高中化学金属冶炼方法篇1

1教材的表述

人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3—2，第四章《电磁感应》的第7节《涡流》中，给出了这样的表述：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流.实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流……用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流.涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度……电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上.线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器.因此，我们要想办法减小涡流.

2问题的提出

笔者在调研听课中发现，不少老师把本节教材当做阅读材料，安排学生自己阅读本节内容，教师不做讲解分析.结果学生读完教材上的内容后，一头雾水，不知道究竟为什么真空冶炼炉内可以“使金属熔化并达到很高的温度”，也不知道为什么电动机或变压器的“铁芯中产生涡流使铁芯发热”.本文试图从电磁感应的原理出发，推导出涡流热效应产生的焦耳热功率表达式.

3涡流热功率的推导

假设一个长直螺线管的长度为l，单位长度的匝数为n（n足够大），若螺线管的横截面半径远小于管长l，可将该螺线管看作无限长密绕螺线管，如图2所示.当螺线管通入正弦交变电流i=I0sinωt时，管内的磁场可看作匀强磁场，其磁感应强度为B，根据毕奥—萨伐尔定律，磁感应强度B大小为：

由（6）式可见，涡流产生的焦耳热功率与螺线管内的最大磁感应电流Bm的平方成正比，与交变电流变化的角频率ω的平方成正比，与金属的电阻成反比.我们可以通过控制这些物理量的大小来改变涡流的热功率，满足生产生活的需求.

4涡流热效应的应用与危害

4.1应用

冶炼金属用的真空冶炼炉是最为常见的感应加热设备，图3所示是真空冶炼炉的示意图，当给冶炼炉接入高频交变电流时，炉内被冶炼的金属因其电阻率很小，在金属内出现了强大的感应电流，它所产生的热量可使金属很快熔化.这种冶炼方法的最大优点之一，就是冶炼所需的热量直接来自被冶炼金属本身，因此可达极高的温度并有快速和高效的特点.此外，这种冶炼方法易于控制温度，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种合金和特种钢等.

高中化学金属冶炼方法篇2

[关键词]湿法冶金；发展；应用

中图分类号：TM713.1文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）11-0376-01

1前言

湿法冶金技术已经在有色金属中有着。在近十几年的时间内，日益进步的科技手段以及所有的工业机构针对有色金属产品的种类、品质与数目的要求逐渐增强，环境维护与资源的充分运用需求高涨；然而矿产资源的数量却日益减低，矿石有价组分贫化与繁琐化，在此背景下湿法冶金因其具备较强的优势而有着大量的发展。

2湿法冶金概述

湿法冶金所指的是金属矿物材料在碱性介质又或是酸性介质的水溶液里面实施化学处理又或是机溶剂萃取、杂质分离、获取金属以及有关化合物的环节。湿法冶金是一种较为独立的技术手段在二战之后获得大量的发展，在获取铀等部分矿物质之时无法运用传统形式的火法冶金，仅仅可以运用化学溶剂将其完全分离出，此提取金属的方式便是湿法冶金。

3湿法冶金技术发展与运用

3.1生物技术在湿法冶金中的运用

生物冶金是将微生物和湿法冶金技术相互融合的冶金工艺。在1983年的时候，生物冶金便在细菌浸出国际会议中被人们所提及。按照生物冶金在金属回收环节所具备的功能，能够将此技术划分成以下3种：生物吸附、生物浸出以及生物累积。在1947年的时候，人们第一次发掘了氧化亚铁硫杆菌可以将铁离子氧化。然而直至1958年的时候，美国国内的肯尼柯铜矿才在此层面获得了较大的突破，从而将生物技术引入至冶金领域之中。截止当前，生物冶金已经被大量运用至各类金属矿的冶炼环节，同时获得了人们的高度重视。其一，因为运用此技术有助于对低品位的矿产实施开采与回收。其二，运用此技术针对金属矿实施提炼，对于环境所造成的影响相对较小，同时具备投资费用较低以及能源消耗低等优势。当前，微生物湿法冶金工艺同样在我们国家较多区域的冶金公司中获得运用。因此，生物冶金工艺的运用，已在国内外获得了较大的发展。

3.2微波辅助技术在湿法冶金中的运用

在运用微波针对硫化铅锌矿与钒钛磁铁矿进行处理的时候，矿石所具备的可磨性在微波辐射作用下有所增强，其表明微波辐射转变了矿石所具备的可磨性，使得矿石便于粉碎。辐射的时间越久，温度便会更高，增强的幅度也就越大。然而针对硫化矿而言，温度偏高便会挥发出二氧化硫，转变矿物所具备的特性。微波在针对矿石进行处理的环节之中，不但能够增强磨矿产品里面细级别的生产效率，同时并不会导致破碎问题。换而言之，矿石的可选性与解离度均有所增强，为后期的湿法浸出奠定了较好的基础，同时节省了非常多的磨矿费用。

当前，国内与国外所具有的难处理金矿石的预处理方式大致有热压氧化、氧化焙烧、化学氧化以及生物氧化等等。微波氧化法依然处在试验时期。四川省某金矿石运用微波辅助技术进行处理，涵盖斜方砷铁矿、黄铁矿、毒砂、非晶质碳以及石墨等其它对金的浸出造成影响的矿物质。金有着微细的嵌布粒度，包裹金占据的比例为23%。针对矿石直接实施氰化浸出，金的浸出率接近于零。针对此矿样实施多个环境下的微波预处理试验，成效相对较好，氰化浸出率有所增强。直接微波预处理的方式由SO2与As2O3毒气行程，将精矿和固化剂Ca（OH）2混匀之后实施微波预处理，不但可以节省能源，同时还能够固化硫、砷并且增强金的浸出率。

