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簡單敘述重金屬的冶煉方法

發布時間:2022-12-15 01:58:04

『壹』 金屬的冶煉

金屬冶煉 金屬的冶煉:把金屬從化合態變為游離態。 常用冶煉法:用 碳 一氧化碳 氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下反應。
冶煉的原理
1.還原法:金屬氧化物(與還原劑共熱)--→游離態金屬 2.置換法:金屬鹽溶液(加入活潑金屬)--→游離態金屬 火法冶煉(Pyrometallurgy) 又稱為乾式冶金,把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出粗金屬,然後再將粗金屬精煉。 濕式冶金(Hydrometallurgy) 濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。此法主要應用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。現在世界上有75%的鋅和鎘是採用焙燒-浸取-水溶液電解法製成的。這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難於分離的金屬如鎳-鈷,鋯-鉿,鉭-鈮及稀土金屬都採用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離,取得顯著的效果。
常見金屬冶煉方程
汞:熱分解法:2HgO=加熱=2Hg+O2(氣體) 銅:置換法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (又叫濕法煉銅) 鋁:電解法:2Al2O3=通電=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物) 鎂:電解法:MgCl2(l)==通電== Mg(s)+Cl2(g)↑ 鈉:電解法:2NaCl=通電=2Na+Cl2 鉀:原理是高沸點金屬制低沸點金屬:Na+KCl==K+NaCl(反應條件是高溫,真空。) 鐵:熱還原法:2Fe2O3+3C=高溫=2Fe+3CO2↑
編輯本段金屬冶煉安全技術
(一)高溫與中暑 金屬冶煉操作,如煉鋼、煉鐵是在千度以上的高溫下進行的。高溫作業時,人體受高溫的影響,出現一系列生理功能改變,如體溫調節功能下降。當生產環境溫度超過34℃時,很容易發生中暑。如果勞動強度過大,持續勞動時間過長,則更容易發生中暑。嚴重時可導致休克。 防止中暑的措施,是合理地設計工藝流程,改進生產設備和操作方法,消除或減少高溫、熱輻射對人體的影響。這是改善高溫作業勞動條件的根本措施,用水或導熱系數小的材料進行隔熱,也是防暑降溫的重要措施。採用機械通風和自然通風,則是經濟有效的散熱方式。 (二)爆炸與灼燙 鋼鐵工廠為了提高效益,降低消耗,常常採用強化冶煉的措施,如噴煤粉和吹氧等,這就使得煉鋼、煉鐵生產中容易發生鋼水、鐵水噴濺和爆炸事故。 造成鋼水、鐵水噴濺、爆炸的原因很多,從原料開始生產出鋼、鐵的全部生產工藝過程,均隱藏著不安全因素。必須從每一道工藝上加強防範措施。 1.各生產崗位人員必須掌握生產規律,熟悉操作規程,認真觀察事故先兆並懂得處置辦法。 2.加強原料的管理和挑選工作,嚴防爆炸品、密封容器進入爐內。 3.經常檢查冷卻系統,保護系統暢通。控制好冷卻水壓和水量,以防止水冷系統強度不夠造成鋼板燒穿,導致鋼液遇水爆炸。 4.煉鐵生產車間應嚴格執行熱風爐工作制度,防止由於換爐事故造成熱風爐爆炸;煉鋼車間要嚴格執行從補爐、裝爐、熔煉到出鋼整個生產過程的操作規程,避免由於操作不當造成熔煉過程中的噴濺、爆炸事故。 5.出鐵、出鋼時,要事先對鐵溝、鐵水罐、鋼水包、地坑和鋼錠模進行加熱乾燥。嚴防因潮濕而引起爆炸。 (三)煤氣中毒 煤氣中的主要有害成分為一氧化碳。在煉鋼、煉鐵生產中,特別是煉鐵生產中生產的廢氣,即高爐煤氣,含有很高的一氧化碳,因此在煉鋼、煉鐵生產中,處理不好容易發生煤氣中毒事故。有效的預防辦法,是注意加強生產現場的通風、監測、檢修和個人防護。
編輯本段金屬冶煉的三種方法:
(一)熱分解法:
適用於位於金屬活動順序表中(H)之後的金屬 eg:2HgO==(加熱)==2Hg+O2 2Ag2O==(加熱)==4Ag+O2
(二)熱還原法:
適用於位於Zn、Fe等較活潑的金屬 eg:Fe2O3+CO==(高溫)==2Fe+3CO2 Fe2O3+Al==(高溫)==2Fe+Al2O3(鋁熱反應)
(三)熔融電解法:
適用於活動性強的金屬,如:K、Ca、Na、Mg、Al等 eg:2Al2O3(熔融)==(電解)==4Al+3O2 (不可以電解AlCl3,因為AlCl3是共價化合物) 2NaCl(熔融)==(電解)==2Na+Cl2

