有色金属行业基础知识

..有色金属行业根底学问概述有色金属的分类铅、锌、镍等常用金属；钨、钼、锡、锑等稀有金属；金、银等贵金属；64国际上的争辩机构大多数都将有色金属分为根本金属〔Basemetal(Preciousmetals(Minormetalsrareearthmeta〕和半金属semimeta铝、铅、锌、锡、镍六种金属；贵金属包括金、银、铂、钯、钌、铑、锇、铱；小金属主要包括钨、钼、锑、钛、镁等；稀土金属包括包括镧17有色金属的生产过程探测，需找、觉察有工业意义的有色金属矿床，并查明矿产的质和量，资料。采矿：大局部矿床用一般机械化方法开采。机械化开采又分为露天开采〔包括矿石和砂矿〕和地下开采两大类。露天开采将矿体上覆的岩层剥离，然后自上而下顺次开采矿体。露天矿敞露地表，可以使用大型采矿机械，作业较安全，矿石损失少，贫化率低，生产力气大，采矿本钱低，大型贫铁矿床和建筑材料矿床多用此法。当矿体赋存深度大，矿体厚度小,剥离工作量很大,其经济效益低于地下开采或需要保护地表和景观时，则用地下开采方法。赋存条件简洁，工业储量较小的有色和稀有金属矿床多用此法。采矿的主要生产过程包括：①采准：在已经开拓完毕的矿床里，按开采方法的要求掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。②回采：将矿石崩落裂开,装入运输容器。地下回采包括落矿、出矿作业；露天回采包括穿孔、爆破和采装作业。③运输：将装入运输容器的矿石运交选矿厂或矿仓。选矿：用物理或化学方法将矿物原料中的有用矿物和无用矿物〔通常称脉石〕或有害矿物分开，或将多种有用矿物分别开的工艺过程，又选矿的主要生产过程包括：①裂开：将矿山采出的矿块碎裂至粒度为5～25mm10～300μm同的粒度级别称筛分，常用于处理粒度较粗的物料。按颗粒在介质〔通常为水〕中沉降速度的不同，将物料分为不同的等降级别，称分级，用于粒度较小的物料。筛分和分级是在粉碎过程中分出适宜粒度的物料，或把物料分成不同粒度级别分别入选。④选别作业：矿物原料经粉碎作业后进入选别作业,使有用矿物和脉石分别，或使各种有用矿物彼此分别。选别作业的产品中，有用成分富集的称精矿，是冶炼业提取金属的原料；无用成分富集的称尾矿；有用成分的含量介于精矿和尾矿之间，需进一步处理的称中矿。冶炼：冶炼是用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来的过程。有色金属冶炼过程,通常分为火法冶金、湿法冶金和电冶金。火法冶金一般具有处理精矿力气大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点；但往往难以到达良好的环境保护。镁、钠等活性较大的金属的生产。这些方法要针对所处理的矿物组成选择使用或组合使用。...加工：将有色金属或合金制成棒、线、板、带、条、管、箔等外形的材料的过程。有色金属的加工有轧制、挤压及拉伸等多种方法。有色金属的产业链有色金属上游产业链包括有色金属采选业以及电力和煤炭等关心产业；中游为有色金属冶炼及加工业；下游涉及到国民经济各个领域，主要有房地产、汽车、电力、家电、交通运输、军工等领域。不同的有色金属品种，由于具有不同的物理化学属性和不同的用途，其产业链也具有各自不同的特点。铅锌行业产业链铅锌行业产业链的分布，上游主要是采矿、选矿以及关心材料生产、能源供给等，中游为铅锌冶炼、加工，下游为应用领域。