有色金属冶金基础理论
有色冶金原理
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 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 克 二元结晶点
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
(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.
火法冶金与湿法冶金的优缺点比较
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。
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）
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
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）
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- (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-
(完整版)有色冶金概论复习题
1简述冶金学科（冶金方法）的分类；冶金学分类: 提取冶金学和物理冶金学2几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点；火法冶金: 火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
湿法冶金: 其生产步骤主要包括：浸取、分离、富集和提取。
水法冶金的优点是环境污染少，并且能提炼低品位的矿石，但成本较高。
主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。
电冶金：利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。
粉末冶金：粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成：配料、压制成型、坯块烧结和后处理。
对于大型的制品，为了获得均匀的密度，还需要采取等静压（各方向同时受液压）的方法成型。
粉末冶金在技术上和经济上有以下特点：（1）可生产普通熔炼方法无法生产的特殊性能材料，如多孔材料、复合材料等；可避免成分偏析、保证合金具有均匀的组织和稳定的性能；（2）可生产高熔点金属（如钨和钼）和不互熔的合金（如钨-银合金）；（3）可大量减少产品的后续机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。
这一点对贵重金属尤其重要；（4）粉末冶金零件的缺点是塑性和韧性较差。
3. 简述有色金属提取的特点；有色金属提取工艺的特点：1）有色金属矿物的品位低，成分复杂。
2）提取方法多，分火法和湿法。
4. 简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。
火法：（1）焙烧（氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧、煅烧、烧结焙烧）；（2）熔炼（造锍熔炼、还原熔炼、氧化熔炼、熔盐电解、反应熔炼，吹炼）；（3）精炼（氧化精炼、氯化精炼、硫化精炼、电解精炼）。
湿法：（1）浸出按浸出的溶剂分为：碱浸、氨浸、酸浸、硫脲浸出、氰化物浸出，等；按浸出的方式分为：常压浸出、加压浸出、槽浸、堆浸、就地浸出，等。
（2）净化：水解沉淀净化、置换净化、气体还原（氧化）净化，等。
（3）沉积：置换沉积、电解沉积、气体还原沉积。
5. 判断下列金属那些属于稀有金属、轻金属、重有色金属及贵金属6. 金属铝、铜、金、银的主要物理化学性质？铜的性质：物理性质铜呈玫瑰红色，特点是展性和延性好；导电、导热性极佳，仅次于银；无磁性；不挥发；液态铜流动性好等。
冶金基础知识
冶金基础知识冶金是研究金属及其合金的物理和化学性质以及冶炼技术的科学。
作为一门古老而重要的学科，冶金在人类文明的发展中起到了至关重要的作用。
本文将介绍冶金的基础知识，包括冶金的历史、冶金的分类、冶金的工艺和冶金的应用。
一、冶金的历史冶金起源于人类远古时期的火器制作。
当时，人们掌握了制作火种、烧制陶器和冶炼金属等技术，极大地改善了生活条件。
随着时代的发展，人类对冶金的认识不断增强，各个文明古国都有自己的冶金工艺。
古埃及、古中国、古印度和古巴比伦等文明古国都能够独立进行铜、铁等金属的冶炼和加工。
二、冶金的分类根据冶炼的金属种类以及工艺方法的不同，冶金可以分为黑色冶金、有色冶金和特种冶金等几个大类。
1. 黑色冶金黑色冶金是指冶炼铁、钢和铁合金等黑色金属的过程。
黑色冶金主要包括铁矿的选矿、炼铁和炼钢等工艺。
