火法冶金的特点篇1
关键词：有色金属；火法冶炼
中图分类号：p618.4文献标识码：a
近年来，有色重金属与轻金属的火法冶炼工艺技术得到了很大的发展，本文介绍了火法冶炼的特点及其工艺流程，并通过对铜的火法冶炼的分析，对有色金属的火法冶炼进行探讨。
一、有色金属火法冶炼的特点
有色金属通常指除去铁和铁基合金以外的所有金属，可以分为重金属、轻金属、贵金属及稀有金属。在有色重金属的火法冶炼中，所采用的矿石多为铜、铅、锌、锡等硫化物矿，因此与钢铁工业相比，在冶炼中产生的气体和冶炼中遇到的熔体都有很大差异。
在火法冶炼中，由于含硫量较大，在冶炼炉气的气氛中含有大量硫化气体，而产生的熔体不仅含有金属熔体和氧化物熔渣，还有硫化物熔体如冰铜等。虽然冶炼时的温度和钢铁冶炼相比较低，但火法冶炼中的熔体的熔化温度却比钢铁冶炼中遇到的熔体低得多，而且流动性很好，极易渗入到耐火材料内。火法冶炼中产生的熔渣多为Feo-Sio2渣系，而且渣量比较大，渣的侵蚀也非常严重。
二、火法冶炼的工艺流程
火法冶炼是把矿石和必要的添加物放在炉中加热，熔化为液体生成所需的化学反应，通过还原-氧化反应，利用高温从矿石中提取金属或其化合物。因为在冶炼过程中没有水溶液的参与，又被称为干法冶金。火法冶金主要应用于钢铁生产、有色金属造锍溶炼和熔盐电解以及铁合金生产等，是最古老但在现代工业中应用规模最大的金属冶炼方法。
火法冶炼的工艺流程可以分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤：
1、矿石的准备
通过选矿得到细粒的精矿后，先在冶炼要使用的鼓风炉内加入冶金熔剂，使之能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物发生作用，对鼓风炉加热至低于炉料的熔点使溶剂烧结成块，或是添加粘合剂使之压制成型，也可以滚成小球再烧结成球团或加水混捏。完成这些工作之后，可以将细粒精矿加入炉中进行冶炼。
通过在空气中对硫化物精矿的焙烧，可以除去矿石中的硫和易挥发的杂质，使之转变成金属氧化物，进行之后的还原冶炼。通过焙烧可以使硫化物成为硫酸盐，再用湿法浸取。进行局部的除硫，使其在之后的造锍熔炼中能够形成熔锍。
2、冶炼
通过冶炼，会形成由熔剂、脉石和燃料灰分融合形成的炉渣和熔锍，其中熔锍是有色重金属的硫化物与铁的硫化物的共熔体，此外还有含有少量杂质的金属液。在进行冶炼时，有三种冶炼方式，分为别还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼。
还原冶炼是在还原气氛下的鼓风炉内进行，在炉中进行冶炼的材料除了富矿、烧结块或球团之外，还要加入石灰石或石英石等熔剂以便造渣，另外还要加入焦炭作为发热剂，通过其产生高温并作为还原剂使用。这种冶炼方式可以将铁矿还原为生铁，将氧化铜矿还原为粗铜，将硫化铅精矿的烧结块还原为粗铅。
氧化吹炼是在氧化气氛下进行的，通过对生铁采用转炉并吹入氧气，从而通过氧化除去铁水中的硅锰碳磷等，最终炼成合格的钢水以铸成钢锭。
造锍熔炼一般是在鼓风炉、反射炉或者矿热电炉中进行，主要应用于处理硫化镍矿或者硫化铜矿。通过对炉中加入酸性石英石熔剂，使之与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，在熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼的冶炼方式中，其中有一部分铁会和硫一同被氧化，但通过熔炼可以使杂质造渣，从而提高熔锍中主要金属的含量，起到化学富集的作用。
3、精炼
是对在经过冶炼之后得到的含有少量杂质的金属进一步的处理，以提高其纯度。例如对粗铜是在精炼反射炉内进行氧化精炼，铸成阳极以进行电解精炼；炼钢就是对生铁的精炼，在炼钢过程中脱氧去气，除去非金属的夹杂物，或者是进一步的脱硫；对粗铅是采用氧化精炼除去所含的锡铁砷锑等，除此之外，还以用特殊的方法如派克司法等来回收粗铅中所含的金银。如果是高纯金属，可以用区域熔炼的方法进行提炼。
三、以铜为例分析有色金属的火法冶炼
铜的火法冶炼主要是通过利用某些杂质的性质，因为这些杂质对氧的亲和力大于铜，而其氧化物又不熔于铜液，因此可以通过氧化造渣或者是挥发的方式除去。其冶炼的过程是把固态铜料加入炉内熔化或者将液态铜加入精炼炉升温，然后向铜液中鼓风使之氧化，将杂质挥发造渣，之后扒出炉渣，再向铜液注入石油气、重油或氨来还原其中的氧化铜。在还原的过程中，可以用木炭或焦炭来覆盖铜液的表面，以防止铜液的再氧化。
在精炼之后可以铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭，熔融冶炼和电解精火炼生产出的阴极铜，可以适用于高品位的硫化铜矿。在反射炉或回转精炼炉内进行精炼作业，对含铜较高的精炼铜渣进行返回转炉的处理。通过火法精炼得到的产品叫做火精铜，一般的含铜量在99.5％以上，还含有金、银等贵金属和少量的杂质，通常需要再进行电解精炼。如果金、银和有害杂质的含量很少，就可以直接的铸成商品铜锭。
粗铜的火法精炼主要由两个操作环节构成，即鼓风氧化和重油还原。氧化过程决定了铜中有害杂质除去的程度，而还原过程则决定了铜中氧的排除程度。
1.氧化过程
由于粗铜的含铜量在98%以上，所以在氧化过程中，首先要进行是铜的氧化，其反应的化学式为：
4Cu+o2=2Cu2o
该反应生成的Cu2o可以溶解于铜液，在操作温度1373—1523K的条件下，可以和铜中的杂质金属me发生反应，其化学式为：
Cu2o+me=2Cu+meo
反应平衡常数为： K=[meo]*[Cu]/[Cu2o]*[me]
因为meo在铜里的溶解度小，很容易形成饱和，而铜的浓度很大，杂质在氧化时几乎不会发生变化，因此都可以视为常数，所以上面的公式也可以写成：
K*=[me]/[Cu2o]
由此可见，Cu2o的浓度越大，杂质金属me的浓度就越小。因此，为了能够迅速完全地除去铜中的杂质，必须使铜液中Cu2o的浓度达到饱和。通过升高温度的方式可以增加铜液中Cu2o的浓度，但要是温度太高的话会增加燃料的消耗，也会延长下一步的还原时间，所以应当将氧化期间的温度控制在1373~1423K，此时Cu2o的饱和浓度为6%—8%最为适宜。
在氧化除杂质时，为了减少铜的损失，并且提高过程效率，经常会加入各种的溶剂如石灰、石英砂等，使各种杂质反应生成硅酸铅、砷酸钙等，通过造渣将其除去。在氧化精炼的最后再进行脱硫，因为当有其他对氧亲和力大的金属存在时，铜的硫化物不易被氧化；而一旦氧化除杂质金属结束，立即就会发生剧烈的相互反应而放出So2，如下所示：
CuS+2Cu2o=6Cu+So2
这时可以看到铜水出现了沸腾现象，被称为“铜雨”。在除硫结束之后就可以开始进行还原操作。
2.还原过程
还原过程主要是还原Cu2o，采用天然气、重油和液化石油气等作为还原剂，并依靠重油分解产出的H2、Co等使Cu2o还原，其反应化学式为：
Cu2o+H2=2Cu+H2o
Cu2o+Co=2Cu+H2o
Cu2o+C=2Cu+Co
4Cu2o+CH4=8Cu+Co2+2H2o
对于还原过程中的终点控制十分重要，一般以达到铜中含氧量0.03—0.05%为限，如果还原不足，就不能产生足够量的水蒸气，不能抵消铜冷凝时的体积收缩部分，从而降低了阳极板物理规格；如果超过此限度，在铜液中的氢气溶解量会急剧的增加，并在浇铸铜阳极时析出，使阳极板多孔，这两种情况都会产生不利的影响。
随着科学技术的日益发展，有色金属的冶炼技术也在不断的改进，对于火法冶炼的方法理论也在不断的完善。本文介绍了火法冶炼的特点及操作流程，并以铜的火法冶炼为例加以分析，对当前火法冶炼的技术进行了相关的探讨。在科技的不断创新下，可以通过实践研究，对有色金属的冶炼技术进行完善，不断地提高金属冶炼的技术水平。
参考文献：
[1]李春德主编.铁合金冶金学[m].冶金工业出版社,1991
火法冶金的特点篇2
关键词：有色冶金；废渣；有价金属；回收
中图分类号：X758文献标识码：a
金属是我们工业生产与生活中所必须的重要资源，随着社会的发展我们对金属的需求量越来越高，但是金属作为一种有限资源，目前已经出现短缺的态势。为保证我国金属资源利用的可持续性，必须要从有色冶金废渣中有效回收有价金属，做好资源的重复利用工作，发展绿色循环经济。通过回收废渣中的有价金属，确保金属资源的合理利用，与此同时降低有色金属废渣的污染，推动经济的健康可持续发展。
一、有色冶金废渣中的有价金属
有价金属属于有色冶金废渣中的一部分，金属冶炼单位要重点关注有价金属的回收，提高冶金废渣的处理效率，以免浪费过多的有价金属。
1有色冶金废渣
有色金属是冶炼行业的主要资源，其在冶炼的过程中会产生较多含有金属的废渣，而且有价金属的种类丰富，如：铅渣、锌渣等，如果不采用回收利用，即会造成很严重的金属资源浪费，部分有价金属随着冶金废渣的排放，直接作为废物处理，无法得到再次利用，对金属资源开采造成一定的压力。有色金属废渣在金属冶炼中占有很大的比重，已成为冶金处理的一项重点。
2有色冶金废渣中的有价金属
此类有价金属是指包含在冶金废渣中的物质，有色冶金主金属以外的金属资源。有价金属并不是需要冶炼的主金属，但是具有回收利用的价值，所以冶金行业需要针对此类有价金属，采取回收利用，降低有色冶金过程中的资源消耗。
二、有色冶金废渣中有价金属的回收
有价金属在有色冶金废渣的回收中必须要采用科学合理的回收技术，提高回收效率，目前，比较常见的有价金属回收途径主要包括：火法冶炼、湿法冶炼及选冶技术三类。
1火法冶炼
火法冶炼对有价金属的回收主要是依靠高温条件实现提炼。火法冶炼的提炼方式比较简单，没有复杂的工艺。首先有色冶金废渣需要经过蒸压等措施，大概提取含有有价金属的物质，重复焙烧；然后采取电炉还原的方式，即可得到有价金属的合金；最后根据合金的状态，选择对应的浸出萃取方式，待溶液沉淀后，获取精度很高的有价金属。目前，随着有价金属回收的发展，火法冶炼处于相对的弱势地位，因为火法冶炼消耗的能源比较多，所以其在回收技术中处于发展缓慢的状态。
2湿法冶炼