3.3电位-PH图在湿法冶金中的运用

氧化还原电位与溶液pH值等是湿法冶金技术中两个最为重要的要素。在正常状况下，在具体的湿法冶金环节，化学反应的方向与限制均能够由pH、电位、反应物以及产物的活度所构成的热力学方程式来预测。然而如此的方程式便能够运用电位-pH图简单的展示出，因此电位-pH图对于湿法冶金具有极为重要的指导性作用。

3.4真空技术在湿法冶金中的运用

（1）真空干燥与真空冷冻干燥

干燥是运用加热蒸发的形式消除水分，传统形式的干燥手段主要有煮、晒、烘干以及喷雾干燥等等，然而伴随真空干燥技术的逐渐发展，在真空背景下调控温度针对样品实施干燥备受人们的关注。与传统形式的干燥法对比而言，真空干燥具湟韵录父鲇诺悖耗芄辉擞糜谌让粜缘奈镏剩荒芄缓侠淼募跎俑稍锼需的时间；针对各类组成繁琐的机械元件通过清洁之后运用真空干燥的方式，不会留下任何的多余物质；免除了氧化物高温爆炸，运用更加的安全。所以，真空干燥能够处理各类湿法环节所得到的滤饼，还能够运用于干燥各类在传统干燥之时极易发生氧化的化工产品。

（2）真空过滤湿

湿法冶金所具备的特征便是有着较多的液固分离步骤，然而过滤工作品质的好坏对于冶金制造环节与产品品质有着非常大的影响，特别是对于持续性加工的平稳性产生较大的影响。其对干燥对比而言，过滤是经济性能比较好的脱水形式，能够减少运输成本、降低所产生的环境污染等，具备非常强的经济发展潜力。真空过滤所代表的是在压强差距的作用之下，全面运用物料所具有的重力与真空吸力，使得物料经过过滤介质的时候，颗粒被截停在介质外表产生滤饼，然而液体便会经过过滤介质外流，进而实现固液相互分离的目标。

（3）真空蒸发结晶

蒸发结晶主要是经过加温蒸发浓缩的形式使得溶液里面被结晶的物质趋于饱和而结晶析出的方式。真空蒸发结晶便会经过逐渐的抽出所蒸发出的蒸汽使得蒸发环节能够持续不断的实施同时使得溶液快速饱和。

4结语

冶金领域归属原料工业，然而法冶金的主体大都是资源的充分运用，尤其是针对品位较低、繁琐难选矿的分离获取具备较强的优越性。融合我们国家矿产资源的特征，特别是在有色金属以及稀有金属层面所具备的优点，全面拓展湿法冶金技术的额研发和运用，将资源优势转变为行业优势，不但能够达到我们国家经济发展的需求，同时对于推动出口创汇的发展有着非常重要的作用。所以，增强我们国家湿法冶金全新技术、全新工艺的运用以及进行基础性的研究具备极为重要的意义。

参考文献

[1]王成彦，邱定蕃，江培海.国内锑冶金技术现状及进展.有色金属（冶炼部分），2002（5）：6～9.

[2]杨显万，郭玉霞.生物湿法冶金的回顾与展望.云南冶金，2002，31（3）：85～87.

[3]杨显万，邱定蕃.湿法冶金.北京：冶金工业出版社，1998.

高中化学金属冶炼方法篇3

我国再生铅2/3企业将遭淘汰

提高电锌质量的实践

元素周期表再添两名“新丁”

