有色冶金原理.ppt
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冶金原理ppt课件
2.2 熔渣的相平衡图
2.2 熔渣的相平衡图
2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡图 一、CaO-SiO2二元系 二、Al2O3-SiO2二元系 三、CaO-Al2O3二元系 四、FeO-SiO2二元系 五、CaO-FeO与CaO-Fe2O3二元系
2.2.2 CaO-Al2O3-SiO2三元系相平衡图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图
转熔线：1条（1475°C） 偏晶线：l条（1700°C） 固相分解线：2条（1250°C，1900°C） 晶型转变线：6条（1470°C，1420°C，
1210°C，870°C，725°C，575°C）
8
2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡
图
体系特点（续）
图222 ④
各种钙硅酸盐的熔化温度都很高
C2S比较稳定，熔化时只部分分解； CS在熔化时则几乎完全分解。
一般而言，可根据化合物组成点处液相线的形状（平滑
程度），近似推断熔融态内化合物的分解程度。
若化合物组成点处的液相线出现尖峭高峰形，则该化 合物非常稳定，甚至在熔融时也不分解；
若化合物组成点处的液相线比较平滑，则该化合物熔 融时会部分分解；
12
三2、.C2a.O1-Al2重O3 二要元的系 二元熔渣系相平衡 图 体系特点
3个一致熔融化合物将体系分解为4个独立的二元系
12CaO·7Al2O3（Cl2A7）或 5CaO·3 Al2O3（C5A3） CaO·Al2O3（CA） CaO·2Al2O3（CA2）
2个不一致熔融化合物
3CaO·Al2O3（C3A） CaO·6Al2O3（CA6）
FeO·SiO2（FS）仅存在于熔体中，不会在熔 度图中出现。
2.2 熔渣的相平衡图
2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡图 一、CaO-SiO2二元系 二、Al2O3-SiO2二元系 三、CaO-Al2O3二元系 四、FeO-SiO2二元系 五、CaO-FeO与CaO-Fe2O3二元系
2.2.2 CaO-Al2O3-SiO2三元系相平衡图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图
转熔线：1条（1475°C） 偏晶线：l条（1700°C） 固相分解线：2条（1250°C，1900°C） 晶型转变线：6条（1470°C，1420°C，
1210°C，870°C，725°C，575°C）
8
2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡
图
体系特点（续）
图222 ④
各种钙硅酸盐的熔化温度都很高
C2S比较稳定，熔化时只部分分解； CS在熔化时则几乎完全分解。
一般而言，可根据化合物组成点处液相线的形状（平滑
程度），近似推断熔融态内化合物的分解程度。
若化合物组成点处的液相线出现尖峭高峰形，则该化 合物非常稳定，甚至在熔融时也不分解；
若化合物组成点处的液相线比较平滑，则该化合物熔 融时会部分分解；
12
三2、.C2a.O1-Al2重O3 二要元的系 二元熔渣系相平衡 图 体系特点
3个一致熔融化合物将体系分解为4个独立的二元系
12CaO·7Al2O3（Cl2A7）或 5CaO·3 Al2O3（C5A3） CaO·Al2O3（CA） CaO·2Al2O3（CA2）
2个不一致熔融化合物
3CaO·Al2O3（C3A） CaO·6Al2O3（CA6）
FeO·SiO2（FS）仅存在于熔体中，不会在熔 度图中出现。
有色金属冶金PPT课件
缺点：流程长、设备繁多、控制复杂、 能耗高。
国内新方法：选矿 – 拜耳法；国外：拜耳
– 水热联合法、拜耳 – 高压水化学联合法
.
34
.
