钢铁冶金与有色冶金复习资料

《钢铁冶金与有色冶金复习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢铁冶金与有色冶金复习资料（23页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、钢铁冶金1. 焦炭在高炉中有什么作用？ 答：焦炭在高炉中有四个作用：供热 还原剂 骨架 供碳。2. 铁矿石有哪几种类型？什么是富矿、贫矿？ 答：磁铁矿（主要含矿物为四氧化三铁）、赤铁矿（主要含矿物为三 氧化二铁）、褐铁矿（主要含矿物为含结晶水的氧化铁矿）和菱铁矿 （主要含矿物为碳酸盐铁矿石）等。实际含铁品位大于理论品位的 70%时称为富矿。实际含铁品位低于理论品位的 70%时称为贫矿。3. 带式抽风烧结机的原料、工艺过程、料层结构？ 答：原材料包括含铁物料、熔剂和燃料。工艺过程：（1）烧结原料的 准备含铁原料：含铁量较高、粒度5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉 尘，轧钢皮，钢渣等。一般要求含铁原料品

2、位高，成分稳定，杂质少。熔剂：要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3% 左右，粒度小于 3mm 的占 90以上。在烧结料中加入一定量的白云 石，使烧结矿含有适当的MgO,对烧结过程有良好的作用，可以提高 烧结矿的质量。燃料：主要为焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定 碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10%， 粒度小于3mm的占95%以上。配料与混合（2）配料：配料目的：获 得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。常用的 配料方法：容积配料法和质量配料法。容积配料法是基于物料堆积密 度不变，原料的质量与体积成比例这一条件进行的。准确性较差。质 量配料

3、法是按原料的质量配料。比容积法准确，便于实现自动化。 混合：混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而 获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。 （3）混合作业：加水润湿、混匀和造球。根据原料性质不同，可采 用一次混合或二次混合两种流程。一次混合的目的：润湿与混匀，当 加热返矿时还可使物料预热。二次混合的目的：继续混匀，造球，以 改善烧结料层透气性。用粒度10Omm的富矿粉烧结时，因其粒度已 经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。使用细磨精矿粉 烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必须在混合过 程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于

4、 253min。 我国烧结厂大多采用二次混合。（4）烧结生产：烧结作业是烧结生产 的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。布料：将铺底 料、混合料铺在烧结机台车上的作业。当采用铺底料工艺时，在布混 合料之前，先铺一层粒度为1025mm，厚度为2025mm的小块烧结 矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿 命，减少或消除炉箅粘料。铺完底料后，随之进行布料。布料时要求 混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的 松散性，表面平整。目前采用较多的是圆辊布料机布料。点火：点 火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧：点火要求有足 够的点火温度，适宜的

5、高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。点火温 度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在125050C。点火时间 通常4060s。点火真空度46kPa。点火深度为1020mm。烧结： 准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。烧结风 量：平均每吨烧结矿需风量为3200m3,按烧结面积计算为(7090)m3 / (cm2, min)。真空度：决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气 性和漏风损失情况。料层厚度：合适的料层厚度应将高产和优质结合 起来考虑。国内一般采用料层厚度为250500mm。机速：合适的机 速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。实际生产中，机速一般 控制在 1.54m/mi

6、n 为宜。烧结终点的判断与控制：控制烧结终点， 即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。中小型烧结机终点一般 控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。料层结构：点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干 燥层和过湿层。然后后四层又相继消失，最终只剩烧结矿层。烧结 矿层：经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿 物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷 却而再结晶(10001100C)凝固成网孔结构的烧结矿。这层的主要变 化是熔融物的凝固，伴随着结晶和析出新矿物，还有吸入的冷空气被 预热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时低价氧化物可能被再

7、氧化。燃烧层：燃料在该层燃烧，温度高达13501600C，使矿物软化 熔融黏结成块。该层除燃烧反应外，还发生固体物料的熔化、还原、 氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。预热层：由燃烧层下来的 高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，一般为 400800C。 此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁 矿局部被氧化。干燥层：干燥层受预热层下来的废气加热，温度很 快上升到100C以上，混合料中的游离水大量蒸发，此层厚度一般为 l030mm。实际上干燥层与预热层难以截然分开，可以统称为干燥预 热层。该层中料球被急剧加热，迅速干燥，易被破坏，恶化料层透气 性。过湿层：从干燥层下来的