富氧侧吹熔池熔炼铜镍矿

产学研合作开发氧气底吹冶金工艺设计软件完成

铜电解脱铜后液提取粗硫酸镍的生产实践

恩菲与大冶公司签订超大规模铜电解设计合同

铜镉渣中钴镍对锌湿法生产的影响

金属高污染强制投保多元防治成趋势

分散剂在有色冶金中的工业化应用

驰宏会泽铅锌技改工程项目预计年底试车

氰化银法生产氰化银钾的生产实践

乙烯基树脂混凝土电解槽的性能及在湿法冶金中的应用

金川成功改造冶金用氧优化技术

Φ6000mm炼镍合成闪速炉的改造设计

国土部七项措施促稀土产业健康发展

捷克解决了黑色铝不能大面积生产的难题

Φ5m×16.5m富氧顶吹镍熔炼炉的设计

中频炉炉胆的改造实践

低碳铜冶炼工艺技术研究与应用

浅谈氧气底吹造锍熔炼炉的生产实践

稀土业十二五规划或9月出台

闪速吹炼技术的实践与改进

氧气底吹-侧吹直接还原炼铅工艺

中国再生产业技术创新战略联盟成为国家试点联盟

我国推广低汞、固汞节能灯建立废旧灯管回收机制

旋涡柱连续炼铅工艺的特点及产业化应用

废杂铜冶炼工艺及发展趋势

《中国有色冶金》征稿启事

低碳经济与氧气底吹工艺的无碳自热熔炼

2010年1～5月有色金属工业运行情况

生物提铜与火法炼铜过程的生命周期评价

羰基镍(铁)生产技术及产品应用

干法收砷工艺的应用实践

铜冶炼生产废水的综合利用

水口山炼铅底吹炉烟灰综合回收试验研究

高浓度SO_2转化技术对“低碳经济”发展的促进

一种很有前途的低碳清洁冶金方法——重金属低温熔盐冶金

溶液雾化氧化法制备精细粉体材料及展望

当今最先进的镍冶炼技术——奥托昆普直接镍熔炼工艺

湿法处理铜阳极泥的新方法

常压富氧直接浸出炼锌

高海拔下锌的高浸出率——谢里特为中国西部矿业公司进行的锌氧压浸出研究

铅烟化炉的改进实践

10万t/a电锌系统的改造实践

转炉处理铜浮渣的工业试验

氧气底吹炉处理高铜铅精矿的生产实践

碱式碳酸锌在硫酸锌溶液净化除铁中的应用

低污染黄铁矾工艺实践应用分析

提高锌粉有效利用率的实践

大冶有色金属公司稀贵厂转炉炼银技改工程的试生产

从铟富集渣到精铟的工艺设计及生产改造

精密微孔过滤机在氢氧化钴生产中的应用

GS4—52m2电除尘器的改进

白银三冶低浓度SO_2冶炼烟气制酸系统的改造设计

炼铜炉渣的贫化及资源化利用

德兴金德铅业股份有限公司投资6亿技改

高中化学金属冶炼方法篇4

1.1研究方法

为了全面反映研究区工业行业结构减排和技术减排的状况和潜力，本文选择工业行业CO2排放量指数和碳强度竞争力指数，对研究区工业各行业CO2排放特点和减排潜力进行分析。

1.1.1工业行业CO2排放量指数

工业行业CO2排放总量指数是指某一工业行业CO2排放总量的大小，用以反映某一工业行业在整个城市工业行业中CO2排放量的大小，通常用工业行业CO2排放量占工业总排放量的比重来识别工业行业CO2排放的主要行业。

1.1.2碳强度竞争力指数

碳强度竞争力（P）是某地区某一产业CO2排放强度与全国平均水平的比值，用来度量该地区该产业CO2排放强度在全国中的层次。指数小于1表示该地区该产业CO2排放强度比全国小，CO2减排技术高于全国同行业的平均水平；指数大于1，则低于全国同行业的平均水平；指数越小，意味着该行业的CO2减排技术越高，在低碳要求下越应该选择该产业。

1.2研究区及研究数据

兰州市是甘肃省省会城市，位于北纬35°34′20″～37°07′07″，东经102°35′58″～104°34′29"之间，地处甘肃省中部，是我国陆地的几何中心。北部和东北部毗邻白银市的白银区和景泰县、靖远县；东部和南部与白银市的会宁县和定西市的安定区、临洮县及临夏回族自治州的永靖县相邻；西南部和西部与青海省民和县相连；西北部与武威市的天祝藏族自治县接壤。市域总面积13085.6km2，市区面积1631.6km2。2011年末，全市常住人口362.09万人，非农业人口202.67万人，共有汉族、回族、满族、藏族、东乡族、裕固族等56个民族，人口密度每平方千米247人。2011年兰州市实现生产总值1360.03亿元，比上年增长15.0%，三次产业比例为2.95∶48.27∶48.78。本文所需基础数据包括：兰州市规模以上工业企业分行业主要能源品种消费量、兰州市规模以上工业企业分行业工业产值和工业增加值、全国按行业分能源消耗量和全国按行业分规模以上工业企业工业总产值。兰州市的数据主要来源于《兰州统计年鉴》（2007～2012年），全国的数据主要来源于《中国统计年鉴》（2007～2012年）。计算各种能源CO2排放系数所需数据来源于《国家发改委关于省级温室气体清单编制指南》（1041号，2011）和《1986年重点工业、交通运输业能源统计报表制度》（中国统计出版社，1988年）。在计算工业行业碳排放效益时，由于缺乏全国工业分行业增加值数据，为保证数据的可比性，统一用分行业工业产值数据反映碳排放强度。全国按行业分能源消耗量目前只统计到2010年，因此在计算2011年兰州市各工业行业碳强度竞争力时，全国数据以2010年为准，结果偏小，但对分析结果不会产生太大影响。

2研究结果与分析

2.1工业CO2排放总量

对兰州市2007～2011年工业CO2排放总量进行计算，结果显示，规模以上工业企业CO2排放量从2007年的7532.05万吨增加到2011年的8476.11万吨，年均增长3.00%；规模以上工业增加值从2007年的247.92亿元增加到2011年的465.03亿元，不考虑价格因素，年均增长17.03%；规模以上工业总产值从2007年的1180.62亿元增加到2011年的1891.31亿元，不考虑价格因素，年均增长12.50%。全国规模以上工业企业CO2排放量从2007年的90.50亿吨增加到2010年的110.04亿吨，年均增长5.01%；规模以上工业总产值从2007年的405177亿元增加到2010年的698591亿元，不考虑价格因素，年均增长14.42%。总体来看，2007～2011年兰州市规模以上工业CO2排放总量增长较经济增速缓慢，CO2减排效果比较明显，CO2排放总量增速略低于全国整体水平。究其原因，一方面与兰州市“十一五”期间在高能耗、高排放行业开展力度较大的节能减排相关，另一方面与兰州市以重化工为主，工业CO2排放量基数较大相关。

