有色冶金概论-14讲-镍冶金(二)54页PPT
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有色金属冶金技术讲座ppt有色金属冶金技术基础知识讲座36691
金属
加工处理
（1）化学冶金:
（2）物理冶金：
3.有色冶金的任务：把要提取的金属从成分复杂的矿物集合体中 分离出来，得到粗金属产品（粗炼），再将粗金属进行提纯得到 合格的精炼金属产品（精炼）。
4.冶金过程：应用各种化学方法或物理化学方法使原料中的主要 金属与其他金属或非金属元素化合物分开，以获得纯度较高的金 属。 （1）炼前处理 （2）粗炼 （3）精炼
b.置换法、负电金属
正电金属。如
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
c.水解法、金属盐类
氢氧化物(碱性
盐类)
如
NaAlO2+2H2O=Al(OH)3 +NaOH
d.化学沉积法、金属化合物
金属难溶盐。如
Ag2SO4+NaCl=2AgCl+Na2SO4
三、几种常用的冶金炉
1.竖炉：用于矿物原料的焙烧、锻烧及熔炼等方面。如炼 Cu、Pb、Sn、 Ni、Sb的鼓风炉、Sb、Hg焙烧炉、炼Mg 工业的竖式氯化炉等。
①还原熔炼、金属氧化物（焙砂、烧结块）→还原气氛 熔炼→粗金属。
SnO2+CO=SnO+CO2 SnO+CO=Sn+CO2
②氧化熔炼、利用某些元素易氧化的特性，除去合金中的 杂质。 2FeS+3O2=2FeO+SO2
③造锍熔炼、如氧化镍矿炼镍锍 FeO+CaS=FeS+CaO
3NiO+3CaS=Ni3S2+3CaO+½S2 3NiO+3FeS=Ni3S2+3FeO+½S2 ④沉淀熔炼（置换熔炼）、如炼锑 Sb2S3+Fe=2Sb+3FeS
镍
镍知识讲座第一讲镍的理化性质☆镍是一种银白色的铁磁性金属，是许多磁性材料的主要组成成分。
☆镍还具有良好的抗氧化性和很强的抗腐蚀能力。
镍是一种银白色的铁磁性金属。
密度8.9克/cm3，熔点1455℃。
古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物。
可以说，镍是既“古老”又“年轻”的金属。
镍具有磁性，是许多磁性材料的主要组成成分。
镍还具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。
实验证明：纯度为99%的镍，20年内不会发生锈痕。
镍的抗腐蚀能力很强，尤其是对苛性碱的抗蚀能力强，在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。
镍的强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。
第二讲镍的用途☆镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。
☆镍是镍—镉、镍—氢电池及镍网生产的主要材料。
☆镍还大量用于电镀及催化剂生产方面。
镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金（可以简单的理解为：在外磁场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度（磁感）又基本消失的磁性合金。
我们这里讲的主要是镍铁软磁合金。
）和合金结构钢。
镍和铬、铜、铝、钴等元素可组成耐热合金、电工合金和耐蚀合金等。
镍铬合金（如Ni-Cr20）有高的耐热性和大的电阻，用它做的热电体（电阻丝），可用作电炉、电烙铁、电熨斗等的电热元件，可在1100℃下长期工作；Ni-Cr9和Ni-Cr10虽然耐热性略差，但电阻大，电阻温度系数小，热电势大，是热电偶的好材料。