有价金属湿法冶炼的条件主要是通过一系列的化学反应。湿法冶炼以有色金属废渣为处理对象，采用酸碱化学反应、电化学反应等多项途径，保障有价金属回收的效益。湿法冶炼并不能适用于所有的有价金属，具有一定的选择性，湿法冶炼常用于难熔化的有色金属废渣中，如镍-钴，因此，有色冶金废渣回收有价金属时，需要有针对性的选择湿法冶炼。有价金属在有色冶金废渣中的含量基本不同，湿法冶炼的过程中，提前采用氧化的方式，促使除有价金属以外的物质能够挥发，避免影响回收的效果。以粗铜冶金的废渣为例，该废渣中含有丰富的有价金属，如铜、锌，此类有价金属的回收，不能重新进行炉内冶金，以免影响有价金属的回收效果，因此只能采用湿法冶炼，先对冶金废渣实行充分的水浸，沉淀废渣内的不溶物质，促使铜、锌可以溶入水分中，便于回收，除此以外，还可将铜过滤出去，获取成品硫酸锌，完成有价金属的成品回收。
3选冶技术
选冶技术在含量较少的有色冶金废渣中，具有较广泛的应用。部分有色冶金废渣中的有价金属含量少，如果采用其他回收技术，并不会取得高回收率，所以采用选冶技术回收有价金属。有价金属具有自身物理和化学特性，一般根据各类特性，合理的安排选冶回收。例如，某有色金属冶炼后产生的废渣，其中含有金、银、铁等有价金属，经过选冶技术后，比较明显的回收是铁精矿，而且回收的效率高达56.68%，具有很高的利用效率。近几年，选冶技术在有色金属废渣中回收利用的效益比较高，提升了有价金属的回收水平，有利于有价金属的资源应用。
三、有色冶金废渣中的金属制取
有色冶金废渣中的有价金属回收，还包括金属制取的工艺，此类工艺用于提炼金属，金属制取的方法主要分为电解法和联用技术两类。
1电解法
电解法是有价金属提取的核心，用于精炼废渣中的金属，而且电解法也能与回收技术相连，完善有价金属的回收。电解法在湿法冶炼中的最终环节，发挥电解的作用，电解有价金属溶解，由于电解法电极产生的电流效益好，密度可达1000a/m?以上，所以不会消耗太多的能量，体现高效率的电解回收，电解液盐酸基本不会发生损失，是有价金属回收中经常用到的方法。电解法在有价金属回收中能够得到纯净的金属物质，常用于有色冶金废渣的处理中，能够有效避免造成金属资源浪费。
2联用技术
有色冶金废渣中的金属种类多，废渣中含有不同特性的有价金属，其在回收过程中具有不同的物理表现和化学表现。因为废渣中有价金属的多样性表现，所以采用单一的回收技术，只能对一类有价金属产生作用，而利用联用技术则可以实现不同有价金属的回收，提高回收效率降低能源消耗，减缓资源开采利用压力。
结语
回收有色冶金废渣中的有价金属对社会经济发展及环境保护都是有利而无害的，对我国可持续发展战略的实行具有重要意义。有价金属的回收不仅提高了金属资源的利用效率，同时是对我国有色冶金行业发展的良好引导。但是关于回收技术还需要专业技术人员不断的研究、开发创新技术，降低回收成本的投入，利用更先进的技术提高回收效率，推进我国社会经济的健康可持续发展。
参考文献
火法冶金的特点篇3
到**年，全省国有企业和年销售收入500万元及以上非国有企业（以下简称"规模以上企业"）有357家，其中钢铁企业132家、有色金属企业225家；**年实现销售收入和利润总额分别为255亿元和11亿元，其中钢铁企业分别为123.6亿元和6.2亿元，有色金属企业分别为131.5亿元和4.8亿元。全省钢铁工业现有主要生产能力：铁精矿36万吨，炼钢近300万吨（其中转炉钢107万吨、电炉钢190万吨），炼铁107万吨，轧材265万吨，炼焦63万吨，铁合金15.4万吨，耐火材料40万吨。有色金属工业现有主要生产能力：有色金属矿山3400吨（日采选），有色金属冶炼约20万吨（其中铜14万吨、铝4万吨、锌2万吨），有色金属加工材生产能力约70万吨（其中铜14万吨、铝4万吨、锌2万吨），有色金属加工材生产能力约70万吨（其中铜加工材50万吨，铝加工材20万吨。）**年全省产钢194.9万吨，铁108万吨，钢材292万吨，焦炭60万吨，十种有色金属11.9万吨，有色金属加工材68万吨（其中铜材51万吨、铝材17万吨）。全行业现有从业人员4.5万人。
"九五"时期，突出企业改革、结构调整和技术进步的主线，冶金工业快速发展。一方面，加大国有大中型企业改革脱困的力度。下大力解决了一批困扰多年的老大难企业，国有企业改革改组取得了重大突破。另一方面，以老企业挖潜改造为重点，加大淘汰落后工艺装备的力度。进一步优化产品结构和工艺结构，着力开发高技术含量、高附加值和短缺品种。冶金工业的市场竞争力明显增强，形成了一定的特色优势：一是钢铁工业形成以杭钢为龙头，众多中小企业以特色产品为支撑的生产格局。杭钢集团公司的生产能力占全省钢铁工业总能力的50%以上，产业集中度明显提高。一批特色产品在全国同行具有一定地位，轻轨产量居全国第一，不锈钢管、不锈钢带、镀锌钢管等产品的市场占有率均居全国前列。二是有色金属加工业尤其是铜加工业相对发达。铜加工材、裸铜线及铜电车线产量居全国第一，铜加工材的产量约占全国的30%，浙江已成为全国的铜加工大省；粉末冶金制品产量居全国第一，铝合金产量居全国第二。
冶金工业的结构调整取得积极进展，但深层次矛盾仍十分突出。产品结构方面，大多数钢铁企业以生产普通建筑用线材、螺纹钢为主，产品品种单一，质量档次不高；有色金属企业总体上处于以量取胜、以生产中低档产品为主的阶段，高档次、高附加值产品偏少。工艺技术结构方面，钢铁企业落后生产工艺装备还占有相当比重，产品物耗和能耗高，环保条件差；有色金属工业以粗加工为主，难以生产精加工、深加工产品。企业组织结构方面，企业普遍达不到最低经济规模，抗风险能力弱，还没有形成以优强企业为核心，带动众多中小型企业专业化生产的生产格局和开发机制。
二、发展战略
（一）**发展指导思想坚持以"三个代表"的重要思想为指导，突出发展先进生产力，突出结构调整的主线，突出实施科技兴业的战略；加快运用高新技术和先进适用技术改造冶金工业；大力培育发展优势企业、优势行业和区域特色经济，促进增长方式转变和提高经济效益，全面增强冶金工业的市场竞争力。
（二）**发展基本要求
1、坚持科技兴业的战略。大力推进技术创新，建立以企业为主体的技术创新体系和运行机制。加大企业技术改造力度，全面提高装备水平，优化工艺结构和产品结构。
2、坚持构筑区域产业优势的原则。从浙江冶金现状和资源条件出发，确立产业发展重点。大力发展冶金深加工产品，做专、做精、做强具有区域特色优势的不锈钢材、铜加工材、新型耐火材料等产业，鼓励和支持冶金新材料产业发展。
3、坚持总量调控的方针。认真贯彻落实国家产业政策，按照市场需求，切实做好冶金工业布局和总量调控工作，加快淘汰落后生产能力。
4、坚持可持续发展的道路。重视抓好节能降耗、资源综合利用，加大环境治理的力度。推广应用清洁生产工艺技术，全面采用余能、余热、余压回收利用技术，实现废物的资源化、无害化。
5、坚持以改革开放为动力。从企业改革入手，推进企业组织结构调整，加快建立现代企业制度，促使企业趋向大型化、集团化、股份化。抓住我国加入世贸组织的机遇，进一步发展开放型经济。
（三）**发展主要目标
1、预期目标
--到2005年，实现工业增加值78亿元（其中钢铁工业40亿元，有色金属工业38亿元），年均增长10%；实现年均销售收入410亿元（其中钢铁工业200亿元，有色金属工业210亿元），实现年均利润18亿元（其中钢铁工业10亿元，有色金属工业8亿元）。
--到2005年，钢产量350万吨，钢材产量400万吨；十种有色金属产量22-23万吨，其中铜10万吨、铝7.3万吨、锌5万吨；有色金属加工材90万吨。
2、钢铁工业主要发展目标
--基本淘汰落后生产能力。按照国家产业政策要求，到**末，淘汰10吨以下小电炉炼钢设备，3200千伏安以下小铁合金电炉；逐步淘汰叠轧薄板轧机，横列式线材、小型材轧机；关闭年产普碳钢30万吨以下的小炼钢厂和横列式小型材、线材轧机，年产量25万吨以下的小轧钢厂。
--重点企业的发展优势地位和作用更加突出。通过重点培育，杭钢集团公司成为"钢铁主业精、产业结构优、经营机制活、企业形象美、经营效益好"的现代化钢铁联合企业。力争主体生产设备50%以上达到国内一流水平，主要技术经济指标在国内领先，年人均产钢250吨以上，有较强的综合竞争力。
--优势行业进一步形成先进生产力。特色品种优势更加明显，不锈钢管、不锈钢板带、新型复合钢管、优质新型耐火材料等产品在全国市场享有声誉，保持较高的市场占有率。
--高技术含量的冶金深加工产品、冶金新材料产品开发和生产取得较大进展。
3、有色金属工业主要发展目标
--初步建成铜加工强省。铜加工产品保持全国1/3以上的市场份额，高附加值产品比重达到25%以上，铜带、铜管产品在全国市场享有声誉。
--优势企业、优势区域的地位更加突出。形成2至3家在全国同行有影响的龙头企业，产业集中度明显提高。
--有色金属新材料的开发和产业化有较大进展。有色金属新材料产品在全行业的比重稳步上升。
--有色金属冶炼业节能降耗、环境污染治理工作取得明显成效。
三、发展重点
（一）钢铁工业
按照国家实行"总量调控"的方针，着力抓好结构调整，加快淘汰落后生产工艺和设备。重点支持杭钢集团公司发展；在控制普通钢材增长的同时，增产不锈钢材、合金钢和优质钢。
杭钢集团公司贯彻"总量不再扩张，做精钢铁主业，发展非钢产业，加强环境治理"的总体发展思路。着重在深化内部改革，优化产品结构，推进技术创新，拓展市场空间等方面加快步伐。力争到**期末，钢铁主业销售收入50亿元以上，利润5亿元以上；建立起适应社会主义市场经济的管理体制和经营机制，建立起完善的现代企业制度，形成比较合理的产业结构、产品结构和多元化发展的格局；技术创新能力、市场竞争力和抗风险能力明显增强，经济效益显著提高，发展成跨地区、跨行业、跨所有制，在国内有较强竞争力的大型企业集团。
做专、做精、做强温州不锈钢管产业。办好温州的全国不锈钢专业市场，依靠市场优势发展不锈钢产业。建立温州不锈钢工业园区，集聚不锈钢生产企业，加强园区内中小企业服务体系建设。引导不锈钢生产企业提高装备水平，完善工艺流程，强化检测及退火工艺，提高产品质量。积极开发技术含量高、市场急需的不锈钢新品种，提高锅炉管、三化用管、核工业管、航空用管等高技术、高附加值产品的比重，增强企业参与国家重大项目中的不锈钢管投标能力。通过兼并、参股、联合等方式，尽快培育发展龙头企业，提高产业集中度。
着力建设宁波不锈钢板带生产基地。宁波宝新不锈钢公司进一步发挥"宝钢管理、日新技术"的优势，坚持高起点、高标准，走专业化发展道路。通过二期改造，形成适度的经济规模，确保较高的市场占有份额。努力开发市场需求量大、技术难度和附加值高的冷轧不锈钢板带产品，占据国内知名家电、电梯企业的不锈板市场，并扩大产品出口。加强对中小企业整顿，淘汰落后的生产能力。鼓励中小企业为大企业配套，发展不锈钢深加工。进一步形成以宝新不锈钢为核心，大中小企业协调发展的良好格局。