2.2主要行业CO2排放量

通过对兰州市2007～2011年CO2排放量前10位（占工业CO2排放总量的98%以上）的工业行业进行计算，结果显示，CO2排放量最大的行业是石油加工炼焦及核燃料，占工业总排放量的40%以上；占工业总排放量10%以上的行业还有电力、热力的生产和供应、有色金属冶炼及延压和黑色金属冶炼及延压3个行业；占工业总排放量1%～10%的行业有非金属矿物制品业、化学原料及化学制品制造和煤炭开采和洗选业3个行业；占工业总排放量1%以下的行业有化学纤维制造业、医药制造业和专用设备制造业。5年以来，CO2排放量前10位行业所排CO2占工业总排放量的比重略有上升，各行业CO2排放量下降幅度较大的有石油加工炼焦及核燃料、化学纤维制造业和医药制造业3个行业，其中医药制造业从2009年开始退出CO2排放前10位，由饮料制造业取代；比重上升幅度较大的有化学原料及化学制品制造和有色金属冶炼及延压两个行业。2007～2011年兰州市工业行业中CO2排放量处于前10位的行业，占工业CO2总排放量的98%以上，前6位的行业占工业CO2总排放量的96%以上，且比重有上升的趋势。因此，从工业各行业CO2排放量来看，即结构减排层面，未来兰州市碳减排的重点行业应该包括石油加工炼焦及核燃料、电力、热力的生产和供应、有色金属冶炼及延压、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造6个行业。同时，上述6个行业均为国家统计标准中所列的六大高能耗行业。工业行业之间的能源消耗各异，根据行业间的能源消耗强度，分为高能耗行业、中能耗行业和低能耗行业。参考国家统计标准和相关资料，高能耗行业包括：化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业；低能耗行业包括：金属制品业、电器机械及器材制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、通信设备计算机及其他电子设备制造业；中能耗行业：非金属矿采选业、造纸及纸制品业、纺织业等高能耗和低能耗以外的行业。按照能源消耗强度划分行业结构，对兰州市2007～2011年工业行业结构进行分析，结果表明，在工业内部结构调整中，高能耗行业增加值占工业增加值的比重先降后升，2011年所占比重比2007年高；中能耗行业和低能耗行业增加值占工业增加值的比重先升后降；高能耗行业主导的工业内部行业结构特点依然突出。2011年高能耗行业所占比重急剧增大，究其原因，与兰州市重工业发展格局受到国际经济形势波动影响密切相关。根据《兰州市十二五工业发展规划》所确定的2015年高能耗行业占全市工业增加值降为50%的工业结构调整目标，按照兰州市2011年的工业行业CO2排放强度水平估算，如果高能耗行业需要调整的部分全部调整为中能耗行业，CO2在2011年水平上减排14.94%，全部调整为低能耗行业，CO2在2011年水平上减排15.37%。由此可见，兰州市近年来在结构减排方面成效不大，结构减排潜力依然很大。

2.3碳排放强度和碳强度竞争力

对兰州市2007～2011年主要工业部门碳排放强度和碳强度竞争力指数进行计算，结果表明，兰州市工业行业整体的碳排放强度较高，但是下降趋势明显；碳强度竞争力指数保持在3左右，碳减排技术与全国平均水平差距较大，而且有进一步扩大的趋势。这与兰州市长期以来以石油化工和有色冶金等重工业为主的高投入、高消耗、高污染和资源依赖型、粗放型的工业生产方式密切相关。分行业来看，电力、热力的生产和供应和专用设备制造业两个行业碳排放强度低于全国同行业平均水平，CO2减排技术高于全国同行业的平均水平；石油加工炼焦及核燃料和化学原料及化学制品制造两个行业碳排放强度与全国平均水平相差不大，CO2减排技术与全国同行业相当；黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业、煤炭开采和洗选业和医药制造业4个行业碳排放强度与全国平均水平相差较大，CO2减排技术低于全国同行业的平均水平；与全国平均水平相差很大的行业有化学纤维制造业和有色金属冶炼及延压2个行业。从各行业演化趋势来看，碳强度竞争力下降的包括有色金属冶炼及延压、化学原料及化学制品制造、煤炭开采和洗选业和化学纤维制造业4个行业，上述行业碳减排技术在不断提高的同时，与全国同行业的差距进一步拉大；碳强度竞争力上升的有电力、热力的生产和供应、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和医药制造业4个行业，上述行业碳减排技术提高的同时，与全国同行业的差距逐步缩小；石油加工炼焦及核燃料和专用设备制造业整体变化不大（2011年结果偏小）。因此，从工业行业碳强度竞争力来看，即技术减排层面，未来兰州市碳减排重点行业应包括有色金属冶炼及延压、化学纤维制造业、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和煤炭开采和洗选业5个行业。假设兰州市2015年工业各行业碳排放强度达到全国2010年的水平，其CO2减排将在2011年的基础上减少18.07%。由此可见，兰州市未来主要工业行业在技术减排层面潜力巨大。