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『貳』 金屬是怎樣煉成的

(一)金屬礦冶煉的歷史沿革

金屬冶煉作為一門生產技術,起源十分古老。人類從使用石器、陶器進入到使用金屬,是文明的一次飛躍。人類使用天然金屬(主要是自然銅)距今已 8000 多年。但自然銅資源稀少,要使用更多的銅必須從礦石中提取。世界上最早煉銅的是美索不達米亞地區,時間大致在公元前 38 世紀到前 36 世紀。最早的青銅是在蘇米爾地區出現的,大約在公元前 30 世紀。在人類文明史中,大量使用青銅的時代稱為青銅時代。鐵器的使用是人類文明的又一大進步。最早煉鐵的是在黑海南岸的山區,大約在公元前 14 世紀。到公元前 13 世紀,鐵器的應用在埃及已佔一定的比重,一般認為這是人類文明進入鐵器時代的開端。在歐洲,公元前 11 世紀中歐開始用鐵,但向西歐傳播則極其緩慢,直到公元前 55 年,隨著羅馬人的入侵,鐵才傳入大不列顛。中世紀的一千多年內,冶金技術進展十分緩慢。直至 14 ~ 16 世紀歐洲才發展為採用水力鼓風,加大、加高煉鐵爐,生產出鑄鐵。15 世紀的歐洲,盡管熟鐵器已廣泛應用,但銅和青銅仍是生產得最多的金屬。16 世紀歐洲出現資本主義的萌芽,冶金企業轉移到資本家手中,資本家互相競爭,推動了生產技術的發展。另一方面,機器、造船等工業的發展又為冶金業開辟了市場和提供了技術裝備。在 1640 年以後的 250 年中,主要發生在英國以高爐煉鐵、煉鋼為主的冶金生產和技術變革,尤其是 1700 ~ 1890 年,一系列重要的技術發明創造使英國的煉鐵、煉鋼工業得到蓬勃發展。這些發明在煉鐵方面有:1790 年 A. 達比用焦炭代替木炭煉鐵成功,使冶鐵業擺脫了木炭資源(森林)的限制;1828 年 J.B. 尼爾森採用熱風使煉鐵煉焦比降低,生產效率成倍提高。在煉鋼方面有:1740 年 B. 亨茨曼首次採用坩堝煉鋼法生產鑄鋼件;1856 年 H. 貝塞麥發明轉爐煉鋼法,開創了煉鋼新紀元 ;1855 年 K.W. 西門子發明了蓄熱室;1864 年 P.E. 馬丁利用該原理創造平爐煉鋼法,從而擴大了煉鋼的原料來源;1879 年 S.G. 托馬斯和 P.C. 吉爾克里斯特發明鹼性轉爐煉鋼法,成功地解決了高磷生鐵煉優質鋼的問題。在軋鋼方面有:1697 年J. 漢伯里用平輥軋制出熟鐵板,供生產鍍錫鐵板之用 ;1783 年 H. 科特用孔型軋制生產熟鐵棒,這種方法後來用於生產型材。這些發明創造使英國煉鐵、煉鋼工業在 18 ~ 19 世紀走在世界最前面。煉鋼情況也是一樣,銅資源並不充裕的英國,在 19 世紀 60 年代竟成了世界上產銅最多的國家。

中國古代冶煉技術比歐洲先進,尤其是鑄鐵技術比歐洲要早 2000 年。從鑒定中國古代的鐵器表明,中國漢代生產的有些鑄鐵件中的石墨呈球絮狀,具有一定的柔韌性,與近代可鍛鑄鐵頗為相似。中國古代生產的鑄鐵和熱處理技術已能適應製造農具的要求,從漢代起鐵產量就已超過了銅。中國在春秋戰國之際即已掌握金、銀、銅、鐵、錫、鉛、汞等七種常用金屬。歐洲直到羅馬帝國末期才全部掌握上述金屬。中國在 15 世紀已有金屬鋅,較歐洲早 300 多年。綜觀古代世界冶金業的發展,金屬製品,特別是青銅器和鐵器,對人類社會生產力的發展起著巨大作用。

(二)不同金屬礦的冶煉方法

金屬冶煉是根據各種金屬的礦石的不同特性,採用不同的生產工藝和設備,經濟地從礦石或其他原料中提取金屬或金屬化合物。目前大多數金屬都採用火法冶煉方法,通過各種冶煉熔煉,加入還原劑還原出金屬。隨著技術水平的提高和環境保護的要求,濕法冶金逐步被用於許多金屬製取工藝。如鋅的濕法冶煉,黃金的浸出電解工藝等。以下簡單介紹鋼鐵、銅、鎳、鉛鋅、金冶煉方法。

