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浮渔产物
〉 ／ 一 斗 不浮矿物
存选示意图
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ert t n：、岭’ 纯金属制备一冶金
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1. 火法冶金 利用高温使原料熔化，进行物理化学反应，从矿石中提取和提纯金属。
※ 阴极反应 M0++ne= M
※ 阳极反应 通常用碳作为阳极。
例如电解MgCl2时，阳极的反应为：2Cl一 CI2+2e;
Al203在冰晶石中电解时，阳极上生成CO2: 202一＋C= C02↑ ＋4e 。
15
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钢铁的冶金制各 4
选矿 唱
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属
1
ert t n：、岭’
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1. 金属材料一般制备简介 2. 先进凝固技术制备金属材料
定向凝固、快速凝固、金属玻璃等
3. 金属薄膜制备 4. 金属基复合材料制备新技术 5. 新型金属材料特种制备
2
ert t n：、岭’
化学式
Fe,<4
E吃A
FeC句
， nFe:• m Hρ
→ 密度／g•an
5.2
:S_O 5 3 1..8
2...5 5..D
颜色 黑色 红色 灰色或带黄 色 黄褐色
工业最低晶位向 理论含镜量归
却 Z宝
12_4
30
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25
48.2
30
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脉 石 ：Si 0 2、Al2 03、C a o 、MgO ，其 中 Si 0 2最多。有害元素硫、磷 、铅 、 铮、肺等含量愈低愈好。
5
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’
选矿
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除少数单金属高品位矿石可经破碎直接进行冶炼提取和 提 纯 金 属 外 ，大 多 数 矿 物 需 经 过 选 矿 来 提 高 矿 石 品 位 后 再 进 行冶炼。
冶金对金属含量有要求，如铜不小于3 5 % ，钵不小于
20 % ：
食 节约原料、燃料消耗，提高技术、经济指标： 食 避免有害杂质在冶炼过程中进入金属影响金属质量
·石灰石分解与造渣
C a C 0 3 = CaO + C 0 2 ; mSi0 2+ pAl203 + nCaO = nCaO·pAl203·mS i 02
熔渣吸收焦炭燃烧留下的灰分及未完全还原的氧化物 〈如 F eO 、 M n O 、
HgO等） ;CaO还促使FeS转变为CaS而熔于渣中。
19
e ； rt tnk_1 ：、，
·浸取：选择性溶解 。选择溶剂，使一种或几种有价金属溶解进入溶液，与 其他不溶物质分离。
·固一液分离 ：过滤、洗涤或离心分离等。
· 溶 液 富 集 ：利用气泡、液滴、颗粒等高度弥散系统来提高冶金反应效率的 冶金过程。
·提取：采用电解、化学置换、氢还原等方法来提取金属或化合物。Al、W
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·
※
3 43q
在 咱
金
化学原理从矿石或其他原料中提取 回收 精炼金属
“电容解使液电 解
电解精炼
黠位高的稀贵 杂质落入底 于阳极形成
舰’质电 以极 离电子位 形 醋 中。
※ 电解提取 从富集后的浸取液 中提取金属或化合 物 。不溶性电极，
＠旦旦皇望回 －
I ↓｜↑e
·造渣脱磷和脱硫
2 P + S F e 0 + 4 C a 0 =5Fe+4CaO·P205 （进入熔渣） F e s + c a O = F e o + c a s C进入烙渣〉
·脱氧及合金化
锺铁、硅铁和铝。将 F eO还 原 成 F e ，脱氧产物上浮到钢液表面的渣中。 向钢液中加入所需的合金元素，将钢的化学成分调整到要求。
矿石破碎、细磨、筛分与分级流程图举例
7
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刷 一
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一
叫矿
根据矿石中各种矿物性 质的不同 〈如 比 重 、 磁 性 、 表面性质等〉 ， 通 过 物 理 、 或物理化学的方法把各种 矿物分离的过程。
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平 即 圃
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何
由
尾矿
废弃
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t益流
断 降 低 ，发生还原反应C 0 2+ C = 2CO 。热源、还原剂。
·铁的还原
Fe203→Fe30 4→FeO→Fe 由co 、固体C逐步还原
最初还原出来的铁如海绵状，称为海绵铁。 海绵铁下降过程中吸碳，熔 点降低，在1200℃左右开始熔化成为铁水 。 其他金属氧化物也被还原，被还原出来的锤、硅等元素熔于铁水 中。
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霞烟气
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平炉及蓄热室-'F意
图
－－－－－－燃烧器 预热空气 格子砖休
蓄热室
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高温钢7J<.
纯氧
废制等
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主
氧气顶吹转炉示意图
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→ 用气体或固体还原剂还原为金属，如 ： Cr203+ AI Al203+ Cr
提 炼 冶 金 ： 由熔烧、烧结、还原熔炼、氧化熔炼、造渣、造镜、精炼等单 元过程 按照需要所构成的冶金方法。
·氯化冶金： ·喷射冶金： ·真空冶金：
依靠不同金属氯化 物的物理化学性质不同，来 有 效 实 现 金 属 的 分离、提取和精炼。
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金属材料一般制备简介
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零部件，板、带 （片）、 箱、丝、杆、管、型 材 ， 薄膜，粉末 ··
纯金属、合金、金属问化合物、金属基复合材料··王盹
首先获得纯金属
｜问题｜
种类多
自然界中大多以化合
物的形态存在 性质各异
·各种化合物间的反应
10Fe203 + FeS = 7 Fe30 4+ S 0 2 3Fe30 4+ FeS = 1 0FeO + S 0 2 Cu20+FeS= Cu2S+FeO Cu2S+Cu20=6Cu+S02 2Cu+FeS= Cu2S+Fe
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冶金原料
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矿物、矿石与选矿 矿物：有一定化学成分和物理属性的天然元素和化合物。
岩石与矿石 由一种或多种矿物组成的集合体称为岩石。 岩石
中，一种或几种矿物相对集中到一定程度， 目前 技术经济条件下可以利用时，这种矿物的集合体就称为矿石。
矿石中除含有有用矿物外，一般还含有大量的脉石矿 物和杂质，其 中 有 用 矿 物 又 包 括 主 金 属 矿 物 、伴生有价金 属 矿物，主金属在矿石中的含量称为矿石品位。
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结矿
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L 非毡’性产品
磁选示意图
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食 浮选
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药剂处理过的矿粒在两
相界面选择性附
着
结矿
通空气 。不被水润湿矿
粒随气泡浮到矿浆上面 ；
易被水润湿矿物粒子留
在矿浆中。
矿物表面不同的润湿性 可用浮选药剂在很大 范 围内调整。
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( a〕电解精炼
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阳极
阴极
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2Me 斗 2Me
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1 水分
撞E → 进冶炼厂
选矿工艺流程图举例
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食重选
恨据有用矿物与脉石比重、粒度不同，在运动介质中的沉降速度不 同 介质：水、空气、重液、悬浮液。
·重 介 质 选 矿 ：介质比重 小于主金属矿物，大于脉石矿物
·跳 汰 选 矿 ：介质比重 小于主金属矿物，大于脉石矿物
食 避免使冶炼过程复杂化。
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1. 矿石的破碎与细磨、筛分与分级
采 出 的 矿 石 往 往 块 度 很 大 。使矿石中的有用矿物和脉石、杂质分离 。 为了控制一定的粒度，还需筛分和分级。
· 顿式破碎机ngzhou University
二、炼钢