构建湖州不锈钢棒材生产基地。加大企业技术改造力度，完善不锈钢冶炼工艺，配套后续轧钢工艺。
（二）耐火材料工业
适应冶金等高温工业结构优化和新技术发展的需要，重点开发优质、高效耐火材料新品种和高温隔热的高效节能材料，全面提高产品质量。开发连铸用的功能型耐火材料，如连铸钢包内衬、滑动水口系统、长水口、浸入式水口及异形水口、整体塞棒等；开发冶炼洁净钢用耐火材料，主要是包衬、挡渣墙等中间包用耐火；开发熔融还原、超高功率电炉、炉外精炼、大型水泥回转窑和浮法玻璃窑用耐火材料；开发长寿高炉和高风温热风炉用关键耐火材料；加速发展新型浇注料、压入料、喷补料等不定形耐火材料；积极发展新型节能用耐火材料、新型隔热材料；努力提高耐火材料企业的现代化水平，选用高准确度物料计量设备、高效混合设备、大吨位全自动压机和先进的检测设备进行技术改造；注重节能降耗和环境保护。
（三）其他黑色金属工业
1、铁合金。坚持总量控制、结构调整的方针，坚持淘汰落后生产能力，停止新建铁合金项目。现有铁合金企业重点在节能降耗、提高技术装备水平、加大污染治理、改善品种结构上着力。增加铬系低碳、超低碳低磷低硫等铁合金精炼产品、铁合金粉剂产品的比重，进一步开拓国际市场。
2、金属制品。大力发展线材制品，提高线材深加工的比例；增加钢丝及其制品生产品种，发展镀锌铝、塑料复合涂层钢丝、钢丝绳和汽车工业用胎圈钢丝、轮胎钢帘线等短制产品。
3、铁矿、萤石矿。从资源条件出发，以市场为导向，提高综合开发利用水平和企业经济效益。加强地质探矿，稳定矿山生产。有利条件的铁矿山可与钢铁企业配套，直接生产钢铁企业需要的氧化球团矿。萤石矿山坚持科学规划，合理开采，变资源优势为经济优势。
（四）铜加工业
以建成铜加工强省为总体目标，做精做强铜加工业。一是支持优势企业技术改造，向大型、高速、连续、自动、精密、节能和环保为特征的先进技术装备水平迈进，淘汰落后的"二人传"轧机和黑铜杆生产线。二是重点支持电子引线框架铜带、水箱铜带、变压器用铜带、超长冷凝管、内螺纹高效节能管等高技术含量产品的开发生产，加快产品结构优化升级。三是推进企业组织结构调整。支持优势企业兼并弱势企业，发展企业间多种形式的联合，尽快形成行业龙头企业。鼓励中小企业向专业化方向发展，形成"小而专、专而精、精而特"的中小企业群体。四是进一步实施名牌战略。制定并实施名牌产品培育规划，争取铜带和铜管产品各有一个全国名牌。五是实施"走出去"战略，把铜加工产品推向国际市场。从铜加工产品推向国际市场。从铜资源缺乏的省情出发，鼓励铜加工企业向两头在外的出口加工型企业发展。六是实施人才战略。大力引进人才、培养人才和用好人才，全面提高职工特别是科技人员和管理人员的整体素质。七是加强企业技术中心建设，为产业发展提供技术支撑。
（五）其他有色金属工业
1、有色金属冶炼。以节能节耗为重点，强化冶炼工艺。控制电解铜冶炼能力增加；采用铜冶炼新技术，改造技术，改造扩大精铜生产能力，适当发展粗铜冶炼；采用预焙槽阳极电解技术，改造自焙阳极电解生产工艺，提高铝电解工艺技术水平；挖潜扩大锌冶炼能力，实现锌冶炼适度的经济规模。
2、铝加工材。鼓励发展工业用大断面和大规格薄壁宽幅型材、薄规格铝箔、各种复合材料、大型环保配套的铝型材表面处理线。控制小吨位挤压机和普通建筑铝型材生产能力的扩大。
3、有色金属新材料。完善新材料研究开发和产业化体系，采取企业自主开发和产学研联合开发的方式，大力发展有色金属新材料产业。重点发展高性能磁性材料，超细粉体，电子浆料，稀土应用材料，新型刹车材料，大规模集成电路引线框架材料，8英寸以上硅单晶材料，4-5英寸区熔硅单晶材料，2-3英寸化合物半导体材料，镍氢电池和锂电池用材料，高纯金属、高精度金属箔等有色金属新材料。力争**期末，有色金属新材料产业化取得较大进展。
4、有色金属矿产及贵金属。
针对矿山资源状况，做好三级矿量平衡，稳定矿山生产；加大找矿力度，处长矿山服务年限。加快有色金属矿山企业的改革改制工作，尽快适应矿业市场化发展趋势。完善资源枯竭、环保不达标或不适应市场运作的矿山企业退出机制，以期平稳、有序退出。依托现有优势，发展以高新技术产业及工业用贵金属材为主的贵金属加工业。
四、发展措施
（一）认真贯彻落实国家产业政策
对钢铁工业实行总量调控，采取经济、法律和必要的行政措施，加快小钢铁、小轧钢的关停和落后生产能力的淘汰，实现钢铁工业工艺装备和产品结构整体优化。重点在冶金产品延伸加工上着力，大力开发高附加值产品，增加市场适销对路产品的品种和数量。严格限制长线产品生产，坚决杜绝低水平重复建设。加大打击假昌伪劣钢铁产品生产和销售的力度，依法取缔地条钢生产。坚持打击钢材走私行为，整顿钢铁市场。有色金属工业下决心淘汰"二人转"等落后生产工艺和设备。
（二）优化企业组织结构
立足于优势企业的壮大和特色产品的拓展，推进企业重组联合，提高行业集中度，形成合理的经济规模。加强对冶金行业区域特色经济的引导，推动组建以资产为纽带、以专业分工为基础的企业集团和股份公司，实现资源优化配置，提高区域特色经济的组织化程度。
（三）大力推进企业技术创新
加快运用高新技术和先进适用技术改造现有企业。围绕合金化、精细化、专业化的目标，调整有色金属加工业的产品结构。大力促进色金属新材料的开发和产业化，大力推动冶金新材料的发展。积极推广应用先进、成熟的工艺技术，加大节能降耗、资源综合利用的力度，推行清洁生产和控制环境污染，走可持续发展的道路。
（四）加快国有企业战略性调整和改组的步伐
深化企业改革，推进建立现代企业制度，健全企业法人治理结构。以国有大中企业改革脱困为重点，加大国有企业改革改组的力度。充分利用国家核销银行呆坏帐准备金的政策，对长期亏损、丧失竞争力的国有大中型企业实施兼并破产。进一步形成以国有经济为主导、多种经济成分共同发展的体制优势。
（五）积极发展开放型经济
抓住我国加入世贸组织带来的发展机遇，发挥我省的港口优势和市场优势，加大利用国内外两种资金、两种资源和两个市场的力度，加快冶金工业发展。积极扩大冶金产品出口，提高行业的外向程度。
火法冶金的特点篇4
关键词：加压湿法冶金技术；锌冶炼；金属冶炼；氧压直接酸浸；加压浸出技术文献标识码：a
中图分类号：tF802文章编号：1009-2374（2017）10-0231-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.116
锌作为仅次于铁、铝和铜的金属元素，在现代工业中有着非常重要的作用，我国的锌资源储量丰富，位于世界第一。同时作为世界最大的锌生产国，我国的锌产量连续多年位居世界第一。近年来，我国的锌冶金技术得到了飞速发展，已经逐渐达到了国际先进水平，将加压湿法冶金技术应用于锌冶炼中，能够取得良好的效果。
1加压湿法冶金的发展简述
所谓加压湿法冶金，主要是在加压的条件下开展湿法冶金的过程。通过加压，溶液的温度沸点更高，可以对冶金过程进行强化，改变反应热力学的条件，使得部分化学反应能够更好地进行，也可以提升冶金的效率。加压湿法冶金产生于1887年，由拜耳提出，当时主要是通过在加压釜内通过加压的方式，利用氢氧化钠浸出铝土矿，得到铝酸钠溶液，然后分离得到氧化铝。到20世纪40年代，加压湿法冶金技术在有色金属冶炼方面取得了巨大的进步，相关研究表明，在氧化环境下，含有铜和镍的硫化矿不需要经由预先的氧化焙烧就能够直接浸出，结合加压酸浸和加压氨浸的方式，可以保证良好的生产效果。
20世纪70年代，加压酸浸技术在锌精矿的处理方面取得了突破性进展，结合加压酸浸-电积工艺可以将精矿中存在的硫转化为元素硫，实现了硫酸生产与锌生产的相互分离。到80年代，以加压预氧化处理来代替焙烧处理，为氰化浸出提供了便利，也使得加压浸出技术得到了更进一步的发展。
从国内的发展情况分析，我国在加压湿法冶金技术的研究方面同样做出了卓越的贡献，自20世纪80年代开始，我国一直都在进行锌精矿加压浸出的相关研究，不过研究仅停留在普通研究所的层面，因此相关成果并没有能够实现工业应用。虽然有关企业与国外发达国家的研究院所进行了协商，希望可以引进先进技术，但是考虑到费用过高，并没有能够达成协议。在此之后，云南冶金集团通过不断的研究，于20世纪末在锌精矿氧压浸出技术的研究方面取得了进展，并且在2004年建成了一座万吨级一段法加压酸浸示范性工厂。2008年，处理高铁锌精矿的2万吨二段法氧压酸浸正式投产，使得加压湿法冶金技术的应用范围不断扩大。
作为一门比较新颖的技术，加压湿法冶金的出现时间并不长，但是由于加压浸出的特点，对冶金过程进行了强化，精简了工艺流程，金属的回收率更高，回收速度更快，而且成本较小，不会出现污染问题，因此具有良好的发展前景。不过也应该认识到，加压湿法冶金受本身发展时间的制约，也存在着许多不完善的地方，需要技术人员的持续研究和改进。
2锌精矿直接氧压酸浸方案
2.1锌冶炼技术的发展
从产生至今，锌冶炼工艺大致可以分为火法和湿法两种，前者常见于20世纪前，而后者产生于1916年，由于明显的优势，逐渐取代了火法冶炼，成为锌冶炼的主要方法，产量占据了世界总产量的80%以上；基本上，新建和扩建的锌冶炼企业采用的都是湿法冶炼工艺。传统的湿法炼锌正式应用在工业生产中是在20世纪初，而在不断的发展过程中，工艺技术的进步非常明显。60年代，高温高酸浸出技术以及全新的除铁方法的出现，对浸出残渣进行了有效处理，在提升锌回收率的同时，减少了对于环境的污染，也推动了工艺技g的成熟。在科学技术飞速发展的带动下，传统的湿法炼锌技术正在朝着操作机械化、生产连续化、设备大型化以及管理自动化的方向发展。但是不可否认，传统湿法炼锌工艺也存在着一定的缺陷，即必须保证锌的生产与硫酸的生产同时进行，在这种情况下，不仅对于原料的成分有着非常严格的要求，而且存在着能耗巨大、工艺流程繁琐以及成本投入大等问题，不易推广和普及。在这种情况下，在传统湿法炼锌工艺的基础上进行创新，也就成为了相关研究人员重点关注的问题。
20世纪70年代，加拿大舍利特・高尔登公司根据相应的研究实验提出，在氧化气氛下，结合加压酸浸的方式，可以在不需要焙烧的情况下直接实现锌精矿的浸出，经整理后形成了加压浸出-净化-除杂-电积工艺，相比较传统湿法炼锌工艺，成本更加低廉。1981年，全球首座加压浸出工厂投运，经过数十年的发展，使得锌加压冶金技术得到了持续完善。