我国是铅锌资源丰富国家，因此，上游产业比较兴盛，全国铅锌矿山数量也比较多。值得强调的是铅锌矿大多伴生，在行业里也成为姊妹金属，尤其是在上游，几乎是不行分割的。我国铅锌冶炼行业比较兴盛，冶炼方法格外全面，从古老到现代几乎都可以找到，目前和兴盛国家的冶炼技术差距正在缩小。由于铅锌加工业范围比较窄，和铜、铝相比加工业是这个行业产业链比较薄弱的环节。铅主要用途是蓄电池生产，加工产业链格外单一。锌的主要用途是防腐蚀，生产热镀锌产品在加工中占有重要地位，其余局部比较小；铅的下游领域主要是汽车以及供给备用电源的银行、电信等领域，也有局部用作防辐射，可见其下游应用范围格外窄。虽然锌的加工业也不是很兴盛，但下游应用领域还是比较广，根底设施建设领域都少不了锌的参与，电力、铁路、大路、建筑等很多领域都有锌的应用，其在防腐领域占有不行替代地位，此外，在电池、电子、五金器锗、铋等也在国民经济建设中发挥重要作用。铅冶炼3％,须经选16～20％,还常含有银、铜、铋、砷、锑等伴生或共生金属。硫化铅精矿炼铅主要包括烧结焙烧、鼓风炉熔炼等过程。烧结焙烧：使精矿中的PbSPbO，并烧结成块。烧结40～50％2％。一局部二氧化硫浓度高的焙烧烟气可用于生产硫酸。10010%左右的焦炭装入鼓风炉，从炉的下部鼓入空气或预热空气〔250～450℃〕或富氧1300℃左右，含有CO烟气在炉内向上运动，在此过程中，使炉料中的氧化铅复原成铅，氧化铁等形成炉渣。液体铅和炉渣流入炉缸，进展分别。铅液在向下流淌过98％的粗铅，送往精炼。炉渣含锌高时，经烟化炉处理回收锌、铅。粗铅精炼：分火法精炼和电解精炼。火法精炼的基建投资省，生产费用低，为世界很多炼铅厂承受；电解精炼除铋效果好，粗铅含铋高时，宜承受电解精炼。火法精炼：包括熔析精炼和加硫除铜。熔析是利用铜在铅中的溶解度随温度的降低而减小的特性，降温除去局部铜，加硫是使铜生成Cu2S进一步除去。经过这两段作业，铅中含铜可降至 0.001～0.002％。②碱性精炼除砷、锡、锑。除铜后的铅液不断流经熔融的氢氧化钠和氯化钠，同时参与硝石(NaNO3)作氧化剂，使砷、锡、锑分别氧化生成砷酸钠(Na3AsO4)锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4),溶于氢氧化钠和氯化钠的混合熔体中而与铅分别。③加锌除银。加锌于含银的铅液，生成浮于铅液外表的“银锌壳。银锌壳一般比粗铅含银高20倍，是提取银的原料。铅液中残存的(0.6～0.7%),可用碱性精炼法或氯化精炼法除去。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂承受。④加钙、镁除铋在确定温度下铋与钙可生成Bi2Ca3和Bi3Ca,铋与镁可生成Bi2Mg3，此法可使铅中的铋降至0.01～0.02％。反射炉。电解精炼：粗铅中的铜、锡等杂质,对电解有害,电解前先用火法初步精炼，以除去铜、锡。电解时阳极中须含有千分之几的锑，以便使阳极泥致密而不脱落，故在铸造阳极前须调整铅液中的含锑量。电和硅氟酸溶液中进展。5～7%3.5～4就不仅降低了设备力气，同时也限制了烟气二氧化硫浓度的提高，为二氧化硫的回收带来困难，而且返粉的制备须经烧结块冷却、多段裂开、运输、配料等过程，从而加剧了铅尘和烟气对环境的污染。为此,60以来,很多国家先后争辩了多种直接处理铅精矿产出粗铅的方法,以取代传统的烧结机-鼓风炉流程。