3结论及建议

3.1结论

通过对兰州市2007～2011年工业行业CO2排放量、碳排放强度和碳强度竞争力进行分析，得出如下结论：

（1）兰州市规模以上工业企业CO2排放总量增长较经济增速缓慢，CO2减排效果比较明显，CO2排放总量增速略低于全国整体水平。

（2）从工业各行业CO2排放量即结构减排层面来看，未来兰州市碳减排的重点行业包括石油加工炼焦及核燃料、电力、热力的生产和供应、有色金属冶炼及延压、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造6个国家统计标准中的高能耗行业。兰州市近年来在结构减排方面成效不大，结构减排潜力依然很大。

（3）兰州市工业行业整体的碳排放强度较高，但是下降趋势明显，碳减排技术与全国平均水平差距较大，而且有进一步扩大的趋势。

（4）从工业行业碳强度竞争力来看，兰州市未来主要工业行业在技术减排层面潜力很大，碳减排重点行业应包括有色金属冶炼及延压、化学纤维制造业、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和煤炭开采和洗选业5个行业。

3.2对策建议

针对兰州市工业行业CO2排放特点及减排潜力，在未来低碳化工业建设中提出以下几点对策建议。

（1）调整工业内部行业结构。

合理控制石油加工炼焦及核燃料、电力、热力的生产和供应、有色金属冶炼及延压、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造高能耗行业的发展规模，加快淘汰落后生产能力，加大运用高新技术和先进实用技术改造提升传统产业力度，大力发展中低能耗的高新技术产业和战略性新兴产业，杜绝高耗能行业的重复建设，加快工业内部行业结构调整升级。

（2）大力发展节能减排新技术。

在有色金属冶炼及延压、化学纤维制造业、黑色金属冶炼及延压、非金属矿物制品业和煤炭开采和洗选业等重点行业，推广一批潜力大、应用面广的重大节能减排技术，实施一批节能改造项目；支持工业领域重大、关键节能技术与产品示范项目，鼓励工业企业加大节能减排技术改造和技术创新投入，增强自主创新能力。

（3）加快产业延伸步伐。

高中化学金属冶炼方法篇5

按四分法取云南某SiO2－CaF2伴生矿样，按外观形貌进行手选分离，将两矿样洗净表面泥土，破碎至200目，标号1#、2#，采用日本理学TTRⅢ转靶型X衍射仪做X衍射(简称XRD)分析，结果见图1、图3所示。观测矿样的外观形貌，结果见图2、图4。1#矿样的外观形貌具有光泽，呈较大块状，易于分离选别，从XRD衍射图谱分析可以看出，所有衍射峰均为SiO2衍射所形成，并无其他杂质，这表明矿样主要成分是SiO2，且纯度很高，矿体接近SiO2的纯净物，具有较高的使用价值;二氧化硅具有丰富的晶型结构，表2给出了不同晶型SiO2的基本物理性质。2#矿样的外观形貌呈淡紫色，晶莹剔透，矿物呈大块粒状分布，易于分离选别，XRD分析结果表明，此矿物的成分是CaF2和SiO2的共生矿物，X衍射图谱表明2#矿样主要成分是CaF2，仅在2θ接近20°附近出现微弱的SiO2衍射峰，在2θ接近90°附近出现低强度的CaF2和SiO2重叠峰，如图3所示的衍射峰分布说明在以CaF2为主体的矿物中SiO2的含量很低，矿物具有较高的使用价值。CaF2晶体是典型的萤石型的立方结构，这种结构的特点是立方四面体配位，空间群为O5h－Fm3m，晶胞参数a=0.54626nm。单位晶胞的分子数z=4，阳离子组成的亚晶格呈面心立方结构，阴离子组成的亚晶格呈简立方结构。Ca2+为立方配位，被8个F－离子所包围，而F－为四面体配位，被4个Ca2+离子所包围。CaF2晶体的结构图如图5，CaF2晶体的基本物理性质见表3［2］。

