火法冶金的原理范文

导语：如何才能写好一篇火法冶金的原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

按四分法取云南某SiO2－CaF2伴生矿样，按外观形貌进行手选分离，将两矿样洗净表面泥土，破碎至200目，标号1#、2#，采用日本理学TTRⅢ转靶型X衍射仪做X衍射(简称XRD)分析，结果见图1、图3所示。观测矿样的外观形貌，结果见图2、图4。1#矿样的外观形貌具有光泽，呈较大块状，易于分离选别，从XRD衍射图谱分析可以看出，所有衍射峰均为SiO2衍射所形成，并无其他杂质，这表明矿样主要成分是SiO2，且纯度很高，矿体接近SiO2的纯净物，具有较高的使用价值;二氧化硅具有丰富的晶型结构，表2给出了不同晶型SiO2的基本物理性质。2#矿样的外观形貌呈淡紫色，晶莹剔透，矿物呈大块粒状分布，易于分离选别，XRD分析结果表明，此矿物的成分是CaF2和SiO2的共生矿物，X衍射图谱表明2#矿样主要成分是CaF2，仅在2θ接近20°附近出现微弱的SiO2衍射峰，在2θ接近90°附近出现低强度的CaF2和SiO2重叠峰，如图3所示的衍射峰分布说明在以CaF2为主体的矿物中SiO2的含量很低，矿物具有较高的使用价值。CaF2晶体是典型的萤石型的立方结构，这种结构的特点是立方四面体配位，空间群为O5h－Fm3m，晶胞参数a=0.54626nm。单位晶胞的分子数z=4，阳离子组成的亚晶格呈面心立方结构，阴离子组成的亚晶格呈简立方结构。Ca2+为立方配位，被8个F－离子所包围，而F－为四面体配位，被4个Ca2+离子所包围。CaF2晶体的结构图如图5，CaF2晶体的基本物理性质见表3［2］。

