火法冶金的原理范文

導語：如何才能寫好一篇火法冶金的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

按四分法取云南某SiO2－CaF2伴生礦樣，按外觀形貌進行手選分離，將兩礦樣洗凈表面泥土，破碎至200目，標號1#、2#，采用日本理學TTRⅢ轉靶型X衍射儀做X衍射(簡稱XRD)分析，結果見圖1、圖3所示。觀測礦樣的外觀形貌，結果見圖2、圖4。1#礦樣的外觀形貌具有光澤，呈較大塊狀，易于分離選別，從XRD衍射圖譜分析可以看出，所有衍射峰均為SiO2衍射所形成，并無其他雜質，這表明礦樣主要成分是SiO2，且純度很高，礦體接近SiO2的純凈物，具有較高的使用價值;二氧化硅具有豐富的晶型結構，表2給出了不同晶型SiO2的基本物理性質。2#礦樣的外觀形貌呈淡紫色，晶瑩剔透，礦物呈大塊粒狀分布，易于分離選別，XRD分析結果表明，此礦物的成分是CaF2和SiO2的共生礦物，X衍射圖譜表明2#礦樣主要成分是CaF2，僅在2θ接近20°附近出現微弱的SiO2衍射峰，在2θ接近90°附近出現低強度的CaF2和SiO2重疊峰，如圖3所示的衍射峰分布說明在以CaF2為主體的礦物中SiO2的含量很低，礦物具有較高的使用價值。CaF2晶體是典型的螢石型的立方結構，這種結構的特點是立方四面體配位，空間群為O5h－Fm3m，晶胞參數a=0.54626nm。單位晶胞的分子數z=4，陽離子組成的亞晶格呈面心立方結構，陰離子組成的亞晶格呈簡立方結構。Ca2+為立方配位，被8個F－離子所包圍，而F－為四面體配位，被4個Ca2+離子所包圍。CaF2晶體的結構圖如圖5，CaF2晶體的基本物理性質見表3［2］。

