有色冶金化工原理分析論文

　　摘要：本文對有色冶金化工的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了概括分析，對其中的工藝原理做出歸納探討，以期讓相關(guān)理論更加淺顯明晰，對實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)生增益作用。

　　關(guān)鍵詞：有色冶金；化工過(guò)程；工作原理

　　1有色金屬冶金技術(shù)現狀及原理

　　目前金屬的化工冶煉方法主要包括三種方式：火法冶金、濕法冶金和電冶金。

　　1.1火法冶金

　　火法冶金在冶金領(lǐng)域是非常傳統的生產(chǎn)方式，在整個(gè)操作中并未加入水溶液，因此這種方法也叫做干法冶金，主要的原理是制造高溫的條件，礦石就能經(jīng)過(guò)化學(xué)、物理反應，讓其中的金屬與其他的成分分離，這樣就能提煉出金屬單質(zhì)。實(shí)際操作流程的第一步是礦石準備，第二步是冶煉，第三步是精煉。第一步：礦石準備選擇精礦后要加入適當的熔劑，對精礦進(jìn)行加熱，讓其中的礦料可以在加熱情況下形成塊狀，或者是加入一些粘合劑來(lái)制造成型，形成小球狀后結成球團，然后放進(jìn)鼓風(fēng)爐里進(jìn)行冶煉。第二步：冶煉這一過(guò)程主要是生成兩個(gè)部分，分別是爐渣和金屬液。金屬液中也是有著(zhù)少量的雜質(zhì)，因此要進(jìn)行進(jìn)一步的精煉。這一過(guò)程是在鼓風(fēng)爐中發(fā)生，其中加入了必要的材料以及熔劑，并加入焦炭來(lái)作為還原劑，主要是為了在鐵礦中還原出生鐵，在銅礦中還原出粗銅，還有對硫化鉛礦進(jìn)行冶煉，還原出粗鉛。除了生成金屬液以外，還有諸多雜質(zhì)組成的爐渣。若是在氧化條件下反應，對生鐵用轉爐來(lái)精煉，在轉爐中引入適當的氧氣，用氧化的方式將鐵水中的雜質(zhì)去除，并煉出一定品質(zhì)的鋼水，可以將其鑄成鋼錠，這就是氧化吹煉的過(guò)程。造锍熔煉是對硫化銅或者硫化鎳礦石進(jìn)行處理，通常來(lái)說(shuō)是在反射爐以及礦熱電爐中進(jìn)行反應，也可以是用鼓風(fēng)爐來(lái)反應。在其中會(huì )加入一些石英石熔劑，便于形成爐渣，爐渣之下會(huì )留下熔锍。第三步：精煉。這個(gè)步驟是為了將金屬液中依舊存在的一些少量雜質(zhì)進(jìn)一步去除掉，可以讓金屬的純度得到提升。如在煉鋼的時(shí)候，可以對生鐵進(jìn)行適當的精煉，這樣就能在其中去除掉更多的非金屬雜質(zhì)，或者是進(jìn)行更加深入地脫硫。精煉銅則是將粗銅放在反射爐里氧化，再用電解的方式進(jìn)行精煉。不同的金屬有著(zhù)不同的精煉方式，在設備以及原料上都是有所區別的。

　　1.2濕法冶金

　　這種方法的另一個(gè)名字叫水法冶金，是借助各類(lèi)熔劑，通過(guò)一系列的化學(xué)反應，實(shí)現對金屬的提取以及分離，主要的步驟分為四步，其中第一步就是浸出。①浸出就是將礦物里的目標成分引入到溶液里，便于接下來(lái)的步驟逐漸展開(kāi)。②通過(guò)過(guò)濾等方法，將浸出液與殘渣分離，同時(shí)將夾帶于殘渣中的冶金溶劑和金屬離子回收。③采用萃取法或離子交換法，將浸出液中目標組分富集，并和其他雜質(zhì)離子分離。④從凈化液中提取目標金屬或化合物。濕法冶金在鈷、鎳、鋁、銅、鋅等工業(yè)中占有重要地位，世界上全部的氧化鋁、大部分鋅和部分銅都采用此法生產(chǎn)。濕法冶金對低品位礦和相似金屬分離都具有很好的適用性，而且金屬回收程度高，不會(huì )造成嚴重的環(huán)境污染，生產(chǎn)過(guò)程易實(shí)現連續化和自動(dòng)化，利于提高生產(chǎn)效率[1]。