2云南某SiO2－CaF2伴生矿在有色冶金工业中的利用途径探讨

矿物的XRD分析表明，1#矿物中SiO2含量高接近纯净物，2#矿物的主体成分是CaF2且纯度较高，具有较高的使用价值，经手选分离后可直接利用于冶金工业，云南具有丰富的有色金属资源，其中大部分的有色金属可采用火法冶金，即在高温条件下精矿的部分或全部矿石在高温下经过一系列物理化学反应，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，将金属或脉石及其他杂质分离。在火法冶金的反应体系中能量传递提供了化学反应进行的动力，精矿及其他反应物则构成了质量传递的物质基础，在传热传质过程中，冶金反应助剂能有效降低反应所需的能量，促进反应体系中脉石成分和金属的有效分离，提高冶金化学反应的效率，强化冶金过程，SiO2及CaF2就是广为现代冶金工业采用的重要冶金反应助剂，根据不同冶炼工艺要求，可将矿石制备成强度块度适宜、化学成分稳定、选择性好、反应速度快的熔剂。2.1SiO2在铜冶金中的应用SiO2在铜的火法冶炼中发挥着重要作用，目前铜主要的冶炼方法是经冰铜的火法冶炼，冰铜的生产过程中必须遵循两个原则，一是必须使炉料有相当数量的硫来形成冰铜，二是使炉渣必须有足够量的SiO2作为熔剂使冰铜与炉渣易于分离，在没有SiO2存在时熔炼体系中的硫化物和氧化物结合形成共价键的半导体Cu－Fe－S－O相，当有SiO2存在时，它可与氧化物形成强力结合的络阴离子，而硫化物不与之作用，这就形成了离子型的炉渣相［3］，其反应如下:2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O4－8(1)SiO2在冰铜生产所使用的熔剂中占主导地位，表4给出了国内某厂的熔剂实例:冰铜的生产一般采用氧化熔炼，氧化气氛中Fe3O4的生成难以避免，Fe3O4的存在会在炉渣和冰铜界面形成黏膜阻碍渣锍的澄清分离，恶化炉矿，增大泡沫渣的风险，SiO2的存在能使Fe3O4在较低温度下造渣，降低反应温度，降低能耗。其化学反应方程式如下:3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+2SO2(2)冰铜吹炼的第一周期是一个以自热为主的冶金反应过程，造渣放热是一项重要的热收入，SiO2作为造渣剂所起作用不言而喻。造渣反应的化学反应如下:2FeS+3O2+SiO2=2FeO·SiO2+2SO2+1029.6MJ(3)2.2CaF2在铋冶金中的应用混合熔炼是铋火法粗炼中的重要方法，适应范围广，适宜处理氧化铋和硫化铋的混合料，基本反应为:mBi2S3+Bi2O3+3nC+3mFe=2(m+n)Bi+3nCO+3mFeS(4)在混合熔炼过程中CaF2的加入能有效降低炉渣的熔点和黏度，改善其流动性，其机理是CaF2加入CaO－Al2O3－SiO2渣系时，能破坏硅酸盐的Si－O键，并且使硅酸盐晶格单元变小，黏度降低。往渣中加入CaF2后电离成CaF+而置换晶格中的O2－，即可把不稳定的CaF+离子作为一种“熔剂”可以溶解大量的硅酸阴离子(如SiO2－4，此类阴离子是靠静电力结合的，由于CaF+溶解了它，消除了此种静电力)，于是降低了渣的黏度［4］。2.3CaF2在铝冶金中的应用在现代电解铝工业中的一个重要的辅助环节是氟盐的生产，CaF2可作为氟盐生产的重要原料，也可作为低温电解的重要添加剂。在铝电解过程中，CaF2的加入能够有效降低初晶温度和电解温度、降低氟的饱和蒸汽压，降低铝的溶解损失。由于氟化钙在电解铝工业中具有重要的意义，因此在生产管理过程中的目标浓度控制为4%～5%，氧化铝中含有Ca成分，并受电解质中Ca浓度的支配，迫使其浓度要达到此目标，若氟化钙的目标值在3%～4%，则只在氟化钙浓度波动时按分析值指令加入［5］。2.4CaF2、SiO2在铅电解精炼中的应用电解精炼是生产高纯铅的有效方法，是纯铅湿法生产过程中脱银、深度脱砷锑的成熟电化学冶金过程，然而工业上常用的HCl、HNO3、H2SO4等均不适用于粗铅的电解精炼，因为反应生成的Pb-SO4、PbCl2在水中的溶解度很小，而与HNO3形成的Pb(NO3)2在水溶液中不稳定，容易形成易挥发的氮氧化物，这就使得工业生产中不得不采用H2SiF6为电解质，而H2SiF6制备的原料就包括SiO2、CaF2，这又为SiO2、CaF2的应用提供了广阔的舞台。H2SiF6的制备原理为:CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF(5)6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O(6)表5给出了H2SiF6生产的操作实例和产品质量(反应温度为300～400℃)［6］。

3结语

篇2

对于专门课中的主干课程适当综合化就是把原来两门或两门以上的课程重新调整内容与框架，构成一门新的课程。如将电气自动化技术专业原大专的《晶闸管交流技术》、《自动控制原理》、《自动控制系统》三门课程进行一定的调整、删节、补充后，综合为一门课程，即《直流调速技术》。

一、为什么要实行课程综合化

高等职业教育是针对职业岗位群，培养生产、服务、管理第一线的高级实用型人才。毕业生要具有一定的岗位针对性和适应性，“主要从事成熟技术的应用和运作”，也就是说能将常规的成熟技术转化为生产力，并具有一定的运用高新技术的能力和一定的横向扩展能力，为此必须加强实践性教学环节，要求专业实践课和专业理论课的比例达1：1左右。实践课的加强，会使专门课的课堂教学时数相应减少。将相关的两门或两课程综合为《轧钢工艺及设备》后，在不降低原有理论深度且引进了部分新内容的前提下，对课程结构进行了调整，节约了48课时；钢铁冶金专业将《钢铁冶金原理》和《物理化学》综合为《钢铁冶炼技术》，节约了62课时；有色金属冶炼专业将《重金属冶炼》、《轻金属冶炼》、《稀有金属冶炼》、《有色冶金原理》四门课程内容按工艺流程进行重组，综合为《火法冶金》、《湿法冶金》、《电冶金》三门课程，使之更利于专业实践能力的