2云南某SiO2－CaF2伴生礦在有色冶金工業中的利用途徑探討

礦物的XRD分析表明，1#礦物中SiO2含量高接近純凈物，2#礦物的主體成分是CaF2且純度較高，具有較高的使用價值，經手選分離后可直接利用于冶金工業，云南具有豐富的有色金屬資源，其中大部分的有色金屬可采用火法冶金，即在高溫條件下精礦的部分或全部礦石在高溫下經過一系列物理化學反應，生成另一種形態的化合物或單質，分別富集在氣體、液體或固體產物中，將金屬或脈石及其他雜質分離。在火法冶金的反應體系中能量傳遞提供了化學反應進行的動力，精礦及其他反應物則構成了質量傳遞的物質基礎，在傳熱傳質過程中，冶金反應助劑能有效降低反應所需的能量，促進反應體系中脈石成分和金屬的有效分離，提高冶金化學反應的效率，強化冶金過程，SiO2及CaF2就是廣為現代冶金工業采用的重要冶金反應助劑，根據不同冶煉工藝要求，可將礦石制備成強度塊度適宜、化學成分穩定、選擇性好、反應速度快的熔劑。2.1SiO2在銅冶金中的應用SiO2在銅的火法冶煉中發揮著重要作用，目前銅主要的冶煉方法是經冰銅的火法冶煉，冰銅的生產過程中必須遵循兩個原則，一是必須使爐料有相當數量的硫來形成冰銅，二是使爐渣必須有足夠量的SiO2作為熔劑使冰銅與爐渣易于分離，在沒有SiO2存在時熔煉體系中的硫化物和氧化物結合形成共價鍵的半導體Cu－Fe－S－O相，當有SiO2存在時，它可與氧化物形成強力結合的絡陰離子，而硫化物不與之作用，這就形成了離子型的爐渣相［3］，其反應如下:2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O4－8(1)SiO2在冰銅生產所使用的熔劑中占主導地位，表4給出了國內某廠的熔劑實例:冰銅的生產一般采用氧化熔煉，氧化氣氛中Fe3O4的生成難以避免，Fe3O4的存在會在爐渣和冰銅界面形成黏膜阻礙渣锍的澄清分離，惡化爐礦，增大泡沫渣的風險，SiO2的存在能使Fe3O4在較低溫度下造渣，降低反應溫度，降低能耗。其化學反應方程式如下:3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+2SO2(2)冰銅吹煉的第一周期是一個以自熱為主的冶金反應過程，造渣放熱是一項重要的熱收入，SiO2作為造渣劑所起作用不言而喻。造渣反應的化學反應如下:2FeS+3O2+SiO2=2FeO·SiO2+2SO2+1029.6MJ(3)2.2CaF2在鉍冶金中的應用混合熔煉是鉍火法粗煉中的重要方法，適應范圍廣，適宜處理氧化鉍和硫化鉍的混合料，基本反應為:mBi2S3+Bi2O3+3nC+3mFe=2(m+n)Bi+3nCO+3mFeS(4)在混合熔煉過程中CaF2的加入能有效降低爐渣的熔點和黏度，改善其流動性，其機理是CaF2加入CaO－Al2O3－SiO2渣系時，能破壞硅酸鹽的Si－O鍵，并且使硅酸鹽晶格單元變小，黏度降低。往渣中加入CaF2后電離成CaF+而置換晶格中的O2－，即可把不穩定的CaF+離子作為一種“熔劑”可以溶解大量的硅酸陰離子(如SiO2－4，此類陰離子是靠靜電力結合的，由于CaF+溶解了它，消除了此種靜電力)，于是降低了渣的黏度［4］。2.3CaF2在鋁冶金中的應用在現代電解鋁工業中的一個重要的輔助環節是氟鹽的生產，CaF2可作為氟鹽生產的重要原料，也可作為低溫電解的重要添加劑。在鋁電解過程中，CaF2的加入能夠有效降低初晶溫度和電解溫度、降低氟的飽和蒸汽壓，降低鋁的溶解損失。由于氟化鈣在電解鋁工業中具有重要的意義，因此在生產管理過程中的目標濃度控制為4%～5%，氧化鋁中含有Ca成分，并受電解質中Ca濃度的支配，迫使其濃度要達到此目標，若氟化鈣的目標值在3%～4%，則只在氟化鈣濃度波動時按分析值指令加入［5］。2.4CaF2、SiO2在鉛電解精煉中的應用電解精煉是生產高純鉛的有效方法，是純鉛濕法生產過程中脫銀、深度脫砷銻的成熟電化學冶金過程，然而工業上常用的HCl、HNO3、H2SO4等均不適用于粗鉛的電解精煉，因為反應生成的Pb-SO4、PbCl2在水中的溶解度很小，而與HNO3形成的Pb(NO3)2在水溶液中不穩定，容易形成易揮發的氮氧化物，這就使得工業生產中不得不采用H2SiF6為電解質，而H2SiF6制備的原料就包括SiO2、CaF2，這又為SiO2、CaF2的應用提供了廣闊的舞臺。H2SiF6的制備原理為:CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF(5)6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O(6)表5給出了H2SiF6生產的操作實例和產品質量(反應溫度為300～400℃)［6］。

3結語

篇2

對于專門課中的主干課程適當綜合化就是把原來兩門或兩門以上的課程重新調整內容與框架，構成一門新的課程。如將電氣自動化技術專業原大專的《晶閘管交流技術》、《自動控制原理》、《自動控制系統》三門課程進行一定的調整、刪節、補充后，綜合為一門課程，即《直流調速技術》。

