废金属课程复习总结

1、 金属可塑性、导电性及导热性良好，具有金属光泽的化学物质。2、 电子废弃物指丧失使用功能的废弃电子产品或电子电气设备，包括家电、计算机、手机、电话、电子和电气工具等。3、 湿法冶金又称“水法冶金”金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。4、 火法精炼在高温熔化金属的条件下根据主金属杂质的物理和化学性质的差异，通过各种方法形成新相将主金属杂质分离的精炼过程。5、 氧化精炼一种重要的火法精炼方法。利用主金属杂质与氧的亲和力不同，粗金属中的杂质形成氧化物进入炉渣或烟气被排出，得到较纯金属的过程。6、 硫化精炼硫化精炼是有色金属的一种精炼方法。利用待精炼金属和杂质对硫的亲和力不同，向液态金属中鼓入硫黄粉，使杂质成为硫化物浮渣析出，从而获得纯度较高的金属。7、 三层液精炼阳极合金、电解质、精炼金属液体因密度差自上而下形成三层，在直流电流的作用下阳极合金中的主金属电化学溶解，进入电解质，在阴极析出，从而除去杂质得到精炼金属液的方法，是生产高纯铝的一种重要方法。8、 电解精炼利用不同元素的阳极溶解或阴极析出难易程度的差异而提取纯金属的技术。9、 熔析精炼：利用杂质及其化合物在主金属相中的溶解度随温度变化的性质，通过改变精炼温度使杂质脱除的精炼方法。10、 区域提纯在凝固过程中，杂质在固相中的溶解度小于在熔融金属中的溶解度，因此，当金属凝固时，大部分杂质汇集在熔区内，如果逐渐移动熔区，杂质会跟着转移从而将杂质富集在头部或尾部的方法。11、 重力分选将物料加入活动或流动的介质中，由于颗粒密度差异而导致运动速度或运动轨迹不同而分层，得到不同密度产物的过程。12、 跳汰分选利用垂直变速介质流分选固体颗粒的一种操作，因通常选用水为介质，故亦称水力跳汰。13、 反射炉一种室式火焰炉。以粉煤或重油燃烧的高温烟气将炉内物料加热完成氧化或还原等熔炼过程的传统设备。传热方式：高温气体的对流辐射，炽热炉壁、炉墙及过热熔体的辐射。14、 矿热电炉又称电弧炉或电阻炉，采取炉料的埋弧操作，电极插入炉料，利用电弧及电流流过炉料，炉料电阻产生的热量来熔炼金属，主要用于冶炼矿石。15、 锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。16、 机械能破碎按破碎固体所用的外力，挤压、磨擦、剪冲、冲击、弯曲等，即消耗能量的形式可分为机械能破碎和非机械能破碎，前者前者利用破碎工具对固体施力而将其破碎。17、 焙烧：矿石在低于熔点的温度下，与空气、氯气、氢气等气体或者添加剂反应，改变其化学组成的过程。（焙烧泛指固体物料在高温时不发生熔融的条件下进行的化学反应过程。冶金中把广义的焙烧又分为：焙烧、煅烧和烧结。）18、 煅烧：将固体物料在低于熔点的温度下加热分解，除去二氧化碳、水分等挥发性物质的过程。19、 烧结：固体矿粉配加助溶剂，燃料或者其他反应物质，并适当添加水分，在炉料熔点温度发生化学反应，生成一定量的液相，冷却后使颗粒粘结成块的过程。20、 熔池熔炼将炉料直接加入鼓风翻腾的熔池中迅速完成气、液、固相间主要反应的熔炼方法。这种强化熔炼的冶金方法适用于有色金属原料熔化、硫化、氧化、还原、造锍和烟化等冶金过程。21、 闪速炉是目前铜火法冶炼最常用的冶金炉，强化熔炼通过控制高富氧浓度、总氧量实现反应精确可控闪速炉具有节能环保的优点，它利用铜精矿巨大表面面积的粉状物料，在炉内充分与氧接触，在高温下，以极高的速度完成硫化物的可控氧化反应。反应放出大量的热，供给熔炼过程，使用含硫高的物料，有可能实现自热熔炼。22、 回转窑：回转窑是指旋转煅烧窑（俗称旋窑），属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、