2云南某SiO2－CaF2伴生矿在有色冶金工业中的利用途径探讨

矿物的XRD分析表明，1#矿物中SiO2含量高接近纯净物，2#矿物的主体成分是CaF2且纯度较高，具有较高的使用价值，经手选分离后可直接利用于冶金工业，云南具有丰富的有色金属资源，其中大部分的有色金属可采用火法冶金，即在高温条件下精矿的部分或全部矿石在高温下经过一系列物理化学反应，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，将金属或脉石及其他杂质分离。在火法冶金的反应体系中能量传递提供了化学反应进行的动力，精矿及其他反应物则构成了质量传递的物质基础，在传热传质过程中，冶金反应助剂能有效降低反应所需的能量，促进反应体系中脉石成分和金属的有效分离，提高冶金化学反应的效率，强化冶金过程，SiO2及CaF2就是广为现代冶金工业采用的重要冶金反应助剂，根据不同冶炼工艺要求，可将矿石制备成强度块度适宜、化学成分稳定、选择性好、反应速度快的熔剂。2.1SiO2在铜冶金中的应用SiO2在铜的火法冶炼中发挥着重要作用，目前铜主要的冶炼方法是经冰铜的火法冶炼，冰铜的生产过程中必须遵循两个原则，一是必须使炉料有相当数量的硫来形成冰铜，二是使炉渣必须有足够量的SiO2作为熔剂使冰铜与炉渣易于分离，在没有SiO2存在时熔炼体系中的硫化物和氧化物结合形成共价键的半导体Cu－Fe－S－O相，当有SiO2存在时，它可与氧化物形成强力结合的络阴离子，而硫化物不与之作用，这就形成了离子型的炉渣相［3］，其反应如下:2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O4－8(1)SiO2在冰铜生产所使用的熔剂中占主导地位，表4给出了国内某厂的熔剂实例:冰铜的生产一般采用氧化熔炼，氧化气氛中Fe3O4的生成难以避免，Fe3O4的存在会在炉渣和冰铜界面形成黏膜阻碍渣锍的澄清分离，恶化炉矿，增大泡沫渣的风险，SiO2的存在能使Fe3O4在较低温度下造渣，降低反应温度，降低能耗。其化学反应方程式如下:3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+2SO2(2)冰铜吹炼的第一周期是一个以自热为主的冶金反应过程，造渣放热是一项重要的热收入，SiO2作为造渣剂所起作用不言而喻。造渣反应的化学反应如下:2FeS+3O2+SiO2=2FeO·SiO2+2SO2+1029.6MJ(3)2.2CaF2在铋冶金中的应用混合熔炼是铋火法粗炼中的重要方法，适应范围广，适宜处理氧化铋和硫化铋的混合料，基本反应为:mBi2S3+Bi2O3+3nC+3mFe=2(m+n)Bi+3nCO+3mFeS(4)在混合熔炼过程中CaF2的加入能有效降低炉渣的熔点和黏度，改善其流动性，其机理是CaF2加入CaO－Al2O3－SiO2渣系时，能破坏硅酸盐的Si－O键，并且使硅酸盐晶格单元变小，黏度降低。往渣中加入CaF2后电离成CaF+而置换晶格中的O2－，即可把不稳定的CaF+离子作为一种“熔剂”可以溶解大量的硅酸阴离子(如SiO2－4，此类阴离子是靠静电力结合的，由于CaF+溶解了它，消除了此种静电力)，于是降低了渣的黏度［4］。2.3CaF2在铝冶金中的应用在现代电解铝工业中的一个重要的辅助环节是氟盐的生产，CaF2可作为氟盐生产的重要原料，也可作为低温电解的重要添加剂。在铝电解过程中，CaF2的加入能够有效降低初晶温度和电解温度、降低氟的饱和蒸汽压，降低铝的溶解损失。由于氟化钙在电解铝工业中具有重要的意义，因此在生产管理过程中的目标浓度控制为4%～5%，氧化铝中含有Ca成分，并受电解质中Ca浓度的支配，迫使其浓度要达到此目标，若氟化钙的目标值在3%～4%，则只在氟化钙浓度波动时按分析值指令加入［5］。2.4CaF2、SiO2在铅电解精炼中的应用电解精炼是生产高纯铅的有效方法，是纯铅湿法生产过程中脱银、深度脱砷锑的成熟电化学冶金过程，然而工业上常用的HCl、HNO3、H2SO4等均不适用于粗铅的电解精炼，因为反应生成的Pb-SO4、PbCl2在水中的溶解度很小，而与HNO3形成的Pb(NO3)2在水溶液中不稳定，容易形成易挥发的氮氧化物，这就使得工业生产中不得不采用H2SiF6为电解质，而H2SiF6制备的原料就包括SiO2、CaF2，这又为SiO2、CaF2的应用提供了广阔的舞台。H2SiF6的制备原理为:CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF(5)6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O(6)表5给出了H2SiF6生产的操作实例和产品质量(反应温度为300～400℃)［6］。

3结语

高中化学金属冶炼方法篇6

浅谈氧气底吹造锍熔炼炉的生产实践苏广禄(5)

闪速吹炼技术的实践与改进马奇刘庆国葛哲令牛辉(9)

氧气底吹-侧吹直接还原炼铅工艺杨华锋翁永生张义民(13)

旋涡柱连续炼铅工艺的特点及产业化应用姚素平(17)

低碳经济与氧气底吹工艺的无碳自热熔炼崔志祥申殿邦王智边瑞民张新岭(27)

生物提铜与火法炼铜过程的生命周期评价阮仁满衷水平王淀佐(30)

羰基镍（铁）生产技术及产品应用王芳镇(34)

无

稀土业十二五规划或9月出台(8)

我国推广低汞、固汞节能灯建立废旧灯管回收机制(16)

中国再生产业技术创新战略联盟成为国家试点联盟(16)

废杂铜冶炼工艺及发展趋势周俊(20)

《中国有色冶金》征稿启事(26)

2010年1～5月有色金属工业运行情况(29)

有色金属十二五规划草案出炉控制十种金属产量(71)

综合利用与环保

干法收砷工艺的应用实践曲胜利董准勤(37)

铜冶炼生产废水的综合利用张洪常张均杰(40)

水口山炼铅底吹炉烟灰综合回收试验研究邵戈曾小冬(43)

高浓度SO2转化技术对“低碳经济”发展的促进张化刚曹汝俊韩耀强(46)

研究开发篇

一种很有前途的低碳清洁冶金方法——重金属低温熔盐冶金唐谟堂唐朝波陈永明杨建广杨声海何静欧召(49)

溶液雾化氧化法制备精细粉体材料及展望郭学益郭秋松(54)

电积法生产铜粉的开发与研制陈自江(59)

试验研究

ZnCl2/TMAC离子液体中电沉积锌的研究翟秀静符岩张跃宏李斌川(65)