35
1.2.3 酸法
生产氧化铝的方法分为碱法(如拜耳法、 拜耳烧结联合法）、酸法和电热法。工 业应用的只有碱法。
用各种无机酸（硫酸、盐酸、硝酸）处 理含铝原料时，原料中的氧化硅基本上 不与酸起反应而残留在渣中。得到的含 铁铝盐酸性水溶液经除铁净化后，可通 过不同的方法得到铝盐水合物结晶或氢 氧化铝结晶，煅烧这些结晶得到氧化铝。 酸法分为硫酸法和盐酸法。设备腐蚀、 能耗高，尚未工业应用。
• 析出固体氢氧化铝 2NaAlO2 + 4H2O = 2NaOH +Al2O3·xH2O (添加晶种 Al2O3·3H2O）
• 煅烧 Al2O3·3H2O = Al2O3 + 3H2O （高温1100℃）
(3) 铝土矿的溶出率
• 赤泥：在铝土矿溶出过程中，铝土矿中的不溶物
残渣，经沉降分离和洗涤过滤后排除，此种残渣
• 铝土矿的储量
全世界为245亿吨，可满足今后150年需 要，80%集中在几内亚、澳大利亚、巴 西、加勒比海地区、印度、印度尼西亚 和东欧等处于热带和亚热带的国家和地 区，多数为三水铝石型。
• 中国的铝土矿资源丰富，分布甚广，主 要在山西、河南、贵州、广西和山东。
.
18
• 我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁， 为一水硬铝石型，矿石中m(Al2O3)/ m(SiO2)（简称铝硅比）在4~7之间。福 建、河南和广西有少量的三水铝石型铝 土矿。
第一篇 轻金属冶金学 1 铝冶金
1.1 概述 1.1.1 铝冶金的历史 •铝在自然界中的分布 地壳中铝8%，仅次于氧和硅， 在金属元素中，铝居首位。
有色重金属冶金学ppt课件
铁酸锌也可以被金属铁还原：
ZnO·Fe2O3 + 2Fe ＝ Zn + 4FeO 铁酸锌可以被很好地还原，焙烧形成铁酸锌对火法蒸馏炼锌不 是特别有害。
锌冶金学
.
Zinc Metallurgy
✓7.1.2 其它锌化合物的还原
《有色重金属冶金学》精品课程
➢2、硅酸锌 焙砂中的硅酸锌较氧化锌和铁酸锌难还原，在加入石灰、Fe2O3
Gº= 178020 – 111.67T J
KP aZ Zn P n P C O C2 O O ,P P C C2 O O P K Zn
还原所消耗的CO可由炭的气化反应来补充：
C(s) + CO2(g) = 2CO2(g)
Gº= 170460 – 174.43T J
锌冶金学
K=P 2CO/(aC·PCO2)= P 2CO/PCO2
后可以促使硅酸锌分解，加速锌的还原。
➢3、硫化锌和铝酸锌
但焙砂中的ZnS和铝酸锌在蒸馏过程中不被还原而进入残渣造 成锌的损失。
➢4、硫酸锌
硫酸锌在蒸馏过程中可以分解为ZnO和SO2，ZnO又可以被还原 成锌蒸汽，但SO2也被还原成元素S与锌结合成ZnS造成锌的损失。 此外，硫酸锌也可被C或CO还原成ZnS。因此，焙烧矿中的硫酸盐 中的硫会造成锌损失在蒸馏残渣中。
火法炼锌包括平罐炼锌、竖罐炼锌、电炉炼锌与密闭鼓风炉炼
锌（帝国熔炼法，简称ISP）。
平罐炼锌和竖罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热但不产 生燃烧气体，密闭鼓风炉采用燃料直接加热，能量利用率高，是目
前主要的火法炼锌设备。 ISP适合冶炼铅锌混合矿，采用铅雨冷凝
器从含CO2高而含锌低的炉气中冷凝锌，除得到金属锌外，还产出 金属铅。
有色冶金原理
表 4.1 各种气态硫在不同温度下及P总=101325 Pa时的分压（Pa）
图 4.1 各种硫化物的离解压对数与温度关系曲线
图 4.2 硫化物的吉布斯自由能图
表4.2 一般的Me-S-O系中的反应及平衡关系式
图4.3 Me-S-O系等温平衡图
表4.3 Cu-S-O系标准吉布斯自由能数据
硫化物比氧化物容易氯化
思考题
1、什么是氯化冶金，基本过程及主要方法有哪些？ 2、理解氯化物的∆Gᶱ～T关系图意义； 3、金属氧化物氯化时为何需要加入还原剂？写出氯化时加C 反应的原理； 4、金属硫化物的氯化过程为何较其氧化物容易？ 5、NaCl作为氯化剂时，对金属硫化物和金属氧化物的氯化程 度如何，工业上如何操作？ 6、能否用碳、氢作还原剂来还原其他金属氯化物？
图4.8 S-O系吉布斯自由能图
