金属材料的制备参考幻灯片ppt课件.ppt

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1、第一节冶金工艺第二节钢铁冶炼第三节有色金属冶炼第一章金属材料的制备－冶金因此，要获得各种金属及其合金材料．必须首先通过各种方法将金属元素从矿物中提取出来，接着对粗炼金属产品进行精练提纯和合金化处理，然后浇注成锭，加工成形，才能得到所需成分、组织和规格的金属材料。第一节冶金工艺绝大多数金属元素（除Au、Ag、Pt外）都以氧化物、碳化物等化合物的形式存在地壳之中。金属的冶金工艺可以分为火法冶金、湿法冶金、电冶金等。冶金是基于矿产资源的开发利用和金属材料生产加工过程的工程技术。一、火法冶金定义：火法冶金是指利

2、用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法。（干法冶金）工艺过程：矿石准备冶炼精炼选矿、干燥、焙烧、球化或烧结氧化还原提取金属除去杂质提纯金属第一节冶金工艺概述火法冶金矿石准备：选矿：去除矿石中大量无用的脉石或有害矿物，以获得含有较多金属元素的精矿。干燥：去除矿石中的水分，干燥温度一般在400～600℃。焙烧：在一定的气氛下，将矿石加热到一定温度（低于熔点），使之发生物理化学变化以适应下一步冶金过程的要求。烧结和球团：选矿得到的细精矿不宜直接使用，需先加入溶剂再高温烧结成块，或添加粘结剂压制成型或滚成小球再

3、烧结成球团。第一节冶金工艺概述火法冶金冶炼：将处理好的矿石，在高温下通过氧化还原生成粗金属和炉渣的过程。还原冶炼：使金属氧化物在高温熔炼炉还原性气氛下被还原成熔体金属的冶炼方法。加入的炉料：富矿、烧结矿、球团矿；造渣用的石灰石、石英石的溶剂；还加入焦炭、煤，既作为发热剂，产生高温，也作还原剂，使金属化还原。第一节冶金工艺概述火法冶金造锍冶炼：属氧化冶炼。主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿。生产上利用铜、镍、钴对硫的亲和力大于铁，而对氧的亲和力远小于铁的性质在熔炼过程中，使铁的硫化物不断氧化成氧化物随后与脉石

4、造渣而除去。氧化吹炼：在氧化性气氛下进行冶炼，吹入氧气使生铁液中的硅、锰、碳、磷、硫等杂质被氧化炼成合格的钢水。第一节冶金工艺概述火法冶金精炼：对冶炼的金属进行去除杂质提高纯度的过程。物理精炼法熔析精炼：利用某些杂质金属或其化合物在主金属中的溶解度随温度的降低而显著减少的性质，改变温度，使原来成分均匀的粗金属分相，形成多相体系，而将杂质分离到一种固体或液体中，与主金属分开，达到提纯金属的目的。多用于提纯熔点较低的金属（Sn、Pb、Zn、Sb等），以去除熔点较高并与主金属形成二元共晶的杂质。第一节冶金工艺

5、概述火法冶金物理精炼法精馏精炼：利用物质沸点不同，交替进行多次蒸发和冷凝去除杂质。适用于相互溶解或部分溶解的金属熔体。区域精炼：又称为区域熔炼或区域提纯，指根据金属液体混合物在冷凝结晶过程中偏析（即杂质在固液相中分配比例不同，将杂质富集到液相或固相中从而与主金属分离）的原理，通过多次熔融和凝固，达到精炼的目的。第一节冶金工艺概述火法冶金化学精炼法氧化精炼：利用氧化剂将粗金属中的杂质氧化造渣或氧化挥发除去的精炼方法。硫化精炼：用加入硫或硫化物的方法，除去粗金属中杂质的精炼方法。氯化精炼：通入氯气或氯化物使

6、杂质形成氯化物而与主金属和分离的精炼方法。碱法精炼：向粗金属加入碱，使杂质氧化并与碱结合成渣而被除去的精炼方法。第一节冶金工艺概述二、湿法冶金定义：湿法冶金是在常温或低于100℃以下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属分离和提取出来的过程。大部分溶剂为水溶液，也称为水法冶金。工艺过程：浸出（固液）分离（金属或化合物）提取（溶液净化）富集第一节冶金工艺概述湿法冶金浸出：也称为浸取，是对矿石进行选择性溶解的过程。即借助于浸出剂从矿石、精矿等固体物料中提

7、取所需金属可溶性成分，从而与其他不溶物质分离的过程。浸取剂不同：酸浸出、碱浸出、盐浸出化学过程不同：氧化浸出、还原浸出。浸出过程压力的不同：常压浸出、加压浸出。浸出方式：就地浸出、渗滤浸出、搅拌浸出、热球磨浸出、流态化浸出第一节冶金工艺概述湿法冶金固-液分离：是将浸出液与残渣分离成液相和固相，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子洗涤回收的过程。沉降分离法：借助于重力的作用使固相沉积将液相与固相分离的方法过滤分离法：在压力的作用下，利用多孔介质拦截浸出液相中的固体离子，使液相与固相分离的方法。第一节冶金

8、工艺概述湿法冶金第一节冶金工艺概述富集：对分离的溶液进行净化。一般浸出溶液中除欲提取的金属外，还有其他金属和非金属杂质，必须将他们分离出来才能最终提取所需的金属。方法：结晶、蒸馏、沉淀置换、溶液萃取、离子交换、膜分离等提取：通过电解、化学、置换、还原等方法从净化的溶液中获得金属或化合物方法三、电冶金定义：利用电能从矿石或其它原料中提取、回收、精炼金属的冶金过程。工艺分类：电热冶金：直接用电加热生产金属的一种冶金方法。包括电弧熔炼、电阻熔炼、