1. 鋼鐵冶煉

現代煉鐵絕大部分採用高爐煉鐵,個別採用直接還原煉鐵法和電爐煉鐵法。高爐煉鐵是將鐵礦石在高爐中還原,熔化煉成生鐵,此法操作簡便,能耗低,成本低廉,可大量生產。生鐵除部分用於鑄件外,大部分用作煉鋼原料。由於適應高爐冶煉的優質焦炭煤日益短缺,相繼出現了不用焦炭而用其他能源的非高爐煉鐵法。直接還原煉鐵法,是將礦石在固態下用氣體或固體還原劑還原,在低於礦石熔化溫度下,煉成含有少量雜質元素的固體或半熔融狀態的海綿鐵、金屬化球團或粒鐵,作為煉鋼原料(也可作高爐煉鐵或鑄造的原料)。電爐煉鐵法,多採用無爐身的還原電爐,可用強度較差的焦炭(或煤、木炭)作還原劑。電爐煉鐵的電加熱代替部分焦炭,並可用低級焦炭,但耗電量大,只能在電力充足、電價低廉的條件下使用。

煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接還原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料,用不同的方法煉成鋼。主要的煉鋼方法:有轉爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法 3 類。以上 3 種煉鋼工藝可滿足一般用戶對鋼質量的要求。為了滿足更高質量、更多品種的高級鋼,便出現了多種鋼水爐外處理(又稱爐外精煉)的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等,對轉爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進行附加處理之後,都可以生產高級的鋼種。對某些特殊用途,要求特高質量的鋼,用爐外處理仍達不到要求,則要用特殊煉鋼法煉制。如電渣重熔,是把轉爐、平爐、電弧爐等冶煉的鋼,鑄造或鍛壓成為電極,通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝。

2. 銅的冶煉

銅的冶煉有兩種方法,即火法煉銅及濕法煉銅。目前銅的冶煉是以火法煉銅為主,其產量約佔世界銅總產量的 85%,但濕法冶金具有成本低、環保等優點,此技術正在逐步推廣。

火法煉銅方式適於高含量的硫化銅礦,通過選礦方法將銅礦石富集到 12% 以上,作為銅精礦,在密閉鼓風爐、反射爐、電爐或閃速爐中進行造鋶熔煉,產出的熔鋶(冰銅)接著送入轉爐進行吹煉成粗銅,再在另一種反射爐內經過氧化精煉脫雜,或鑄成陽極板進行電解,獲得含量高達 99.9% 的電解銅。該法流程簡短、適應性強,銅的回收率可達 95%,但因礦石中的硫在造鋶和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出,不易回收,易造成污染。

濕法煉銅一般適於低含量的氧化銅,生產出的精銅稱為電積銅。現代濕法冶煉有硫酸化焙燒—浸出—電積,浸出—萃取—電積,細菌浸出等法,適於低含量復雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出,酸浸應用較廣,氨浸限於處理含鈣鎂較高的結合性氧化礦。處理硫化礦多用硫酸化焙燒—浸出或者直接用氨或氯鹽溶液浸出等方法。

氧化銅礦酸浸法流程:氧化銅礦一般不易用選礦法富集,多用稀硫酸溶液直接浸出。所得含銅溶液,可用硫化沉澱、中和水解、鐵屑置換以及溶劑萃取—電積等方法提取銅。

硫化銅精礦焙燒浸出法:硫化銅精礦經硫酸化焙燒後浸出,得到的含銅浸出液,經電積得電解銅。

3. 鉛的冶煉

目前從鉛精礦中生產鉛金屬的方法都是火法,濕法煉鉛還處在試驗研究階段,工業上還未採用。火法煉鉛按冶煉原理不同可分為三種。

反應熔煉法:此法是將硫化鉛精礦通過反射爐或膛式爐使一部分 PbS 氧化成 PbO 和PbSO4,然後使之與未氧化的 PbS 相互反應而生產金屬鉛。該法適用於處理高含量的(含PbS65% ~ 70%)的鉛精礦。

沉澱熔煉法:此法是將鐵屑或氧化鐵及炭質還原劑與硫化鉛混合加熱至適當高的溫度,使鉛的硫化物大部分被鐵置換產生金屬鉛。此法很少單獨應用,如在鼓風爐還原焙燒時,經常加入鐵屑以降低鉛冰銅中的含鉛量,提高金屬鉛的回收率。

焙燒還原熔煉法:此法又稱為常規煉鉛法或標准煉鉛法。目前世界上生產的粗鉛約有 90%是用該法生產的。鉛精礦和溶劑加入焙燒爐焙燒,使部分 PbS 氧化成 PbO 燒結塊,然後通過鼓風爐與焦炭熔煉成粗鉛,粗鉛通過精煉得到含量在 99% 以上的鉛錠。

4. 鋅的冶煉

冶煉鋅的方法分為火法煉鋅和濕法煉鋅兩大類,目前濕法煉鋅發展非常迅速,世界上鋅產量有 80% 來源於濕法煉鋅。

火法煉鋅是將硫化鋅礦煅燒生成氧化鋅或氧化鋅和硫化鋅的混合物,然後加入炭質還原劑,使氧化鋅在高溫下被炭質還原劑還原,使鋅揮發出來,形成鋅蒸氣,經冷凝成為液態金屬鋅。一般有平罐煉鋅、豎罐煉鋅、電法煉鋅和密閉鼓風爐煉鋅等火法煉鋅方式。密閉鼓風爐是目前主要的火法冶煉方式。