最近十数年，芬兰奥托昆普公司开发出了一种新的锌精矿常压富氧浸出技术，可以在0.1mpa压力、90℃～100℃的条件下，结合充足的氧气供给，利用废电解液来实现锌精矿的连续浸出，从理论上分析，这种方法与氧压浸出没有不同，利用铁离子对氧的传递来加速硫化锌精矿的浸出反应，使得硫化物中的硫被还原为元素硫，在实现硫酸生产与锌生产相互分离的同时，也可以使得锌的浸出率达到98%以上。事实上，无论是氧压浸出还是常压富氧浸出，都能够直接对硫化锌精矿进行处理，而不需要经过焙烧脱硫，不会产生相应的环境污染。相比较而言，氧压浸出的温度在压力更大，反应速度也更快，常压富氧浸出的反应时间较长，不过由于能够在常压下工作，温度相对较低，控制的难度更小，安全性也更高。从目前的发展情况分析，常压富氧浸出工艺已经在世界范围内实现了工业化生产，在锌冶炼中发挥着非常重要的作用。
2.2氧压直接酸浸
传统湿法炼锌实际上是在火法冶炼的基础上发展起来的，将火法和湿法冶炼工艺融合在一起，分为焙烧、浸出、净化、电解以及制酸五个基本流程，主要原理是利用稀硫酸可以溶解氧化锌和硫酸锌中的锌元素，不过在处理过程中，为了减少大气污染问题，需要预先做好焙烧脱硫工作，而且必须配备相应的制酸系统、烟气处理系统等，生产工艺繁琐而且成本较高。
20世纪70年代以后，加压湿法冶金技术在锌精矿的处理中取得了比较显著的进展，与传统的湿法炼锌工艺相比，经济效益更好。加压湿法冶金的主要优势，是将矿物原料中的硫转化为了单质硫，实现了锌生产与硫酸生产的分离。在加压浸出的条件下，相应的化学反应式为：
不过，在氧离子无法有效传递的情况下，上述反应非常缓慢，为了提高效率，可以在其中加入铁离子：
在结合加压浸出的方式进行锌精矿的冶炼时，磁黄铁矿和铁闪锌矿中的铁会被溶解，作为氧离子传递的介质。
氧压浸出工艺包括一段和二段，一段氧压浸出主要是利用废弃的电解液来浸出锌精矿，初始酸浓度为150g/L，锌的浸出率能够达到98%以上，在反应结束后，残余溶液的酸浓度仍然能够达到40g/L，需要做好中和处理。一般情况下，可以利用残酸浸出氧化锌，在中和的同时提升锌的产量，常见于传统湿法炼锌企业的扩建。二段氧压浸出中的第一段采用的是低酸浸出，酸的浓度为70～80g/L，残酸为5～10g/L，锌的浸出率能够达到70%～75%。反应得到的浸出残渣会进入到二段氧压浸出中，将酸的浓度提高到了150g/L。粗硫在经过相应的处理后，可以形成单质硫，浸出液在经过酸度调整后，又可以作为第一段的浸出剂，在这个环节，锌的浸出率能够达到98%以上。
2.3加压浸出技术的发展
2.3.1高硅氧化锌加压浸出技术的研究和发展。高硅氧化锌采用常规的选矿方法难以可靠分离，火法炼锌技术虽然可用，但是存在着能耗大污染重的问题，湿法工艺也因此受到了广泛的关注。针对碱性浸出和常压酸浸工艺中存在的缺陷，在长期的研究中，提出了一种加压浸出高硅氧化锌技术，在最优工艺条件下，锌的浸出率可以达到98.5%。2007年，在该技术的基础上进一步开发出了连续加压酸浸处理高硅氧化锌工艺，并且实现了工业化生产。经检验，该工艺的流程简单、反应迅速、过程易控，而且能够实现锌硅的完全分离，浸出液含硅低，不需要额外进行处理，具有良好的推广前景。
2.3.2硫化铅锌混合矿综合回收工艺的研究。对于一些较为复杂的硫化铅锌矿，由于选矿流程长，回收率低等因素的影响，只能产出铅锌混合矿。直到20世纪中期，英国相关研究人员提出了iSp法，可以在对硫化铅锌混合矿进行处理的同时，实现铅锌的生产。不过这种工艺需要用到大量的焦炭，能耗巨大且污染严重，并没有得到大幅度推广。在不断的发展中，氧压浸出工艺得到了应用，可以从铅锌混合矿中直接浸出锌，通过浮选法回收硫，铅银富集到一种渣中，进入火法炼铅系统进行冶炼回收，有着良好的应用效果。
3结语
总而言之，锌作为一种重要的工业原料，在我国国民经济发展中发挥着不容忽视的作用，锌的生a是基础性工业的一部分，应该得到足够的重视，通过持续的技术改进和创新，在保障锌产量的同时，实现节能减排、科学发展。
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火法冶金的特点篇5
冶金企业相对于民用建筑，具有不同的防火特点。冶金工厂生产线长，地理范围大，电缆隧道、电缆夹层及各类地下管道错综复杂，其中电缆的绝缘材料多是可燃物质，一旦着火，就会沿着电缆线路迅速蔓延，扩大起火范围。如果不能及时发现并采取措施，大火蔓延到控制室等处，事故将更为严重，甚至会导致全厂停产；同时，电缆着火后，会产生大量的浓烟和有害气体，既腐蚀破坏电气设备，又对人体十分有害，危及人的生命安全。因此，在冶金企业中设置合理可行的火灾自动报警及联动控制系统十分重要。而冶金企业内的高温、粉尘、潮湿、强电磁干扰等复杂多变的生产环境及其工艺流程的特殊性，为该系统的设计提出了更加严峻的特殊要求。
2设计准备
本专业设计之前，首先要充分了解熟悉其他各专业的设计方案、要求及内容。表1中罗列了本专业与其他专业配合中相关考虑的一些主要问题。
3系统设计
3.1确定系统的构成形式
根据冶金企业的规模和工艺流程以及估算的报警、联动控制点的数量选择火灾自动报警系统的形式。火灾自动报警系统分为区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统三种形式。区域报警系统为功能较简单的系统，一般没有什么联动控制设备；集中报警系统为功能较复杂的系统；而控制中心系统则为功能复杂的系统，一般联动控制设备较多，需要控制中心集中管理和控制。
3.2火灾探测器的设置
3.2.1火灾探测器的设计选配
根据冶金企业内物质的燃烧特性，综合考虑火灾探测器的灵敏度等性能指标，选择合适的火灾探测器。
（1）火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很少或没有火焰辐射，应采用感烟探测器。
（2）火灾发展迅速，产生大量的烟、热和火焰辐射，应采用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。
（3）火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的热、烟，应采用火焰探测器。
（4）相对湿度经常大于95%的场所宜采用线型感温探测器或其他组合式探测器。特别强调：冶金企业高温、粉尘、潮湿、强电磁干扰等复杂多变的生产环境，使得火灾预警问题变得更加恶化，误报或不报火灾的几率更高，在这类环境下，不适合安装一般的感烟探测器，应选用严酷环境下使用的智能探测器，如：西安盛赛尔的JtY-GD-FtX。
3.2.2点型火灾探测器的设置要点
点型火灾探测器的设置一般按保护面积确定，同时要满足保护半径的要求，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响。特别强调的是：冶金工业建筑内一般都不吊顶，因此必须考虑到梁对探测器保护面积的影响。
3.2.3红外光束探测器的设置要点
红外光束感烟探测器的发射器和接受器之间的距离不宜超过100m，所以设计时，首先要确定红外光束的探测区域的长度。相邻两组红外光束感烟探测器的水平距离不应大于14m，探测器至侧墙水平距离不应大于7m，且不应小于0.5m。据此计算探测区域内需要设置的红外光束探测器的对数。
3.2.4电缆式线型感温探测器的设置要点
电缆隧道、电缆桥架、电缆竖井及电缆夹层内，缆式线型定温探测器（热敏电缆）宜敷设在每层托架上的动力电缆或控制电缆的外护套上，热敏电缆敷设形式可为近似正弦波形，每层热敏电缆的实用长度。热敏电缆的探测区域长度不宜超过200m，结合报警区域内热敏电缆的总长度，计算出热敏电缆的回路数。
3.3火灾报警控制器的设计要点
3.3.1火灾报警控制器容量的确定
火灾报警控制器容量的确定，主要取决于编址设备的数量。编址设备既包括编址探测设备，也包括编址联动设备。编址探测设备不单指感烟感温或其他种类火灾探测器的数量，还包括该报警区域内手动报警按钮，消火栓报警按钮以及通过输入模块转换信号的水流指示器，水压力开关等。编址联动设备即为各类控制模块的总称。部分设备生产厂家探测设备与联动设备不能混编。现在仅以探测设备与联动设备能够混编的情况为例进行说明。例如某型号火灾报警控制器的容量为4回路×128个编址点，即控制器具有4个回路，每个回路可控制128个编址点，若某建筑中的编址设备总数为400个，则该火灾自动报警控制器正好满足要求。假设该建筑有600个编址点，显然需要两台该型号控制器（一般这种情况下，应选用单台容量满足600个编址点要求或者回路可以扩容的火灾自动报警控制器）。一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量，为了保证火灾自动报警系统既能高效率高可靠性地工作，又能确保将来的系统扩容，实际设计各回路编址点时要考虑一定的编址余量。即：火灾报警控制器和每一回路所连接的火灾探测器、控制模块及各类输入模块的地址编码总数，宜留有15%～20%的裕量。
3.3.2火灾报警控制器的功能
火灾报警控制器应有下列功能：
（1）系统自检；
（2）故障报警和火灾报警；
（3）火灾报警自动记录；
（4）区域报警控制器与集中报警控制器间的通信功能；
（5）联动控制功能。
3.4消防联动控制设备的功能及联动控制要求
消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。
3.4.1消防联动设备的功能
消防联动控制设备（报警联动一体机为火灾自动报警控制器）应具有以下部分或全部功能：
（1）发出声光报警信号；
（2）控制通风系统的各种防火阀，并接收其返回信号；
（3）控制集中通风空调系统，并接收其返回信号；
（4）控制防火门，并接收其返回信号；
（5）控制防排烟设备；
（6）控制自动灭火系统（如水灭火系统，气体灭火系统等），并接受其返回信号；
（7）控制其他需要联动的控制设备；
（8）控制工艺需要联动的相关设备。
3.4.2消防联动设备的联动控制要求
火灾发生时，火灾报警控制器发出警报信息，消防联动控制器根据火灾信息联动关系，输出联动控制信号，启动有关消防设备，实施防火灭火。消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下，火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系，在火灾报警后，输出自动控制指令，启动相关设备动作。手动情况下，应能根据手工操作,实现对应控制。特别强调：