培养。

二、课程综合化应遵循的原则

课程综合化不是学科型教材简单地加加减减，通过课程综合化，将相关知识材料有机地重新组合，并引进一定的新材料、新工艺、新设备等新知识。课程综合化应遵循的基本原则是：以教学计划为依据，以培养目标为主线，按职业能力结构调整课程内容，突出重点适度地多设接口。

三、如何实施综合课的教学

实施综合课教学，要做好以下几方面的工作。

1．编制一个能满足课程要求的教学大纲

在编写专门课教学大纲的过程中，应将重点放在综合课大纲上。每门综合课教学大纲应组织三到五人的编写小组，由担任该课程的任课教师负责执笔，其他则为相关课程的任课教师。编写小组在收集信息、阅读资料的基础上，经集体讨论确定该课程的功能与框架，由执笔者写出课程基本要求，并据此写出课程教学大纲初稿。每次审稿，必须由审稿者签署书面意见，作为执笔者修改的依据。我校的综合课教学大纲巳经由湘钢、株冶、601厂、23冶等企业的专家组成的专家顾问委员会审稿，并已修改定稿。

2．按教学大纲的要求选编教材或讲义

目前综合课教材还是以“选”为主，逐步向“编”过渡。有些课程难以选到合适的教材，须由任课教师写出讲义，并打印给学生作为教材，如钢铁冶金专业、金属压力加工技术专业、冶金机械专业都编写了部分综合课讲义。大部分选用的教材，难以达到综合课教学大纲的要求，要求教研室组织人员写出补充讲义。从试行情况看，写补充讲义以完善现有教材的不足，是一个较好的办法。

3．对任课教师必须提出更高更新的要求

综合课内容面广、量大，突出了对学生专业实践能力的培养，这一方面要求教师具有更丰富而全面的知识，另一方面又要求教师本身必须有较强的专业实践能力，也就是说综合课的教学质量要由“双师型”教师队伍来保证。因此，任课教应多下实验室、实训室锻炼自己。我校已采取了有关措施，鼓励教师下实践教学现场，对缺乏实践经验的教师，则要派到生产现场进行锻炼。此外，还应聘请有关生产单位的技术人员担任兼职教师，定期或不定期地到学校来介绍新技术、新工艺、新设备。

4．必须开发新的教学方法

课程综合化属于课程内容的改革，内容改变了必须有新方法与之适应，包括教的方法与考核的方法。对于专门课要改变一张试卷定优劣的做法，要探索新的考核方法，要加强实践能力的考核，在能力培养上要强调过程控制与目标控制相结合的方法，可实行厂校联合，工厂、企业除提供现场教学的场地、设备外，还可派出有关技术人员与专家参与教学指导，并对学生进行考核考查。

5．应成立学生助教小组

综合课是主干专业理论课，具有较强的实践性。如电气自动化技术专业的《直流调速技术》涉及到SCR电路原理、自动控制理论、系统理论以及SCR元件的使用调试和控制系统的接线、测试、波形分析、故障检修等操作技术。为提高学生的学习兴趣，减轻教师负担，切实保证课程要求的职业能力准确到位，充分发挥学生的个性特长，根据自愿原则，每门综合课均可在班级内挑选几名成绩优秀、热情高的学生组成课外助教小组。教师利用课外时间对助教小组的学生进行强化训练，使之成为课内外教学活动的辅导力量，参与理论和实践教学活动的辅导。学生助教小组成员的表现记入学生成绩单的特长栏内。如实用电工技术课外实践活动小组，经教师强化训练后，既可参与理论教学课外辅导，又可帮助实验室、实训室检修仪表、准备实验等，还可让他们在实验课或实训课中协助老师参与指导。