濕法煉鋅又叫電解沉積法煉鋅,是將硫化鋅氧化成氧化鋅礦或氧化鋅和硫酸鋅的混合物溶於稀酸溶液與脈石分離,浸出液經過凈化處理後進行電解作業。電解沉澱的結果是在陰極析出鋅,在陽極上析出氧,並產生硫酸。沉澱在陰極上的鋅,定期剝下,再進行溶化鑄成鋅錠。

5. 鎳的冶煉

生產鎳的方法主要有火法和濕法兩種。根據含鎳的硫化礦和氧化礦的不同,冶煉處理方法各異。含鎳硫化礦目前主要採用火法處理,通過精礦焙燒反射爐(電爐或鼓風爐)冶煉銅鎳硫吹煉鎳精礦電解得金屬鎳。氧化礦主要是含鎳紅土礦,其含量低,適於濕法處理。主要方法有氨浸法和硫酸法兩種。

火法冶煉:鎳精礦經乾燥脫硫後即送電爐(或鼓風爐)熔煉,目的是使銅鎳的氧化物轉變為硫化物,產出低冰鎳(銅鎳鋶),同時脈石造渣。所得到的低冰鎳中,鎳和銅的總含量為8% ~ 25%(一般為 13% ~ 17%),含硫量為 25%。低冰鎳的吹煉,吹煉的目的是為了除去鐵和一部分硫,得到含銅和鎳 70% ~ 75% 的高冰鎳(鎳含高硫),而不是金屬鎳。轉爐熔煉溫度高於 1230℃,由於低冰鎳含量低,一般吹煉時間較長。 高冰鎳細磨、破碎後,用浮選和磁選分離,得到含鎳 67% ~ 68% 的鎳精礦,同時選出銅精礦和銅鎳合金分別回收銅和鉑族金屬。鎳精礦經反射爐熔化得到硫化鎳,再送電解精煉或經電爐(或反射爐)還原熔煉得粗鎳再電解精煉。粗鎳中除含銅、鈷外,還含有金、銀和鉑族元素,需電解精煉回收。與銅電解不同的是這里採用隔膜電解槽。用粗鎳做陽極,陰極為鎳始極片,電解液用硫酸鹽溶液、硫酸鹽和氯化鹽混合溶液。通電後,陰極析出鎳,鉑族元素進入陽極泥中,另行回收。電鎳的純度可達到99% 以上的「合質金」。

6. 金的冶煉

自然界的金大多以自然金的形式存在,根據其在不同礦物中的賦存狀態不同,先通過物理和化學選礦的方法將金富集,然後通過火法或濕法火法聯合法得到純度超過 99.5% 以上的純金。

一般砂金礦和岩金中的粗粒金通過重選和混汞法得到沙金和汞齊(一種汞和金的絡合物),沙金和汞齊使用坩堝熔煉加入石英、等熔劑除雜後得到 99% 以上的「合質金」。

岩金中一般氧化礦石可以直接通過氰化浸出得到氰化金的絡合物溶液,原生金礦一般採用浮選法將金富集得到金精礦,金精礦,再磨後,通過氰化浸出得到氰化金的絡合物溶液。氰化浸的絡合物溶液可通過兩種方式得到合質金。一是通過鋅粉、鋅絲置換出金金屬,通過坩堝熔煉得到合質金。二是經過活性炭吸附、解析、電解、坩堝熔煉得到「合質金」。

(三)金屬冶煉在新疆的發展概況

1. 新疆鋼鐵冶金概況

新中國成立前,新疆沒有現代鋼鐵工業。新中國成立後,駐疆人民解放軍節衣縮食,艱苦奮斗,自籌資金,於 1951 年興建了新疆第一家鋼鐵企業——新疆八一鋼鐵廠。1952 年,八一鋼鐵廠煉出了第一爐鐵和鋼,軋出了第一批合格鋼材,結束了新疆沒有鋼鐵工業的歷史。1950 ~ 1957 年,新疆鋼鐵工業總投資 2307 萬元(不包括更新改造資金),全部用於建設八一鋼鐵廠,形成固定資產 2096 萬元。 至 1957 年,生產生鐵 5.15 萬噸、鋼 4.23 萬噸、鋼材 3.82萬噸,收回全部基建投資。

1958 ~ 1965 年,新疆鋼鐵工業基建投資累計 1.75 億元(不包括更新改造資金),其中生產性投資 1.59 億元。在全部基建投資中,八一鋼鐵廠為 7242 萬元,占總投資的 41.4%。期間在「大煉鋼鐵」的號召下,投資 4754 萬元建設了雅滿蘇鐵礦、哈密鋼鐵廠、伊犁鋼鐵廠、烏魯木齊第二鋼鐵廠、天龍鋼鐵廠、躍進鋼鐵廠以及庫車、康蘇等小鋼鐵廠和小礦山。1963 年,這批小鋼鐵企業在國民經濟調整中先後關停,沒有形成生產能力。僅保留了天龍鋼鐵廠等企業,企業經濟效益不佳,多處於虧損狀態。