（1）为保证水喷淋、水喷雾、Co2等固定灭火装置安全可靠运行，系统应具有手动控制、自动控制、和机械应急操作三种启动方式，并且应在火灾报警后经过设备确认或人工确认后才可启动灭火系统。
（2）消防水泵、防排烟风机等重要消防设备的启动和停止，除自动控制外，消防控制室还应能对其进行手动直接控制，即多线控制。
3.5系统布线
（1）火灾报警及联动控制线路应采用阻燃电线电缆，提高防火性能。
（2）火灾自动报警系统的传输线路，其线芯截面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，还应满足机械强调的要求。根据冶金企业环境较为恶劣的特点，火灾自动报警系统传输线路的最小线芯截面不小于1.0mm2。
（3）针对冶金企业存在较强的电磁干扰，火灾自动报警系统的传输线路宜采用双绞线或屏蔽双绞线，以增强系统的抗干扰能力。
（4）明敷设在潮湿场所或埋地敷设的金属管布线应采用水煤气钢管。
火法冶金的特点篇6
关键词：铜渣；循环利用；冶炼渣；选矿技术；炉渣选矿法文献标识码：a
中图分类号：tD952文章编号：1009-2374（2016）28-0157-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.078
1铜渣特性及分类
1.1铜渣的组成
炉渣是各种氧化物的熔体。渣中的主要矿物为含铁矿物，铁品位超过40%（铁的平均工业品位为29.1%）。炉渣中以铁、二氧化硅、氧化钙、氧化铝含量较高，达到60%以上。铜矿中伴有钴、镍、铅、锌、金、银等有价金属，但含量很低，很难回收。针对铜渣的特点，开展有价组分分离的基础研究，开发出能实现有价组分分离的技术，意义重大。
1.2铜渣中的主要矿物及其特征
1.2.1铁橄榄石：Fe2[Si04]。铁橄榄石是硅酸盐矿物，是铁-镁橄榄石系列中的一种。棕色，在空气中易变成黑色。可作耐火材料。化学组成：2Feo・Si02；物理性质：斜方晶系，晶体常呈短柱状或平行（100）的板状。硬度6.5，显微硬度600～700kg/mm2，比重4.32，熔点1205℃，强磁性，aStm卡片9～307。颜色深灰，呈柱状，粒状产出，晶粒大小不一，结晶良好的呈连续条柱状晶体，在长度方向有时可达数毫米，晶粒间隙为玻璃相。铁橄榄石Fe2[Si04]是有色金属中常见的伴生矿物，其理化特性对于其自身回收和有色金属等的综合利用有比较大的影响。鉴于铁橄榄石晶体常呈短柱状或平行（100）的板状，破碎容易产生片状，硬度600～
700kg/mm2属于中等可碎矿物，所以不能过磨，否则铁橄榄石的过粉碎对于其中自身和其他矿物的选矿会带来影响。铁橄榄石属于强磁性，一般可以采用弱磁选工艺进行有效回收。
1.2.2磁铁矿：Fe304。四氧化三铁，别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石、黑铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。溶于酸，不溶于水、碱及乙醇、乙醚等有机溶剂。天然的四氧化三铁不溶于酸，潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。通常用作颜料和抛光剂，也可用于制造录音磁带和电讯器材。研究磁铁矿Fe304的理化性质对于综合回收与其伴生的各种金属意义重大。磁铁矿通常为粒状或不规则状，若呈树枝状则称为柏叶石，硬度为5.5～6，其分布不均匀使得磁铁矿回收碎矿、磨矿工艺选择难度加大，硬度比较低，细磨容易造成过粉碎。在铜冶炼过程中产生的磁铁矿，其性质比较特殊，回收需要分磁铁矿、假象赤铁矿，分别加以
回收。
1.2.3铜锍。Cu2S-FeS固溶体，亮白色。渣中存在各种粒径的铜锍粒子，多数为独立体，呈圆形、椭圆形或不规则状。有的铜锍粒子为磁性氧化铁所包裹或与磁性氧化铁相互嵌连生长，少量铜锍附着于气泡表面。部分未聚集长大的铜锍粒子分散在玻璃相和铁橄榄石相中。铜锍是重金属硫化物的共熔体，从工业生产的铜硫看，其中除主要成分Cu、Fe和S外，还含有少量的ni、Co、Zn、ag和au。
2炉渣选矿法
2.1浮选法
在炼铜工业上，通过富氧熔炼渣（如闪速炉渣）和转炉渣两种方法来回收铜得到广泛的应用。但是这两个方法各有优缺点，如浮选法，收率高、耗电量低；而炉渣返回熔炼方法，除不去Fe3o4及其他杂质，在吹炼过程中，使用的石英量相比浮选法，也更多一些。铜浮选法还有另一个优点，其回收率大于90%，熔炼出的精矿在20%左右，尾渣含铜量大大降低，其数量在0.3%～0.5%之间。
因此，在目前，快速浮选在铜炉渣选矿方面因其先进、快速的优点，得到广泛应用。快速浮选方法属于阶磨阶选的工艺流程，可以产出品质高、合格的铜精矿。另外，其还可以提高总体铜精矿的回收率，并降低尾矿的品质，在磨矿成本方面也可以实现效率最高化、成本最低化。快速浮选得出的精矿比普通方法精炼出的粒度更粗一些，在脱水过滤方面具有明显的优点，精矿滤饼水分可在原先比例上降低1%～2%，其回收率的提高在1.5%左右，尾矿品味降低0.1%左右，这种方式下的经济效益大大提高。
闪速浮选是一种将磨矿一分级回路循环负荷中粗粒矿物回收出来的浮选工艺。其加工工艺具有以下优点：（1）因为通过闪速浮选的技术，将单体解离的粗颗粒返回磨机再磨的几率降低了，所以减少了有用矿物的过粉率，将有用矿物的回收率大大提高；（2）与常规的低浓度浮选相比，闪速浮选是一种超高浓度浮选的技术，其特殊的工艺使高比重的矿物更容易上浮，从而提高了重金属矿物的浮选指标
2.2磁的选定方法
在炉渣中强性磁成分主要包括铁（合金）和磁铁矿。Co、ni在铁磁的矿物质成分中相对集中，而Cu则是没有磁性的，所以磨细结晶比较好的炉渣就可以作为一种很好的预富集手段。因为金属矿物质的成分在炉渣中分布比较复杂，常常会有一些混合状态存在，在这炉渣中弱磁性铁橄榄石存在的比例相对较多，所以在选磁的时候效果不是很好。现在很多家铜冶炼长都是使用选矿的方法对炉渣中的铜进行二次回收，随着选矿这一方法的使用，选矿尾矿也在大批出现。其中贵溪冶炼厂选矿车间就是以炉渣作为原材料进行选矿作业的，主要回收其中的Cu这一金属成分，Sio2这一成分在渣尾矿中的含量超标之外，其余是完全可以达到铁精矿的要求的。
2.3湿法直接浸出
存在于炼铜炉渣中的Cu、ni、Co、Zn等金属的矿物在加压条件下，经氧化溶于介质中，以稀硫酸为例，反应式可以表述为：
me+H2So4+1/2o2meSo4+H2o
meS+H2So4+1/2o2me+H2So4+S+H2o
meo+H2So4+1/2o2meSo4+H2o
FeSo4+H2So4+1/2o2Fe2（So4）3+H2o
Fe2（So4）3+H2oFe2o3+H2So4
溶解铁的过程中，残留于渣里的Cu及占据部分铁晶格的Co、ni等就会被释放出来，此过程耗酸较少。anand采用0.70mol/L的H2So4，在氧压0.59兆帕斯卡以及130摄氏度的较温和条件下单段析出转炉渣，Cu的浸出率高达92%，而Co、ni浸出率大于95%，并且经过缓冷的炉渣可以进一步增加浸出率。
2.4间接浸出
若将铜渣进行妥善的预处理，可以将其中的有价金属赋存相进行改性，令其更加有利于回收和分离。典型例子是氯化焙烧和硫酸化焙烧，焙烧之后直接浸入水中，预处理的效果决定了金属回收率；用酸性三氯化铁。浸出经过还原焙烧的闪速炉渣及转炉渣，Co、ni浸出率可增加到95%和80%。
2.5细菌浸出
细菌浸出在当代研究中发展很快，但是在其可以浸溶硫化铜的优点掩盖之下，其缺点也很明显，如反应速度明显慢于其他方法，需要浸出的周期也长。最近针对这一缺点进行的研究得出了结果：在反应时加入某些金属（如Co、ag）就可以使反应速率加快。其原理在于以金属阳离子代替原有Cu2+、Fe3+等金属离子，在增加硫化矿的导电性基础上，加快了电化学氧化反应速率。
改革开放以来我国铜产量和消费量迅猛增长，2000年我国铜的产量超越智利跃居世界第一。2011年我国铜产量为520万吨，2012年达到582万吨，2013年达到684万吨，2014年为795.86万吨。世界上铜产量中约80%由火法冶炼生产，约20%由湿法冶炼生产。我国铜产量97%以上由火法冶炼生产，含铜冶炼炉渣数量巨大，而且年排放量一直呈逐年增加趋势。至今冶炼渣累计达5000多万吨，其中含有铜50多万吨、铁2000多万吨、二氧化硅1500多万吨及贵金属和稀有金属没有回收。预计到2020年我国铜产量将突破800万吨，铜渣年产量将达到2400万吨。我国对铜渣处理方法主要以露天堆放为主，综合利用率很低，平均利用率为45%。我国目前的资源状况非常严峻：铜资源严重不足，2014年我国铜渣产量2000多万吨，如果将铜渣品位降低0.1个百分点，按照铜现价计算，可多创造4亿～5亿元的经济效益。按照铜最高价格计算多创造20多亿元的经济效益。铜冶炼渣的选矿技术通过对铜渣的可选性研究，改进铜渣选矿流程，研究铜渣选矿药剂制度，优化铜渣选矿的技术条件，促进铜冶炼渣产业技术的提升，以提高金属的回收率和做好渣的综合利用，减少资源浪费，杜绝环境污染，促进铜渣的循环利用。
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火法冶金的特点篇7
（中南大学档案馆，湖南长沙，410083）
[摘要]陈新民先生是我国著名的冶金物理化学家、教育家和社会活动家。他长期从事冶金物理化学理论、热力学和动力学方面的科研和教学，并把物理化学应用于冶金、材料等学科，形成了有中国特色的冶金物理化学专业。1952年陈新民先生受命筹建中南矿冶学院并担任首任院长，是中国冶金高等教育的开拓者之一。他对火法冶金、湿法冶金、氯化冶金及熔体热力学理论有深入的研究。他的“金属—氧系热力学和动力学”“高温熔体物理化学性质”的研究成果，为我国有色金属的开发和综合利用提供了理论依据。在建校初期的困难条件下，他遵照中南教育部的要求，以“革命的精神、革命的办法，艰苦奋斗，团结建校”作为建校的指导思想。
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关键词]中南矿冶学院；陈新民；冶金物理化学；有色之师；办学思想；校企合作