一、為什么要實行課程綜合化

高等職業教育是針對職業崗位群，培養生產、服務、管理第一線的高級實用型人才。畢業生要具有一定的崗位針對性和適應性，“主要從事成熟技術的應用和運作”，也就是說能將常規的成熟技術轉化為生產力，并具有一定的運用高新技術的能力和一定的橫向擴展能力，為此必須加強實踐性教學環節，要求專業實踐課和專業理論課的比例達1：1左右。實踐課的加強，會使專門課的課堂教學時數相應減少。將相關的兩門或兩課程綜合為《軋鋼工藝及設備》后，在不降低原有理論深度且引進了部分新內容的前提下，對課程結構進行了調整，節約了48課時；鋼鐵冶金專業將《鋼鐵冶金原理》和《物理化學》綜合為《鋼鐵冶煉技術》，節約了62課時；有色金屬冶煉專業將《重金屬冶煉》、《輕金屬冶煉》、《稀有金屬冶煉》、《有色冶金原理》四門課程內容按工藝流程進行重組，綜合為《火法冶金》、《濕法冶金》、《電冶金》三門課程，使之更利于專業實踐能力的

培養。

二、課程綜合化應遵循的原則

課程綜合化不是學科型教材簡單地加加減減，通過課程綜合化，將相關知識材料有機地重新組合，并引進一定的新材料、新工藝、新設備等新知識。課程綜合化應遵循的基本原則是：以教學計劃為依據，以培養目標為主線，按職業能力結構調整課程內容，突出重點適度地多設接口。

三、如何實施綜合課的教學

實施綜合課教學，要做好以下幾方面的工作。

1．編制一個能滿足課程要求的教學大綱

在編寫專門課教學大綱的過程中，應將重點放在綜合課大綱上。每門綜合課教學大綱應組織三到五人的編寫小組，由擔任該課程的任課教師負責執筆，其他則為相關課程的任課教師。編寫小組在收集信息、閱讀資料的基礎上，經集體討論確定該課程的功能與框架，由執筆者寫出課程基本要求，并據此寫出課程教學大綱初稿。每次審稿，必須由審稿者簽署書面意見，作為執筆者修改的依據。我校的綜合課教學大綱巳經由湘鋼、株冶、601廠、23冶等企業的專家組成的專家顧問委員會審稿，并已修改定稿。

2．按教學大綱的要求選編教材或講義

目前綜合課教材還是以“選”為主，逐步向“編”過渡。有些課程難以選到合適的教材，須由任課教師寫出講義，并打印給學生作為教材，如鋼鐵冶金專業、金屬壓力加工技術專業、冶金機械專業都編寫了部分綜合課講義。大部分選用的教材，難以達到綜合課教學大綱的要求，要求教研室組織人員寫出補充講義。從試行情況看，寫補充講義以完善現有教材的不足，是一個較好的辦法。

3．對任課教師必須提出更高更新的要求

綜合課內容面廣、量大，突出了對學生專業實踐能力的培養，這一方面要求教師具有更豐富而全面的知識，另一方面又要求教師本身必須有較強的專業實踐能力，也就是說綜合課的教學質量要由“雙師型”教師隊伍來保證。因此，任課教應多下實驗室、實訓室鍛煉自己。我校已采取了有關措施，鼓勵教師下實踐教學現場，對缺乏實踐經驗的教師，則要派到生產現場進行鍛煉。此外，還應聘請有關生產單位的技術人員擔任兼職教師，定期或不定期地到學校來介紹新技術、新工藝、新設備。

4．必須開發新的教學方法

課程綜合化屬于課程內容的改革，內容改變了必須有新方法與之適應，包括教的方法與考核的方法。對于專門課要改變一張試卷定優劣的做法，要探索新的考核方法，要加強實踐能力的考核，在能力培養上要強調過程控制與目標控制相結合的方法，可實行廠校聯合，工廠、企業除提供現場教學的場地、設備外，還可派出有關技術人員與專家參與教學指導，并對學生進行考核考查。

5．應成立學生助教小組

綜合課是主干專業理論課，具有較強的實踐性。如電氣自動化技術專業的《直流調速技術》涉及到SCR電路原理、自動控制理論、系統理論以及SCR元件的使用調試和控制系統的接線、測試、波形分析、故障檢修等操作技術。為提高學生的學習興趣，減輕教師負擔，切實保證課程要求的職業能力準確到位，充分發揮學生的個性特長，根據自愿原則，每門綜合課均可在班級內挑選幾名成績優秀、熱情高的學生組成課外助教小組。教師利用課外時間對助教小組的學生進行強化訓練，使之成為課內外教學活動的輔導力量，參與理論和實踐教學活動的輔導。學生助教小組成員的表現記入學生成績單的特長欄內。如實用電工技術課外實踐活動小組，經教師強化訓練后，既可參與理論教學課外輔導，又可幫助實驗室、實訓室檢修儀表、準備實驗等，還可讓他們在實驗課或實訓課中協助老師參與指導。