镍基耐热合金主要作涡轮发动机涡轮盘、燃烧室和涡轮叶片等。
著名的“蒙乃尔”合金是含铜、铁和锰的耐蚀镍合金，强度高，塑性好，耐腐蚀，成为电器、海轮和医疗器械制造业的重要材料。
新的正畸合金—中国钛镍北京有色研究总院研制成功一种钛镍合金，具有超弹性和形状记忆效应，是理想的正畸材料。
畸齿矫形是利用金属的回弹特性来实现的。
镍硅合金常制成线、带、棒用于电子管和电真空仪器中。
镍铁、镍钴合金是良好的磁性材料。
重金属冶金技术-镍冶金-2
集起来继这续里完输成入锍与课炉程渣名的称形或成课过题程名，并称进行澄
清分离。炉渣在贫主化讲炉教处师：理张后公再子 弃去。
镍闪速熔炼与铜的闪速熔炼基本相同，闪 速冶炼工厂将闪速炉与炉渣贫化炉合为一体， 反应塔尺寸（直径×高）为ф600×6400mm、 沉淀池面积为98m2。
闪速熔炼的产物为铜镍锍（低冰镍）、炉渣
Na2S形成密度较小(3300kg／m3)的熔融体浮在上层；
Ni3S2在Na2S中的溶解度小，且随温度降低而急剧
下沉降于， 底形层这成。里密静输度止较 冷入大 却课后(4程5就0名0实～称现5或0了00课铜kg题、／镍名m分3称)的离熔。融体
主讲教师：张公子
（2）
磨浮分离实质是将高镍锍由转炉倒出后，在特 定的铸模中进行缓慢冷却，高镍锍的各组分在缓冷 的过程中成为具有不同化学相的可以进行分离的颗 粒，然后用选矿的方法达到分离的目的。
氧化镍矿处理工艺的选择主要取决于其
品位和这类里型输。入课程名称或课题名称
主讲教师：张公子
一、鼓风炉熔炼
（还原硫化熔炼）
硅镁镍矿也可以采用外加 硫化剂的方法进行硫化熔炼 （1500～1600℃）得到镍锍， 石膏（CaSO4）是最常用的硫 化剂。造锍熔炼一般在鼓风炉 中进行，也可以用电炉。镍锍 的成分可以通过还原剂(焦粉) 和硫化剂(石膏)的加入量加以 调整。得到的低镍锍(通常含
这种熔炼这过里程输称为入课程名称。或课题名称
主讲教师：张公子
的原理是基于主体金属对 的化学亲
和力大于其对 的化学亲和力，从而使金属与硫
或几种金属硫化物之间相互溶合为锍。造锍反应
的目的是将炉料中的待提取的有色金属和贵金属
聚集于锍中。
造锍熔炼过程的主要
清分离。炉渣在贫主化讲炉教处师：理张后公再子 弃去。
镍闪速熔炼与铜的闪速熔炼基本相同，闪 速冶炼工厂将闪速炉与炉渣贫化炉合为一体， 反应塔尺寸（直径×高）为ф600×6400mm、 沉淀池面积为98m2。
闪速熔炼的产物为铜镍锍（低冰镍）、炉渣
Na2S形成密度较小(3300kg／m3)的熔融体浮在上层；
Ni3S2在Na2S中的溶解度小，且随温度降低而急剧
下沉降于， 底形层这成。里密静输度止较 冷入大 却课后(4程5就0名0实～称现5或0了00课铜kg题、／镍名m分3称)的离熔。融体
主讲教师：张公子
（2）
磨浮分离实质是将高镍锍由转炉倒出后，在特 定的铸模中进行缓慢冷却，高镍锍的各组分在缓冷 的过程中成为具有不同化学相的可以进行分离的颗 粒，然后用选矿的方法达到分离的目的。
氧化镍矿处理工艺的选择主要取决于其
品位和这类里型输。入课程名称或课题名称
主讲教师：张公子
一、鼓风炉熔炼
（还原硫化熔炼）
硅镁镍矿也可以采用外加 硫化剂的方法进行硫化熔炼 （1500～1600℃）得到镍锍， 石膏（CaSO4）是最常用的硫 化剂。造锍熔炼一般在鼓风炉 中进行，也可以用电炉。镍锍 的成分可以通过还原剂(焦粉) 和硫化剂(石膏)的加入量加以 调整。得到的低镍锍(通常含
这种熔炼这过里程输称为入课程名称。或课题名称
主讲教师：张公子
的原理是基于主体金属对 的化学亲
和力大于其对 的化学亲和力，从而使金属与硫
或几种金属硫化物之间相互溶合为锍。造锍反应
的目的是将炉料中的待提取的有色金属和贵金属
聚集于锍中。
造锍熔炼过程的主要
有色冶金概论-14讲-镍冶金
解于渣中。 这种损失有时很大。正确地选择炉
