离方法：化学法和电解法，目前工业上最常用的分离金银合金方法是电解法

6、化学法：氯化法、硝酸分解法和硫酸分解法。

7、金银电解精炼时的电化系统：

⑴金电解：Au（纯）|HAuCl4，HCl，H2O|Au（粗）

⑵银电解：Ag（纯 ）|AgNO3，HNO3，H2O|Ag（粗）