基夫塞特法(KIVCET)──氧气闪速(TBRC)炼铅方法，已为瑞典的炼铅厂所承受。氧气底吹炼铅法(QSL)正在进展工业试验，奥托昆普(Outokumpu)闪速熔炼炼铅法──氧气闪速熔炼、电炉插以复原喷枪贫化炉渣，已完成中间试验工厂。此外，用氯盐浸出铅精矿的湿法炼铅的争辩也取得了一些进展。再生铅：蓄电池用铅量在铅的消费中占很大比例，因此废旧蓄电池是再生铅的主要原料。有的国家再生铅量占总产铅量的一半以上。锌冶炼经焙烧使硫化锌转变为氧化锌，然后在高温、强复原气氛中，用碳质复原剂复原产出锌蒸气，经过冷凝得到金属锌。目前，火法炼锌主要为竖罐蒸馏法和鼓风炉法。由于环境保护要求日趋严格、能源价格上涨等缘由炼锌(ISP)处于停滞状态，有的已停产或转而炼铅。湿法炼锌则不断发展，近十年来建的炼锌厂均承受湿法。湿法炼锌主要有焙烧、浸出、浸出液净化和电积等工序。锌精矿焙烧后用电解废液进展中性浸出，使大局部氧化锌溶解，得到的矿浆分别出上清液和底流矿浆。上清液净化后电积产出金属锌，熔铸成锭。底流矿浆进展酸性浸出以溶解剩余的氧化锌，酸性浸出液返回到中性浸出；20％的酸性浸出渣，须进一步处理，传统方法承受回转窑挥发，回收其中的锌、铅和局部稀散金属。铜行业产业链球其他国家比不具备优势，而且每年进口大量铜精矿，但采选业还算兴盛，只是堆浸工艺没有得到很好应用，和国际有差距。管、杆、箔、合金件等等，品种格外多，其加工业企业家数远超过冶炼业。铜的下游产业链也格外兴盛，几乎涉及到工业制造的各个领域，大到建筑、交通运输、电力、电子，小到家用电器、空调制冷、包装、五金件等等，都是铜下游产业延长领域。铜冶炼或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提取,才能成为精铜及铜制品。目前，世界上铜的冶炼方式主要有两种：即火法冶炼与湿法冶炼。火法:通过熔融冶炼和电解精炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左90杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板)；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。湿法:一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。其他工业炼铜方法：三菱法(Mitsubishiprocess)：将硫化铜精矿和熔剂喷入熔炼炉的熔体内，熔炼成冰铜和炉渣，而后流至贫化炉产出弃渣，冰铜再流至1974诺兰达法(Norandaprocess)：制粒的精矿和熔剂加到一座圆筒型回转炉内，熔炼成高品位冰铜。所产炉渣含铜较高，须经浮选选出铜精1973氧气顶吹旋转转炉法：用以处理高品位铜精矿。将铜精矿制成粒或压成块参与炉内，由顶部喷枪吹氧，燃料也由顶部喷入，产出粗铜和炉渣。中国用此法处理高冰镍浮选所得铜精矿。1～5％的矿石磨750～8002～50.2～0.5％的食盐，矿石中的铜生成气态氯化亚铜(Cu3Cl3〕并为氢复原成金属铜而附着于50％能耗高，很少承受。铜精矿焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧〔“死焙烧”〕，分别脱除精矿中局部通常不需另加燃料。