　　1.3電冶金

　　電冶金是以電能為能源進(jìn)行提取和處理金屬的工藝，根據電能轉化形式的不同分為電化冶金和電熱冶金兩類(lèi)。電化冶金是利用電極反應而進(jìn)行的冶煉方法，對電解質(zhì)水溶液或熔鹽等離子導體通以直流電，電解質(zhì)便發(fā)生化學(xué)變化，在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應，而在陰極上發(fā)生還原反應。電熱冶金具有加熱速度快、調溫準確、溫度高（可達2000℃），可以在各種氣氛、壓力或真空中作業(yè)，具有金屬燒損少等優(yōu)點(diǎn)，是冶煉稀有高熔點(diǎn)金屬、半導體材料等的一種主要方法。例如，目前冶煉金屬鋁就屬于電熱冶金方式，首先從鋁土礦中提取氧化鋁，然后在氧化鋁中加入冰晶石作為助熔劑，在高溫下熔融電解。

　　2有色冶金化工生產(chǎn)的核心設備的工作原理

　　雖然冶金化工產(chǎn)品種類(lèi)眾多，冶煉方法一般各不相同，但諸多生產(chǎn)流程所應用原理卻大致相同，核心設備上也有著(zhù)一定的共同點(diǎn)[2]，下面對幾種主要設備介紹。高爐冶煉原理：高爐生產(chǎn)乃連續進(jìn)行，在實(shí)際操作中，是從爐頂的位置加入各類(lèi)原料以及添加劑，從下部的風(fēng)口鼓入高溫達到一千攝氏度以上的熱風(fēng)，同時(shí)噴入煤粉等燃料。鐵礦石的成分主要是鐵的氧化物，這樣用高溫的方式就可以用燃料在燃燒后形成的一氧化碳，用來(lái)進(jìn)行還原反應，實(shí)現對鐵礦石中氧化物的還原，就能得到單質(zhì)鐵。這種情況下形成的是高溫鐵水，從出鐵口就可以放出。同時(shí)在鐵礦石中有著(zhù)諸多的其他物質(zhì)，構成了爐渣，爐渣就要從出渣口的位置排出，經(jīng)過(guò)除塵處理之后，這些還能作為一些工業(yè)的生產(chǎn)原料。

　　3結束語(yǔ)

　　理論對實(shí)踐具有指導意義，通過(guò)對理論的研究解析，了解工藝、反應及設備的本質(zhì)，使實(shí)際生產(chǎn)具有更高的經(jīng)濟效益和時(shí)間效益。本文淺析了冶金化工生產(chǎn)中的幾種主流方法的原理和工藝流程，對部分設備進(jìn)行了理論分析。當前我國冶金設備正在高速地革新，冶金設備提升的同時(shí)，冶金化工在不同領(lǐng)域也會(huì )有廣泛的發(fā)展前景。面對當前的壓力和未來(lái)的挑戰，我們需要不斷深入地研究原理，并與先進(jìn)技術(shù)相結合優(yōu)化現有設備與工藝，在實(shí)踐中解決各類(lèi)有色冶金化工問(wèn)題。

　　參考文獻

　　[1]中國工程院化工、冶金與材料工程第十一屆學(xué)術(shù)會(huì )議——“‘化工、冶金、材料’前沿與創(chuàng )新”在寧波隆重舉行[J].杭州化工，2016，46（04）：44.

　　[2].濟南冶金化工設備有限公司一流的煤化工及焦化設備專(zhuān)業(yè)制造商[J].燃料與化工，2016，47（01）：2.

　　作者：胡�？� 單位：澧縣第一中學(xué)

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