着火温度并非一定值，而与硫化物的颗粒大小有关。 硫化物氧化过程影响因素： 1、温度； 2、颗粒外表面的固体反应物膜层的厚度及致密程度； 3、物料的物料化学性质。粒度、孔隙度； 4、气流中O2、SO2、SO3的浓度等。
表4.8 某些硫化物的着火温度与其颗粒大小的关系
方法及分类
方法： 第一步，使均匀的熔融粗金属中产生多相体系(如金 属-渣，金属-金属，金属-气体）； 第二步，把上述产生的各两相体系用物理方法分离 。 分类： (l) 金属一法系; (2) 金属一金属系: (3) 全属一气体系。
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第五章 氧化物和硫化物的火法氯化
金属氯化物与相应金属的其它化合物比较，大都具有低熔 点、高挥发性和易溶于水等性质，因此将矿石中的金属氧化 物转变为氯化物，并利用上述性质将金属氯化物与一些其它 化合物和脉石分离。 氯化冶金 就是将矿石(或冶金半成品)与氯化剂混合，在一定条件下 发生化学反应，使金属变为氯化物再进一步将金属提取出来 的方法 氮化冶金主要包括氯化过程、氯化物的分离过程、从氯化 物中提取金属等三个基本过程。 • 在多数的冶金原料中，金属并非以氯化物形态存在，因此 从原料中制取金属氯化物的氯化过程，是氯化冶金最基本 和最重要的过程。
冶金原理课件(中南)-第4章课件PPT学习
第3页/共78页
4.1 熔化温度
图41 MgOFeOSiO2渣系熔化等温线图
第4页/共78页
4.1 熔化温度
当炼镍原料中含有较多的CaO时，可选用高钙渣。 图42中的C点为高钙渣CaO含量的下限，位于鳞石英相区 内1200C等温线下面。 D点代表高钙渣CaO含量的上限，位于硅灰石CaO SiO2相 区，紧靠1100C等温线。 高钙渣的熔化温度处于1100～1200C之间。 由于渣中MgO含量约为4%~9%或更高，高钙渣的熔化温度 可能更高。
+ 0.367(MgO) + 0.48 (P2O5) + 0.402(A12O3)，103m3·kg1
(MxOy) —— 氧化物MxOy的质量分数。
当T >1673K时，可按下式计算任意温度下的熔渣密度：
T
1673
0.071673 T ， 10 3 kg m3 100
第14页/共78页
4.2 密 度
SiO2
CaO / %(质量) CaO / %(mol)
/ %(mol) SiO 2 / %(质量) SiO 2
Al2O3 / %(质量) 图45 A12O3CaOSiO2渣系的密度 （1500C，单位为103kg·m3）
Cu
1083
熔盐
熔渣 熔锍
Pb 铝电解质 镁电解质 锂电解质
327.5 ~960 580~700 350~360 1100~1400 700~1100
第2页/共78页
4.1 熔化温度
冶炼镍铜品位低、钙镁含量高的镍精矿时的渣型选择
根据矿石成分的变化可选择两种酸性渣型：高硅渣和高钙渣 两种渣型都能抑制氧化镁和磁性氧化铁的有害作用。 对于含镁高的矿石，采用高硅渣可以增加炉渣硅酸度，抑制 MgO(熔点约2800C) 的危害，同时使Fe3O4造渣： 2MgO + SiO2 = 2MgO·SiO2 2Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2 SiO2的加入量随原料成分而变化。 图中A点代表高硅渣中SiO2含量的下限，B点代表其上限。 高硅渣的熔化温度大致在1400~1500C之间。 炼镍鼓风炉的风口区温度可达1500~1800C，足以保证渣 的过热与排放。
4.1 熔化温度
图41 MgOFeOSiO2渣系熔化等温线图
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4.1 熔化温度
当炼镍原料中含有较多的CaO时，可选用高钙渣。 图42中的C点为高钙渣CaO含量的下限，位于鳞石英相区 内1200C等温线下面。 D点代表高钙渣CaO含量的上限，位于硅灰石CaO SiO2相 区，紧靠1100C等温线。 高钙渣的熔化温度处于1100～1200C之间。 由于渣中MgO含量约为4%~9%或更高，高钙渣的熔化温度 可能更高。
+ 0.367(MgO) + 0.48 (P2O5) + 0.402(A12O3)，103m3·kg1
(MxOy) —— 氧化物MxOy的质量分数。
当T >1673K时，可按下式计算任意温度下的熔渣密度：