篇3

關鍵詞：工業廢料回收 化學應用 化學方法

在工業廢料的回收中，人們常用的方法有熱裂解法、電化學沉淀法、濕法冶金等，不同的方法適用于不同種類的工業廢料，并且它們的使用也存在一定的優缺點，在工業廢料的有用物質提取中所達到的處理效果也是不同的。因此，本文將詳細分析工業廢料進行回收的必要性，重點介紹應用于工業廢料回收的幾種基本化學方法，分析它們的處理效果和優缺點，使人們對國內工業廢料回收中的化學應用有一個清晰的了解。

1.常見的工業廢料種類

近些年，我國的經濟發展非常迅速，工業生產也得到了快速的發展。然而，伴隨快速的工業生產的是大量的工業廢料的產生。據統計，我國每年的工業廢料數量超過了46t噸，而且每年都在快速地增加；就建筑垃圾來說，每年就達到了6777萬噸；農田秸稈廢料5億噸；城市居民生活垃圾每年1.5億噸。這些數量龐大的工業廢料，如果不能夠被人們進行有效地利用，對我國的生態環境將是一個很大的負擔。

2.工業廢料回收的必要性

工業廢料之所以要加以回收，是因為兩個方面的原因，一個方面是因為工業廢料對環境和人體都會產生一定的危害，另一個方面的原因是指工業廢料可以被人們加以利用，變廢為寶。一些工業廢料里面含有對人體有害的重金屬，如果不對其進行處理，那么就會危害到人們的身體。但是，雖然一些工業廢料里面含有有毒的重金屬，但是這些重金屬能夠被人們重新提煉出來，被人加以利用，從而有效地利用現有的資源，減輕我國資源緊張的現狀。而且有毒重金屬在提煉出來、被人們加以利用之后，對人體的危害性就大大地減少了。人們在回收利用廢料時，采用的工藝比較簡單，所以不需要花費很大的成本就可以獲得較好的生產效率。

3.常見的工業廢料回收方法

為了實現工業廢料回收的目的，人們采用了多種廢料回收方法，歸結起來，分為物理方法和化學方法。物理方法比較簡單，它運用的范圍沒有化學方法那么廣，比如在油水分離、油氣分離和廢油提取中就是采用的物理方法，它一般是將工業廢料進行過濾和攪拌，然后進行研磨和萃取蒸餾，使之結晶，然后回收所需要的資源。比如，在寶鋼工業廢料回收中，就運用到了用物理方法來提取廢油，它包括將工業廢料進行沉淀、脫水和過濾等環節，取得的效果也比較好。

跟物理方法不同，化學方法需要更加精細的工藝和嚴格的條件，其分工更加明確，應用的范圍也更加廣泛。所以為了實現更好的工業廢料回收效果，人們通常是將化學方法和物理方法進行結合使用。但是，最常見的工業廢料回收方法還是以化學方法為主。

4.常見的工業廢料回收化學方法及其效果分析

4.1焚燒法

焚燒法是指將固體的工業廢料進行焚燒，使之在高溫下分解，達到深度氧化。在焚燒的過程中，固體的工業廢料中的大量有害廢料被分解成無害物質，因此也就達到了廢料處理和回收的目的。并且，近些年，人們生產中留下的固體廢棄物含有的可燃物比重在逐年地增長，所以采用焚燒法焚燒固體工業廢料是一種可行的辦法。

采用焚燒法處理和回收固體的工業廢料具有許多優點，比如，它可以在很小的一塊地上處理大量的工業廢料，對環境的影響較小，能夠提供大量的能源。但是，焚燒法也會產生一定的危害，比如，在焚燒固體的工業廢料時，會產生大量的煙霧，這些煙霧會造成對環境的“二次污染”，而且一些設備也比較容易出現銹蝕的現象，所以這種方法在使用時應該謹慎考慮。