「文化大革命」時期,新疆鋼鐵工業投資重點不突出,一些建設項目時上時下,時建時停,建設周期長,經濟效益差,多數未能達到基建投資的預期效果。1966 ~ 1980 年,鋼鐵工業基建投資累計 3.5 億元。其中八一鋼鐵廠投資 1.84 億元,占總投資的 33.9%;礦山總投資 6060 萬元,占總投資的17.3%;地方小鋼鐵廠投資1.49億元,占總投資的41.4%;其他投資 2186萬元,占總投資的 6.3%。地方小鋼鐵企業如哈密鋼鐵廠、伊犁鋼鐵廠、伊犁鐵礦、和靜鋼鐵廠、托里鉻礦等恢復建設,並形成了一定的生產規模。1978 年,新疆鋼產量達 8.46 萬噸、鋼材產量6.83 萬噸。

黨的十一屆三中全會以後,新疆鋼鐵工業迅速發展。「六五」、「七五」、「八五」期間,新疆鋼鐵工業完成基建總投資 4.33 億元(不包括更新改造資金),投資的重點為八一鋼鐵廠擴建工程,占總投資的 76.9%,礦山占總投資的 11.1%,地方小鋼鐵企業占總投資的 8%,其他投資占總投資的 4%。 1980 ~ 1994 年,八一鋼鐵廠鋼產量由 9.28 萬噸增至 61.7 萬噸,增長 3.4 倍;鋼材產量由 7.8 萬噸增至 53 萬噸,增長 5.8 倍。同期新疆鋼產量增長 5 倍、鐵產量增長 3.1 倍、鋼材產量增長 5.5 倍。1997 年,新疆鋼鐵工業完成工業總產值 27.59 億元,工業增加值 7.39 億元;實現銷售收入 25.96 億元,利稅總額 1.22 億元。

目前,八一鋼鐵廠已成為全國實現全連鑄和全一火成材的六家企業之一。許多技術指標達到國內先進水平,特別是兩座 12 噸轉爐的成功改造,使生產能力達到 100 萬噸,創出了全國鋼鐵工業改造史上的奇跡。八一鋼鐵廠的技術、裝備和效率均已達到了全國一流水平。其引進當代世界上最先進的工藝技術裝備建成的連續式小型棒材軋機,不僅帶動了產品結構和成本構成的深刻變化,而且提高了產品的質量和檔次,增強了市場的競爭力。目前,加上從德國引進的電爐形成的生產能力,八一鋼鐵廠的煉鋼生產能力已達 150 萬噸,軋鋼能力已達 130 萬噸,分別佔全區煉鋼、軋鋼生產能力的 80% 和 77% 以上。1999 年的鋼和鋼材產量分別達到 105 萬噸和 117 萬噸。近年來,鋼鐵生產迅速發展,2006 年,有鐵礦山 125 個,其中大型 1 個,中型26 個,年開采礦石 1095 萬噸;生產粗鋼 362 萬噸,生鐵 270 萬噸。2007 年生產粗鋼約 445 萬噸,鋼材約 469 萬噸,生鐵約 387 萬噸。

2. 新疆有色及稀有冶金概況

據史料記載,在先秦時期,新疆的銅冶煉技術就已達到了較高的水平。20 世紀 80 年代考古工作者在新疆尼勒克縣城南奴拉賽和圓頭山發現了多處冶煉場遺跡。

新中國成立前,新疆主要以煉銅為主,其次是鉛鋅。但規模不大,沒有形成工藝體系。

新中國成立後,新疆冶金局從 1958 ~ 1961 年在烏魯木齊先後建起了八一銅廠、電解銅廠、紅旗冶煉廠(烏魯木齊鋁廠前身)等小型有色金屬冶煉企業。由於當時新疆還沒有發現大中型銅礦,銅資源沒有保障,鋁電解的成本又過高,致使這幾家冶煉廠沒能生存下來。

1978 年中共十一屆三中全會後,新疆的有色金屬工業有了較大的發展。1981 ~ 1989 年烏魯木齊鋁廠經過三期技術改造和擴建,形成 2 萬噸 / 年鋁錠的生產能力,另外,可可托海礦務局利用其充沛的水電資源,在 1987 年建成 2400 噸的鋁錠的可可托海選廠。1989 年新疆有色公司和伊犁電力局合資的 5000 噸鋁錠廠投產。1990 年新疆已形成 3 萬噸 / 年鋁錠生產能力。

1989 年,新疆有色金屬公司新建的喀拉通克銅鎳礦投產,形成 7285 噸高冰鎳生產能力,新疆現代銅鎳工業開始起步。1993 年底,建成阜康冶煉廠,採用先進的濕法精煉新工藝生產電解鎳,形成了 2040 噸 / 年的電解鎳生產能力。

新中國成立後,新疆黃金的生產也有了長足的發展,新疆境內已建成中小型金礦 32 個,其中阿希金礦、哈圖金礦、哈巴河多拉納薩依金礦、富蘊縣薩爾布拉克金礦、鄯善康古爾金礦等岩金礦規模較大。尤其是阿希金礦採用國際先進的氰化樹脂提金工藝,年產量達到 3 萬兩以上。