8、热废气含有大量水分，料温低于水蒸 气的露点温度时，废气中的水蒸气会重新凝结，使混合料中水分大量 增加而形成过湿层。此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速 度。4. 高炉炼铁的原料有哪些？ 答：包括铁矿石（烧结矿、球团矿和块矿）、焦炭、煤粉、鼓风和少 量熔剂。5. 高炉内型有哪些部分组成？ 答：现代高炉都是五段式炉型，从下至上分别为：炉缸、炉腹、炉腰、 炉身、炉喉。6. 高炉的炉料分布状态？工作原理是什么？答:块状带：tvll001200C,矿石和焦炭呈有规律的分层分布；（2）软融带：矿石在高温下开始软化熔融12001400C ）焦炭仍然 呈固态。软融带上缘矿石开始软化收缩（11501200

9、r）;软融带下缘 渣铁开始熔融滴落（1400C左右）；（3）滴落带：由焦炭和不断向下 滴落的液态渣铁组成，焦炭起到支撑料柱的作用。整个滴落带包括活 性焦炭区和呆滞区。（4）风回旋区：温度为11001300C的鼓风从 炉缸周围的风口以 100200 米每秒风速吹入炉缸，在鼓风动能作用 下，风前端形成一个回旋区向炉缸中心延伸，在回旋区内，焦炭燃 烧产生大量热量和气体还原剂一氧化碳，同时产生空间使炉料下降。 风口回旋区内燃烧掉的焦炭主要由活性焦炭区补充，也使活性焦炭区 变得比较松动。(5)死料柱：风口回旋区一下填充在炉缸内的焦炭， 由于很少更新，故称为死料柱。在上部料柱和鼓风压力作用下，死料 柱浸渍

10、在渣铁液中，甚至直接接触炉底炭砖。7高炉生产的主要经济技术指标：有效利用系数、焦比、煤比、冶 炼强度？答：1)有效容积利用系数nu=高炉每天出铁量P/高炉有效容积Vu单位：t/(m3 .d)(2) 焦比K二每天装入高炉的焦炭量/高炉每天出铁量单位：kg/t(3) 煤比M二每天喷入高炉的煤粉量/高炉每天出铁量单位：kg/t(4) 冶炼强度I二高炉每天消耗的焦炭量/高炉有效容积单位：t/(m3. d)8. 热风炉的类型？ 答：按结构形式分类，蓄热式热风炉有内燃式、外燃式和顶燃式三类。9. 铁水预处理脱硫、脱磷、脱硅的熔剂、方法和容器分别有哪些？ 答：(1)脱硫：熔剂有石灰、电石、镁粉；方法有 KR

11、 法脱硫，喷吹 法脱硫；(2)脱硅：熔剂有高碱度烧结矿粉，烧结粉尘，铁锰矿，轧 钢皮，氧气；方法有 .高炉铁水沟投入法，顶喷法，铁水灌吹喷法； (3)脱磷：熔剂有三氧化二铁，石灰；方法有机械搅拌法，吹喷法， 转炉双联法。容器有铁水沟、盛铁水容器或转炉。10. 炼钢的基本任务有哪些？答：炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非 金属夹杂物，提高温度和调整成分。11. 转炉炼钢的原料有哪些？一炉钢冶炼过程有哪些环节？ 答：转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁 水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括 氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。非金属料是在

12、转炉炼钢过程中为了 去除磷、硫等杂质，控制好温度而加入的材料。主要有造渣料（石灰、 白云石），熔剂（萤石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废钢）， 增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油）。一炉钢冶炼过程： （ 1）装料：清除上一炉的炉渣，先装温度约12001300C的铁水，再装一定量的废钢，并加入适量的造渣材料。（2）吹炼：装料后，把炉子转到吹炼位置，降下喷枪吹氧，直到符 合要求时，停止吹炼。（3）出钢：打开出钢口堵泥，把钢水倒入钢包。 根据钢水含氧量和钢种要求，向钢包内加入锰铁、硅铁、铝锭等进行 脱氧和调节成分。12. 什么是转炉的 5 大操作制度？ 答：（1）装入制度（2）供氧制度（

13、3）造渣制度（4）温度制度（5） 终点控制与出钢合金化。13. 硫、磷对钢有什么危害？有利于脱磷、脱硫的条件有哪些？答:硫（S）在通常情况下是有害元素。使钢材热压力加工时（1150-1200 摄氏度时）产的硫化合物-FeS-Fe 共晶体已经熔化,导致钢材晶间开 裂,即产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂 纹。硫对焊接性能也不利，它不但导致焊缝产生热裂,而且在焊接过 程中容易后成 SO2 气体,使焊缝产生气孔和疏松。它还降低钢材耐腐 蚀性。磷(P):在一般情况下，磷是钢中有害元素，它在钢中易产生 偏析，形成Fe3P，能增加钢强度和硬度，但使塑性和韧性显著下降， 脆性增大。特别是

