一 钨及其钨的氧化物的用途
连吹炉的优点是炉体密闭性能好,出炉烟气S浓度可达9%~13%,而且烟气量 稳定,与密闭鼓风炉烟气混合进人制酸系统后,可采用两转两吸工艺制酸,尾气可 达标排放。如浙江的富春江冶炼厂、山东的烟台冶炼厂、余姚的舜奇冶炼厂、东北 抚顺的红透山冶炼厂,包头冶炼厂等等。但随着环保要求的日益严格以及规模化、
集约化的生产趋势,连续吹炼炉工艺本身存在的缺陷更加明显,最终将被其它工艺 取代[1]。
转炉吹炼过程中,供风情况对转炉的生产率、转炉的操作均有较大的影响。可 以用富氧,或在富氧空气下直接处理铜精矿。
在转炉操作方面,高品位冰铜(63%)的吹炼以及富氧(25%)吹炼已得到成功应 用.大大强化了吹炼过程,使铜产量在不断增加,贵溪冶炼厂的粗铜生 能力已突破 30万t.而金隆公司、云南铜业公司等厂也超过15万t,所以要求转炉设备大型化[引。 在转炉主体设备方面。转炉向大型化发展已成为必需。贵溪冶炼厂转炉尺寸由04 m X 9 m加大到04 m×11.7 m;金隆公司转炉尺寸由04 m×10.7 m加大到04 m×13.6 m;云南铜业公司新上转炉尺寸为04 m×11.7 m;葫芦岛有色金属集团有限公司在 铜系统改造中.将原有的两台30 t转炉、一台50 t转炉和一台60 t转炉的尺寸全部
钨的密度为19.25克/厘米3 ,约为铁(7.87克/厘米3 )的2.5倍,是周期系最 重的金属元素之一。基于钨的这一特性制造的高密度的钨合金(即高比重钨合金) 已成为钨的一个重要应用领域。采用液相烧结工艺,在钨粉中同时加入镍、铁、铜 及少量其他元素,即可制成高密度钨合金。根据组分的不同,高密度钨合金可分为 钨—镍—铁和钨—镍—铜两个合金系。通过液相烧结,其密度可达17~18.6克/厘 米3 。其优点在于液相润湿固相颗粒并溶解少量固体物质,大大加快了致密化和晶 粒长大的过程,并达到极高的相对密度。用液相烧结制成高密度钨合金除密度高外 还有比纯钨更好的冲击性能,其主要用途是制造高穿透力的军用穿甲弹。钨是高速 工具钢、合金结构钢、弹簧钢、耐热钢和不锈钢的主要合金元素,用于生产特种钢 的钨的用量很大。钨可以通过固溶强化、沉淀强化和弥散强化等方法实现合金化, 借以提高钨材的高温强度、塑性。通过合金化,钨已形成多种对当代人类文明有重 大影响的有色金属合金。钨中加入铼(3%~26%)能显著提高延展性(塑性)及再 结晶温度。某些钨铼合金经适当高温退火处理后,延伸率可达到5%,远较纯钨或掺 杂钨的1%~3%为高。钨中加入0.4%~4.2%氧化钍(ThO2)形成的钨钍合金,具 有很高的热电子发射能力,可用作电子管热阴极、氩弧焊电极等,但ThO2的放射性 长期未得到解决。我国研制的铈钨(W-CeO2)合金及用La2O3和Y203作弥散剂制成的镧 钨、钇钨合金(氧化物含量一般在2.2%以下)代替W-Th02合金,均已大量用作氩弧 焊、等离子焊接与切割及非自耗电弧炉等多种高温电极。 钨钼合金具有比纯钨更 高的电阻率、更优异的韧性,已用作电子管热丝、玻璃密封引出线。钨作为合金元 素,在有色金属合金中要提及的还有超合金。上个世纪40年代为适应航空用涡轮发 动机对高温材料的需要,在隆隆的炮火中诞生了超合金。超合金由镍基、钴基、铁 基三类特种结构合金组成。它们在高温(500~1050 ℃)下作业时仍能保持极高的 强度、抗蠕变性能、抗氧化性能及耐蚀性。此外,它们在长达数年的使用期限内, 可保证不会断裂,也就是具有耐高周期疲劳和低周期疲劳的特性。这类性能对人命 关天的航空航天产业万分重要。