其中，炼铁是从铁矿石中提取铁的过程，炼钢则是将铁与其他元素进行合金化的过程。
2. 有色冶金有色冶金是指冶炼铜、铝、镁、锌等有色金属的过程。
有色冶金的工艺主要包括选矿、熔炼和电解等。
选矿是从矿石中提取有用金属的过程，熔炼是将选矿得到的金属矿石进行加热分离和精炼的过程，电解则是利用电解法从金属离子中得到纯金属的过程。
3. 特种冶金特种冶金是指冶炼稀有金属及其合金的过程，如钨、钛、锍、铌等。
由于这些金属在自然界中含量较少，冶炼和提取过程相对复杂。
特种冶金通常包括冶金矿山的开采、选矿、萃取和精炼等环节。
三、冶金的工艺冶金的工艺是指冶金过程中的关键步骤和方法，包括矿石的选矿、冶炼和精炼等环节。
1. 选矿选矿是将含有金属矿石中富集的有用成分分离出来的过程。
矿石中的有用成分和废石往往存在着密切的物理和化学性质差异，通过物理和化学方法进行分离。
常用的选矿方法有磁选、重选、浮选和电选等。
2. 冶炼冶炼是将矿石中的金属含量提取出来，并将其转化为金属的过程。
通常通过高温加热和还原剂的作用，将金属氧化物还原为金属。
冶炼的方法不同，可以采用高温熔炼、火法炼炉、电解和化学还原等。
《有色冶金概论》课程标准
《有色冶金概论》课程标准课程代码：00531101适用专业：冶金技术学时：32学分：2开课学期：第三学期第一部分前言1.课程性质与地位现代冶金通常把金属分为黑色金属和有色金属，铁、铬、锰三种金属称为黑色金属，其余金属称为有色金属。
按有色金属的比重，化学特性，自然界的分布情况以及习惯称呼，有色金属又分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属和半金属五类。
《有色冶金概论》是高职冶金技术专业的一门专业基础课程。
本课程旨在让冶金技术专业学生全面了解，且并初步掌握现代工农业生产各行业较常用的十五种有色金属的物理、化学性质，矿物组成及冶金提取方法，重点培养学生的专业通识能力，是培养学生专业应用能力和冶金技术职业岗位能力的基础。
学生在学完《冶金基础化学》、《冶金制图》、《金属学及热处理》等课程的基础上，并通过认识实习后学习本课程，是后续课程《铝冶金》、《铝冶金》、《锌冶金》、《贵金属冶金技术》的基础。
2.课程的设计思路《有色冶金概论》课程是鉴于有色金属种类多、冶炼方法各异而开设的一门专业基础课。
本课程标准在设计上本着懂理论，重应用的总体思路，突出体现职业教育的技能型，应用性特色，注重培养学生的理论应用于实践的能力。
紧密结合企业岗位需求并考虑其与后续开设课程的关系进行课程内容的选取与组织。
主要介绍铜冶金、镍冶金、铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金、钨冶金、钛冶金及有色冶金中的综合回收。
鉴于我专业后续课程开设铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金，本课程重点介绍铜冶金、镍冶金、锡冶金、钨冶金和钛冶金。
在课程内容的设计上按有色冶金的种类设计10个学习单元，每个单元按金属的性质和用途、生产原料、冶炼方法、生产原理、工艺过程进行内容介绍。
本课程紧密结合生产实践，通过案例教学，启发引导教学，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的主体作用，充分调动学生的积极性、主动性，重在培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。
第二部分课程目标1.知识目标（1）掌握典型有色金属的物理化学性质、生产原料和冶炼方法；（2）理解典型有色金属冶炼的原理；（3）掌握典型有色金属冶炼的工艺过程；（4）了解有色冶金中有价金属的回收方法。
有色金属冶金分析手册
有色金属冶金分析手册1. 引言有色金属冶金是一门对有色金属材料进行分析、测试和评估的技术与方法。
有色金属包括铜、铝、镁、锌等，它们广泛应用于航空、航天、电子、汽车等各个领域。
为了确保有色金属材料的质量和性能，需要进行全面和准确的分析。
本手册将介绍有色金属冶金分析的基本原理、常用技术和方法。
2. 有色金属冶金分析的基本原理有色金属冶金分析基于化学反应原理，通过对金属材料的成分和性质进行定量和定性分析。
其基本原理包括：2.1 氧化还原反应在有色金属冶金分析中，常常使用氧化还原反应来进行样品的处理和分析。
氧化还原反应涉及物质的电子转移和氧化态的变化，通过反应后产生的物质的变化来定量或定性金属的成分。
2.2 酸碱中和反应酸碱中和反应是在有色金属冶金分析中广泛应用的一种反应。
通过将酸性或碱性溶液与待测样品反应，通过改变 pH 值或生成沉淀进行分析。
2.3 光谱分析光谱分析是一种基于光的相互作用原理的分析方法。
在有色金属冶金分析中，常常使用原子吸收光谱、原子荧光光谱和光电离质谱等光谱分析方法进行金属成分的定量和定性分析。
3. 常用的有色金属冶金分析技术3.1 原子吸收光谱法原子吸收光谱法是通过测量金属元素对特定波长的光的吸收来定量金属元素的含量。