渣成份是减少镍的物理损失的主要措施 。为了降低硫化物在炉渣中的溶解度， 应尽可能选择酸度较大的炉渣。
•
• C、机械损失 机械损失是指镍以镍锍小液珠的形态机械地混
入炉渣。在正常熔炼的情况下，机械损失是镍的 最大损失。造成这种损失的主要原因是由于镍锍 很难与炉渣完全分离。其原因：
– a、炉渣的性质不良。 – b、炉渣与镍锍的澄清分离条件不良。 – c、操作不当， – d、镍锍珠被SO2气体漂起。
•
2.3 硫化镍矿的造锍熔炼
硫化镍矿的造锍熔炼分为 • 闪速熔炼 • 电炉熔炼
•
2.3.1.1 闪速熔炼概述
闪速熔炼是现代火法炼镍比较先进的技 术，它克服了传统方法未能充分利用粉状精 矿的巨大表面积和熔炼分阶段进行的缺点， 从而，大大减少了能源消耗，提高了硫的利 用率，改善了环境。
– 金银等贵金属主要以金属状态溶入镍锍。
•
• 实践证明，经造锍熔炼后有
– 99%的金、银、铂等贵金属进入锍中 – 50%以上的砷、锑、锌等杂质进入渣中， – 60%以上的铅、铋、硒、碲等金属以氧化物
形式挥发除去。
•
• 2.2.3 镍锍的组成及其性质 熔炼硫化矿所得各种金属的锍是很复杂
的硫化物共熔体，但基本上是由金属的低级 硫化物所组成，其中富集了所提炼的金属及 贵金属。例如镍锍中主要是Ni3S2、FeS、 Cu2S，它们所含镍、铁和硫的总和占镍锍总 量的80-90%。
有色冶金概论-14讲-镍 冶金
2020年5月31日星期日
• 2.1.1 原料
原矿和精矿都可以进行造锍熔炼，但不同炉型 进行造锍熔炼时对物料的要求也不同，如：自 然炉、鼓风炉可以直接处理原矿，有的需要对 原矿进行加工处理，如：闪速炉、电炉。 • 2.1.2 产物 造锍熔炼的产物为低镍锍、炉渣、烟气、烟尘 等。
渣成份是减少镍的物理损失的主要措施 。为了降低硫化物在炉渣中的溶解度， 应尽可能选择酸度较大的炉渣。
•
• C、机械损失 机械损失是指镍以镍锍小液珠的形态机械地混
入炉渣。在正常熔炼的情况下，机械损失是镍的 最大损失。造成这种损失的主要原因是由于镍锍 很难与炉渣完全分离。其原因：
– a、炉渣的性质不良。 – b、炉渣与镍锍的澄清分离条件不良。 – c、操作不当， – d、镍锍珠被SO2气体漂起。
•
2.3 硫化镍矿的造锍熔炼
硫化镍矿的造锍熔炼分为 • 闪速熔炼 • 电炉熔炼
•
2.3.1.1 闪速熔炼概述
闪速熔炼是现代火法炼镍比较先进的技 术，它克服了传统方法未能充分利用粉状精 矿的巨大表面积和熔炼分阶段进行的缺点， 从而，大大减少了能源消耗，提高了硫的利 用率，改善了环境。
– 金银等贵金属主要以金属状态溶入镍锍。
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• 实践证明，经造锍熔炼后有
– 99%的金、银、铂等贵金属进入锍中 – 50%以上的砷、锑、锌等杂质进入渣中， – 60%以上的铅、铋、硒、碲等金属以氧化物
形式挥发除去。
•
• 2.2.3 镍锍的组成及其性质 熔炼硫化矿所得各种金属的锍是很复杂
的硫化物共熔体，但基本上是由金属的低级 硫化物所组成，其中富集了所提炼的金属及 贵金属。例如镍锍中主要是Ni3S2、FeS、 Cu2S，它们所含镍、铁和硫的总和占镍锍总 量的80-90%。
有色冶金概论-14讲-镍 冶金
2020年5月31日星期日
• 2.1.1 原料
原矿和精矿都可以进行造锍熔炼，但不同炉型 进行造锍熔炼时对物料的要求也不同，如：自 然炉、鼓风炉可以直接处理原矿，有的需要对 原矿进行加工处理，如：闪速炉、电炉。 • 2.1.2 产物 造锍熔炼的产物为低镍锍、炉渣、烟气、烟尘 等。
冶金工程概论ppt课件