新疆是全國最早從事稀有金屬開發冶煉的省區,經過 40 多年的努力,新疆已建成我國第一個,全國最大、產品質量最好、具有自主研發能力的稀有金屬技術工業基地。目前能夠提供30 多種稀有金屬產品,包括鋰、銣、銫金屬及其化合物。

(四)金屬冶煉的發展方向

在冶煉過程中的生產自動化,將是今後金屬冶煉發展的重要方向。20 世紀下半葉以來,冶金生產工藝與自動化技術的結合日益緊密。氧氣轉爐煉鋼、連續鑄錠、軋鋼高速化和連續化等新工藝,把鋼冶金的生產效率不斷推向新的高度,這在很大程度上,應歸功於應用計算機的自動控制。倘若沒有自動控制,氧氣轉爐就難以充分發揮它的快速煉鋼能力,連續鑄鋼就難於保證質量並獲得高效率,軋鋼就難以實現高速化和連續化。

研究開發新的提取冶金技術也是今後冶金發展的一個方向。單純從提取金屬著眼,運用今天擁有的自然科學知識和技術手段,即使礦石含量再低,組成再復雜,都可以把金屬提取出來,問題在於消耗的能源是否過大,花費的成本是否合算。因此,在提取冶金方面仍然有很多研究課題。例如:擴大資源范圍,把在以往技術水平、經濟條件下還不能利用的資源,通過新工藝、新裝備變為可利用的資源;減少或消除生產過程對環境的污染,發展資源的綜合利用,形成無公害工藝或無廢料工藝;充分利用氧氣等進一步強化冶煉過程,大大節約能源等。

圖6-2-1 磁鐵礦照片(肖昱攝)

圖6-3-1 黃銅礦和孔雀石照片(肖昱攝)

圖6-3-2 方鉛礦與閃鋅礦照片(肖昱攝)

圖6-3-3 新疆尼勒克縣阿吾拉勒環狀銅礦帶

圖6-3-4 新疆西昆侖鐵克列克-庫斯拉甫礦產分布圖

圖6-3-5 環塔里木中新生代砂岩型銅鉛鋅礦帶及礦產分布圖

圖6-4-1 自然金照片(張素蘭攝)

圖6-4-2 新疆民豐縣南山巴西其其干河下游階地砂金采坑(肖昱攝)

圖6-4-3 細脈狀自然金(張素蘭攝)

圖6-4-4 浸染狀自然金(張素蘭攝)

圖6-5-1 阿爾泰山花崗偉晶岩稀有金屬礦集區與地質構造關系略圖(據新疆有色地質研究所)

圖6-5-2 電氣石和綠柱石

圖6-5-3 錳鉭鐵礦和鈮鉭鐵礦聚晶

圖6-5-4 可可托海稀有金屬礦3號脈露天采場(楊青山攝)

圖6-5-5 3號脈立體示意圖

圖6-5-6 可可托海3號礦脈結構單元分布圖

圖6-6-1 清代察合奇鑄幣廠古銅幣(楊青山攝)

圖6-6-2 平硐(劉增仁攝)

圖6-6-3 斜井(劉增仁攝)

圖6-6-4 豎井(楊青山攝)

圖6-7-1 選礦流程圖

圖6-7-2 康蘇選礦廠優選浮選工藝流程圖

圖6-7-3 八一鋼鐵廠優選浮選工藝流程圖

圖6-7-4 喀拉通克銅鎳礦簡易選礦工藝流程圖

圖6-7-5 哈圖金礦混汞浮選工藝流程圖

圖6-7-6 可可托海「87-66」選廠工藝流程圖

『叄』 10、金屬的冶煉都有哪些內容

金屬的冶煉 人們日常應用的金屬材料,多為合金或純金屬,這就需要把金屬從礦石中提煉出來,這也就是人們常說的金屬的冶煉。 一、原理: 利用氧化還原反應,使金屬化合物中的金屬離子(化合態)得到電子變成金屬原子(游離態)。 二、步驟: 大多數金屬礦石里含有雜質,如石英、石灰石和長石等。從金屬礦石中提煉金屬一般需要經過三個步驟。 第一步是礦石的富集,除去雜質,提高礦石中有用成分的含量; 第二步是冶煉,利用氧化還原反應原理,在一定條件下,用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質; 第三步是精煉,採用一定的方法,提煉純金屬。 三、方法: 冶煉金屬的方法很多,其實質是用還原的方法,由於金屬的化學活動性不同,金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也不同,因此就必須採取不同的冶煉方法。工業上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法或電解法。現簡單介紹如下: 1.熱分解法 有些不活潑金屬僅用熱分解法就能製得。在金屬活動性順序中,位於氫後面的金屬的氧化物受熱就能分解,例如: 2HgO====2Hg+O2↑ 2Ag2O========4Ag+O2↑ 2.熱還原法 多數金屬的冶煉過程屬於熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等,例如: MgO+C========Mg+CO↑ Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 WO3+3H2=========W+3H2O Cr2O3+2Al=========2Cr+Al2O3 3.電解法 在金屬活動性順序中,鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強,這些金屬都很容易失去電子,因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來,而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。 2Al2O3======4Al+3O2↑ 2NaCl=============2Na+Cl2↑ 對於某些不活潑金屬,如銅、銀等,也常用電解其鹽溶液的方法進行精煉,但電解法要消耗大量電能,成本較高。