14、钢的脆性转折温度急剧升高，引起钢的冷脆性。它 还使钢的焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求 钢中含磷量小于 0.045%。脱硫是吸热反应：高温有利于脱硫，低Fe0有利于脱硫。脱磷是放热 反应：低熔池温度有利于脱磷，FeO创造的氧化性条件，高碱度，二 元碱度在 2.5 以上。14. 传统电弧炉氧化法冶炼过程可分为哪几个阶段？ 答：传统电弧炉氧化法冶炼可分为补炉，装料，熔化期，氧化期，还 原期和出钢等阶段。现代电弧炉取消还原期。15. 按额定功率分，电弧炉可分为哪几类？答：对于40t (4.6m)以下的为小电炉，对于50t以上的电弧炉分类为： 额定功率100200kv.A/t为低功

15、率电弧炉，200400kv.A/t为中等功 率，4OO7OOkv.A/t为高高功率，7001000kv.A/t为超高功率电弧炉。16. 什么是炉外精炼？炉外精炼的任务是什么？基本手段有哪些？精 炼方法/设备有哪些？答：炉外精炼就是按传统工艺，将在常规炼钢炉中的精炼任务，如 除去杂质，成分和温度的调整和均匀化的任务，部分或全部的移到钢 包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也被称为二次精炼或钢包冶金。 任务：（1）钢水成分和温度的均匀化；（2）精确控制钢水成分和温 度；（3）脱氧脱硫脱磷脱碳；（4）去除钢中气体（氢氮）；（5） 去除夹杂物及夹杂物形态控制。基本手段：（1）渣洗;（2）真空；（3）搅拌

16、；（4）加热；（5）喷 吹。精炼方法/设备有哪些？（1）合成渣渣洗；（2）钢包精炼吹氩精炼法；（3）真空脱气法（如RH）； （4）带有加热装置的炉外精炼（如LF）；（5）低碳钢液的精炼（如VOD和A0D）；（6）喷粉及特殊材料添加17. LF、RH工作原理是什么？答：LF：（1）LF采用电弧加热，对钢水加热效率一般N60%，高于电 炉升温热效率，并且LF采用计算机动态控制终点温度，可保证终点温 度的控制精度不大于5度。（2）LF利用白渣进行钢水精炼，实现钢 水脱硫，脱氧，生产超低硫钢和低氧钢。RH：又被称作真空循环脱气法，利用气泡将钢水不断地提升到真空室内进行脱气，脱碳等反应，然后回流到钢包中

17、。18. 连铸机可分为哪几种类型？答：按铸机的外形分；立式，立弯式，直结晶器的弧形，弧形，多半 径弧形（椭圆形），水平式。按铸坯断面分；板坯，大方坯，小方坯， 方-板坯复合式连铸机，圆坯，异形坯和薄板坯连铸机等。19. 连铸机的主体设备和生产工艺？答：连铸机的主体设备:钢包回转台，中间台，结晶器及其振动结构， 二次冷却支导装置，拉坯矫直机，剪切机，输送辊道，钢坯。生产工艺：待浇铸的钢水用钢包吊至钢包回转台上，打开钢包的浇铸 滑动水口，钢水进入中间包，并经中间包注入结晶器（一次冷却）； 在结晶器内，钢水迅速冷凝形成具有一定厚度的坯壳并在拉矫机的拉 力作用下被连续拉出结晶器进入二次冷却区，被喷成雾

18、状的冷却水继 续冷却至完全凝固。这样，钢水连续地注入结晶器，铸坯连续的被拉 出即形成了连续铸钢的过程。钢坯出二次冷却区进入拉坯矫直机，把 圆弧形钢坯矫直成直坯；切割机将钢坯切成定长的钢坯，然后经运输 辊道送入后步工序。20. 连铸机中间包的作用有哪些？答：减压，稳流，去渣，贮钢，分流。有色金属冶金1、金属及其分类 答：金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属指铁、铬、锰， 除此之外的金属称为有色金属。有色金属分为重金属、轻金属、贵金 属、稀有金属和半金属五类。根据金属的密度、熔点、分布及其他物 理化学特性，稀有金属在工业上又可分为：稀有轻金属、难熔稀有金 属、稀散金属、稀土金属、放射性稀有金

19、属、半金属。2、冶金的定义、冶金的任务、冶金的目的 答：冶金的定义是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法 将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。冶金的任务是研 究各种冶炼及提取方法，提高生产效率，节约能源，改进产品质量， 降低成本，扩大品种并增加产量。冶金的目的是把所要提取的金属从 成分复杂的矿物集合体中分离出来并加以提纯。3、冶金方法的分类 答：分为三类：火法冶金、湿法冶金和电冶金。大体上可将其归纳为 三类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。一、火法冶金火法冶金是高温条件下进行的冶金过程。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