冶金化工窑和石灰窑。23、流化床一种利用气体或液体通过颗粒状固体层使固体颗粒处于悬浮运动状态并进行气-固或液-固相反应过程的反应器。（1） 金属元素的种类及其冶炼原料种类金属按冶金工业分为黑色金属（铁、铬、锰）和有色金属（除铁、铬、锰以外的金属）按密度分为轻金属（密度小于4.5g/cm3）和重金属（密度大于4.5g/cm3）；按储量分为常见金属和稀有金属。金属冶炼原料有精矿、还原剂和造渣剂等，金属冶炼的矿物一般有硫化矿、氧化矿和混合矿，例如铁的冶炼一般为氧化矿，铜的冶炼一般为硫化矿。（2） 湿法冶金与火法冶金工艺湿法冶金工艺：湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。湿法冶金包括浸出、液固分离、溶液净化和溶液中金属提取等主要过程。湿法冶金的优点是：温度较低，原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实现连续化和自动化。火法冶金工艺：火法冶金是指在高温下应用冶金炉把有价金属和精矿中的大量脉石分离开的各种作业。火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。火法冶炼所采用的步骤有焙烧、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼以及化学精炼等主要过程，同时也包括某些辅助作业如熔铸和收尘等。矿石或精矿中的局部或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化。分别富集在气体、液体或固体产物中，生成另一种形态的化合物或单质。达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应供给的。例如硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。大多数的重金属如铜、铅、锡，镍、钻等多采用火法冶金制取粗金属。轻金属多采用湿法冶金制取金属纯化合物。大多数稀有金属采用湿法冶金方法制取纯金属化合物，火法冶金方法或电冶金制取纯金属。贵金属中的金、银多采用湿法冶金富集化合物，以火法冶金制取金属和以电冶金产出纯金属。（3） 火法精炼的基本原理、步骤与方法基本原理：利用主金属杂质的物理和化学性质的差异形成与主金属不同的新相，而使杂质残留下来。步骤：用多种（化学的或物理的）方法使均匀的粗金属体系变为多相（一般为二相）体系；用各种方法将不同的相分开，实现主体金属与杂质的分离。方法：火法精炼按其工艺过程中所发生变化主要分为：以化学变化为主和以物理变化为主两类。以化学变化为主的火法精炼主要是利用杂质与主金属某些化学性质的不同，通过适当的化学反应而使两者分离。其中又大致上可分为两类：（1）利用主金属与杂质对某种元素亲和势的差异而进行的分离。（2）利用某些主金属能生成某种易挥发而又易离解的化合物，而杂质不能生成这种化合物的性质差异，而进行分离的方法。以物理变化为主的火法精炼主要是利用主金属与杂质的某些物理性质的不同，通过某种物理过程而进行脱除杂质的方法。金属-金属金属-金属金属气体物理变化熔析精炼"区域精炼物理变化蒸憎精炼、真空精炼金属-炉渣 化学变化氧化精炼、硫化精炼（4）熔析精炼基本原理、步骤及对二元系合金的适用条件（铅银二元合金）原理：粗金属在熔化（或凝固）的过程中杂质在固相和液相的平衡浓度不同。从均匀的熔体中开始凝固时，首先析出不同组成的固体。步骤：在均匀的合金中产生多相体系（液体+液体、液体+固体）；产生多相体系可以用加热、缓冷等方法。所产生的两相按比重不同而进行分层。a.如果分层为二液相则分别放出；b.如果分层为固体和液体，则利用漏勺、捞渣器等使两相分离；c.或者使液体沿着炉底斜坡徘出炉外，而固体则仍留于炉底上，从而使二相分离（如粗锡熔析除铁）。适用条件：a.杂质与主体金属熔点相差较大；b.共晶点（三相点）的组成应非常靠近主金属一侧；c.共存相应该易于分离:液-固相的比重差应较大，液相的粘度较小。Pb-Ag系（粗铅除银）（5） 简述废弃物分选的基本原理与方法固体废物分选，就是把固体废物中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物粒分离出来。这是继破碎以后固体废物处理过程中重要的处理环节之一。根据废物的物理和物理化学性质不同，主要有以下分选方法：筛分、重力分选、磁力分选、静电分选、光电分选、涡电流分选以及浮选等。（1） 筛分。筛分亦称筛选，是利用具有不同粒度分布的固体物料之粒度差别，将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛网，而大于筛孔的粗粒物料留在筛网上面，完成粗、细料分离的过程。（2） 重力分选。重力分选是根据混合固体废物在介质中的密度差进行分选的一种方法。（3） 磁力分选。