『肆』 金的冶煉方法

分為火法冶煉、濕法提取或電化學沉積。

1、火法冶煉

又稱為乾式冶金,把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出粗金屬,然後再將粗金屬精煉。

2、濕式冶金

濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。

3、化學反應

利用某種溶劑,藉助化學反應(包括氧化、還原、中和、水解及絡合等反應),對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程。

(4)簡單敘述重金屬的冶煉方法擴展閱讀

當礦石含有天然金時,金會以粒狀或微觀粒子狀態藏在岩石中,通常會與石英或如黃鐵礦的硫化物礦脈同時出現。以上情況稱為脈狀礦床(Lode)、或是岩脈金。

天然金亦會以葉片、粒狀或大型金塊的形式出現,它們由岩石中侵蝕出來,最後形成沖積礦床的沙礫,稱為砂礦,或是沖積金。

沖積金一定會比脈狀礦床的表面含有較豐富的金,因為在岩石中的金的鄰近礦物氧化後,再經過風化作用、清洗後流入河流與溪流,在那裡透過水作收集及結合再形成金塊。

金亦有時會以與其他元素,特別是碲形成化合物的形式出現。

例子有針狀碲金礦(calaverite)、針碲金銀礦(sylvanite)、葉碲礦(nagyagite)、碲金銀礦(petzite)及白碲金銀礦(krennerite)。金亦有極少機會與水銀以汞齊形成出現,另外亦會以一個低濃度在海水出現。

『伍』 高中化學,請問金屬的冶煉方式有幾種據我所知一共有四種,分別是熱還原,熱分解,電解,金屬鈉冶煉金屬

1.我印象中熱還原有兩種,一種是利用的利用CO等在高溫下具有的還原性還原中等活潑的金屬,另一種是利用鋁熱反應(但鋁熱反應更傾向於利用它的熱量而不是產物,因為本身冶煉鋁也具有一定難度,雖然目前鋁的價格由於電解冶煉技術的進步已經不再高昂)。熱分解則是利用金屬氧化物的熱不穩定性,加熱分解生成金屬單質。一般不活潑的金屬的氧化物比較容易分解。
2.Na冶煉金屬是利用它的強還原性和沸點。本身K金屬性強於Na,但是由於K的沸點較Na低,反應過程中K的揮發會使平衡向著生成K的方向進行,從而達到冶煉的目的。因此比Na沸點低而且難以用熱還原法還原的金屬都是可以在考慮之列的,如Rb(銣)等。
3.氯化鉀會腐蝕電極是因為反應會在陽極生成具有強氧化性的氯氣從而腐蝕陽極。
4.電解法冶煉的一定是在熔融狀態下能導電的化合物(穩定的離子化合物)。因此上述的化合物是可以用來電解的。但是電解法同樣需要考慮成本。熔點高的離子化合物,如氧化鈣,可能會使成本大大增加,因此在工業上受到限制。氧化鋁熔點高,但是AlCl3是共價化合物導致只能使用氧化鋁電解,工業上為了降低熔點減少成本會加入冰晶石(Na3AlF6)。
5.目前看到的都是正確的。
6.一般不是。它們的熔點於鈉相較更高,因此更傾向採用電解法。如鈹會使用BeCl2電解的方式,但是由於氯化鈹的共價性較強(接近AlCl3),一般會加入其他物質增強導電性。
7.鉑、金在自然界一般即以單質形式存在,因此是不需要冶煉的,只需要通過物理方法分離。例如篩金(沙裡淘金),利用沙與金的密度不同的特點(傳統上利用水流)分離。

『陸』 廢舊金屬是怎樣提煉黃金的

提煉黃金有許多的方法,我們今天就講其中的強酸分離法。顧名思義,就是用酸性極強的物質將黃金分離出來。強酸分離法按不同的酸來分,可以分為三種:

一、硝酸分離法。將濃硝酸倒入燒杯中,將電路板,CPU等剪碎,放到燒杯中。將燒杯放到燒杯架上,用酒精燈加熱。通過過濾,就能得到片狀黃金。此方法優點是操作簡單,缺點是硝酸腐蝕性大,易傷人,會產生有毒氣體。

二、王水分離法。王水的配置方法為硝酸一份,鹽酸三份。王水配置好後,將待提煉物體放進去,等反應結束後,過濾,然後進行加熱,最後,放入銅片,進行置換。此方法同樣簡單,但是缺點是回收率低,因為有不同的物質在裡面,提煉困難。

三、硫酸雙氧水分離法。首先按照一比一的比例將硫酸和雙氧水混合,將待提煉物體放入。靜止反應結束後,得到的顏色為黃色的物體就是黃金。

此方法的優點是得到的黃金純度高,反應快速,易過濾。缺點是成本高昂,會產生不易處理的廢酸。



二手手機舊電腦和手機電池中含有眾多金屬,回收後可以提煉出金、銀、銅、鈷、鋰和其他貴重金屬,再次用於工業生產:

據調查,從金礦中挖出的1噸金礦石平均只能生產5克黃金,而一噸廢棄的手機能夠提煉出150-200克以上的黃金、100公斤銅、3公斤銀以及其他金屬。可見,廢舊手機電腦的的確確是座金礦啊!