微波干燥单宁锗的响应曲面法优化研究彭金辉张利波郭胜惠夏洪应许磊(68)

信息苑

从矿石中提取铜的方法(72)

碳热还原氟碳铈矿制取稀土硅铁合金的工艺(72)

从黄杂铜中分离铜、锌、铅、铁、锡的工艺方法李跃(72)

一种铜电解液净化的工艺方法(72)

含钛物质的煅烧(72)

用于回收有价值金属的方法和装置(72)

从铜电解液中回收锑和铋的方法(73)

废旧硬质合金生产硬质合金制品粉末原料的方法(73)

从废干电池中提取锌和二氧化锰的方法(73)

一种湿法冶金电解液流量及液位控制装置吴用(73)

铅锡共生矿的鼓风炉混炼(73)

处理硫化铅或硫化铅-锌矿石和／或精矿的方法(73)

喀麦隆将在恩卡姆纳建设钴矿提炼厂(74)

能源匮乏困扰着喀麦隆铝厂的扩建(74)

古巴在奥尔金省建造镍铁合金厂(74)

加拿大新铌钽项目将于2013年投产(74)

越南拟调高矿产资源税(74)

牙买加预计氧化铝和铝矾土产能将扩大(75)

巴西淡水河谷计划提高其在全球铜市中的地位(75)

力拓计划斥资4．69亿美元在美国开建镍铜矿(75)

缅甸达贡山镍矿项目电炉铜水套顺利安装(75)

沙特矿业联合美国铝业合资投建巨型铝厂(75)

智利国家铜公司拥有在50年中保持行业巨头的矿藏(76)

伊朗将在4年内成为全球第10大铜生产国(76)

巴新拥有世界上最高品位的金铜矿藏(76)

亚洲矿物资源公司越南镍项目镍资源增加约40％(76)

委内瑞拉铝土矿资源基本情况(76)

菲律宾加快发展镍项目投资(76)

智利Collahuasi铜矿CEO称2010年产量料大体持平于上年水平(77)

爱励将重启美国ColdwaterSouth再生铝厂(77)

Molymet计划在智利和中国厂区扩产(77)

欧盟将14种稀有金属矿产原料列入“紧缺”名单(77)

第一量子公司面临刚果项目的取消(77)

KGHMEcoren在波兰设铼粒加工厂(78)

韦丹塔收购英美锌行业集中度将提高(78)

秘鲁政府希望LaOroya冶炼厂7月中复产(78)

俄考虑提高铜等金属出口税率(78)

2009年我国有色金属工业销售收入50强出炉(79)

2009年度按销售收入排序前50名有色金属企业(80)

金川20万t铜电解工程通过验收(81)

我国2015年前将逐步取消有色金属等出口退税(81)

铜陵有色集团“双闪”项目建设序幕拉开(81)

洛阳钼冶炼技改工程项目顺利竣工验收(81)

中国铝业遵义80万t氧化铝项目正式投产(81)

金钼股份关停8台钼焙烧炉减排二氧化硫2000t(82)

中国中冶集团和江西铜业在阿富汗合建的铜矿将在2013年投产(82)

济南市裕兴化工10万t钛白粉项目投产(82)

永登铝业高纯硅项目获引智专项(82)

铅锌冶炼业污染防治技术正式上报环保部(82)

中国铝业公司：三年做大铜业务规模(83)

金川集团公司镍盐厂成全球最大镍盐生产基地(83)

钒钛磁铁矿综合利用技术获重大突破(83)

宁波长振铜业废旧黄杂铜循环再生技术通过鉴定(83)

湖南民泰4．7亿转让电解锌资产(84)

文山氧化铝和氯碱项目年销售收入可达25亿(84)

包钢稀土冶炼厂氯化铵回收凸显多重效应(84)

江苏中能20万t冷氢化技术改造项目投产(85)

7种稀有资源开采年底初步完成省级规划(85)

乐山两大多晶硅项目开建(85)

我国钒电池产业化进入新阶段(85)

2010年7月28日人民币外汇牌价(86)

LME价格行情(86)

国际市场小金属价格(86)

设备选型指南(87)

奥托昆普粗铜闪速熔炼工艺李卫民（摘译）(1)

工艺矿物学在金选冶上的应用刘汉钊（摘译）(7)

降低石油焦煅烧回转窑天然气消耗的实践许萍兰志学(12)

红土矿火法冶炼镍铁的试验安月明金永新郝建军赵景富(15)

ISP工艺用铅泥替代铅精矿的生产实践杨尚锋(20)

阴极铜表面针刺状结粒的成因分析与防治任智顺别良伟(23)

锌氧压浸出工艺现状及技术进展李有刚李波(26)

3000kVA贫化电炉的电气设计王平崔银峰(30)

液态金属测量设备(34)

乙烯基树脂整体浇铸成型电解槽(34)

锌电积液空气冷却塔的改进实践刘素红袁永锋(35)

铜阳极炉溜槽的技术改造檀冰(38)

中国有色工程氧气底吹炼铅技术获专利优秀奖(39)

铅冶炼工业综合固体废物管理研究姚芝茂徐成赵丽娜(40)

铝生产过程中固体废物的处置易端端(46)

中国恩菲控股的中硅高科等22家单位发起成立中国光伏产业联盟(48)