T
1673
0.071673 T ， 10 3 kg m3 100
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4.2 密 度
SiO2
CaO / %(质量) CaO / %(mol)
/ %(mol) SiO 2 / %(质量) SiO 2
Al2O3 / %(质量) 图45 A12O3CaOSiO2渣系的密度 （1500C，单位为103kg·m3）
Cu
1083
熔盐
熔渣 熔锍
Pb 铝电解质 镁电解质 锂电解质
327.5 ~960 580~700 350~360 1100~1400 700~1100
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4.1 熔化温度
冶炼镍铜品位低、钙镁含量高的镍精矿时的渣型选择
根据矿石成分的变化可选择两种酸性渣型：高硅渣和高钙渣 两种渣型都能抑制氧化镁和磁性氧化铁的有害作用。 对于含镁高的矿石，采用高硅渣可以增加炉渣硅酸度，抑制 MgO(熔点约2800C) 的危害，同时使Fe3O4造渣： 2MgO + SiO2 = 2MgO·SiO2 2Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2 SiO2的加入量随原料成分而变化。 图中A点代表高硅渣中SiO2含量的下限，B点代表其上限。 高硅渣的熔化温度大致在1400~1500C之间。 炼镍鼓风炉的风口区温度可达1500~1800C，足以保证渣 的过热与排放。
教你快速掌握冶金原理
n 求1173 k该反应的ΔG01173值和PCO2值。
n解
CaO+CO2=CaCO3
n ΔG01173=-170924.8+144.4×1173.15=-1543.6J
n 1173K时CaCO3的离解压为：
n ΔG01173.15=-RTlnKp=RTlnPCO2
n PCO2=0.8537atm=86500Pa
0 60.08
12
-
教你快速掌握冶金原理
三、求给定温度时的ΔG0
n 当求出反应的ΔG0-T二项式后，欲求该反应 在某温度下的ΔG0值就非常简便，只需将该 温度值代入ΔG0-T关系式即可得计算结果。
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教你快速掌握冶金原理
n 例题 已知CaCO3生成反应的ΔG0-T二项式为 n ΔG0=-170924.8+144.4 T,J
n
f=(3-1)-3+2=1
n 即在相平衡保持不变的情况下，压力和温度这两个
影响平衡的因素中只有一个可独立改变，另一个为 依变数：
n
pB=φ(T)
n 即离解压仅取决于温度，或者说，，ΔG0、Kp亦仅
取决于温度：
n
ΔG0=φ(T)
Kp=φ(T)
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教你快速掌握冶金原理
第一节 概 述
n 由离解——生成反应的ΔG0、Kp、PB与温度 的关系：
n
∆S2980＝（Σ∆S2980）生成物－（Σ∆S2980）反应物
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教你快速掌握冶金原理
进行计算，得离解－生成反应的∆Cp、∆H2980、 ∆S2980，将这些数据及关系式代入式中进行积分， 即可得出ΔG0—T关系式。上述结果是在无相变条 件下导出的，如有相变发生，则：
有色冶金PPT课件
.
22
生产过程中的主要反应为：
这里面，沉淀Mg(OH)2的过程是关键，合理 控制好各项条件才能获得过滤性能良好的沉
淀。这些条件包括：白云石的煅烧温度、浓
度、氢氧化镁煅烧温度、pH值、是否添加晶
种和加料方式等。
.
23
3 氧化镁的氯化
不加碳质还原剂的氯化
在工业生产中，为了提高氯化速度，并得到熔融态的氯 化镁产品，氯化反应的温度常控制在800~900℃， 此时炉内Cl2/O2比必须大于90:10。这对工业生产来 讲是有困难的，因为要保证这一条件，就需要向炉内 不断通入新的氯气，并排走在组成上已接近上述比值 的废气，这在经济上是不合理的。所以，实际工业生 产时，为了提高氯的利用率，氧化镁的氯化过程是在 加有碳质还原剂的情况下进行的。
.