固体废物包括各种不同的磁性组分，当这些不同磁性组分物质通过磁场时，由于磁性差异，受到的磁力作用互不相同，磁性较强的颗粒会被带到一个非磁性区而脱落下来，磁性弱或非磁性颗粒，仅受自身重力和离心力的作用而掉落到预定的另一个非磁性区内，从而完成磁力分选过程。（4） 静电分选。利用各种物质的电导率、热电效应及带电作用的差异而进行物料分选的方法。（5） 涡电流分选。从固体废物中将非磁性导电金属（如钢、铝、锌等）分选出来的分选技术。（6） 浮选。在固体废物与水调制的料浆中加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留驻料浆内，通过适当处理后废弃。（6） 电子废弃物的来源及其组成（锂离子手机电池和印刷电路板中贵金属的回收）电子废物：指丧失使用功能的废弃电子产品或电子电气设备，包括家电、计算机、手机、电话、电子和电气工具等。来源：部分为生产制造过程中质量不合格的次产品/元器件，更多是报废、淘汰的电子产品。此外非法从国外进口的电子电器废物也是一个主要来源。种类:家用电器：电视机、冰箱、洗衣机、空调 通讯设备：电话机、手机计算设备：PC机、笔记本电脑、计算器等电子/电气工具、仪器仪表基本组成：电子废料主要包括无机与有机两部分材料：（1）无机材料：具体包括铁、铜、铝、铅、镍等基本金属成分，金、银、铂、钯等贵金属及其合金，另外还有无机非金属陶瓷材料。（2）有机材料：主要是塑料，包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等。锂电池的回收利用技术主要工艺是把回收来的电池经筛选和人工分拣后，经高压常温破碎一中和锂一金属分离一镍铬合金、钻及氧化锰和塑料等。而日本回收处理废电池一直走在世界前列，其工艺流程为电池组一解体塑料和金属壳回收，单体电池焙烧一粉碎一分选一筛上物磁选出铁,筛下物一酸溶解一过滤一收入溴酸反应一过滤一溴酸钻一干燥一钻化合物。国内有关单位研究采用硫酸介质还原浸出生产草酸钻的工艺，工艺流程为破碎解体一分选一硫酸还原浸出一净化一草酸沉钻印刷电路板的回收利用技术主要含有金银钯铂等贵金属，但含量都很低。机械处理技术：主要是使用手段或根据材料间物理性质的差异，包括密度、导电性、磁性、表面特性等进行回收的手段，但由于贵金属在印刷印刷电路板中含量占总质量的比例很低，很难通过这方法回收到高纯度的贵金属，主要手段有拆解、破碎、磁选、静电分选等。热处理技术：又可以分为火法冶金处理技术和热解处理技术。火法冶金技术最早用于提取电路板中的贵金属，基本流程通过高温手段将废旧电路板中的有机物及部分金属氧化物，并随气流逸出，达到分离提纯的目的，再将剩余的物质精炼或电解得到贵金属。主要有焚烧溶出工艺、浮渣技术、电弧炉烧结工艺等。优点简单方便回收率高，缺点污染严重。热解处理技术：与火法处理技术不同热解是有机物在无氧和缺氧条件下的高温加热分解有机物，生成气体、液体、固体等而与金属分离，从而达到回收金属富集体的目的。优点：回收率高、废气排放少，缺点污水处理困难，回收受贵金属暴露程度影响。湿法冶金处理技术：利用贵金属和其他普通金属能溶解在硝酸、王水等强氧化性介质中的性质，使其进入液相，包括浸出、沉淀、结晶、过滤、萃取、离子交换电解等工艺流程。目前，发展出来的新方法有:吸附法和微生物处理法。操作性好、过程清洁、选择性高，但浸取时间长。（7） 废铜再生火法冶炼工艺设计的一般原则废铜再生处理加工的原则一般是根据原料主成份的含量、合金组成、有害杂质的可能含量以及加工产品的应用方向要求，按物尽其用的原则逐步由高向低加以利用，以达到最有效、最完全地综合利用其中的全部有价组分。因此，对废铜资源要严格进行分类管理，尽可能通过分拣分类，按不同品质分别处理，以利优质优用，尽量减少加工过程，降低费用。废铜再生利用的方法主要可分为两大类，即废铜的直接利用和间接利用。直接利用是将高质量的废铜直接熔炼成精铜或铜合金，间接利用是通过冶炼除去废铜中的贱金属，并将其铸成阳极板，再经过电解得到电解铜。（8） 高锌废铜采用鼓风炉熔炼和反射炉精炼的冶炼工艺废铜再生的火法冶金工艺有三种典型流程：一段法、二段法、三段法。二次铜资源的处理常采用二段法流程。二段法是杂铜先经鼓风炉还原熔炼成黑铜，然后在反射炉内进一步精炼后浇注成铜阳极，再送电解生产阴极铜。鼓风炉熔炼过程中，可以将原料中的锌一部分挥发进入烟尘，一部分进入炉渣（高锌渣），经过进一步处理可以有效的回收其中的锌。