该方法具有操作简单、成本低和准确度高的特点，在有色金属冶金领域得到广泛应用。
3.2 原子荧光光谱法原子荧光光谱法是利用金属元素在电磁辐射作用下发生的荧光来进行金属成分的定量和定性分析。
该方法具有高灵敏度和高分辨率等优点，在有色金属冶金研究中应用较广。
3.3 X射线衍射法X射线衍射法是一种分析金属材料晶体结构的方法。
利用 X 射线与物质相互作用产生的衍射现象，可以测定金属中晶体结构的参数和定性的成分。
3.4 扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜(SEM)是一种用于观察和分析样品表面形貌和成分的仪器。
该方法可以进行高分辨率的成分分析，对有色金属冶金的研究有重要意义。
4. 有色金属冶金分析实验操作流程为了确保有色金属冶金分析的准确性和可靠性，需要进行标准化和规范的实验操作流程。
有色金属冶金概述
浸出——净化——沉积
二、有色金属冶金概念
金属种类
轻金属
熔盐电解 法或金属 贵金属
多从铜、 铅、锌、 镍等金属 的阳极泥 中回收提 取
稀土金属
湿法冶金 萃取分离 电解法
半金属
电弧熔炼、 区域熔炼、 热还原、 熔盐电解 等
提取方法
知识点总结
有色金属种类 有色金属分类原则 冶金的概念与方法 各种类有色金属的冶炼方法
一、有色金属种类与分类
稀有金属为含量很少、分布稀散或难以从原料
中提取的金属。包括稀有轻金属、稀有高熔点 轻金属，共7种。密度 <4.5g／cm3， 金属、稀土金属、稀散金属、稀有放射性金属 化学活性大。
等。
Se
重金属，共10种。密度>4.5g／cm3。
贵金属，共8种。化学性质稳定，密度 为10.4～22.4g／cm3，熔点高。 半金属，共6种，其物理化学性质介于
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有色金属冶金概论
1. 有色金属有（64 ）种？世界有色金属总产量最多的国家是？
有色金属冶金概论
2.你最近是否关注过贵金属价格？最近市场上黄金价格？
有色金属冶金概论
主要内容
一、有色金属种类与分类 二、有色冶金概念与方法
一、有色金属种类与分类
有色金属包括铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、
铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、 钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、 钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、 镨、钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷共64种。 其中，生产量大、应用比较广的10种金属——铜、 铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛等称为10种常 用有色金属，以此作为衡量有色金属工业发展水平的 标准。
有色金属冶金原理 火法冶金部分
炉渣酸碱度的表示：常用硅酸度和碱度来表示。 硅酸度=酸性氧化物中氧的质量之和/碱性氧化物中氧的 质量之和。 碱度=氧化钙（%质量）/氧化硅（%质量） 例题：
某铅鼓风炉还原炉渣成分为SiO2 36%、 CaO 10%、FeO 40%、 ZnO 8%。 酸性氧化物： SiO2 36 碱性氧化物： CaO 、FeO 、 ZnO 炉渣的硅酸度=
用等熔化温度曲线，可以查已知成分炉 渣的熔化温度。 熔化温度的变化是有规律的。即化合物 熔点最高，并向二元包晶点、共晶点方 向不断降低，再由二元包晶点、共晶点 向三元包晶点、三元共晶点方向降低， 三元共晶点的熔化温度最低。
第四节 熔融炉渣的结构
炉渣的结构与物理化学性能密切相关 目前难于直接测定炉渣的结构，可间接 推测。 存在两种理论：分子理论和离子理论。
第一节 概述
炉渣：熔化后称熔渣，是火法冶金的一 种产物。其组成主要来自矿石、溶剂和 燃料灰分中的造渣成分。主要是氧化物。 炉渣的作用： 主要作用是使矿石和溶剂中的脉石和 燃料中的灰分集中，并在高温下与主要 的冶炼产物金属、锍等分离。
炉渣的作用：
1.
2.
3.
4.
5.
6.
在炉渣中发生金属液滴或锍液滴的沉降分离，沉降 分离的完全程度对金属在炉渣中的机械夹杂损失起 着决定性作用。 对鼓风炉这一类竖炉来说，炉内可能达到的最高温 度决定于炉渣的熔化温度。 在金属和合金的熔炼和精炼时，炉渣与金属熔体的 组分相互进行反应，从而可以通过炉渣对杂质的脱 除和浓度加以控制。 在某些情况下，炉渣不是冶炼厂的废弃物，而是中 间产物。 熔渣是一种介质，在其中进行着许多极为重要的冶 金反应。金属在炉渣中的损失主要决定于这些反应 的完全程度。 在用矿热式电炉冶炼时，炉渣以及电极周围的气膜 起着电阻作用，并可用调节电极插入深度的方法来 调节电炉的功率。
有色金属冶金课件
某锌矿的湿法冶炼技术改造