事實上,電腦手機回收之後不僅可以做提煉金屬處理,還可以進行二次銷售和再生製造。

以二手手機回收平台換換優品為例,其分級處理方式十分環保,提升了手機再利用的各組件分解、處理、再生能力,有效地提高了電子資源的循環利用率,為深加工產業模式提供了行業模板。

『柒』 常見和不常見的所有金屬的冶煉方法

常見金屬的冶煉與金屬活動性有關。
鉀、鈣、鈉、鎂、鋁是用電解熔融鹽或氧化物的方法冶煉。如可以電解熔融的氯化鎂的方法得到鎂單質,可以電解熔融氧化鋁的方法得到單質鋁。
鋅、鐵、錫、鉛、銅等用c、co、h2、al熱還原法得到。如鋁熱反應得到鐵單質。
汞與銀可以用加熱法得到,加熱後它們的氧化物分解可以得到單質。

『捌』 那些常見的金屬的冶煉分別可以用哪些方法

常見和不常見的所有金屬的冶煉方法
答:給我郵箱地址,發給你冶煉工藝電子稿。
這樣跨三個大行業:礦冶、鋼鐵、鑄造。你要那行業的金屬的冶煉方法。
黑色金屬:錳(mn)
鐵(fe)
鉻(cr)
有色金屬:
(1)
輕有色金屬4.5kg/m以下的有色金屬;包括鋁(al)
鎂(mg)
鈉(na)
鉀(k)
鈣(ca)
鍶(sr)
鋇(ba);
(2)重有色金屬:密度4.5kg/m以上的有色金屬;如銅(cu)
鎳(ni)
鉛(pb)
鋅(zn)
錫(sn)
等;
貴有色金屬:金(au)
銀(ag)
鉑(pt)

『玖』 金屬冶煉的一般方法是什麼詳細點兒

以下是金屬冶煉方法:

K,Ca,Na,Mg,Al,| Zn,Fe,Sn.Pb.(H),Cu,| Hg,Ag,Pt,Au

可以大致分成三段
1、Al之前的金屬很活潑,用電解鹽或氧化物的方法冶煉
如,Na是電解熔融NaCl
Mg是電解熔融MgCl2
Al是電解熔融Al2O3

2、中間一段一般是熱還原法,加熱時,用合適的還原劑,如,H2、C、CO、或者較活潑的金屬Al(鋁熱反應)進行冶煉
如,H2、C、CO加熱還原CuO得到Cu,還原Fe2O3得到Fe等
Al高溫鋁熱反應冶煉Fe、Cr、Mn等金屬

3、後面的不活潑金屬可以通過直接加熱氧化物分解的方法得到金屬單質
如,HgO加熱分解成Hg和O2,就是拉瓦錫發現空氣中存在O2的經典實驗

一、電解法
金屬活動順序表中金屬的冶煉如:
2Al2O3 =冰晶石,電解= 4Al + 3O2↑
〔生成的O2與陽極炭棒反應生成CO、CO2,所以應不斷補充陽極炭棒,冰晶石(Na3AlF6)為助熔劑。〕

二、熱還原法

(1)用C(焦炭、木炭)、CO作還原劑。如:3CO + Fe2O3 =高溫= 2Fe + 3CO2
(我國是世界上冶煉鋅最早的國家,明朝宋應星在《天工開物》一書中有記載)

(2)鋁熱劑冶煉難熔的金屬
2Al + Fe2O3 == Al2O3 + 2Fe

三、加熱法

等不活潑金屬的冶煉,可用加熱其氧化物或鍛燒其硫化物的方法。如:
2HgO =加熱= 2Hg + O2↑
唐代李白的秋浦歌:爐火照天地,紅星亂紫煙。郝郎明月夜,歌曲動川寒。秋浦:在今安徽省池洲市西,當時產銀、銅。郝郎指冶煉工人。

四、物理提取

在自然界中存在,其密度很大,用多次淘洗法去掉礦粒、泥沙等雜質,便可得。劉禹錫的浪淘沙:日照澄洲江霧開,淘金女伴滿江隈。美人首飾侯王印,盡是沙中浪底來。(隈:水轉彎的地方)

五、濕法冶金

即利用溶液中發生的化學反應(如置換、氧化還原、中和、水解等),對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程。
如銅的冶煉:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

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