二段法适宜处理含锌高的黄杂铜和白杂铜，原料成分不同，二段法的处理工艺也不同。（9） 废铝再生的火法冶炼工艺的一般步骤废铝再生火法冶炼工艺一般包括原料预处理、配料、熔炼、精炼、合金调配、铸锭六个步骤。（1） 预处理含铝废料在熔炼前的预处理阶段，包括分类、解体、切割、磁选、打包和干燥等工作。（2）配料 根据熔炼产品的不同，经配料计算后确定所需配加的熔炼辅料，尽可能合理而有效的利用杂铝中的成分。（3）熔炼 最常用的方法是反射炉熔炼，该法适应性强，可以处理任何原料，如旧飞机、铝屑、带钢铁构件的块状杂铝等。（4）精炼 废铝熔炼过程中，铝液不可避免的含有气体及非金属夹杂等杂质，必需用精炼的方法予以除去。（5） 调整合金成分由于有的合金成分在熔炼过程中有损失，在精炼处理后要向液态铝合金中添加合金元素，使熔炼后的铝合金符合产品标准要求。（6） 浇注根据铝及铝合金产品的工艺要求，调整好温度后，将铝液浇注成合格的铝锭。（10） 反射炉熔炼废杂铝反射炉熔炼废杂铝典型的工艺流程：（1）配料、熔化熔化时首先将炉底加热到1000°C—1100°C后加入废杂铝原料。炉料与火焰接触处覆盖上熔剂，待炉料全部熔化后再加入NaCI：KCI=1:1的新鲜熔剂，待熔剂完全熔化后再加入下一批炉料，直到炉内达到规定的熔体量为止。（2） 除铁操作当熔体表面形成液体熔剂层后，方可从熔体中除去铁构件。除铁操作要进行3~4次。（3） 撇渣撇渣是为了除去熔池中的杂质，由于密度关系，杂质集中被吸收在渣中，漂浮在熔体表面。搅拌熔体后，从炉门进行撇渣操作。（4）调整成分、铸锭 撇渣后取洁净的铝合金进行分析，根据分析结果调整合金成分。（11） 从碱性锌锰干电池中回收锌金属碱性锌锰电池中负极材料是锌，反应后生成氧化锌，正极活性材料是二氧化锰，在废旧电池被机械破解过程中它们很容易混合在一起，要回收碱性干电池中的锌，我们要考虑到如何让废电池中的主要成分金属皮，碳粉（里边含有氧化锌，氧化锰），塑料这些东西分开。回收方法主要有湿法和火法。火法也叫高温分解法，原理是高温下是废旧干电池中的金属和化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝。优点是过程中不断引入杂质，回收产品纯度高、除汞效果好，缺点是能耗大、设备费用高。湿法是基于废干电池中的金属及其化合物易溶于酸的性质，先将其溶解，溶液经净化后电积生产Zn或硫酸锌等；或者是现将锌锰溶解，出去不容杂质，再通过调PH值将二者分开。优点是设备投资少、操作费用低；缺点是纯度低，工艺流程长，可能会产生二次污染。（12） .矿热炉在废金属回收中的应用矿热炉设备是冶炼铁合金的主要设备，也可用于黄磷、电石等化工产品的生产。矿热炉区别于其它冶金反应器的根本特征在于在一个反应器内利用电能实现矿物中金属元素的还原与熔分，凡是具备这个根本特征的冶金反应器可统称为矿热炉。含金属固体废弃物中金属元素主要是以氧化物形态存在，所以矿热炉的高温还原特征实现金属元素的回收利用。金属元素之外的某些有毒有机物或者不参与反应的无机物，均可经过高温处理（1000r以上）使之最终进入烟气或者炉渣中。所以，采用矿热炉回收含金属固体废弃物是较为理想的选择。目前，国外采用矿热炉回收含金属废弃物的研究已经较为成熟，已有实现产业化的装置与工艺，国内关于该领域亦有一定的研究工作。（1）矿热炉处理生活垃圾 （2）矿热炉处理电炉含锌粉尘的工艺（3）矿热炉回收不锈钢废弃物 （4）矿热炉回收废旧锰锌干电池矿热炉还原反应器的优势在于对原料成分的稳定性及生产工艺性能都要求较低，这正好符合了含金属固体废弃物做资源化回收原料的特点。同时，由于利用电能提供能量，炉内温度相对较高，有利于某些难还原金属的熔炼。优点：1）冶炼工艺操作简单，稳定性较好；2）运行成本低有较高的电效率和热效率，矿热炉的电能由焚烧炉产生的煤气可供应发电，有效的去除灰烬的二次污染（13） 转底炉回收钢铁厂粉尘中的锌（论述题）锌主要存在于钢铁厂粉尘的泥尘中，高炉瓦斯泥、转炉二次除尘灰、电炉粉尘中，转炉粉尘中锌含量最高。必要性：钢铁厂每年都产生大量的粉尘，多数企业需要外排30%左右的粉尘才能保证高炉炼铁锌富集上限的要求。转底炉回收粉尘中的锌具有巨大的经济效益新资源短缺，缓解锌资源对外的依从度转底炉的优势：含锌粉尘的脱锌方法有很多，分为物理法（例如：水力旋流