总结词
通过将原有的火法冶炼技术改造为湿法冶炼技术，有 效提高了锌的回收率和生产效率，降低了生产成本。
详细描述
该锌矿原有的冶炼技术为火法冶炼，但存在一些问题， 如锌的回收率不高、生产效率低下等。为了解决这些 问题，我们对冶炼技术进行了改造，将其变为湿法冶 炼。具体措施包括：采用新型高效的浸出和萃取设备 和技术、优化湿法冶炼工艺参数、采用新型高效的耐 腐蚀材料等。经过改造后，锌的回收率得到了显著提 高，生产效率也得到了较大提升，同时生产成本得到 了有效降低。
铝冶金化学反应：铝冶金主要涉及的 化学反应包括氧化还原反应、沉淀反 应和电化学反应。其中，氧化还原反 应是铝土矿中的氧化铝与碳反应生成 氧化铝和二氧化碳的过程；沉淀反应 是氧化铝与碳酸钠反应生成氢氧化铝 和碳酸钠的过程；电化学反应则是将 铝离子还原为金属铝的过程。
铝冶金物理过程：铝冶金物理过程包 括矿石破碎、磨细、浮选、熔炼、电 解等步骤。其中，矿石破碎是将大块 矿石破碎成小块，便于后续处理；磨 细是将矿石细磨成粉末，提高反应效 率；浮选是将矿石中的有用成分与杂 质分离；熔炼是将矿石中的氧化铝和 碳在高温下反应生成液态的氧化铝； 电解则是将液态的氧化铝在电流的作 用下还原为金属铝。
有色金属冶金课件
• 有色金属冶金概述 • 铜冶金
• 有色金属冶金的挑战与前景 • 有色金属冶金案例分析
目录
PART 01
有色金属冶金概述
定义与分类
定义
有色金属冶金是指通过一系列物理和 化学过程，从矿石或精矿中提取和纯 化有色金属及其化合物的过程。
分类
根据提取的金属种类，有色金属冶金 可分为轻金属冶金、重金属冶金、稀 土金属冶金等。
THANKS
有色金属冶金学
有色金属冶金学前言轻金属：铝、镁、铍、钛、钾、钠、锂、钙、锶、钡等十余种金属重金属：铜、镍、钴、锌、锡、锑、汞等二十余种金属稀有金属：钨、钼、锆、铪、铌、钽、稀土金属等数十种金属贵金属：金、银、铂族金属等几种第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产1.摩尔比（苛性比）：溶液中Na2O浓度为135g/l，Al2O3为130g/l，则该溶液的摩尔比为MR=(135/130)*(102/62)=1.708。
式中的102和62分别为Na2O和Al2O3的分子量2.拜耳法生产氧化铝的主要工序包括：铝土矿原料准备、熔出、赤泥分离洗涤、分解、氢氧化铝分离洗涤、煅烧、蒸发和苛化3.拜耳法：是直接利用含有大量游离苛性钠的循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液，并用加氢氧化铝种子（晶种）分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。
种分母液经蒸发后返回用于溶出铝土矿。
4.铝土矿的溶出及影响因素：铝土矿的溶出通常是在高于溶液常压沸点的温度下用苛性碱溶液处理的化学反应过程，所以也叫“高压（高温）溶出”。
影响因素：铝土矿的矿物成分及其结构；溶出温度；循环母液碱浓度；配料摩尔比；搅拌强度5.单流法、双流法：在溶出流程上可分将循环母液和矿石一起磨制成原矿浆进行预热溶出的“单流法”及仅将一部分循环母液送去磨制矿浆，大部分母液单独预热到溶出温度，再于溶出器内和浓稠矿浆混合进行溶出的“双流法”6.赤泥分离洗涤过程步骤：赤泥料浆稀释；沉降分离；赤泥反向洗涤；溢流控制过滤7.铝酸钠溶液加种子分解：实际上应包括铝酸根离子的分解和氢氧化铝结晶8.含铝矿物的分子式（刚玉、三水铝石、一水铝石、明矾石、霞石）：高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O、刚玉Al2O3、三水铝石Al(OH)3、一水铝石AlOOH 、明矾石(K, Na)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3、霞石(K, Na)2O·Al2O3·2SiO2。
有色金属冶金学
有色金属冶金学有色金属冶金学是指对非铁金属（包括铜、铝、铅、锌、镍、钴、锑、锡、银等）的冶炼、加工和应用等研究。
有色金属的冶炼通常涉及化学反应和热力学过程，需要结合化学、材料和机械等学科知识进行研究。
有色金属冶金学的发展历史可以追溯到古代文明时期，比如铜的冶炼可以追溯到大约7000年前，而锡的冶炼始于公元前3000年的中东地区。
但真正的有色金属冶金学始于19世纪的欧洲，随着工业化的发展，有色金属的需求迅速增长，各种冶炼技术和加工工艺也得到了快速发展。
有色金属的冶炼通常分为“熔炼法”和“湿法”两种方式。
熔炼法包括火法和电法两种，其中火法又可分为闪速炉、电炉、转炉和氧化炉等几种类型。
火法通常用于冶炼高品质的有色金属，但操作复杂、工艺繁琐。
电法冶炼可以更好地控制工艺参数和金属纯度，但设备投资大、经营成本高。
湿法则是通过溶解、加热、沉淀等方式提取有色金属，通常用于冶炼较低品质、含杂质较多的有色金属矿。
不同的有色金属具有不同的特性和用途。
铜是重要的导电、导热和装饰性材料，广泛用于电线、管道、锣等。