大型铝冶炼企业技改中总平面设计的探讨曹月(49)

无

《中国有色冶金》征稿启事(6)

B卷研究开发篇

复杂成分次氧化锌生产电解锌新工艺研究马华菊史郑燕琼(52)

真空条件下电解TiO2制备海绵钛电解电压的研究马光强邹敏刘国钦王琪琳(56)

硫酸镁体系中氨法制备氢氧化镁的工艺探讨孙宁磊刘金山王魁珽张文陆业大(59)

FeO—CaO—SiO2熔渣中金属铜滴的电毛细迁移李长荣江明丽(63)

《金属尾矿综合利用专项规划（2010—2015）》(66)

脱水-转化法制备低氧氟化钆过程中氧含量的变化规律郝占忠(67)

祥云飞龙冶金新技术通过部级鉴定(71)

含钛高炉渣熔化性研究文玲张金柱(72)

C卷信息苑

新技术与新成果(75)

国外冶金动态(77)

国内冶金动态(81)

LME价格行情(86)

国际市场小金属价格(86)

5月28日人民币外汇牌价(86)

设备选型指南(87)

西澳大利亚三个镍红土矿项目的工程化比较苏平（摘译）(1)

电积和电解精炼中操作实践与延长不锈钢阴极寿命的关系李卫民（摘译）(9)

富氧顶吹炼铅试生产实践李志强李胜利(14)

高硅低钙型炼铅炉渣的烟化吹炼张小国(20)

金川镍闪速炉系统扩能生产实践万爱东李德录王万涛(23)

铅银阳极板的生产实践李世禄王正民姚远(26)

我国铅冶炼的技术现状及进展李卫锋张晓国郭学益张传福(29)

中国金属钪材料的发展现状及其前景林河成(34)

混料制粒圆筒的改进设计陈东(39)

小直径回转窑的改进设计李堃龚春雷(42)

新型硅热法炼镁还原炉的设计开发肖友军王灵锋徐祥斌(45)

硫酸转化双圆缺型列管式换热器的改造实践王举良张均杰王旭光(48)

浅析设备工程项目全过程管理詹新生(52)

无

济源金利公司富氧底吹熔炼项目破土动工(19)

《中国有色冶金》征稿启事(33)

四川启明星铝业电解槽全面复产(51)

日本古河机械计划2010／11财年上半年提高铜产量(54)

日本泛太平洋铜业拟未来六个月生产261600t铜，同比减少1．6％(73)

LME价格行情(90)

4月14日人民币外汇牌价(90)

国际市场小金属价格(90)

设备选型指南(91)

研究开发篇

复合添加剂在交直流叠加电解精炼铜中的电化学行为研究王绍灼李德刚于先进董云会张丽鹏(55)

循环流化床还原红土矿富集镍铁的冷态实验研究李渊夏晓宇李志茂朱彤(60)

固溶处理对Al—Cu—B合金组织的影响陈仁宗赵平范可歆尚桂凡(65)

FeO—V2O5二元系在980℃下的平衡张生芹谢兵曹海莲管挺(70)

红土镍矿力学性能的研究王永志陆雷刘燕关伟(74)

钛铁原料选择性还原与冶金新流程探索朱鸿民高承君黄凯曹战民(77)

信息苑

新技术与新成果(81)

国外冶金动态(83)

国内冶金动态(86)

珊瑚湾镍项目的投产李卫民（摘译）苏平（校）(1)

镍精矿富氧顶吹熔池熔炼技术的研发与工业化应用周民万爱东李光(9)

铜电解液高As自净化工业实践史建远许卫乐安胜成立勋(13)

氧气底吹炼铜炉的设计胡立琼(17)

羰基法精炼镍（铁）车间的通风设置滕荣厚李一柳学全(19)

精镉的工业化生产杜新玲张欣马科友(25)

管道混合澄清萃取箱的设计探讨蔺国盛刘淑媛(29)

DCS控制系统在余热发电锅炉中的应用许萍(32)

罐体成膜注胶堵漏技术处理吸收塔底部泄漏的实践陈寒秋(36)

利用锌冶炼过程中铅浮渣生产硫酸铅的生产实践沙涛(38)

基夫赛特炉电热区烟气及烟尘的处理流程米云(41)

从攀枝花钒钛磁铁矿中回收镓的研究进展吴恩辉杨绍利(45)

B卷研究开发篇

艾萨炉水模型内气泡运动的模拟娄文涛张邦琪施哲(48)

红土镍矿干燥特性的研究刘燕王永志陆雷(54)

水热法制半水硫酸钙晶须工艺探讨罗康碧李沪萍向兰李春梅宁平(57)

熔盐电解法制备镁合金的研究进展孙宁磊董爱国刘金山王魁挺陆业大(61)

真空白耗方法冶炼工业尺寸TiAl合金铸锭的冶金质量分析高帆王磊王新英张继(65)

Mg（Ⅱ）-NH3-NH4Cl-H2O体系中Mg（Ⅱ）配合平衡热力学王瑞祥唐谟堂曾婕(69)

无

《中国有色冶金》征稿启事(53)

C卷信息苑

新技术与新成果(74)

国外冶金动态(76)

国内冶金动态(79)

2月25日人民币外汇牌价(83)

LME价格行情(83)

国际市场小金属价格(83)

云南云铜锌业股份有限公司(84)