更没有单一的矿床，常以微量杂质形态存在于其它矿物的 晶格中。 稀土金属；包括镧系元素和化学性质近似的钪和钇共17个 元素。稀土并不似土，也不稀少，地壳中含量比Pb,Zn,Sn 等多几十倍，但物化性质非常近似，总是相互伴生；所有 提取单独的纯金属或其化合物都相当困难。 稀有放射性金属；习惯上不视为普通提取冶金的对象。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
精选 环保 处理低品位矿 综合利用
1
重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
精选编辑ppt
2
稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
液固分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和 固相的湿法冶金单元过程。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
精选 环保 处理低品位矿 综合利用
1
重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
精选编辑ppt
2
稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
液固分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和 固相的湿法冶金单元过程。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
镍冶金概述与镍铁冶炼用原材料幻灯片PPT
氧通过固体氧化膜向氧化膜-金属界面扩散。 c. 结晶化学反应：
在金属-氧化膜界面上，氧和金属发生界面化学反应，金属晶格变成金属 氧化物晶格。
11/28
3.2 氧化还原动力学
⑵ 限制性环节讨论： a). 外扩散：一般不是限制性环节，因为金属熔炼过程中，气流速度较快，常常
高于形成边界层的临界速度。 b). 内扩散：氧化物的分子体积大于此金属原子体积时，氧化膜致密， 随氧化膜
8/28
3.1 氧化还原热力学
⑴生成吉布斯自由能概述： △Gθ：生成吉布斯自由能（标准摩尔生成吉布斯自由能） 指定温度及标准压力下，稳定单质生成1mol某物质时的吉布斯自由能变量。 （稳定单质△Gθ为零） Ⅰ. 某金属氧化物△Gθ值越小或越负: 该元素其被氧化倾向越大，氧化物越稳定，不容易被还原。 Ⅱ. 某金属氧化物△Gθ值越大或越正: 则该元素氧化倾向越小，氧化物越不稳定，越容易被还原。
7/28
2.2 镍的市场消费结构
消费结构/% 年份 国别 不锈钢 电池 电镀 合金及铸造 有色金属及合金 化学品 其他
2007 国际 65
8
2007 中国 51.3 8.4 26
2008 中国 69
5 15
8
2009 中国 77
4 10
7
12
5
10
8.5
5.8
3
2
国际上镍用于生产不锈钢上占总消费的65%，中国在07到09年不锈钢的镍消费 比例逐年上涨。
火法 湿法 湿法、火法
5/28
1. 镍矿资源概述
1.2 世界主要产镍国及储量
国家 新喀里多尼亚
加拿大 俄罗斯 菲律宾 澳大利亚 古巴 美国 印度尼西亚
希腊
可靠储量/kt 14000 8200 8000 5500 5200 3200
在金属-氧化膜界面上，氧和金属发生界面化学反应，金属晶格变成金属 氧化物晶格。
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3.2 氧化还原动力学
⑵ 限制性环节讨论： a). 外扩散：一般不是限制性环节，因为金属熔炼过程中，气流速度较快，常常
高于形成边界层的临界速度。 b). 内扩散：氧化物的分子体积大于此金属原子体积时，氧化膜致密， 随氧化膜
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3.1 氧化还原热力学