20、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比方，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 行的火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼、精炼、蒸馏等过程。二、湿法冶金湿法冶金是溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高。现代湿 法冶金中的高温高压过程，一般低于100度。温度也不过200 度，极 个别情况温度可达 300 度。湿法冶金包括：浸出、净化、制备金属等 过程。三、电冶金电冶金又分为电热冶金和电化冶金。 电冶金是利用电能提取金 属的方法。根据利用电能

21、效应的不同。1电热冶金利用电能转变为热能进行冶炼的方法。电热冶金的过程 中。与火法冶金过程差别不大，按其物理化学变化的实质来说。两者 的主要区别只是冶炼时热能来源不同。2电化冶金利用电化学反应。前者称为溶液电解，使金属从含金属 盐类的溶液或熔体中析出。如铜的电解精炼和锌的电积，可列入湿法 冶金一类；后者称为熔盐电解，不只利用电能的化学效应，而且也利 用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火 法冶金一类。从矿石或精矿中提取金属的生产工艺流程。又有湿法过程，经常 是既有火法过程。即使是以火法为主的工艺流程，比方，硫化铜精矿 的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼

22、锌中， 硫化锌精矿还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。4、铜的冶炼方法及工艺流程答：有火法和湿法两大类；火法炼铜基本流程包括造锍熔炼、锍的吹 炼、粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼；湿法炼铜基本流程包括浸出、 萃取。反萃、电积。5、硫化铜精矿造锍熔炼的基本原理及两个过程的主要反应 答：利用铜对硫的亲和力大于铁和一些杂质金属，而铁对氧的亲和力 大于铜的特性，在高温及控制氧化气氛条件下，使铁等杂质金属逐步 氧化后进入炉渣或烟尘而被除去，而金属铜则富集在各种中间产物 中，并逐步得到提纯。主要包括两个造渣和造锍两个过程主要反应：2FeS(l)+30 (g) =2Fe0(g)+2S0 (g) ； 2FeO

23、(g)+SiO (s)二 2FeO SiO (I)；2 2 2 2xFeS(l)+yCuS(l)= yCu S xFeS(I)226、硫化铜精矿造锍熔炼的目的及必须遵循的两个原则答：(1)造流熔炼的目的：使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜，同 时使炉料中的氧化物和氧化产生的铁氧化物形成炉渣；使冰铜与炉 渣分离。(2)火法炼铜必须遵循两个原则：必须使炉料有相当数量 的硫来形成冰铜；炉渣含二氧化硅接近饱和，以便冰铜和炉渣不致 混溶7、铜锍(冰铜)的吹炼的任务及实质是什么？ 答：任务是将铜锍(冰铜)吹炼成含铜98.5%-99.5%的粗铜；实质是 在一定压力下将空气送到液体冰铜中，利用空气中的氧将冰铜中的

24、铁 和硫几乎全部除去，并除去部分其它杂质：FeS氧化变成Fe0与加入 的石英熔剂造渣；而CuS则部分经过氧化，并与剩下的CuS相互反22应变成粗铜。8、铜锍(冰铜)的吹炼过程为分为哪两个两个周期？各周期的主要 反应是什么？答：造渣期：2FeS+30 =2Fe0+2S0 ； 2FeO+SiO = 2FeO SiO ;相加得2 2 2 2总 反 应 为 2FeS+3O+SiO= 2FeO SiO+2SO 。 造 铜 期 ：2 2 2 22CuS+3O=2CuO+2SO ； CuS+2 CuO=6Cu+ SO 两式相加得总反应：2 2 2 2 2 2Cu S+O =2Cu+ SO2 2 29、粗铜火

25、法精炼的目的及原理是什么？粗铜火法精炼分为哪两个过 程？ 答：目的：部分除去粗铜中对氧亲和力较大的杂质；为电解精炼提供 合乎要求的阳极铜，并浇铸成为表面平整、厚度均匀、致密的阳极板； 以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。每个周期包括加料熔 化、氧化、还原和出铜浇铸四个基本阶段。原理：粗铜火法精炼的实 质是使其中的杂质氧化成氧化物，并利用氧化物不溶于或极少溶于 铜，形成炉渣浮在熔池表面而被除去；或者借助某些杂质在精炼作业 温度（11001200C ）下，呈气态挥发除去。氧化过程：铜首先被 氧化：4Cu + O = 2CuO生成的氧化亚铜溶于铜液中，在CuO2 2 2 与杂质元素接触时便将氧传