篇3

关键词：工业废料回收 化学应用 化学方法

在工业废料的回收中，人们常用的方法有热裂解法、电化学沉淀法、湿法冶金等，不同的方法适用于不同种类的工业废料，并且它们的使用也存在一定的优缺点，在工业废料的有用物质提取中所达到的处理效果也是不同的。因此，本文将详细分析工业废料进行回收的必要性，重点介绍应用于工业废料回收的几种基本化学方法，分析它们的处理效果和优缺点，使人们对国内工业废料回收中的化学应用有一个清晰的了解。

1.常见的工业废料种类

近些年，我国的经济发展非常迅速，工业生产也得到了快速的发展。然而，伴随快速的工业生产的是大量的工业废料的产生。据统计，我国每年的工业废料数量超过了46t吨，而且每年都在快速地增加；就建筑垃圾来说，每年就达到了6777万吨；农田秸秆废料5亿吨；城市居民生活垃圾每年1.5亿吨。这些数量庞大的工业废料，如果不能够被人们进行有效地利用，对我国的生态环境将是一个很大的负担。

2.工业废料回收的必要性

工业废料之所以要加以回收，是因为两个方面的原因，一个方面是因为工业废料对环境和人体都会产生一定的危害，另一个方面的原因是指工业废料可以被人们加以利用，变废为宝。一些工业废料里面含有对人体有害的重金属，如果不对其进行处理，那么就会危害到人们的身体。但是，虽然一些工业废料里面含有有毒的重金属，但是这些重金属能够被人们重新提炼出来，被人加以利用，从而有效地利用现有的资源，减轻我国资源紧张的现状。而且有毒重金属在提炼出来、被人们加以利用之后，对人体的危害性就大大地减少了。人们在回收利用废料时，采用的工艺比较简单，所以不需要花费很大的成本就可以获得较好的生产效率。

3.常见的工业废料回收方法

为了实现工业废料回收的目的，人们采用了多种废料回收方法，归结起来，分为物理方法和化学方法。物理方法比较简单，它运用的范围没有化学方法那么广，比如在油水分离、油气分离和废油提取中就是采用的物理方法，它一般是将工业废料进行过滤和搅拌，然后进行研磨和萃取蒸馏，使之结晶，然后回收所需要的资源。比如，在宝钢工业废料回收中，就运用到了用物理方法来提取废油，它包括将工业废料进行沉淀、脱水和过滤等环节，取得的效果也比较好。

跟物理方法不同，化学方法需要更加精细的工艺和严格的条件，其分工更加明确，应用的范围也更加广泛。所以为了实现更好的工业废料回收效果，人们通常是将化学方法和物理方法进行结合使用。但是，最常见的工业废料回收方法还是以化学方法为主。

4.常见的工业废料回收化学方法及其效果分析

4.1焚烧法

焚烧法是指将固体的工业废料进行焚烧，使之在高温下分解，达到深度氧化。在焚烧的过程中，固体的工业废料中的大量有害废料被分解成无害物质，因此也就达到了废料处理和回收的目的。并且，近些年，人们生产中留下的固体废弃物含有的可燃物比重在逐年地增长，所以采用焚烧法焚烧固体工业废料是一种可行的办法。

采用焚烧法处理和回收固体的工业废料具有许多优点，比如，它可以在很小的一块地上处理大量的工业废料，对环境的影响较小，能够提供大量的能源。但是，焚烧法也会产生一定的危害，比如，在焚烧固体的工业废料时，会产生大量的烟雾，这些烟雾会造成对环境的“二次污染”，而且一些设备也比较容易出现锈蚀的现象，所以这种方法在使用时应该谨慎考虑。