⑴生成吉布斯自由能概述： △Gθ：生成吉布斯自由能（标准摩尔生成吉布斯自由能） 指定温度及标准压力下，稳定单质生成1mol某物质时的吉布斯自由能变量。 （稳定单质△Gθ为零） Ⅰ. 某金属氧化物△Gθ值越小或越负: 该元素其被氧化倾向越大，氧化物越稳定，不容易被还原。 Ⅱ. 某金属氧化物△Gθ值越大或越正: 则该元素氧化倾向越小，氧化物越不稳定，越容易被还原。
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2.2 镍的市场消费结构
消费结构/% 年份 国别 不锈钢 电池 电镀 合金及铸造 有色金属及合金 化学品 其他
2007 国际 65
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2007 中国 51.3 8.4 26
2008 中国 69
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2009 中国 77
4 10
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5.8
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国际上镍用于生产不锈钢上占总消费的65%，中国在07到09年不锈钢的镍消费 比例逐年上涨。
火法 湿法 湿法、火法
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1. 镍矿资源概述
1.2 世界主要产镍国及储量
国家 新喀里多尼亚
加拿大 俄罗斯 菲律宾 澳大利亚 古巴 美国 印度尼西亚
希腊
可靠储量/kt 14000 8200 8000 5500 5200 3200
镍冶金基础知识讲义(ppt 490页)_8126
• C.镍的电阻：在20℃时按其纯度99.99～99.8% 变动于6.8～9.9微欧厘米（10-8Ωm）。镍基合 金虽然广泛用于热电元Βιβλιοθήκη ，但由于氧化关系纯 镍实际上无此用途。
• D.镍的热电性与铁、铜、银、金等金属 不同，较铂为负，所以在冷端的电流由 铂流向镍，因此，以镍作为热电元件时 可产生高的电动势。
A.在大气中不易生锈以及能抵抗苛性碱的 腐蚀。大气实验结果，99%纯度的镍在 20年内不生锈痕，无论在水溶液或熔盐 内镍抵抗苛性碱的能力都很强，在50% 沸腾苛性钠溶液中每年的腐蚀性速度不 超过25微米，对盐类溶液只容易受到氧 化性盐类（如氯化高铁或次氯酸铁盐） 的侵蚀。镍能抵抗所有的有机化合物。
镍冶金基础知识讲义(ppt 490页)
金 属及其分类
一：黑色金属 铁、铬、锰
二：有色金属 1：轻金属 镁、铝、钾、钠、锂等 2：重金属 镍、铜、钴、铅、锌等 3：稀有金属 钛、钼、锆、铪、稀土金属等 4：贵金属 金、银、 铂族金属等
镍冶金
1 镍冶金的一般知识
• 1.1 概 述
• 镍在世界物质文明发展中十分重要的作用。人类发 现镍的时间不长，但使用镍的时间可一直追溯到公 元前300年左右。我国至迟在春秋战国时期就已经 出现了含镍成分的兵器及合金器皿。古代云南出产 的一种“白铜”中，也含有很高的镍。1751年，瑞 典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。直到十 九世纪末，由于产量有限，镍被人们视为贵金属， 用以制作首饰。二十世纪以来，人们发现了镍的多 种用途及其在改善钢的性能方面所具有的独特功能， 现代镍工业由此诞生并得到了迅速发展。镍是一种 银白色的金属。在公元前我国就知道使用镍锌、镍 铜合金。
1.2.1 金属镍的性质
• 1.2.1.1 物理性质 • 1.2.1.2 化学性质