铝是轻但强度高的材料，广泛用于航空航天、运动器材、汽车和建筑等领域。
铅和锌是重要的防腐材料，常用于压型钢板、防水材料、化学反应的催化剂等。
镍、钴和钛是耐高温材料，广泛用于航空航天、核工业等高技术领域。
除此之外，银、金等贵金属也有重要的用途，包括电子元件、珠宝、投资等领域。
有色金属冶金学的研究与应用正在不断发展，尤其是对于绿色环保和可持续发展等方面的要求，正在推动有色金属行业实现更加高效、环保和低成本的生产。
未来有色金属冶金学的发展趋势有：优化工艺流程和降低能耗，发展新型节能材料和新型技术设备；增加回收利用率和资源循环利用；应用人工智能、大数据等技术以实现智能化管理和自动化生产；发展新型合金材料，以应用于更广泛的工业领域。
有色冶金原理
有色冶金原理
有色冶金是指除了铁、钢和黑色金属外的其他金属及其合金的冶金学科。
它涉及到的金属包括铜、铝、锌、镁、铅、镍、钴、锡、锑、铱、铑、钼、钯、铑、铅、钨、钴、镍、锡、银、金等。
有色冶金原理是指研究有色金属冶炼过程中的物理、化学及冶金学原理。
它主要涉及到有色金属的提取、炼制、精炼和加工等过程，以及金属的物理、化学性质变化以及其与其他元素的配合形成合金等方面。
在有色冶金原理中，一个重要的原理是金属的提取。
不同金属的提取方法各异，但都基于物理和化学原理。
例如，铜可以通过火法炼铜、湿法炼铜等方法进行提取。
火法炼铜是指将铜矿石加热到高温，使其融化，再通过各种化学反应将铜从矿石中分离出来。
湿法炼铜是通过浸出、萃取等方法将铜离子从矿石中溶解出来。
此外，有色冶金原理还包括金属合金的制备和加工技术。
金属合金是在金属中加入其他元素，以改善其性能和热处理特性。
不同金属合金的制备方法也有所不同，常见的方法包括熔炼、溶液热处理和机械合金化等。
在有色冶金原理中，了解金属的晶体结构和相变规律也非常重要。
金属的晶体结构决定了其物理和力学性能，而相变规律则反映了金属在不同温度和压力下的相变行为。
总之，有色冶金原理是研究有色金属冶炼过程中的物理、化学及冶金学原理的学科。
通过了解和应用这些原理，可以更好地进行有色金属的提取、炼制和加工，提高金属的品质和性能。
有色金属冶金学
第一部分铝1、有色金属的分类：答：轻金属重金属稀有金属贵金属。
轻金属（light metals)：密度小于5.0,很高的化学活性，还原电位小于零用熔盐电解、金属热还原法来提取。
铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。
重金属(heavy metals)：密度大于5.0，化学活性较低用火法冶金或湿法冶金方法来提取铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、汞、镉、铋等10种常用有色金属因产量大，用途广，价格低，称为常用有色金属或贱金属。
Al、Cu、Zn Pb、Ni、Mg、Sn、Sb、Ti、Hg。
贵金属(precious metals)：由于化学活性低，又称惰性金属。
金(Au)、银(Ag)和铂族金属（Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru )。
稀有金属(rare metals)：是一种习惯称呼，是沿用至今的一个历史名词；或在地壳中丰度小，天然资源少；或虽丰度大，赋存分散，经济提取难；或性质接近难分离成单一金属；或开发较晚，过去使用的较少。
稀有金属按元素物理化学性质、赋存状态，生产工艺以及其他一些特征，分为稀有轻金属、稀有高熔点金属、稀有分散性金属、稀土金属和稀有放射性金属。
2、冶金方法:答：主要的有色金属冶金方法有火法冶金、湿法冶金、电冶金。
火法冶金：在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的有色金属与脉石和杂质分开，获得较纯有色金属的过程。
包括原料准备、熔炼和精炼三个主要工序。
过程所需能源主要靠燃料燃烧供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供。
湿法冶金：它是在常温（或低于100℃）常压或高温（100-300 ℃）高压下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的有色金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将有色金属提取和分离出来的过程。
主要包括浸出、分离与富集和提取过程。
电冶金：利用电能提取和精炼有色金属的方法。
A、电热冶金：利用电能转变成热能在高温下提炼有色金属，本质同火法冶金。
B、电化学冶金：用电化学反应使有色金属从所含盐类的水溶液或熔体中析出。
有色冶金基础知识
有色冶金基础知识有色冶金是指除了铁和钢之外的金属冶炼和加工工艺。
它包括铜、铝、镍、锌、锡、铅、钴、锑等金属的冶炼与加工。
这些金属通常具有较好的导电性、导热性、韧性和耐腐蚀性，因此在电子、航空航天、汽车、建筑等行业中有广泛的应用。