26、递给杂质元素： CuO+M=2Cu2+ MO;还原过程主要还原CuO，常用的还原剂有：重油、天然2气、液化石油气等。重油还原实际上是氢和一氧化碳对Cu O的还原：2CuO + H = 2Cu + HO;CuO + CO = 2Cu + CO2 2 2 2 2CuO + C = 2Cu + CO;4CuO + CH = 8Cu + CO + 2HO2242210、简述粗铜电解精炼的基本过程，分别写出阴阳及的主要反应。 答：铜的电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，硫酸铜和硫酸水溶液为 电解质，电铜为阴极，向电解槽通直流电使阳极溶解没在阴极析出更 纯的金属铜的过程。根据电化学性质的不同，阳极中的杂质或者

27、进入 阳极泥或者保留在电解液中被脱出。阳极反应：Cu-2e = Cu2+；Me-2e二Me2+； H O-2e =1/2 O + 2N； SO 2-2e 二SO +1/2 O 阴极反应：22432Cu2+2e = Cu；2H+2e =H ；Me2+2e = Me211、分析铜电解精炼和铜电积的电极反应有什么差别？答：铜电解精炼阳极反应：Cu-2e 二 Cu2+； Me-2e二Me2+； H0-2e=1/22O + 2Hs SO 2-2e 二SO +1/2 O 阴极反应：Cw+2e = Cu； 2H+2e =H ；2 4 3 2 2Me2+2e = Me ;铜电积：铜的电积也称不溶阳极电解，以纯

28、铜作阴极， 以Pb-Ag （含Ag1%）或Pb-Sb合金板作阳极，上述经净化除铁后的 净化液作电解液。电解时，阴极过程与电解精炼一样，在始极片上析 出铜，在阳极的反应则不是金属溶解，而是水的分解放出氧气。阴极：Cu2+ + 2e = Cu 阳极：HO - 2e = 1/2O+;总反应：Cu2+ + HO =2 2 2Cu + 1/2O+ 2H+212、简述硫化镍精矿的火法冶炼过程。 答：硫化镍精矿的火法冶炼与铜的冶炼相同，可以在鼓风炉、反射炉、 矿热电炉和闪速炉中进行造锍熔炼，产出低镍锍。再送转炉进行吹炼 产出高镍锍；晶缓冷后进行破碎、磨细；通过浮选、磁选产出高品位 硫化镍精矿、硫化铜精矿和铜

29、镍合金。13、镍锍的主要成份有哪些？镍锍吹炼过程与铜锍吹炼过程有何不 同？答：镍锍的主要成份有Ni S、CuS和贵金属。镍锍吹炼只有造渣过3 2 2程。即 2Fe+ O+SiO 二 2FeO SiO ； 2FeS+3O+SiO 二 2FeOSiO+2SO2 2 22 2 2 2吹炼知道产出高硫镍为止，而没有造金属的过程，因为在锍镍吹炼的 条件下反应Ni S+4NiO=7Ni+2SO要在1773K的高温下才能进行，而3 2 2反应产出的Ni和NiO的熔点远高于空气吹炼所能达到的温度。14、简述羰基法精炼镍的基本原理。 答：羰基法精炼镍是基于 CO 与 Ni 反应生成气态的 Ni(CO) ：4Ni

30、(g)+4C0二Ni(CO)+Q,从反应可见，反应可逆，反应向右进行为放4热反应，体积缩小4倍，故降温。加压有利于羰基化合物的形成；反 应向左进行为吸热，体积放大四倍，故升温减压有利于羰基化合物的 分解。这个反应对镍的选择性很高，对铜和铂族元素不起作用，铁和 钴虽然也能生成羰基化合物但根据这些金属羰基化合物熔点和沸点 的不同，可以将他们奋力并获得纯的羰基镍。15、分别写出硫化镍阳极电解精炼镍和硫酸镍溶液电解沉积镍的阴阳极反应。答：硫化镍阳极电解精炼镍的主要反应：阴极Ni2+2e=Ni ；阳极Ni S-2e二Ni2+2NiS、2NiS-4e=2 Ni2+2S;硫酸镍溶液电解沉积镍：阴32极 Ni

31、2+2e二Ni；阳极 HO - 2e = 1/20 + 2H+2216、简述硫化铅精矿烧结焙烧的目的。答：氧化脱硫：将精矿中的硫化铅氧化为易于还原的氧化铅，其他 金属硫化物也氧化为氧化物，在氧化脱硫的同时，精矿中的砷，锑也 可顺便除去；结块：将细粒物料烧结成适合鼓风炉熔炼的、具有一 定块度和孔隙度的烧结块。17、铅鼓风炉熔炼的产物有哪些？答：粗铅、炉渣、铅冰铜、烟尘和烟气18、简述烟化炉烟化法处理炼铅炉渣的基本原理。 答：炉渣烟化过程的实质是把粉煤与空气或天然气与空气的混合物吹 入烟化炉的熔融炉渣内，是炉渣中的锌化合物还原为金属锌挥发进入 气相，气相中的 Zn 在烟化炉的上不空间或烟道系统再被