4.2熱裂解法

熱裂解方法是指首先挑選一些廢舊塑料，然后對其進行熱裂解，在熱裂解作用下，廢舊塑料會生成甲烷、一氧化碳和氫氣等低分子的碳氫化合物，他們可以燃燒；除了生成低分子的碳氫化合物之外，廢舊塑料經熱裂解還會生成甲醇、丙酮和乙酸等常溫可燃油和土砂、金屬、玻璃和純碳等混合而成的炭黑。

4.3電化學沉積法

電化學沉積法是指利用電荷正負極相互吸引的基本原理，將需要處理的工業廢料和另外一種物質放在電源的兩極，然后使電源兩極通電，在氧化還原的性質下，廢料會分解出人們需要得到的物質，這些有用物質會附在底板表面，再對電源進行反向連接，然后目標金屬就可以分解出來。使用這種方法一般包括液相沉淀和氣相沉淀兩種形式，液相沉淀是指將工業廢料溶解于液態的溶液中然后再進行反應的一種沉淀方式；氣相沉淀是指先將需要處理的工業廢料變成氣態的形式，然后再在反應室通過一定的條件進行分解的一種沉淀方式。

運用電化學沉積法，所取得的優點和缺點都比較明顯。優點是采用這種方法得到的回收物質比較純凈。缺點是采用這種方法需要的成本比較高，消耗的能量較大，所以它一般只用來提取人們特別需要的某些物質，但是這種方法目前在工業廢料處理中還是比較常用的。當人們需要從廢水中提取一些有用的物質時，就可以采用到電化學沉積法，它能夠保護環境、節約資源和滿足人們生活、生產需要。

4.4濕法冶金

濕法冶金又被人們稱之為水法冶金，這是因為濕法冶金需要利用到某種溶劑，然后在水解、中和、還原和氧化反應等化學作用下，分離和提取工業廢料中的金屬。采用濕法冶金，包括四個步驟：首先要將工業廢料中的有用成分變為溶液，這也就是我們所說的浸取；然后要將殘渣和浸取液進行分離，并且回收殘渣中夾帶的金屬離子和冶金溶劑；再采用化學沉淀方法、溶劑萃取技術和離子交換等凈化和富集浸取液；最后再從凈化液中提取化合物和金屬。

在生產過程中，人們從凈化液中提取鈷、鎳、鋅、銅、銀、金等純金屬物質，常常用到電解提取法。像釩、鉬、鎢、鋁等金屬物質，它們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，再還原成金屬。采用濕法冶金比干法和火法冶金回收的有價金屬程度要高，而且在生產過程中比較容易實現自動化和連續化，利于環境的保護，因此在未來有著廣闊的發展前景。

4.5其他

上面的這些方法只是我們平常生產中常見的一些工業廢料回收方法，其實在實際的生產生活中，人們還經常使用許多其他的一些化學方法，并且這些化學方法也在生產實踐中有著十分重要的作用。比如，人們可以利用酶法將餐飲中的廢油進行催化，制成人們需要的生物柴油。在這一方法中，人們運用的是餐廳的廢棄油作為原料，然后將固定的化脂肪酶當做催化劑，再在酶解酯交換反應下，將餐廳廢棄油中的有用物質提煉出來制成生物柴油，這就是將工業廢料轉化為有用的資源的典型方法。

5.總結

工業廢料的大量產生和存在不僅對環境造成了極大的危害，而且對人的身體健康也會產生一定的不利影響，所以人們必須對工業廢料進行積極地處理和回收，將其變廢為寶。在我國，化學方法在工業廢料的回收中有著廣泛的運用，采用化學方法回收工業廢料，不僅具有工藝簡單、易操作的優點，而且對工業廢料中的有用物質的提取率也比較高。但是，這些化學方法也還存在許多不足，比如成本太高，會產生一定的副作用等等，因此，我國還要繼續加大對工業廢料中化學方法運用的研究，使其在將來不斷得到完善和發展。

參考文獻：

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