造锍熔炼一般承受半氧化焙烧，以保持形成冰铜时所需硫量；复原熔炼承受全氧化焙烧；此外，硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧,是把铜转化为可溶性硫酸盐,称硫酸化焙烧。冰铜吹炼的冰铜中鼓入空气，使硫化亚铁氧化成氧化亚铁,并与参与的石英熔剂造渣除去,同时局部脱除其他杂质，而后连续鼓风，使硫化亚铜中的硫98～99％的粗铜，贵金属也进入粗铜中。粗铜精炼铜，而其氧化物又不熔于铜液等性质，通过氧化造渣或挥发除去。电解精炼以火法精炼的铜为阳极，以电解铜片为阴极，在含硫酸铜的酸性溶.液中进展。电解精炼以火法精炼的铜为阳极，以电解铜片为阴极，在含硫酸铜的酸性溶99.95％以上的电铜,而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。铜加工2.3.3铝加工的介绍。铝行业产业链铝土矿。我国铝冶炼力气在全球占有重要地位，铝冶炼近年来疯狂扩建，几1/3为产业链是否完整的一个行业特性，我国河南、山东等很多铝厂都有自产业链，具有竞争优势。铝的加工业格外兴盛，板、带、管、杆、箔、合金件等等，品种格外多，其加工业企业家数远超过冶炼业。铝的下游产业链格外兴盛，几乎涉及到工业制造的各个领域，大到建筑、交通运输、电力、电子，小到家用电器、空调制冷、包装、五金件等等，都是铝下游产业延长领域。.氧化铝的生产方法从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法始终是生产氧化铝的主要方法，其产量约占95％左右。70〔以以下图为拜耳法生产氧化铝的工艺流程〕铝冶炼由氧化铝电解制取金属铝的工艺流程图如下：.950～970℃二氧化碳和一氧化碳气体〔见熔盐电解〕。铝液从电解槽中吸出，经过净化除去氢气、非金属和金属杂质并澄清后，铸成各种铝锭。铝的精炼：随着铝纯度的提高，它的抗蚀性、可塑性、导电性、反Al＞99.99％)供很多特别部门使用。99.99％的铝。高纯铝：以精铝为原料，用区域熔炼法、有机溶液电解法或两法兼用制得；含Al99.999％以上。铝加工铝加工简明工艺流程见以以下图：.熔炼和铸造：是为塑性加工供给坯锭。加热熔化后的金属经过精...炼和过滤，除掉金属中的有害气体氢和非金属夹杂物后，进展立式或水平式水冷半连续铸造。承受平辊轧制，根本工序为热轧、冷轧、热处理和精整。冷轧常在室温下进展，通过冷轧可获得尺寸准确、外表光滑195570箔材生产：铝箔材可分为工业铝箔和包装铝箔。工业铝箔化学成0.005～0.2容器、绝热材料、防湿材料等。包装铝箔厚度一般为0.007～0.1有平箔、印花箔、涂色印花箔和裱纸铝箔等多种产品，主要用作食品、茶叶、纸烟等的包装材料。通常的工序是，先承受热挤压制成坯料，再经轧制〔或拉伸〕、精整和热处理制成成品。也可用热挤压法直接制成成品。除热挤压外，还进展出冷挤压，等温挤压、无残料挤压和静液挤压等方法。主要承受拉伸工艺生产。产品有铆钉线、焊条和导线。坯料用挤压、轧制或连铸连轧法生产。挤压法生产坯料，机敏性较大，制品性能较好。轧制法和连铸连轧法适于单一合金品种的坯料生产，生产效率高。锻件生产：主要用于飞机和机器制造上。锻件分自由锻件和模煅件，其坯料承受铸造和挤压坯料。热处理：保证制品最终性能的热处理称为成品热处理，包括成品退火、固溶处理、淬火、自然时效和人工时效处理；此外，还进展出分级时效和形变热处理工艺。时效处理不仅改善制品的力学性能，而且改善制品的抗应力腐蚀性能和断裂韧性。