了解有色冶金的基础知识对于从事相关行业的人来说是非常重要的。
下面是有关有色冶金基础知识的文本，共计____字。
一、铜的冶炼与加工铜是一种非常重要的有色金属，其冶炼与加工技术非常成熟。
铜的冶炼主要是通过冶炼矿石、烧炼、电解等工艺来提取。
冶炼矿石主要有硫化铜矿、氧化铜矿和混合矿。
铁酸盐法、火法冶炼法和湿法冶炼法是常用的冶炼工艺。
铜的加工主要包括轧制、拉拔、挤压和铸造等工艺。
二、铝的冶炼与加工铝是一种轻质、强度高、导电性和导热性好的金属，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
铝的冶炼主要是通过冶炼铝矾土或赤铁矿来提取，常见的冶炼工艺有卤素法和金属热还原法。
铝的加工主要包括轧制、拉伸、锻造和挤压等工艺。
三、镍的冶炼与加工镍是一种重要的有色金属材料，广泛应用于化工、船舶、核能等领域。
镍的冶炼主要是通过冶炼镍矿石来提取，冶炼工艺主要有其他金属还原法、氯化法和硫化法等。
镍的加工主要包括冷加工和热加工两种，冷加工包括冷轧和冷拉伸，热加工包括锻造和挤压。
四、锌的冶炼与加工锌是一种蓝白色的有色金属，具有良好的抗腐蚀性能。
锌的冶炼主要是通过冶炼锌矿石来提取，常见的冶炼工艺有电炉法、湿法冶炼法和水法冶炼法等。
锌的加工主要包括冷加工和热加工两种，常见的工艺有冷轧、压铸和热镀等。
五、锡的冶炼与加工锡是一种白色的有色金属，具有良好的耐腐蚀性和焊接性能。
锡的冶炼主要是通过冶炼锡矿石来提取，常见的冶炼工艺有火法和湿法冶炼法。
锡的加工主要包括轧制、拉拔和压铸等工艺。
六、铅的冶炼与加工铅是一种灰白色的有色金属，具有高密度和良好的延展性。
铅的冶炼主要是通过熔炼铅矿石来提取，冶炼工艺主要有炼铅焠炉法和铅鼓风炉法等。
有色金属冶金原理(第四章)
有色金属冶金是将矿石中的金属元素提取出来的过程。在这个章节中，我们 将讨论有色金属冶金的基本原理、工艺流程、常见设备和技术，并展望未来 的发展趋势。来自 有色金属的分类和特点分类
有色金属由于具有强导电、 导热、韧性、延展性等特点， 被广泛应用于建筑、电子、 航空及航天等领域。
重要的冶炼设备和技术
冶炼设备
冶炼技术
常见的冶炼设备包括高炉、转炉、 电炉、热风炉等。
包括火法冶炼、湿法冶炼、电解 法冶炼等多种技术。
精炼技术
火法、湿法、电解、气体渗入法 等精炼技术可以将金属的纯度达 到99.9%以上。
有色金属冶金行业的发展与应用
1 经济发展
随着经济的发展，有色金属市场需求不断增长，在建筑、电子、汽车等行业的应用得到 广泛应用。
特点
与黑色金属相比，有色金属 的氧化、腐蚀较慢，这也使 得它们适合用于耐久性要求 较高的环境中。
应用
铜、铝、镁、镍、钴、锌等 常见有色金属在现代工业中 普遍应用。
有色金属冶炼的基本原理
1
提高金属纯度
利用还原剂和高温进行冶炼，提高金属
去除杂质
2
的纯度。
通过化学反应、重力分离等手段去除其
中的杂质成分。
产业升级
从单一产品制造，向绿色、高 效、多元化的方向发展。加强 能力水平提升，促进产业升级。
创新发展
在技术、设备、工艺等领域加 快创新步伐，推动有色金属冶 炼向更高水平发展。
2 绿色化发展
绿色、低碳的冶金技术将成为未来的趋势，有色金属冶炼将逐渐转向绿色、高效的方向。
3 新材料发展
有色金属的合金、复合材料等在医疗、航空航天等领域有广泛的应用前景。
未来有色金属冶金的趋势与展望
有色冶金基础知识
为提供必要的温度， 需加入燃料燃烧，并送入空气或富氧空气。粗金属或金 属富集物由于与熔融炉渣互溶度很小和密度差异而分层得以分离。
富集物有锍、黄渣等，他们尚需进一步吹炼或用其他方法处理才能得到金属。
熔炼可分为：
和
。
04、火法冶金
熔炼
氧化熔炼 以氧化反应为主的的熔炼过程，如硫化铜、镍矿物原料的造锍熔炼、锍的吹炼、 硫化锑精矿鼓风炉熔炼等。主要反应：
常用过滤器有回转筒真空过滤机、带式过滤机、 板框式过滤机等。
05、湿法冶金
溶液净化
结晶法： 物质从溶液、熔融物或蒸气中以晶体状态析出的过程。在湿法冶金中，结晶操作主 要是从溶液中析出晶体。 物质从溶液中结晶析出主要依赖于它的过饱和度，产生过饱和度的方法可分为降温、 蒸发、真空和盐析结晶四种。 1、降温结晶将溶液冷却使之变为过饱和溶液而发生结晶的过程。 2、蒸发结晶在常压或减压下蒸发溶液以除去部分溶剂，使之变为过饱和溶液而发 生的结晶过程。 3、真空结晶溶液在真空和外界绝热的条件下闪急蒸发，由于部分溶剂移除和固溶 剂快速蒸发时吸收热量则造成溶液冷却的双重作用使溶液变为过饱和而发生的结晶 过程。 4、盐析结晶向溶液中加入溶解度大的盐类，以降低被结晶物的溶解度，使之达到 过饱和而发生的结晶过程。
是以盐作溶剂浸出有价金属的过程。如硫化矿用硫酸铁浸出铜：
CuS+Fe2(SO4)3→CuSO4+2FeSO4+S 氯化钠浸出铅：
PbSO4+2NaCl→Na2SO4+PbCl2 PbCl2+2NaCl＝Na2[PbCl4] 氰化钠浸出矿石中的金和银：