32、氧化，最后 成为ZnO被捕集与收尘设备中，同时Pb、In、Sn、Cd、Ge等也挥发， 并随ZnO 起被收尘器收集。19、粗铅的火法精炼有哪些主要过程？ 答：粗铅除铜（熔析除铜、加硫除铜、粗铅连续脱铜）、氧化精炼除 砷、锑、锡、粗铅加锌除银、真空除锌、加钙镁除铋。20、什么是直接炼铅？直接炼铅方法有哪些？答：直接炼铅的方法硫化铅精矿直接熔炼方法可分为两类：一类是把 精矿喷入灼热的炉膛空间，在悬浮状态下进行氧化熔炼，然后在沉淀 池进行还原和澄清分离，如基夫赛特法.这种熔炼反应主要发生在炉 膛空间的熔炼方式称为闪速熔炼.另一类是把精矿直接加入鼓风翻腾 的熔体中进行熔炼，如QSL法、水口山法、奥斯麦特

33、法和艾萨法等。 这种熔炼反应主要发生在熔池内的熔炼方式称为熔池熔炼。21、火法炼锌与湿法炼锌各包括哪些主要过程？火法炼锌主要有哪些 方法？答：火法炼锌包括焙烧、还原蒸馏、和精炼三个主要过程，主要有平 罐炼锌、竖罐炼锌、电热法炼锌和密闭鼓风炉炼锌。湿法炼锌包括焙 烧。浸出、净化、电积、熔铸五个主要过程。22、简述硫化锌精矿焙烧的目的。 答：硫化锌精矿焙烧过程是在高温下借助于空气中的氧进行的氧化的 过程。焙烧的目的与要求决定于下一步的生产流程，冶炼方法不同其焙烧目的略有差别:火法炼锌（蒸馏法） ：是在焙烧时实行死焙烧（氧化焙烧），尽可能地 除去全部硫，以及尽可能完全使铅、镉、砷、锑挥发除去，得到主

34、要 由金属氧化物组成的焙砂，使以后蒸馏时可以得到较高质是的锌锭。 产出浓度足够大的 SO2 烟气以供生产硫酸。含镉与铅多的烟尘作为炼 镉原料。鼓风炉炼锌：通过烧结机进行烧结焙烧，既要脱硫、结块，还要控制 铅的挥发。精矿中含铜较高时，要适当残留一部分硫，以便在熔炼中 制造冰铜湿法炼锌：1）尽可能完全地氧化金属硫化物并在焙砂中得到氧化物及 少量硫酸盐（34%SS04）,实行部分硫酸盐化焙烧，焙砂中少量硫酸盐 以补偿电解与浸出循环系统中硫酸的损失；2）使砷与锑氧化并以挥发 物状态从精矿中除去；3）在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌； 4）得到SO2 浓度大的焙烧炉气以制造硫酸；5）得到细小粒子状的焙烧矿以

35、利 于浸出的进行。23、简述密闭鼓风炉炼锌的优点与缺点。答：优点：对原料的适应性强，可以处理铅锌的原生和次生原料， 尤其适合处理难选的铅锌混合矿，简化了选冶工艺流程，提高了选冶 综合回收率生产能力大，燃料利用率高，有利于实现机械化和自动 化，提高劳动生产率基建投资费用少可综合利用原矿中的有价金 属，金、银、铜等富集于粗铅中予以回收，镉、锗、汞等可从其它产 品或中间产品中回收。缺点：需要消耗较多质量好、价格高的冶金 焦炭技术条件要求较高，特别是烧结块的含硫量要低于1%,使精 矿的烧结过程控制复杂炉内和冷凝器内部不可避免地产生炉结，需 要定期清理，劳动强度大。24、简述粗锌精馏精炼的原理。答：根据

36、Zn-Cd二元系沸点组成图可知，当锌中熔有低沸点镉时，锌 的沸点便会降低，其变化规律如图中 I 线所示。当成分为 A 的粗锌加 热到a的温度时，这种含镉的锌便会沸腾，锌、镉同时挥发。蒸气冷 却时，其组成则是沿着线II变化，从丨线上的a点作横坐标的平行 线，交于b点，b点所代表成分，即为A成分的合金加热至a点蒸发， 气液两相平衡时气相的平衡成分。因此，被冷凝下来的液相含锌较b点多、含隔少。未被冷凝的气相则 正好相反，即气相中富集了低沸点的金属镉，这样反复多次地蒸发与 冷凝，液相中就富集了高沸点金属，气相中富集了低沸点的金属，从 而使沸点有差别的两种金属，达到完全分离的目的。25、简述传统的湿法炼