三 有色金属冶金的技术现状与发展思路
摘要:本文分析了国内外有色金属冶金技术的现状,主要介绍了湿化冶金,火 法精炼和电解精炼等方面的技术,据此估测了有色金属冶金技术的发展方向。
关键词:国内外 有色金属冶金现状 火法炼 湿法冶炼 发展
1 概述 有色金属是国民经济发展的重要原材料,特别是在电气工业方面应用 更是广泛。,在中国消费快速增长的带动下,世界有色金属矿和有色金属的产量均 出现了一定的增长,中国有色金属工业在飞速发展。对于中国铜工业来说,大力发 展中国有色金属工业是全球经济一体化下的迫切需求。目前,我国是全球有色金属 消费量位居首位的国家,同时也是有色金属加工工业大国,受到了社会各界的高度 关注,因此从科学发展观的高度,探索我国有色金属冶金技术行业发展的路子非常 重要。
反射炉是传统火法精炼设备,具有结构简单,易操作,常用于处理粗铜、杂铜 等固体冷料,也可以处理熔融的吹炼泡铜,可以烧固体、液体或气体燃料加热。其 容积与尺寸的变化范围很大,处理能力从1t到400t,规模适应性很强。处理冷料较 多和生产规模较小的工厂,多采用反射炉来精炼粗铜。
但是,传统固定式精炼炉主要依靠人工扒渣操作.劳动强度大、环保效果差、 易跑铜、难控制,现已逐步被机械化程度高、炉体密闭、易操作的回转式阳极炉所 替代.转炉的大型化必然使精炼炉趋向大型化。贵溪冶炼厂二期工程从国外引进的 阳极炉已达350 t,金隆公司的阳极炉为300 t.云南铜业公司的阳极炉为350 t。贵 溪冶炼厂三期工程国内自行设计制造的350 t阳极炉和引进的100 t/h的双圆盘阳 极板浇铸机已在安装调试。
操作方法 :现代的湿法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼,有的金属 其全部冶炼工艺属于湿法冶金,但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺,最 后还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。典型的湿法冶金有钨、钼、钽、铌、 钴、镍、稀土、铀、钍、铋、锡、铜、铅、锌、钛、锰、钒、金、银、铂、钯、铟、 钌、锇、铱、锗、镓等。
闪速熔炼的用富氧空气或热风,将干精矿喷入闪速炉的反应塔空间,使精矿粒 子悬浮在高温氧化性氧流中进行氧化反应。对某些工厂反应塔操作数据的统计表明, 反应塔内平均气流速度为1.4~4.7m/s时,相应的气体在塔内停留时间为1.4~4.7m /s悬浮在气流中细颗粒精矿流经反应塔的速度与气流速度几乎相等。其在塔内停留 的时间亦然。对于较大颗粒停留时间较短些。因此,硫化矿物的氧化反应迅速进行 并放出大量的热。
以微细颗粒氧化物均匀分布在钨基体中形成的材料。主要有钨钍材料和钨铈材 料等。钨的熔点之高属之冠,其电子发射性能优异。掺杂氧化物(CeO2、ThO2等)后, 进一步激活电子发射,由于这些氧化物电子逸出功低,这样组成的合金作为电极材 料是最佳选择。这种合金电极材料的品种有W-CeO2、W-La2O3、W-Y2O3、W-ThO2、WZrO 2以及W-CeO2-Y2O3、W-CeO2-La2O3、W-Y2O3-La2O3等。
加大,与之相匹配的余热锅炉系统和制酸系统也将增大能力。另外.该公司还 成功地将转炉D450 风机进行了高压变频技术改造,达到了降低电能消耗的目的。总 之,近几年转炉吹炼从设备到操作都有了较大的改善,但间断操作引起烟气量波动、 炉El漏风、烟气s浓度低、吊车作业频繁、烟气的低空污染等仍然是亟待解决的问题。