• D.镍的热电性与铁、铜、银、金等金属 不同，较铂为负，所以在冷端的电流由 铂流向镍，因此，以镍作为热电元件时 可产生高的电动势。
A.在大气中不易生锈以及能抵抗苛性碱的 腐蚀。大气实验结果，99%纯度的镍在 20年内不生锈痕，无论在水溶液或熔盐 内镍抵抗苛性碱的能力都很强，在50% 沸腾苛性钠溶液中每年的腐蚀性速度不 超过25微米，对盐类溶液只容易受到氧 化性盐类（如氯化高铁或次氯酸铁盐） 的侵蚀。镍能抵抗所有的有机化合物。
镍冶金基础知识讲义(ppt 490页)
金 属及其分类
一：黑色金属 铁、铬、锰
二：有色金属 1：轻金属 镁、铝、钾、钠、锂等 2：重金属 镍、铜、钴、铅、锌等 3：稀有金属 钛、钼、锆、铪、稀土金属等 4：贵金属 金、银、 铂族金属等
镍冶金
1 镍冶金的一般知识
• 1.1 概 述
• 镍在世界物质文明发展中十分重要的作用。人类发 现镍的时间不长，但使用镍的时间可一直追溯到公 元前300年左右。我国至迟在春秋战国时期就已经 出现了含镍成分的兵器及合金器皿。古代云南出产 的一种“白铜”中，也含有很高的镍。1751年，瑞 典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。直到十 九世纪末，由于产量有限，镍被人们视为贵金属， 用以制作首饰。二十世纪以来，人们发现了镍的多 种用途及其在改善钢的性能方面所具有的独特功能， 现代镍工业由此诞生并得到了迅速发展。镍是一种 银白色的金属。在公元前我国就知道使用镍锌、镍 铜合金。
1.2.1 金属镍的性质
• 1.2.1.1 物理性质 • 1.2.1.2 化学性质
【课件】14__镍冶金PPT
B、碳铵溶液易于回收利用； C、物料腐蚀性弱，设备可用碳钢制作； D、采用常压浸出，设备结构简单。 ►该工艺流程的缺点：
A、能耗较高； B、镍钴回收率低； C、液固分离设备容积大，厂区占地面积大。
（2）还原焙烧
►还原焙烧的目的是使镍钴氧化物还原成 易溶于NH3-CO2-H2O系溶液中的金属 镍钴或镍钴铁合金，同时使铁的高价氧 化物大部分还原成Fe3O4,仅少量为金属 铁。
FeO + nNH3 + CO2 = Fe(NH3)2+n + CO32-
► 在有空氧化为Fe3+，并在pH值约为 10的高碱浸出液中水解沉淀：
2 Fe(NH3)2+n + 3/2O2 + 3H2O =
2Fe(OH)3 + nNH3
► M-NH3 –H2O系电位-pH图（298K，
► 还原焙烧采用沸腾焙烧炉。
► 还原焙烧过程发生的主要反应：
H2O(g) + CO = H2 + CO2
2CO = CO2 + C NiO(s) + H2= Ni(s) + H2O(g) NiO(s) + CO= Ni(s) + CO2 CoO(s) + H2= Co(s) + H2O(g) CoO(s) + CO= Co(s) + CO2 3Fe2O3(s) + H2= 2Fe3O4(s) + H2O(g) 3Fe2O3(s) + CO= 2Fe3O4(s) + CO2
Cu2+ + S2O32- + H2O = CuS + 2H+ + SO42-
Cu2+ + S3O62- + 2H2O = CuS + 4H+ + 2SO42-
A、能耗较高； B、镍钴回收率低； C、液固分离设备容积大，厂区占地面积大。
（2）还原焙烧
►还原焙烧的目的是使镍钴氧化物还原成 易溶于NH3-CO2-H2O系溶液中的金属 镍钴或镍钴铁合金，同时使铁的高价氧 化物大部分还原成Fe3O4,仅少量为金属 铁。
FeO + nNH3 + CO2 = Fe(NH3)2+n + CO32-
► 在有空氧化为Fe3+，并在pH值约为 10的高碱浸出液中水解沉淀：
2 Fe(NH3)2+n + 3/2O2 + 3H2O =
2Fe(OH)3 + nNH3