20
1 菱镁矿煅烧生产氧化镁 对于煅烧所用的矿石，要求其中的MgO>45%，
SiO2<1.2%，CaO<1.5%。 菱镁矿煅烧的实质是碳酸盐的分解：
碳酸镁分解反应自由能及分解压与温度关系：
用于生产氯化镁时，煅烧温度一般不超过
800℃，此时得出的氧化镁化学活性较好，
有利氯化反应
.
21
2 氢氧化镁法：用氯化镁溶液(或海水)生 产氧化镁
.
11
.
12
电解法生产厂家： 中国民和镁厂 挪威/加拿大海德鲁镁厂 美国镁公司 以色列死海镁厂 乌克兰扎波罗什镁钛联合企业 乌克兰卡卢什化冶联合企业 俄罗斯索利卡姆斯克镁厂 俄罗斯阿威斯玛镁厂 加拿大太密克镁厂 哈萨克斯坦乌斯基镁钛联合企业
.
0.7万吨 8.5
4 3 1 3.6 1.7 1.7 0.8 0.3
13
(2) 热还原法(Thermal Reduction Methods)：利用某种还 原剂从含镁化合物中还原制得金属镁。根据还原剂的不同， 又分为硅热法(如皮江法)、碳化物热还原法和碳热法。
有色冶金原理_绪论1
金属的分类
• 西方：铁（Ferrous Metal）；
•
非铁金属（Non-Ferrous Metal）。
• 苏联、中国：黑色金属和有色金属。
• 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金（主要指 钢铁）。锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常 覆盖着一层黑色的Fe3O4，所以把铁、锰、铬及它们 的合金叫做黑色金属。这样分类主要是从钢铁在国民 经济中占有极其重要的地位出发的。
冶金学发展历史
• 源远流长的冶金生产技术，直到18世纪末， 才从近代自然科学中汲取营养，逐渐发育成 一门近代科学──冶金学。
冶金学的成就
• 冶金学不断地吸收自然科学，特别是物理学、化 学、力学等方面的新成就，指导着冶金生产技术 向广度和深度发展。另一方面，冶金生产又以丰 富的实践经验，充实冶金学的内容，发展成为两 大领域：即
• e） 稀有放射性金属（共4种）： 镭Ra、钫Fr、锕Ac、铀U。
我国有色金属的产量
• 中国有色金属产量 • 2002年为1012万t， • 2003年达到1182万t， • 2004年达到1398万t， • 2005年达到1631.8万t， • 2006年1917万t， • 2007年达到2361万t。 • 2014年4417万吨
1）按含Fe量划分 铁金属和非铁金属 2）按颜色划分 分为黑色（Fe金属）
和有色金属（如Cu，Al金属）
3、生铁和钢 含C≥2.0%的铁基合金—生铁
钢性能:
钢机械性能，焊接性能好，能锻造成
型且成本较低，易获得，因此，钢材
成为了一个国家基础材料。
4
一、几个概念
1
★ 4、提取冶金 定义 P1 分类:
（1）火法冶金 高温条件下从原料中（主要为矿石）提取有用
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子交换课件
锌的溶剂萃取
总结词
锌的溶剂萃取是一种有效的锌提取方法，通过选择合适的萃取剂将锌离子从碱性 溶液中萃取出来，实现锌的分离和富集。
详细描述
锌的溶剂萃取通常在碱性条件下进行，常用的萃取剂有羧酸类、酚类和胺类等。 萃取过程中，锌离子与萃取剂发生反应生成可溶性的配合物，从而实现锌的分离 。经过反萃取后，锌离子被还原成金属锌，可用于制备锌锭或锌合金。
03 溶剂萃取在有色冶金中的 应用
铜的溶剂萃取
总结词
铜的溶Байду номын сангаас萃取是一种常用的铜提取方法，通过选择合适的萃取剂将铜离子从酸性溶液中萃取出来，实现铜的分离 和富集。
详细描述
铜的溶剂萃取通常在酸性条件下进行，常用的萃取剂有胺类、磷类和硫代磷类等。萃取过程中，铜离子与萃取剂 发生反应生成可溶性的配合物，从而实现铜的分离。经过反萃取后，铜离子被还原成金属铜，可用于制备电解铜 或铜合金。
离子交换动力学是研究离子交换反应速率和反应 机制的学科，对于优化分离过程和提高分离效率 具有重要意义。
2
离子交换反应速率受到多种因素的影响，如离子 交换剂的性质、溶液的组成和浓度、温度和压力 等。
3