萃取效率极高,每小时可实现上万级萃取,对于分配系数差异较小的两种物质 也能,轻松分离。适用范围广,可用于液液萃取的所有应用领域,节省成本,设备 占地面积小,节省溶剂,易工艺放大,可轻松实现从试验级到生产级的放大,安全 环保,仪器密闭性好,溶剂不易挥发,不产生固体废弃物,工作灵活,运行中途可 停止,并不影响分离效果。利用某种溶剂,借助化学作用,包括氧化、还原、中和、 水解及络合等反应,对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。又称水法冶金, 与传统的火法冶金同属于提取冶金或化学冶金。5工艺流程
二 铜冶金的特点
闪速熔炼是芬兰奥托昆普公司Harjavalta炼铜厂在1949年首先用来熔炼铜矿的, 1959年开始用于熔炼精矿。目前,闪速熔炼仍然是世界铜熔炼的主流工艺技术,而 且日臻成熟。闪速熔炼法有奥托昆普炉,In—CO炉和Contop炉三种。【2】闪速熔炼以 其技术成熟可靠、热强度高、单炉处理量大、炉子寿命长,环保效果好的特点受到 国内外大、中型铜冶炼厂普遍重视。
铝、钨、钼、钒等多数以含氧酸的形式存在于水溶液中,一般先以氧化物析出, 然后还原得到金属。20世纪50年代发展起来的加压湿法冶金技术可自铜、镍、钴的 氨性溶液中,直接用氢还原(例如在180℃,25大气压下)得到金属铜、镍、钴粉, 并能生产出多种性能优异的复合金属粉末,如镍包石墨、镍包硅藻土等。这些都是 很好的可磨密封喷涂材料。许多金属或化合物都可以用湿法生产。湿法冶金在锌、 铝、铜、铀等工业中占有重要地位,世界上全部的氧化铝、氧化铀、约74%的锌、近 12%的铜都是用湿法生产的。
一 钨及其钨的氧化物的用途
钨及其合金广泛应பைடு நூலகம்于电子、电光源工业。
掺杂钨丝中添加铼。由含铼量低的钨铼合金丝与含铼量高的钨铼合金丝制造的 热电偶,其测温范围极宽(0~2500℃),温度与热电动势之间的线性关系好,测温 反应速度快(3秒),价格相对便宜,是在氢气氛中进行测量的较理想的热电偶。
钨丝不仅触发了一场照明工业的革命,同时还由于它的高熔点,在不丧失其机 械完整性的前提下,成为电子的一种热离子发射体,比如作扫描电(子显微)镜和 透射电(子显微)镜的电子源。还用于作X射线管的灯丝。在X射线管中,钨丝产生 的电子被加速,使之碰撞钨和钨铼合金阳极,再从阳极上发射出X射线。此外大尺寸 的钨丝还用作真空炉的加热元件。
合理利用我国的铜资源将有十分重要的意义。其优点有:1)可以处理品位比较 低的难选氧化铜矿,也可以采用细菌浸出技术处理硫化铜矿山的表外矿和废石,从 而扩大了铜资源的利用范围; 2)工艺技术不复杂,因此投资省、基建速度快、资 金回收期短、投产见效快、工厂规模可大可小,根据资金筹集情况和其它条件可以 建立各种规模的电解铜工厂; 3)生产费用低; 4)没有环境污染的问题; 5)可 以直接生产出优质电解铜; 该项技术已被证明是从低品位铜矿中提取铜的一条经济 有效的途径,目前采用该技术在国内已建成了五十几个厂。该项目1992年已被国家 科委批准为全国重点推广项目。 此项技术适于从难选氧化铜中回收铜。
2 国内有色金属冶金的现状,金是研究由矿石或其它含金属原料中提取金属的 一门科学。冶金工业通常分为黑色冶金工业和有色冶金工业。前者包括生铁、钢和 铁合金的生产;后者包括其余所有各种金属的生产。