► M-NH3 –H2O系电位-pH图（298K，
► 还原焙烧采用沸腾焙烧炉。
► 还原焙烧过程发生的主要反应：
H2O(g) + CO = H2 + CO2
2CO = CO2 + C NiO(s) + H2= Ni(s) + H2O(g) NiO(s) + CO= Ni(s) + CO2 CoO(s) + H2= Co(s) + H2O(g) CoO(s) + CO= Co(s) + CO2 3Fe2O3(s) + H2= 2Fe3O4(s) + H2O(g) 3Fe2O3(s) + CO= 2Fe3O4(s) + CO2
Cu2+ + S2O32- + H2O = CuS + 2H+ + SO42-
Cu2+ + S3O62- + 2H2O = CuS + 4H+ + 2SO42-
有色金属冶金课件
智能化冶金的发展
智能冶金工厂
利用物联网、大数据、 人工智能等技术，构建 智能化的冶金工厂，实 现生产过程的自动化和 智能化。
智能化生产管理
通过智能化技术对生产 过程进行实时监控、分 析和优化，提高生产效 率和产品质量。
智能化设备与装备
研发智能化的冶金设备 和装备，提高设备的自 适应性和可靠性，降低 故障率。
采用高效除尘器、脱硫脱硝技术等手段处理冶金过程中的废气， 减少大气污染物的排放。
废水处理技术
采用物理、化学、生物等多种方法处理冶金废水，降低废水中有害 物质的含量，实现废水循环利用或达标排放。
固体废弃物资源化利用
通过回收、加工、再利用等手段，将冶金固体废弃物转化为有价值 的资源，减少对环境的压力。
可持续发展在有色金属冶金中的应用
有色金属冶金课件
目录 Contents
• 有色金属冶金概述 • 有色金属的提取与精炼 • 有色金属的加工与利用 • 有色金属冶金的环保与可持续发展 • 有色金属冶金的新技术与展望
01
有色金属冶金概述
定义与分类
定义
有色金属冶金是从矿石或精矿中提取 、纯化和加工有色金属的科学和技术 。
分类
根据金属的性质和用途，有色金属冶 金可以分为轻金属冶金、重金属冶金 、稀有金属冶金和贵金属冶金等。
冶金过程的基本原理
矿石的分解
01
通过物理或化学方法将矿石分解，使其中的金属与脉石分离。
金属的提取
02
采用还原、氧化或酸碱溶解等方法，将矿石中的金属从其化合
物中还原或溶解出来。
金属的精炼
03
通过电解、蒸馏、萃取等方法，将粗金属进一步提纯为高纯度
金属。
02
有色金属冶金学镍冶金
有色金属冶金学镍冶金
►电炉熔炼的冶金反应主要发生在炉渣与 炉料的接触面上,即以液固反应为主.当温 度达到1373~1573K时,硫化物与氧化 物间的相互反应激烈进行.主要有: 3 Cu2O + FeS = Cu2S + FeO CoO + FeS = CoS + FeO 10Fe2O3 + FeS = 7Fe3O4 + SO2
有色金属冶金学镍冶金
7.3 硫化镍矿的火法冶金
►铜镍硫化矿熔炼方法有鼓风炉法、反射 炉法、电炉法和闪速炉法。
7.3.1 硫化镍精矿闪速炉熔炼 (1)原料
MgO含量不超过6%。 (2)熔炼产物
镍锍、炉渣、烟尘、烟气。镍锍中（镍 +铜）质量分数在45~50%。
有色金属冶金学镍冶金
有色金属冶金学镍冶金
7.2.1 氧化镍矿烧结和鼓风炉熔炼 ►进入鼓风炉的炉料须经制团或烧结焙烧.
硫化剂为:黄铁矿或石膏. ►烧结时发生脱水\分解\还原\造渣和硫化
反应: 2Fe2O3·3H2O = 2Fe2O3 + 3H2O CaCO3 = CaO + CO2 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2
► 吹炼的目的：使低镍锍中的FeS氧化造 渣，将铁和部分硫脱除，产出高镍锍。
► 金川高镍锍：Ni46.5%; Cu24.4%; Co0.6%; Fe4.0%;S21.7%.