4.2热裂解法

热裂解方法是指首先挑选一些废旧塑料，然后对其进行热裂解，在热裂解作用下，废旧塑料会生成甲烷、一氧化碳和氢气等低分子的碳氢化合物，他们可以燃烧；除了生成低分子的碳氢化合物之外，废旧塑料经热裂解还会生成甲醇、丙酮和乙酸等常温可燃油和土砂、金属、玻璃和纯碳等混合而成的炭黑。

4.3电化学沉积法

电化学沉积法是指利用电荷正负极相互吸引的基本原理，将需要处理的工业废料和另外一种物质放在电源的两极，然后使电源两极通电，在氧化还原的性质下，废料会分解出人们需要得到的物质，这些有用物质会附在底板表面，再对电源进行反向连接，然后目标金属就可以分解出来。使用这种方法一般包括液相沉淀和气相沉淀两种形式，液相沉淀是指将工业废料溶解于液态的溶液中然后再进行反应的一种沉淀方式；气相沉淀是指先将需要处理的工业废料变成气态的形式，然后再在反应室通过一定的条件进行分解的一种沉淀方式。

运用电化学沉积法，所取得的优点和缺点都比较明显。优点是采用这种方法得到的回收物质比较纯净。缺点是采用这种方法需要的成本比较高，消耗的能量较大，所以它一般只用来提取人们特别需要的某些物质，但是这种方法目前在工业废料处理中还是比较常用的。当人们需要从废水中提取一些有用的物质时，就可以采用到电化学沉积法，它能够保护环境、节约资源和满足人们生活、生产需要。

4.4湿法冶金

湿法冶金又被人们称之为水法冶金，这是因为湿法冶金需要利用到某种溶剂，然后在水解、中和、还原和氧化反应等化学作用下，分离和提取工业废料中的金属。采用湿法冶金，包括四个步骤：首先要将工业废料中的有用成分变为溶液，这也就是我们所说的浸取；然后要将残渣和浸取液进行分离，并且回收残渣中夹带的金属离子和冶金溶剂；再采用化学沉淀方法、溶剂萃取技术和离子交换等净化和富集浸取液；最后再从净化液中提取化合物和金属。

在生产过程中，人们从净化液中提取钴、镍、锌、铜、银、金等纯金属物质，常常用到电解提取法。像钒、钼、钨、铝等金属物质，它们在水溶液中一般是以含氧酸形式存在，需要先以氧化物的形式析出，再还原成金属。采用湿法冶金比干法和火法冶金回收的有价金属程度要高，而且在生产过程中比较容易实现自动化和连续化，利于环境的保护，因此在未来有着广阔的发展前景。

4.5其他

上面的这些方法只是我们平常生产中常见的一些工业废料回收方法，其实在实际的生产生活中，人们还经常使用许多其他的一些化学方法，并且这些化学方法也在生产实践中有着十分重要的作用。比如，人们可以利用酶法将餐饮中的废油进行催化，制成人们需要的生物柴油。在这一方法中，人们运用的是餐厅的废弃油作为原料，然后将固定的化脂肪酶当做催化剂，再在酶解酯交换反应下，将餐厅废弃油中的有用物质提炼出来制成生物柴油，这就是将工业废料转化为有用的资源的典型方法。

5.总结

工业废料的大量产生和存在不仅对环境造成了极大的危害，而且对人的身体健康也会产生一定的不利影响，所以人们必须对工业废料进行积极地处理和回收，将其变废为宝。在我国，化学方法在工业废料的回收中有着广泛的运用，采用化学方法回收工业废料，不仅具有工艺简单、易操作的优点，而且对工业废料中的有用物质的提取率也比较高。但是，这些化学方法也还存在许多不足，比如成本太高，会产生一定的副作用等等，因此，我国还要继续加大对工业废料中化学方法运用的研究，使其在将来不断得到完善和发展。

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