37、锌的基本过程。 答：传统湿法炼锌可分为焙烧、浸出、净化、电解和熔铸五个阶段， 以稀硫酸为溶剂溶解含锌物料中的锌，使锌尽可能地溶入溶液中，得 到硫酸锌溶液，在对此溶液进行净化以出去溶液中的杂质，然后从硫 酸锌溶液中电解析出锌，电解析出的锌在熔铸成锭。26、简述硫化锌精矿的氧压浸出的原理及优点。 答：硫化锌精矿的加压氧化浸出是将硫化锌精矿不经焙烧，在高压釜 内充氧高温(140160C)高压(350700kPa)下加入废电解液，使硫化 物直接转化为硫酸盐和元素硫的工艺过程。主要反应如下： ZnS +HSO + 0.5O = ZnSO + S。+ H 0此工艺克服了“焙烧-浸出-电积”24242流程的

38、工艺复杂、流程长、SO2烟气污染等缺点，具有对环境污染小、硫以元素硫回收、锌回收率高、工艺适应性好的优点。硫化锌精矿的主要矿物形态有高铁闪锌矿(Fe, Zn)S、磁黄铁矿 (FeS)、方铅矿(PbS)、黄铜矿(CuFeS2)等，浸出时析出元素硫并生成 硫酸盐。Fe2+可被进一步氧化成Fe3+, Fe3+可加速硫化锌的分解： 2Fe3+ +ZnS = Zn2+ + 2Fe2+ + S0 为了提高浸出过程的反应速度，要求精矿的粒度应有98%小于44从 m,同时需加入木质碳酸盐(约0.1g/l)破坏精矿粒表面上包裹的熔融 硫。硫化锌精矿氧压浸出的特点:(1) 对原料有较大适应性,能处理含铁、 铅、硅

39、高的锌精矿,锌的回收率较高,可达 97%以上； (2)流程短, 可取消焙烧、制酸系统及渣处理工序,因而使基建投资大幅度降低, 较常规法节约投资3040%； (3)不产出含S02废气，且废渣量少，产 出元素硫便于运输和贮存,能比常规法更好地解决环保问题；(4)能 耗和生产成本与常规法大体相同；(5)有利于铅、镉及贵金属的综合 回收。27、在湿法炼锌的热酸浸出过程中，从含铁高的浸出液中沉铁有哪些 方法？ 答：根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法 有黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法和赤铁矿法。28、简述硫酸锌溶液采用锌粉置换除铜、镉的原理。 答：锌粉置换净化的原理： 锌粉置换除铜、镉

40、是用较负电性的锌从硫酸锌溶液还原较正电性的 铜、镉、钴等金属(用Me表示)离子，其基本反应为：Zn + Me2+ = Zn2+ + Me置换反应进行的极限程度取决于它们之间的电位差：E二E。一Me2+/MeE 2+ 0.0295lg(a 2+ / a 2+)E Eo 2+ =Zn /ZnMeZnMe2+/MeZn /Zn0.0295lg(a 2+/a 2+)Zn Me两种金属电位差愈大，置换反应愈彻底。由热力学计算可得出，锌粉置换除铜、镉、钴、镍可降至很低的程度。 实践证明，锌粉置换除铜、镉很容易进行，单纯用锌粉置换除钴、镍 比较困难，必须采取其他措施，如砷盐净化法、逆锑净化法、合金锌 粉净化

41、法等。因而除钴、镍的方法也较多而复杂。29、简述硫酸锌溶液的电解沉积锌的基本过程及主要电极反应。 答：锌的电解沉积是用电解的方法从硫酸锌水溶液中提取纯金属锌的 过程。将净化后的硫酸锌溶液与一定比例的电解废液混合，连续不断 的才能够电解槽的进液端流入电解槽，用含银 0.5%-1%的铅-银合金 板作阳极，以压延铝板作阴极，当电解槽通过直流电时，在阴极上析 出金属锌，阳极上放出氧气，溶液中硫酸再生。阴极：Zn2+2e二Zn； 2H+2e二H阳极：首先发生铅阳极的溶解，并形成PbSO覆盖在阳极上 24Pb-2e=Pb2+； Pb+SO 2-2e=PbSO，随着溶解进行，由于PbSO覆盖作用，4 4 4