常用术语选矿常用术语：矿石：指在现代技术条件下，能够加工或直接提炼金属以及其他化合物的岩石。脉石：矿石中没有工业价值或临时不能为人类所利用的局部称脉石。矿石品位：是指矿石中某种金属，非金属或其它有用组分含量的多少，一般用百分数表示，有的用每吨矿石中含的克数来表示。原矿品位：是指进入选厂的矿石中的某种金属，非金属或其它有用组分与原矿量的百分比。精矿品位：指精矿中所含某种金属〔或非金属或其它有用组分〕与精矿量的百分比。尾矿品位：尾矿中所含某种金属〔或非金属或其它有用组分〕与尾矿量的百分比。重力选矿：简称重选，是依据矿石中各种矿物比重〔密度〕的差〔重介质〕中受液体动力和其它机械力作用。形成分层，使轻、重矿物得浮游选矿：简称浮选，浮选通常为泡沫浮选，它是依据矿物外表〔〕明显，从而使矿物颗粒可以有选择地附着在气泡外表上，并把这些附着的过程。是一种选择性分别工艺。磁力选矿：简称磁选，是依据矿物自然磁性的不同，在磁选机磁场作用下，使各矿物受到不同的作用力，从而使矿物得到分别的方法。电选法：是依据矿物导电率的差异进展分选的方法。矿石经选别作业后，除去了大局部脉石和杂质，使有用矿物得到充分富集的最终产品。在选别过程中得到的中间产品〔通常为扫选作业的精矿和精选作业的尾矿。中矿品位一般介于最终精矿和尾矿品位之间。中矿一般需要返回某适当作业点进展再选或单独处理。矿石经选别作业后，主要有用成份富集于精矿中，所剩余丢弃。因此尾矿要妥当保管起来。产率：在选矿过程中某产品的重量与原矿重量的百分比。回收率：指精矿产品中的金属或其它有用组分的重量与原矿中这种物质重量的百分比。回收率是重要的选矿指标，它反映了选矿过程中金属〔或其它回收率的有用成分〕的回收程度和选矿技术水平，治理工作质量。原矿量与精矿量之比。或为：选出一吨精矿所需原矿的吨数。指精矿中某有用矿物的品位与原矿品位之比，即精矿品位是原矿品位的几倍。是指在选矿过程中，各产物中金属量与原矿中金属量的百分比。又称分选效率，根本含义是表示在选矿过程中精矿里矿过程好坏的综合指标。冶炼常用术语及冶炼设备冶炼常用术语是指在高温下应用冶金炉把金属和精矿中的大量脉石分别开的各种作业，此过程没有水溶液参与，所以又称为干法冶金。火法冶炼所承受的步骤有焙烧、熔炼、吹炼、火法精炼等。湿法冶金：在低温下用适当的溶剂来处理矿石，使其中要提取的金属溶解进入溶液，从而与不溶解的脉石或其他杂质分别，并随后从溶液中提取我们所需的金属的方法。它一般包括浸出、过滤、净化〔包括液固分别〕及提取金属4属的提取都需要经过湿法冶金的处理。闪速熔炼：是在炉子的反响塔顶上，将枯燥过的精矿粉和预热空气通过喷嘴混合吹入反响塔中，并使这些物料在悬浮状态下进展熔炼。由的处理力气，热能利用好，能得出高纯度的二氧化硫炉气以制造硫酸。闪速熔炼首先是用来冶炼铜、镍的硫化精矿，也可用来熔炼黄铁矿生产元素硫，还可以处理铜、锌简洁硫化矿。电解：将电流通过电解质溶液或熔融态物质〔又称电解液极和阳极上引起氧化复原反响，从矿石或化合物提取金属或提纯金属。很多有色金属〔如钠、钾、镁、铝等〕和稀有金属〔如锆、铪等〕的冶炼及金属〔如铜、锌、铅等〕的精炼，都是通过电解实现的。电积：电积与电解的不同之处在于所用阳极不一样，电解为可溶阳极，它是用粗金属〔如粗铜〕做成的，通电电解时，阳极渐渐被溶解。而电积则是不溶阳极。通电电解时，阳极并不溶解，只是让电解质中欲提取的金属在阴极上沉积，这样可以到达提取金属的目的。有色金属冶炼的主要设备反射炉：一种室式火焰炉。炉内传热方式不仅是靠