2Au+4NaCN+O2+2H2O＝2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2 2Au+H2O2+4NaCN＝2NaAu(CN)2+2NaOH
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一、课程的性质、目的与任务本课程是冶金工程专业本科生的专业课，为限选课；目的是使钢铁冶金专业方向的学生扩大专业面，以适应市场经济的需要。
本课程的讲授完成如下任务：了解常用有色金属的性质和用途；掌握常用有色金属冶金的主要原理、主要生产工艺。
二、课程的内容及学时分配：第一部分：绪论（建议学时数：2学时）本部分的学习目的和要求：本部分首先从课程的性质引入，讲解有色金属的分类及各种金属的所属类别，介绍有色金属提取过程的特点，对有色金属的提取方法进行归纳性总结。
通过本部分的学习，应了解各种有色金属所属的类型，熟悉有色金属的分类依据，掌握有色金属提取过程的特点。
本部分的教学内容：有色金属提取过程的特点；有色金属的提取方法。
本部分的重点和难点：有色金属提取过程的特点。
第二部分：铜冶金（建议学时数：10学时，其中包括讨论课2学时）本部分的学习目的和要求：通过对本部分的学习，学生应了解湿法炼铜的工艺；熟悉连续炼铜的工艺、基本原理；对比钢铁冶金流程，掌握火法炼铜的工艺流程及各主要单元过程的基本原理。
本部分的教学内容：本部分从铜及其主要化合物的性质、用途入手，讲授炼铜的原料，火法炼铜、湿法炼铜工艺流程、基本原理。
在火法炼铜部分，主要讲授硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；讲授造锍熔炼的基本原理；讲授冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理；讲授连续炼铜的工艺、基本原理。
简单介绍湿法炼铜部分。
本部分的重点和难点：硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；造锍熔炼的基本原理；冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理。
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二 湿法冶金的特点
1．选择性高； 2．可从低品位矿物或废物中回收有价成份； 3．多在100℃以下进行，与火法相比，能耗
低、工作环境好、劳动强度低； 4．冶金过程连续，便于实现自动化； 5．流程长，设备体积大，占地面积大。
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第二节 浸出反应特点
1 浸出过程的化学反应
浸出过程按化学反应特点可归纳为四类： （1）单一溶解
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（2）电解质体系的活度系数计算方法 ① 电解质活度aB与离子平均活度a±
浸出介质一般为电解质体系，盐类化合物电离为 离子。
MZ+nXZ-n==ZMn++ZXnZ+n,Z-n分别代表氧离子和阴离子数目 溶质MZ+nXZ-n的活度
a±Z=a+Z+×a-Z-；Z=Z++Z同样活度系数表示为
r±=(r+Z+×r-Z-)1/Z 用mol浓度单位表示活度
a±= r±×m±；m±=(m+Z+×m-Z-)1/Z
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②电解质溶液中活度系数计算方法
强电解质中分子解力为离子，但正、负离子由于静电的 作用相互牵制，而且离子总数越多，其作用越强。
P.Dobye和E.Hukel根据此原理提出了离子相互吸引模型 , P.Dobye-E.Hukel公式
矿物焙烧后其中含有易溶的化合物，浸出过程其化合物不 改变。 （2）无价态变化的化学溶解 ① 矿物中氧化物与酸和碱反应形成新的盐而溶出 ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ② 矿物中的难溶化合物与浸出剂发生复分解反应 [FexMn1-x]WO4+2NaOH=Na2Wo4+XFe(OH)2+(1-X)Mn(OH)2
有色金属冶金基础（理论）
（湿法部分）
2009年3月
1
课程内容：
第一节 概述 第二节 浸出反应特点 第二节 浸出热力学 第三节 浸出动力学 第四节 浸出液的净化意义与方法 第五节 沉淀法净化的原理 第六节 影响沉淀生成的因素 第七节 溶剂萃取分离
2
第一节 概述
一、 湿法冶金的任务 锌冶金 铜冶金 氧化铝生产 贵金属冶金 稀有金属化合物提取
合剂条件下，氨浸，氰化浸出。
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第三节 浸出过程热力学
针对浸出化学反应，用热力学参数判别该反应进行的可行 性和反应限度。 1 吉布斯自由能