有色金属冶金学镍冶金
►低镍锍吹炼只有造渣期而没有造金属期。 造渣期反应不重复，在吹炼后期，可发 生下列反应： Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + SO2 4Cu + Ni3S2 = 3Ni + 2Cu2S Ni3S2 + 4NiO = 7Ni + 2SO2 第三个反应向右进行的原因是由于金属 铜的生成将金属镍溶解的缘故。
铁钴镍PPT课件
选矿设备
包括磨矿机、浮选机、磁选机等 。
冶炼设备
包括高炉、电炉、转炉等。
加工设备
包括轧机、锻造设备、合金制备 设备等。
铁钴镍的生产成本
人工成本
包括工人工资、培训费用 等。
设备折旧费用
包括设备折旧费、维修费 用等。
原料成本
包括铁钴镍矿石、燃料、 电力等。
其他费用
包括管理费用、税费等。
03
铁钴镍的市场情况
02
为满足下游行业的高端需求，铁钴镍深加工技术将不断进行创
新和提升。
智能化铁钴镍生产设备的研发和应用
03
随着物联网、人工智能等技术的发展，智能化生产设备将在铁
钴镍行业中得到广泛应用。
铁钴镍的产业政策发展趋势
加强对铁钴镍行业的环保监管
政府将加强对铁钴镍行业的环保监管力度，推动行业向绿色、低碳、循环方向发展。
加强政策支持，降低生产成本
总结词
政策支持是促进铁钴镍产业发展的重要 保障，加强政策支持有助于降低生产成 本和提高产业竞争力。
VS
详细描述
政府可以通过税收优惠、财政补贴等政策 手段，降低铁钴镍生产企业的成本，提高 企业的盈利能力。同时，政策支持还可以 引导企业进行技术创新和市场开拓，推动 产业发展。此外，政府还可以通过加强对 铁钴镍产业的监管和管理，保障产业的可 持续发展。
05
铁钴镍的未来发展建议
加强技术研发，提升产品质量
总结词
技术创新是推动铁钴镍产业发展的重要动力，加强技术研发有助于提升产品质量和降低生产成本。
详细描述
铁钴镍作为重要的金属元素，其质量和纯度对下游产品的性能和品质具有重要影响。通过引进先进技 术，加强技术研发，提高铁钴镍的纯度和稳定性，将有助于提升下游产品的性能和品质。同时，技术 创新还有助于降低生产成本，提高产业竞争力。
有色金属冶金教学课件PPT
Eu Gd Tb
Dy Ho
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Tm
Yb
Lu
说明：
轻金属 稀土金属
重金属 贵金属
稀有轻金属
稀有难熔金属
§2 有色金属冶金方法
研究如何经济地从矿石或精矿或其它原料中提 取有色金属或有色金属化合物，并用各种加工方
法制成具有一定性能的有色金属材料。
广义：矿石采矿、选矿、冶炼和加工。
狭义：矿石或精矿的冶炼，提取冶金。
• 1888年金的产量是当时世界黄金产量的7％左右，
是当时世界的第五大产金国。
黄金的生产方式：
• 从矿石中生产：总产量的2／3
• 从阳极泥中生产：总产量的1／3
黄金的主要产地： 山东， 河南
4 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；
金属的提取。
方法主要有：结晶、蒸馏、沉淀、置换、溶剂萃
取、离子交换、电渗析和膜分离等。
（9）水溶液电解： 利用电能转化的化学能使溶液中的金属离子还 原为金属而析出，或使粗金属阳极经由溶液精 炼沉积于阴极。
前者称为电解提取或电解沉积（简称电积），也
称不溶阳极电解，如铜电积； 后者以粗金属为原料进行精炼，称为电解精炼或 可溶阳极电解，如粗铜、粗铅的电解精炼。
有色金属冶金
Non-ferrous Metallurgy
有色金属及其分类
相关概念：
金属（metals）：周期表中具有光亮的金属光
泽，很高的导热、导电性及良好的延展加工性
的化学元素称为金属。
118种元素(102号以后人工合成）中96种金属 元素分类：
有色与黑色金属：ferrous & non-ferrous
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