通过研究离子交换动力学，可以了解反应速率与 各影响因素之间的关系，从而为实际应用提供理 论依据和指导。
离子交换技术发展趋势
研究新型离子交换剂，提高离子选择性和吸附容量；开发复合离子交换剂，提 高对特定离子的吸附效果；研究离子交换过程中的动力学机制，优化离子交换 过程。
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应用条件与范围选择
溶剂萃取技术适用于处理大量溶液， 尤其是对特定离子的选择性要求较高 的场合，如重金属离子分离、放射性 元素分离等。
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子交换
物质在两个接触的液相之间建立平衡分配的速度 决定于：
（1）物质在水相和有机相内部以及经两相界面通过 的传质速度。
（2）在每一个相内或在相间界面上进行化学反应的 速度。
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
•萃取后的水相
•传质方向 •萃取后的有机相
•R——萃余液 •E——萃合液
•分界面 PPT文档演模板•图12-2 在水相和有机相界面上进行扩散和多相化学有色反冶应金原时理浓第八交度章换分溶剂配萃示取和意离图子
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
2.5 离子交换的动力学
树脂和溶液中的离子交互反应，包括如下5个步骤：
（1）溶液中的例子向树脂表面扩散，通过围绕树脂表面的 液体薄膜交界层，达到树脂表面；
（2）到达树脂表面的离子进入树脂的交联网孔中，在树脂 颗粒内部扩散；
（3）扩散进入树脂颗粒内部的离子与树脂中可交换离子 （功能基的可离解离子）发生交换反应；
根据原液的特点，合理选择使用萃取剂和稀释剂是 溶剂萃取成败的关键。
萃取剂：是指能与被萃取物（金属离子）相结合， 并使被萃取物转入有机相的试剂。
理想的萃取剂满足：
有选择性，即较高的分离系数；
高的萃取容量；
在萃合液反萃后易于再生；
易于水相分离；
操作安全；
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价廉。
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
控制，而在低浓度时受外部扩散的控制。
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
例1：从含铀的氯化物溶液中用三辛基氧膦（TOPO）萃取铀 被认为是一种有希望的方法。今对含铀浓度为0.65g·L-1的 氯化浸出液用5%TOPO的煤油溶液进行萃取试验，如下：
（1）物质在水相和有机相内部以及经两相界面通过 的传质速度。
（2）在每一个相内或在相间界面上进行化学反应的 速度。
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
•萃取后的水相
•传质方向 •萃取后的有机相
•R——萃余液 •E——萃合液
•分界面 PPT文档演模板•图12-2 在水相和有机相界面上进行扩散和多相化学有色反冶应金原时理浓第八交度章换分溶剂配萃示取和意离图子
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
2.5 离子交换的动力学
树脂和溶液中的离子交互反应，包括如下5个步骤：
（1）溶液中的例子向树脂表面扩散，通过围绕树脂表面的 液体薄膜交界层，达到树脂表面；
（2）到达树脂表面的离子进入树脂的交联网孔中，在树脂 颗粒内部扩散；
（3）扩散进入树脂颗粒内部的离子与树脂中可交换离子 （功能基的可离解离子）发生交换反应；
根据原液的特点，合理选择使用萃取剂和稀释剂是 溶剂萃取成败的关键。
萃取剂：是指能与被萃取物（金属离子）相结合， 并使被萃取物转入有机相的试剂。
理想的萃取剂满足：
有选择性，即较高的分离系数；
高的萃取容量；
在萃合液反萃后易于再生；
易于水相分离；
操作安全；
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
控制，而在低浓度时受外部扩散的控制。