[中图分类号]G270[文献标识码]a[文章编号]1674-893X(2015)02?0125?04
[收稿日期]2014-12-20；[修回日期]2015-03-30
[作者简介]申细秀(1975-)，女，湖南邵东人，中南大学档案馆馆员，主要研究方向：档案管理
从在既无师资又无设备的条件下组建的中南矿冶学院，到首批进入“211”工程的中南工业大学，再到一所学科齐全、工学和医学见长、具有优良办学传统的教育部直属全国重点大学，其创办过程凝聚着陈新民先生不可磨灭的功勋。
一、为建中南矿冶学院，陈新民受命到长沙
陈新民先生，1912年出生在河北省清苑县（今保定市），他的祖籍在安徽省望江县。因随父四处奔波，影响了上小学，但他天资聪颖，没有经过小学阶段，直接考入久负盛名的天津南开中学。这所崇尚新学、民主和科学的学校曾培养和造就了周恩来等一辈现代领袖人才。在中学时代，陈新民先生就确立了“教育救国”“科学救国”的志向，勤奋学习数理化知识，终于在19岁那年，即1931年秋，成为清华大学的学生。陈新民先生与当时许多爱国知识分子一样，怀着“科学救国”的抱负，投身科学，投身工业。1940年冬，他考取清华大学时在昆明的西南联大公派留学生，到美国麻省理工学院攻读冶金博士学位。
1946年，中国的抗日战争取得胜利后，他从美国回来，在天津北洋大学任教。1948年9月后，他回到清华大学任教。1952年元旦过后，时任清华大学秘书长的陈新民先生刚从东德采购教学设备回到学校，中央人民政府教育部要调他去筹建一所新大学。离京前，中央教育部副部长钱俊瑞握着他的手说：“国民经济尚在恢复，国家的人力物力有限，此行创业，困难不少。你是清华大学有名的四根台柱子之一，相信你能独当一面，做建造新大厦的大梁。”
二、与师生共患难，筹建中南矿冶学院
1952年3月，陈新民奉中央教育部令来到长沙，开始筹建中南矿冶学院并担任筹备处主任、首任院长。在只有两栋破烂不堪的楼房（即抗战前夕，清华大学在长沙左家垅建造的和平楼与民主楼）的条件下组建一所新大学的工作千头万绪，任重路艰。但他并未退缩，义无反顾地挑起重担，以只争朝夕的精神进行各项筹备工作。他遵照中南教育部提出的“以革命的精神、革命的办法，艰苦奋斗，团结建校”的口号，带领全体师生员工夜以继日，艰苦奋斗，在荒丘洼地上动手平地基、修操场、铺道路、筑水库，在短短7个月内完成了2000余师生开学所需生活与教学设施的全部准备工作。
1952年11月1日，由湖南大学、武汉大学、广西大学、南昌大学的矿冶系科，中山大学的地质系，北京工业学院的冶金科和选矿科等六个高等学校的若干科系合并而成的，旨在为发展中国有色金属工业服务的社会主义新型大学中南矿冶学院应运而生，陈新民出任首任院长。在成立大会上，陈院长说：“在华北、在华东、在西南、在西北、在中南，还没有另外的学校，像这样的在培育着有色金属工业的干部，中南矿冶学院就是在担负着这样的伟大而光荣的任务。”
中南矿冶学院组建之时，全院校舍面积22983平方米，图书27845册，教学仪器设备1900台（件），价值92.16万元，条件可谓十分艰苦。陈院长说：“我们的物质条件是仅有的两座大楼，总面积不到2万平方公尺。我们的礼堂有六用，我们没有食堂，随地吃饭，没有实验室，我们缺乏宿舍，教授不论家庭人口多少，曾经每户分配宿舍一间，其他员工更不待言。”到1957年，学校校舍面积达到94400平方米，图书馆藏书172174册，在校教职工1015人，学生3829人，全院设备价值累计334.95万元。全校已经设立普查、地勘、物探、探工、采矿、矿山机电、矿山测量、选矿、有色冶金、有色金属压力加工、金属学及有色金属及其合金热处理等11个本科专业，矿冶类专业已配套齐全。这些成就的取得凝聚着陈新民不可磨灭的功勋，为学院于1960年进入全国重点高校行列和以后的长足发展打下了坚实的基础。
陈新民平易近人，在建校初期艰苦的办学条件下，坚持与师生员工同吃同住同劳动，采矿55级校友高革新回忆道，“有一次排队在食堂买午餐，我发现陈院长排在我身后，请他上前，他笑着说：‘一样一样，别客气！’当时我很感动。”52级校友刘庆林在1952年9月29日的日记中写道：“这两天，我们也看到院筹建处主任陈新民教授吃饭和我们在一起，洗碗都在一个大木槽内。他脚穿一双旧黄皮鞋，都磨成了皂白色，说话慢条斯理，我原以为教授都西装革履，没想到陈教授是这样的朴素。”他针对当时学生怕井下压死、怕药剂中毒、怕高温烧烤等不安心专业学习的畏难情绪，用朴素的道理和生动的故事来教育学生热爱专业，高革新回忆说：“他讲的‘天下无安全处’的故事引得课堂一片欢笑，不安心专业学习的思想也随之飞散。”
三、学习前苏联先进经验，确定“理工兼收、远源杂交”办学思想
中南矿冶学院成立伊始，中共中央提出了“要学习苏联的先进经验”的口号。陈新民先生遵照中央的指示，积极地学习前苏联的先进经验，根据中国的具体情况，设计中国有色冶金各类专业，进行教学改革，编制和试行新的教学计划、教学大纲、教学日历；学习前苏联的课程设计、毕业设计；实行五分制口试制度；搜集前苏联教学资料，翻译、改编前苏联教材，充实和革新了教学内容；开设新课程；改进教学方法；组织俄语速成学习班；建立教学组织——教研组和教学组；创建教学委员会；按新的教学制度进行专业设置，按专业性质划分地质探矿、采矿、选矿、冶金等四个系。并于1954年11月开始聘请前苏联专家指导教学和科研工作，培养研究生，是中南地区聘请前苏联专家最早的高等学校。同时积极开展科学研究，1956年召开了中南矿冶学院第一次科学报告会，报告了80多篇论文，打开了建设教学与科研两个中心的开端。
陈新民精心规划和领导学院建设，指导与实施校园基建、专业设置、学科建设、师资配备和科学研究等工作；他坚持从严治校、励精图治，带领全体师生员工艰苦奋斗，使一所具有鲜明学科专业特色的大学得以蓬勃发展。陈新民利用自己在冶金及化学等学科领域的高深造诣和在国外的研究经验，坚持以理为主、理工渗透、“理工兼收、远源杂交”的指导思想，把物理化学应用于冶金、地质、选矿等学科，发展边缘学科，1959年创建了冶金物理化学学科，成为我国冶金物理化学学科的奠基人之一。在专业设置上，陈新民多次在国家教育部召开的会议上提出：专业面不宜过窄，应将重金属冶金、轻金属冶金和稀有金属冶金合并为有色金属冶金专业的建议，并为国家所采用。他认为：学生必须具有广泛的知识基础，才可能具有较强的创造才能。
四、含怨受屈信念坚，积极承担教学任务
在“反右”和“反右扩大化”时期，陈新民与我国许多老知识分子一样遭遇了厄运，1957年，被错划为湖南所在高校的大右派之一，撤消了院长职务。但他并没有因此消沉，而是积极承担起繁重的教学任务。他下放到教研室参加劳动，做教学工作，承担了“金属腐蚀与防护”和“X-射线学”的教学任务。他在日记中写道：“作为共产党的追随者、共产主义的踏实信徒，就应该为党的事业奋斗终生，就应该把自己见到的、想到的、对社会主义有利的、对党的事业有益的想法尽量提供出来。畏首畏尾、考虑自己的成败荣辱、不敢把自己的真实思想暴露出来，或者唯唯诺诺、没有自己思想的人，不可能是真正的马列主义者。”他“一边上课，一边编写讲义，决心要以自己的行动挽回党和群众对我的误解，要以共产党员的条件要求自己，下定决心为社会主义而献身。”他担任61级冶金及金属热处理两个专业八个班的“物理化学”教学任务，花大量时间备课，参考各国参考书，“每周用2-3个晚上的时间到学生宿舍答疑，为比较困难的学生组织补课。”1959年底摘去右派帽子后，陈新民除承担“物理化学”“冶金物理化学”的教学任务外，还兼任物理化学和冶金物理化学两个教研室主任。由此，他“更加决心在自己平凡的岗位上，做出自己应该做的事情。”
“文化大革命”开始后，陈新民经历了大字报、大批判、抄家、隔离、强制劳动、剃半边头、画花脸、关牛棚、听训话、整夜罚跪、挂牌游街、侮辱人格等磨难。就在这样困厄的日子里，他仍坚持一个信念，不论是遇到什么厄运，共产主义一定会实现。他顶住一切困难和压力，积极参加了物理实验室的科学研究工作。后来他回忆说：“由于对社会主义的坚定信念，对横逆之来，我处之泰然，在这艰难的时刻，只要能为社会主义做出一鳞半爪的贡献，也是愉快的。”“为了做出结果，常常夜以继日，轮番苦战。有次，雷雨中突然停电，为了避免意外，不得不在大雨中来到实验室，凭借微弱的手电光，处理有关工作。”
五、走校企合作的科研之路，奠定了有色金属硫化矿火法的基础理论
陈新民先生始终坚持密切联系实际，防止一切脱离实际的倾向。为积极响应“向科学进军”的号召，他规划科研方向，鼓励教师多承担科研课题，亦亲自担任学术指导，主持科研报告会。他认为，工程教育是服务于工业建设的，同时也是工业进步的推动力量。他说：“凡是生产中提出来的研究课题，都是有价值的。”他要求矿冶学院的每个部门，都将要而且必须要很好地主动地与工业部门紧密联系，深入工厂，为厂矿服务。他积极提倡并组织教职工开展科学研究、科技咨询服务，同厂矿签订协作合同、科技成果转让合同等。建校伊始，他积极为学生创造实习机会，开展认识实习、生产实习、毕业生产实习。他与生产部门建立联系，签订联系合同，既让学生理论联系实际，又对生产部门也有一定的帮助。建校初期与学院建立联系的主要生产部门有：赣南重力选矿厂的设计工作、重点建设区的地震地质调查工作、湘潭电线厂的改进反射炉装置工作等。就这样，陈新民克服建校初期经费、设备短缺的困难，开创性地走出了一条高校科研与厂矿企业相结合的成功之路。到1956年，中南矿冶学院完成的科研项目达89个，取得成果43项。
陈新民长期致力于冶金物理化学的教学和科研，是我国金属学会和有色金属学会冶金物理化学学术委员会的创始人之一，先后担任国务院学科评议组成员、中国科学院矿冶研究所学术委员会委员、国家科委冶金学科组成员、《有色金属》编辑委员会委员、冶金部有色金属研究总院冶金物理化学科学技术顾问、中国科学院技术科学部委员会冶金学科分组成员、湖南省科学技术咨询中心顾问、中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会主任委员、湖南省高等学校教师学术委员会化学化工非金属材料学科评委。
在冶金物理化学领域，陈新民最早在国内开始了熔锍热力学及硫化物焙烧热力学研究，相继研究了“硫化物焙烧气体在不同温度下的平衡组成”“铜的硫化物焙烧状态图”“铅的硫化物焙烧状态图”“硫化亚铜热力学性质的测定”等课题，为有色金属硫化矿火法冶金奠定了理论基础。