42、电 位 不 断 升 高 ， 二 价 铅 进 一 步 被 氧 化 为 高 价 状 态 ，PbSO +2H O-2e=PbO +4H+SO4+,待阳极上被 PbO2 覆盖后，进入4 2 22H O-4e=O +4H+2230、简述锡精矿还原熔炼炼锡的基本过程。 答:流程：主要由炼前处理、还原熔炼、炉渣熔炼和粗锡精炼等组成。 锡还原熔炼分两段进行，第一段是熔炼精矿，在较弱的还原气氛和适 当的温度条件下还原产出较纯的粗锡，同事地道富含锡的炉渣，成为 富渣；第二段熔炼富渣，在高温、强还原条件下加入石灰石等溶剂还 原产出硬头（铁和锡的合金）和贫渣，又称二次熔炼，得到的硬头返 回一次熔炼。它可以保证得到较纯

43、的粗锡。原理：SnO +C=Sn+CO ;C+CO =2C0;SnO +2CO=Sn+2C02 2 2 2 2技术进展：针对反射炉、电炉和鼓风炉传统熔池熔炼的不足，世界各 国提出了多种方案，主要有回转短窑熔炼技术、卡尔多炉熔炼和 Ausmelt 熔炼技术，其中只有 Ausmelt 熔炼技术得到较好发展。31、简述炼锡炉渣烟化炉硫化挥发锡的原理。答:主要是根据硫化亚锡有很大的蒸汽压力，在业态炉渣中吹入煤粉空气混合物和加硫化剂，由于发生化学作用并强烈搅拌，使锡成为硫化亚锡挥发，部分锡成为氧化亚锡挥发，最后都以 SnO 烟尘形式被收2集。32、粗锡的火法精炼包含哪些主要过程？ 答：熔析法及凝析法除铁

44、、砷；加硫除铜；结晶分离法除铅、铋；真 空蒸馏除铅、铋；氯化法除铅；加铝除砷、锑。33、氧化铝的生产方法有哪些？答：拜耳法和烧结法34、简述拜耳法生产氧化铝的基本原理。答：NaO与Al 0的分子比为1.8的铝酸钠溶液，在常温下只要添加2 2 3Al(OH) 作为晶种不断搅拌，溶液中的 Al O 便可以呈 Al(OH) 徐徐析3 2 3 3出，直到其中的 Na2O：Al O 分子比提高到6为止。2335、简述碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理。答：将铝土矿与一定量的苏打、石灰(石灰石)配成炉料进行烧结， 使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，而氧化铝与苏打化合成 可溶于水的氯酸钠，将烧结产物用水

45、浸出，氯酸钠便进入溶液与原硅 酸钙分离，以后再用二氧化碳分解氯酸钠溶液，得到氢氧化铝。36、简述冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产金属铝的基本过程及主要电 极反应。答：阴极：Al3+3e=Al ; Na+e二Na，阳极：202-+C-4e二CO237、什么是冰晶石-氧化铝熔盐电解过程中的阳极效应？有何外观特 征？其发生的机理是什么？答：阳极效应是电解熔盐，特别是电解冰晶石-氧化铝过程中发生在 阳极上的一种特出现象。外观特征，槽电压急剧升高，在与电解质接 触的阳极表面出现微小电弧。机理，由于电解质对于碳阳极的湿润性 的改变引起的。当电解质中有大量氧化铝时，电解质在炭阳极的表面 张力小，能良好的润湿阳极

46、表面，阳极电化学的气体产物能容易从阳 极表面排除，随着电解过程的进行，当氧化铝降低到一定含量时，表 面张力增加，气体滞留在阳极表面，形成气体膜层，使槽电压急剧升 高。38、在冰晶石-氧化铝熔盐生产过程中，常用的添加剂有哪些？ 答：氟化钙、氟化镁、氟化锂、碳酸锂、氯化钠39、生产钨的主要原料是什么？钨的生产过程有哪些？ 答;黑钨精矿和白钨精矿.生产过程主要有，钨精矿分解、钨溶液净化、 纯钨合金物制取、钨粉制取、致密钨制取、高纯致密钨制取40、钨精矿的分解方法有哪些？答：苏打烧结、黑钨精矿碱分解、白钨精矿的苏打水溶液分解、白钨 精矿的盐酸分解法41、以金红石及高钛渣为原料，工业上生产四氯化钛的方法有哪些？ 四氯化钛的生产工序有哪些？常用的氯化剂有哪些？答：四氯化钛是金属钛及钛白生产的重要中间产品。它是以富钛物料（高钛渣、金红石、人造金红石）为原料，经过氯化、冷凝分离、精 制等过程而制得。最常用的氯化剂有氯气和盐酸等。42、海绵钛的生产方法有哪些？答：金属热还原生产海绵钛，镁热还原法和钠热还原43、简述从铜阳极泥中回收金银的基本过程。答：硫酸化焙烧提硒脱铜、还原熔炼、氧化精炼、银电解精炼、金电 解精炼。