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有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子 交换
例1：从含铀的氯化物溶液中用三辛基氧膦（TOPO）萃取铀 被认为是一种有希望的方法。今对含铀浓度为0.65g·L-1的 氯化浸出液用5%TOPO的煤油溶液进行萃取试验，如下：
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冶金炉渣的作用
► ①使脉石集中与金属或锍分离。 ► ②作为一种介质，其中进生着许多极为重要的冶
金反应。
► ③金属液滴或锍液滴的沉降分离（对机械夹杂损 失起着决定性的作用）
► ④决定最高的冶炼温度（大致为炉渣熔化后温度
加上一定过热的温度（150～250℃））
► ⑤对杂质的脱除和浓度加以控制。 ► ⑥作为一种中间产物，杂质中含金属量高。 ► ⑦可调节电极插入渣中的深度调节电炉的功率。
（起热传递作用）
冶炼对炉渣的要求
► ①熔点低（能耗）②密度低（与主体金属分层）③ 适当组成（如酸碱度）④腐蚀性小（保护炉衬）
炉渣的组成，对于大多数炉渣和钢渣，这三种氧化物是FeO、CaO、
SiO2，对高炉和某些有色冶金炉渣则为CaO、Al2O3、SiO2。 组成炉渣的各种氧化物可分为三类：
(1)碱性氧化物：CaO、MnO、Feo、MgO等，这类氧化物能供给氧离 子O2-，如：CaO=Ca2++O2-
► 二次结晶线的判断：任一结晶线相邻的两给元和点的连线与 该结晶线上任一点作出的切线相交则此结晶线为共晶线，反 之则为包晶线。--切线相交原则。（也可与三元不变点联系： 共晶点上相连的结晶线全为共晶线，包晶点相连的结晶线至 少有一条是包晶线）
化合物稳定性的判断：组成点在其对应的初晶区内则为稳定化 合物。
CS-C2S-C2AS三元系图分析
(2)酸性氧化物： SiO2 、P2O5等，这类氧化物能吸收氧离子而形成络合 阴离子，如：SiO2+2O2-=SiO44(3)两性氧化物：Al2O3、ZnO等，这类氧化物在酸性氧化物过剩时可供 给氧离子面呈碱性，而碱性氧化物过剩时则对会吸收氧离子面呈酸性， 如：Al2O3=2Al3++3O2-
Al2O3+O2-=2AlO2-
有色冶金炉渣的酸碱性
►有色冶金的酸碱性，习惯上用硅酸度表示， 有时也用碱度表示。
认识三元系图
►简单三元系图
► ► ►
克
如左下图所示，A，B，C 代表三种不同组元，
分别代表三种不同组元的初晶
区，边上的点（1、2、3）为 二元结晶点
三元系图的点线面
►三元系图的点线面判断
►
►
二次结晶线与三元不变点与基元三角形的判断
净化
沉积
水 溶 液 中
进
行
冶金
熔盐电解
电解精炼(Cu)
电沉积(Sn)
电化冶金
火法冶金与湿法冶金的优缺点比较
火法冶金
湿法冶金
优 (1)历史悠久,操作有经验; (1)对矿石的品位无特殊要求;
点 (2)生产能力大,综合回收 (2)操作温度低,劳动条件好;
高.
(3)可以直接制取化合物.
缺 (1)劳动条件差,高温操作; 点 (2)空气污染严重;
(3)能耗大,操作复杂;
(4)对矿石品位要求较高.
(1)生产能力低,反应速度 慢;
(2)对设备的腐蚀性大;
(3)流程长,液固分离困难.
第一章：冶金炉渣
炉渣，熔化后称为熔渣，是各种氧化物的熔 体。在冶炼过程的技术经济指标在很大程度 上与炉渣有关。
有色冶金原理
赖世斌
绪言
► (1)冶金—从矿石中提取金属的过程. ► 原理—某一领域所有普遍意义的
科学道理或共同规律. ► (2)有色金属分类
有色 金属
重金属
(Cu,Pt,Zn)
ρ≈7∽11g/㎝3
轻金属 (Al,Mg) ρ<5g/cm3
稀有金属
(w,Ti)
在地壳中的含量丰富 只不过开发的比较晚 ,所以才叫稀有金属
贵金属
(Au,Ag,Pt, 铂族元素)
冶金方法分类
► (1)火法冶金 (1)焙烧
► 特点:温度高物质熔融状态下 进行(还涉及到燃料问题)
► 冶炼之前先进矿石预处理(包 括:破碎,磨砂等)
(2)熔炼
冶金单元
(5)电解精炼
吹炼 (3)
(4)火法精炼
湿法冶金
►
特
冶金单元
:
点
温
度
低
,
浸出
(要用到浸出剂)