陈新民撰写并在国内外发表了几十篇重要科学论文，他的博士论文研究工作《熔铁中的铬-氧平衡》被麻省理工学院的同行称为是“经典性的工作”，有关研究内容刊载于1946年12月《美国金属学会学报》。他出版了《火法冶金物理化学》《冶金热力学导论》和《物理化学》等专著。
六、老骥伏枥，坚持育人不放松
作为教师，教书育人是首要任务。陈新民以他清晰的思维、严谨的推理和精辟的分析使学生们能尽快领悟所学的知识。他对自己的要求是：“做到前后照应，举一反三，使学生充分消化”。冶化641班同学回忆说：“陈老师讲课一般不重复，语言非常简洁。每当结论时，惯用‘因此所以’来提醒注意，然后在黑板上的结论下面轻轻划一道红线，起到画龙点睛的作用。”“他的教学，达到了炉火纯青的程度。如奏一曲阳春白雪，高音上得去，低音下得来，清闲高雅，叫人流连忘返。”
陈新民讲授的物理化学课久负盛名，两院院士王淀佐回忆说：“陈老师讲课轻声慢语，娓娓道来，好似山溪的潺潺流水和润物无声的春雨。特别是于艰难处能深入浅出并且严谨准确，使听者有攀登高峰如履坦途、化险为夷、豁然开朗、如沐春风的感觉，听这门难懂的课竟成为一种享受。”“每当陈先生讲课，教室总是坐满学生，许多校内校外的老师也愿意来听课。”
陈新民一贯重视对研究生的培养和教育。定期听取所指导研究生的汇报，及时解答他们提出的各种问题。他的第一位研究生黄克雄回忆说：“有一次，我按计划去他家汇报论文工作，他正生病卧床，我准备改期再谈，陈教师坚持要我汇报，我只好坐在他的床边汇报。”陈新民关心学生的成长和进步，“学生胜过先生，是对先生的最大安慰。事业后继有人，是我最大的心愿。”他以自己的心血为学生铺平道路。
1979年陈新民恢复名誉出任中南矿冶学院副院长之后，为恢复教学秩序，改善教学条件，开展科学研究和建立研究生的培养制度与方法，做出了有目共睹的贡献。1980年11月，陈新民当选为中国科学院技术科学部委员（后称院士）。1984年，陈新民先生担任中南矿冶学院名誉院长，1985年担任中南工业大学名誉校长，继续在学校的建设和发展中发挥了重要的作用。他在中南矿冶学院首次教职工代表大会上的报告中从学校管理、教学科研、后勤供应等三个方面提出了许多对学院发展有利的改革措施。陈新民先生作为中国有色金属工业高等教育的开拓者，被誉为“有色之师”。
注释：
①陈新民.继续发扬艰苦奋斗团结建校的精神争取更大的胜利[m].中南矿冶学院,1952.
②陈新民.为迎接更伟大又艰巨的任务而努力[m].中南矿冶学院,1955.
③陈新民.群策群力团结奋斗努力实现1985年的改革任务[m].中南矿冶学院,1985.
参考文献：
[1]陈新民.陈新民文集[m].长沙:中南大学出版社,2010.
火法冶金的特点篇8
李薰，物理冶金学家，科学研究管理专家，中国科学院学部委员（1993年改称院士）。他早年从事钢中氢的研究，进一步奠定了研究钢中氢的科学基础。他创建中国科学院金属研究所，成绩卓著；坚持科学研究面向经济建设，重视基础理论研究，对中国科学技术事业的发展，建树良多。
大约是1937年前后，希特勒在欧洲日益猖狂的时候，英国为了自己的安全也在暗中备战，注意发展空军。有一次，在空军演习中，一架喷火战斗机（Spitfire）忽然从空中坠下来，飞行员当场毙命。恰巧，那个飞行员是某位贵族勋爵的儿子，同时也事关英国皇家空军最先进的喷火战斗机的作战性能与可靠性。于是，这个事故受到了英国当局加倍的重视。失事飞机的每一个零件都被收集起来，还成立了专门委员会来调查研究飞机失事的原因。调查研究结果是：飞机失事是由于主轴断裂。在主轴内部，发现很多的细小裂纹（像头发那么细小，后来称为发裂）。这个发现对于当时的合金厂来说是一个新的问题。
发裂是钢材内部一种细小的冶金缺陷，肉眼难以分辨，但用酸浸（热盐酸）的方法可以将发裂在钢的切面上显示出来。由于裂纹细小如丝，故又称发纹。在断口表面，它表现为圆形或椭圆形的斑点，粗晶状并有银亮光泽，钢厂技术人员俗称白点。发裂主要产生于大型铸锻件，尤以电弧炉冶炼的合金钢为甚，并且主要在淬火后发生。由于这些大型铸锻件和高强度合金钢主要应用于制造航空发动机主轴，飞机起落架，重型火炮炮管，坦克装甲钢板，航空母舰及潜水艇发动机主轴等的重型武器的关键部件，因此合金钢发裂并非只是一个简单的钢材冶金缺陷问题，而是事关英国海、陆、空三军最先进的武器制造和英国整体国防力量作战能力的重大问题。
于是，许多合金厂的中心试验室组织起来了，企图寻找产生裂纹的原因和避免的方法。他们在两三年内，统计了国内外的生产记录，进行了大量的试验工作，却不能得出一致的肯定答案。有人认为主要是合金元素在大锻件内部局部偏析引起；有人认为发裂与钢材中非金属夹杂物的链式分布有关，因为这些链式夹杂物引起局部应力集中；也有人认为发裂与钢材中残存的气体有关，是这些气体或水蒸汽与钢中碳反应生成Co所致。当时争论很多，谁也说服不了谁，谁都可以以自己的实验结果举出一些似是而非的事实来说明自己的观点是对的。众说纷纭，莫衷一是。最后，这个问题被提到谢菲尔德大学冶金学院要求进行基础性研究，首先是要求搞清楚“高强度低合金钢中有时产生内部裂纹”到底是由于什么原因？
1940年，李薰博士毕业后刚开始在英国雪菲尔德大学冶金学院从事研究工作，便由他承担了这项在工业中几年来没有得到肯定答案的研究课题。
李薰开始带领一名博士研究生开始进行这项研究工作。经过几年的艰苦努力，终于发现了钢中含氢的奥秘，进而摸清了钢中含氢产生白点需要孕育期以及钢中去氢的规律，并阐明了样品大小、时间与温度的关系。
钢的发裂问题十分复杂，除了氢以外，合金成份，钢锭大小，冶炼工艺，热处理工艺，加工工艺以及钢中的组织与缺陷等均对发裂有重要影响，而金属中的氢又是一种飘忽不定的元素，只要含量达到百万分之几就会严重影响钢材的力学性能。因此，尽管冶金界早前对钢中氢作用有一些猜测，但在定量分析氢的技术出现之前，要弄清钢中氢的来龙去脉绝无可能。
在科学研究的过程中，实验技术和实验数据的准确性是十分重要的。而李薰进行的这项研究工作是前人没有做过的开拓性的研究工作。在提出氢可能是造成钢的发裂的设想到追踪飘忽不定的氢的研究过程中，李薰开拓性地创造了一套完整的定氢设备和定氢技术，为他和他的同事们探索并揭示钢中发裂秘密创造了条件，也为后人进行钢中氢的研究奠定了基础。
火法冶金的特点篇9
关键词：金矿；金量；化学分析；测量
加强对金矿的化学分析方法和金量测量的研究，对于有效利用金矿资源、加强对金类生产企业的治理，以及规范金类经营市场推动金类工业的进步和发展都将发挥着至关重要的作用。我国虽然是金矿储量大国，也是金矿产量大国，但是我国人口基数大，经济规模大，金矿的开采利用达不到我国经济发展的需求。而且，由于一直以来我国在金矿开采中是采用粗放的开采方法，科技投入力度不足，造成大量金矿资源的浪费。根据金矿的化学特点对其进行科学分析，并采用先进的科学技术对金量进行合理的测量，有助于我国金矿开采水平和利用效率的大大提升。
1.火试金法金量测定
火试金法是利用冶金学理论和技艺对贵金属分析的普遍使用手段，是国内外金属冶炼厂公认的最可靠的分析方法。火试金法取样量大，测定范围广、适应性强，可以把取样的误差降低到最小，而且精确度相当高。
1.1火试金法的操作方法
将少量样品与固体试剂混合在坩埚中，利用1000℃的高温进行熔融，加入的氧化铅还原为单质铅，在熔融状态下与金银形成铅合金。铅合金比重较大沉到下部，而杂质比重较小浮在上面，因此同时完成了分解样品和富集贵金属的两个任务。但是在铅扣中还会存在少量的杂质金属和铅，利用灰皿，在850～900℃的环境中进行灰吹除铅即可获得形成金银合粒。
1.2火试金法的影响因素
在进行火试金法的金量定量时，需要注意减少实验过程中其他因素对实验结果的影响。在选用灰皿时，应选用镁砂灰皿，而不应用镁砂-水泥灰皿。镁砂-水泥灰皿中含较多的硅酸盐，在灰吹时器皿表面会出现坑洞造成贵金属的损失。在实验操作过程中温度也是十分重要的影响因素，温度太低会造成冷凝现象，而温度太高容易致使金银氧化，造成测量结果不准确。灰吹要在850～900℃的温度下进行。
1.3氧化剂和助熔剂的选取
火试金法氧化剂的选取和助熔剂的选取对金量测量也有一定的影响。在选取氧化剂时，要注意不应选用还原能力过剩的氧化剂，可以通过适当添加硝酸钾氧化硫来降低试样的还原能力。助熔剂配比时要控制硼酸钠的量。硼酸钠有降低熔点的作用，硼酸钠与金属形成的硼酸盐比同样的硅酸盐熔点要低很多，能够提高实验测量的精度。
2.原子吸收光谱法金量测定
原子吸收光谱法是基于现代科学的另一种测定金量的方法。其中对于少量金通常采用火焰原子吸收光谱法，火焰原子吸收光谱法可以直接分解试样，试样不需焙烧，造成板结，对分析手续进行了简化。而且火焰原子吸收光谱法利用硫脲解脱金不污染环境，环保优势明显。
2.1火焰原子吸收光谱法的步骤
利用火焰原子吸收光谱法进行金量测定，需要使用原子吸收光谱仪、100g/L的氯酸钾溶液10g，100ml王水，15g/L的硫脲溶液、聚氨酯型泡沫塑料等。取样置于三角瓶中，用水润湿后加入氯酸钾硝酸溶液20ml，使低温电热板升温至试样黑色消失后，加入60ml王水，在电热板上加热1小时左右，然后稍稍冷却，加水稀释至70ml左右，并加入饱和溴水6滴，摇匀，在三角瓶中加入塑料泡沫0.5g，振荡半个小时后取出泡沫塑料，洗去残渣、去除水分。将得到的产物放进带有10ml的硫脲溶液比色管中，沸水浴半个小时后将泡沫塑料进行吸光度检测。
2.2注意事项
在利用火焰原子吸收光谱法进行金量测定时，对于硫脲用量的选择、泡沫塑料用量的选择很重要。硫脲浓度在5～30g・L-1范围，金的灵敏度最高、最稳定，吸光度为固定值，所以在选取硫脲浓度时应控制在相应范围内。在金量在0～400μg范围内，0.5g泡沫塑料，附曲线为一直线，吸附率为96.56%。对于含金在0.005%之下的矿石，使用0.5g聚氨酯型泡沫塑料便已经够用。与此同时，温度和时间对于利用硫脲脱金也会产生相应的影响。实验中，必须保证沸水浴的时间在30分钟到40分钟之间。
3.滴定法金量测定
滴定法也是金含量测定的一个常规办法。在滴定法中，碘量法和氢醌法的使用最为广泛。滴定法反应快，最终的变化明显，容易观察，但测定金选择性差，需要掺入掩蔽剂而且富集分离的活性炭要进行预处理，而且实验需要的硫代硫酸钠很不稳定，需要及时配制；而氢醌法选择性好，容易进行实验，而且实验用的氢醌滴定标准溶液很稳定，可以保证长时间不变质，但在滴定过程中容易产生回头现象，需要较多的时间来进行实验。