浸出过程的特点是固相矿物与液相浸出剂作用，使提取金 属生成可溶化合物，而伴生元素生成难溶化合物（或不参加 反应）的过程。其表示为：
a A(矿）+bB（浸出剂）=cC（伴生矿）+dD（浸出物） 该反应的自由能变化可以通过各物质生成自由能计算。
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（3）有氧化还原反应的化学溶解
① 闪锌矿中ZnS用高压氧浸出反应
ZnS(S) +H2SO4(l)+1/2O2=ZnSO4(l)+S(s)+H2O
价态变化：
S2-
S0 ;
O0
O2-
Zn2+ ,H+ 价态不变。
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② 氯盐浸出辉锑矿（氯化浸出）
Sb2S3(s)+6FeCl3(l)=2SbCl3(l)+6FeCl2(l)+3S(s) 价态变化：
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自然金矿的氰化浸出属于络合浸出过程：
4Au(s)+8NaCN(l)+O2+2H2O=
NaCN----配位体
4NaAuCN2+4NaOH
Au-----接受中心
NaAuCN2------配合物，2为配位数
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2．矿物类型与浸出方法 （1）硫化物矿 闪锌矿(ZnS);辉钼矿(MoS2);镍锍矿(Ni3S2) （2）浸出方法 ① 先氧化焙烧转化为氧化物，而后浸出
Sb3+
Sb3+ （无变化）
Fe3+
Fe2+ （还原）
S2-
S0 （氧化）
③ 细菌作用下的黄铜矿氧化浸出反应
CuFeS2+4O2====CuSO4+FeSO4
S2- S+6 （氧化); O0
O2- (还原）
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（4）有络合物生成的化学溶解反应 金属元素在发生上述反应的同时生成络合
物进入溶液。如红土矿还原焙烧产物的氨 浸出反应： Ni(s)+NH3+CO2+1/2O2=Ni(NH3)n2++CO32Co(s)+NH3+CO2+1/2O2=Co(NH3)n2++CO32上述中Ni(NH3)n2+络合物n代表的是Ni的配位 数。
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又知： ⊿GoT= -nRTlnK 即，K越大，反应趋势越强。
在浸出的实践中，体系是复杂的，经常偏离拉 乌尔定律（正偏差r>1；负偏差r<1) ，此时活度系 数难求出，有时用表观平衡常数KC判定浸出反应 发生的可能性与反应限度。
Kc=[D]d/ [B]b K=aDd/×aBb =rD出 ② 直接进出 氧化浸出，Na2S浸出锑、锡矿，细菌浸出， 氯化浸出
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（2）氧化物矿 铝土矿---碱分解 氧化铜矿---依矿物的脉石不同，采用酸或 碱浸出
（3）阴离子型态矿物 白钨矿---碱分解浸出 黑钨矿---碱分解浸出
（4）呈金属型态矿物 金矿，经还原焙烧的镍红土矿---在有氧及络
⊿GoT=dGo+cGo-(aGo+bGo) ⊿GoT<0,该反应可以进行； ⊿GoT《0，反应趋势更大。
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2．浸出反应的平衡常数 （1）平衡常数与表观平衡常数 浸出反应：
a A(s）+bB（l）=cC（s）+dD（l）
反应达平衡时： K=aCc×aDd/aAa×aBb =aDd/×aBb =rDd×[D]d/ rBb×[B]d = [D]d/ [B]d (服从拉乌尔定律）
80%； 15%～20%； 100%； 100%； 100%。
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湿法冶金研究的内容
原料的预处理： （1）矿物粉碎-增大表面积，提高浸出率； （2）预活化-采用焙烧，机械活化等方法，改变矿
物的化学性质或晶体结构，以有利于有价元素的 提取； （3）浸出； （4）净化； （5）纯化合物制备（包括分离方法）； （6）金属制备。
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金属离子的配位数：
Zn, Cd, Hg（二价离子，配位数为4）； Cu, Ni, Pd, Pt, Au （二价离子，配位数为4，6）； Co2+, Co3+, Fe2+，Fe3+, Mn2+, Mn3+, Cr2+, Cr3+,
Mo3+, W3+, Al3+, Pt4+ （配位数为6）； Mo, W, Nb, Ti, Zr, Hf （四价离子，配位数为8）；; Ag2+ ,Cu+, （配位数为2，3，4）。 本质上讲，络合物就是含配位键的化合物，因此也称 为配合物。