3.1滴定法金量测定的步骤
经过长时间的研究表明，最佳的碘量法测定金的实验环境是：试样加工到-200目最合适；灰化在较低温度下进行，灼烧活性炭黑时选择700℃；活性炭吸附金时，保持温度处在15℃～35℃的范围内，并用灰化灼烧除去少量的砷、锑、用nH4HF2和eDta掩蔽少量的铜、铅、铁等杂质；在水浴蒸干含氯化金离子的液体时，不要过干，否则氯化金离子分解后氧化，难以溶解，导致结果偏低；取用碘化钾时，控制在0.2～0.4g最佳，碘化钾溶液注意使用棕色瓶保存；加入碘化钾时按照每1mgau加入4滴10%碘化钾溶液的比例即可。
3.2注意事项
金标准溶液100μg/ml稳定期为1年，而淀粉指示剂现用现配。吸附金的王水所用的溶液体积分数为15%～20%，酸度过小会导致吸附率偏低。碘化钾添加的量在100～500mg范围内为宜，不然可能会出现一定的结果偏差。在过滤前在试液中加入凝聚剂或者在溶解试样时加入F-不单能够解决抽滤吸附难以过滤的问题，而且可极大地提高结果的准确度。还可以选用活性炭纤维滤布这种新型过滤材料作为吸附剂来代替活性炭抽滤吸附富集分离金，采取这种方法可以有较高的准确度，而且成本低，操作便捷。
4.化学光谱法金量测定
随着我国金矿开采事业的发展和相关技术的成熟进步，目前，在国内黄金化探找矿工作中逐步开始广泛应用的一种金量测定方法是化学光谱法。这种测量方法是由我国自主研制成功的。化学光谱法吸附柱富集金采用的是新型的活性炭，灰分分散剂由石墨制成，利用快速曝光法，能在光栅光谱仪上得到测量金绝对灵敏度为1ng。这种方法的优势在于灵敏度高、简单快捷，而且技术操作比较好掌握，在当前我国的金矿勘探测量过程中，化学光谱法金量测定常被应用于大批量化探样品中超痕量金的测定中。
结语
针对预估金量的多少、金矿的种类，分析选择适当的金量测量方法，对于确保金量测定的准确度、金量测定的快捷性适用性都有很大的提高。上述集中分析测量方法是当前的金矿开测测定中比较常见的几种，随着科技的发展和工业水平的提高，更多先进工艺的出现和进步会大大提高我国金矿开采勘测事业的发展和金矿资源的利用水平。
参考文献
火法冶金的特点篇10
关键词：炉外炼钢；技术；研究探讨
【分类号】：tF71
炉外精炼技术是一项提高产品质量，降低生产成本的先进技术，是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节。随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高，钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程。笔者结合自身工作实践，在本文中分析了炉外炼钢技术的主要特点，探讨了当前炉外炼钢技术在生产中的应用方法，提出了下一步炉外精炼技术的发展方向。
一、炉外炼钢技术的主要特点
炉外炼钢是指在钢包中进行冶炼的过程，是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来，出钢前尽量除去氧化渣，在钢包内重新造还原渣，保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、p、S、o、H、n、等元素在钢中的含量，以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物，降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。
1、可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体，精炼可以在真空条件下进行，有利于反应的正向进行，通常工作压力≥50pa，适于对钢液脱气。
2、可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢，精炼过程采用多种搅拌形式使系统内的熔体产生流动，加速熔体内传热、传质的过程，达到混合均匀的目的。
3、可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置，搅拌过程中可以使钢渣乳化，合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应，通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2，当渣量为原来的6%时，钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴，反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。
4、可以在电炉和连铸之间起到缓冲作用，精炼炉具有灵活性，使作业时间、温度控制较为协调，与连铸形成更加通畅的生产流程。
二、当前炉外炼钢技术在生产中的应用方法
1、钢包精炼炉法
这种方法是1971年由日本大同钢公司发明的，用电弧加热，包底吹氩搅拌。它的工艺有以下优点：
一是电弧加热热效率高，升温幅度大。二是具备搅拌和合金化的功能，吹氩搅拌易于实现窄范围合金成份控制，提高产品的稳定性。三是设备投资少，精炼成本低，适合生产超低硫钢、超低氧钢。
钢包精炼炉法的生产工艺主要有以下要点：
一是加热与控温LF采用电弧加热，热效率高，钢水平均升温1℃耗电0.5～0.8kw・h，LF升温速度决定于供电比功率，而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。因采用埋弧泡沫渣技术，可减少电弧的热辐射损失，提高热效率10%～15%。
二是合金微调与窄成份范围控制。使用合金芯线技术可提高金属回收率，齿轮钢中钛的回收率平均达到90%，硼的回收率达65%，钢包喂碳线回收率高达90%，，高的回收率可实现窄成份控制。
钢包精炼炉法在生产实践中有以下应用：
我国现有家重轨生产厂主要有攀钢、包钢、鞍钢和武钢，生产典型工艺路线如下：LDLFVDwFCC，钢包吊到LF处理线的钢包车上后，由人工接通钢包底吹氩的快速接头，根据要求的钢水成分及温度确定物料的投入量重轨钢含碳量较高，因而增碳显得很重要。
2、真空循环脱气法
这种方法是1958年西德发明的，其基本原理是利用气泡将钢水不断的提升到真空室内进行脱气、脱碳，然后回流到钢包中。
真空循环脱气法的优点主要包括：
一是反应速度快。真空脱气周期短，一般10分钟可以完成脱气操作，5分种能完成合金化及温度均匀化，可与转炉配合使用。
二是反应效率高。钢水直接在真空室内反应，钢中可达到超纯净钢。
三是可进行吹氧脱碳和二次燃烧热补偿，减少精炼过程的温降。
真空循环脱气法在生产实践中有以下应用
日本山阳钢厂将LF与RH配合生产轴承钢形成eF-LF-RH-CC轴承钢生产线，钢中总氧量达到5.8×10-6。LF-RH法首先利用LF炉将钢水升温，利用LF搅拌和渣精炼功能进行还原精炼，是钢水脱硫和预脱氧，然后将钢水送入RH中进行脱氢和二次脱氧。经过这样处理大大的提高了钢水的清洁度，同时钢水的温度达到连铸需要的温度。
宝钢炉外精炼设备有RH-oB、钢包喷粉装置、CaS精炼装置，RH-oB的冶炼效果较理想，脱氢率为50%～70%，脱氮率为20%～40%，去除钢中非金属夹杂物一般能达到70%，在RH中合金处理可以提高合金的收得率和控制的精确度，取得较好的炉外精炼效果。
3、真空罐内钢包吹氧除气法
这种方法是1965年西德首先开发应用的，它是将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳，同时从钢包底部向上吹氩搅拌。此方法适合生产超低碳不锈钢，达到保铬去碳的目的，可与转炉配合使用。他的优点是实现了低碳不锈钢冶炼的必要的热力学和动力学的条件-高温、真空、搅拌。
真空罐内钢包吹氧除气法在生产实践中有以下应用：
采用电炉初炼钢水经VoDC炉外精炼的工艺方法，精炼超低碳不锈钢、中低合金钢和碳钢，取得很好的冶金效果，钢中非金属夹杂物减少，氢含量小于3×10-6氧含量小于6.5×10-6，不锈钢中铬回收率达98%～99%，精炼后的钢具有十分优越的性能。VoDC精炼工艺成熟，控制容易，适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、小吨位精炼生产需要，对发展铸钢行业的精炼生产会起到很大积极作用，具有广阔的发展前景。
三、下一步炉外炼钢技术的发展方向
至今，炉外精炼技术已经应用40多年，对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用，使冶炼成本大幅降低，同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题，有待于解决，使这项技术更加完美。
一是实现炉外精炼工艺的智能化控制，根据来料钢水的各种技术参数，利用信息技术，制定最佳的精炼工艺方案，并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备，实现数据网络化，减少热停等待时间。
二是炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来，实现精炼，以满足超纯净钢生产的社会需求。
三是开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料，以适应不同精炼炉的需要，注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应，最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料，研究开发保温和修补技术，提高炉衬的使用寿命。
四是减少精炼过程的污染排放，精炼过程会产生大量废气，其中含So2、pb、金属氧化物、悬浮颗粒等，在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、pb、Zn等，这些污染物须经企业内部的相关处理，把污染程度降低到符合排放标准后再排放，加强环境保护意识。
参考文献：
[1]徐国华；高效预熔精炼渣的冶金效果试验[J]；《炼钢》；2002年01期.