金属冶炼.ppt

1、金属冶炼目录,选矿钢铁生产流程焦化烧结炼铁炼钢铸造粉末冶金,铝冶炼铜冶炼锌冶炼镁冶炼汞冶炼铅冶炼,1.选矿,把开采出的原矿破碎，将有用矿富集，无用矿抛弃的工艺过程为选矿。选出的有用矿称精矿，无用脉石称尾矿。选矿在选矿厂完成。选矿方法主要有重选法、磁选法、电选法和浮选法，其中浮选应用最广。选矿一般包括三个基本过程：选前准备：原矿破碎、筛分、磨矿、分级等；分选，借助各种选矿方法及其组合，获得精矿、尾矿，有时还有中矿（需进一步选）；选后产品处理：脱水、细粒物料沉淀浓缩、过滤、干燥和选水澄清循环复用。有些选矿厂根据矿石性质与分离需要，分选前设预选或物理化学预处理，如铁矿石磁化焙烧、氧化铜离析焙烧等。,

2、1.选矿,重选，按密度分选，如选煤、金、钨、稀有金属，也作为预选。磁选，在不均匀磁场中，利用矿物之间磁性差异，使矿物分离的方法，应用于铁矿石（黑色金属）、稀有金属，非金属（去除有害的铁杂质）、高硫煤的脱硫（黄铁矿）。电选，利用矿物电性不同分选的方法。浮选，根据细粒物料在水中对水、气泡、药剂的作用不同，通过药剂与机械调节，使有用矿浮出液面分离的过程。,1.选矿浮选,浮选剂包括捕收剂（疏水作用，分离）、起泡剂（表面活性物）和调整剂。捕收剂：煤油、柴油、烃基硫化氨基甲酸酯、黄药（黄原酸盐，烃基二硫代碳酸盐，溶水产生二硫化碳）、黑药（二烃基二硫代磷酸盐）。起泡剂：丁醚油、混合醇、醚醇油、松醇油、双丙酮

3、醇油。调整剂，分：活化剂：加强矿物表面对捕收剂的吸附能力，如硫酸铜、硫化钠等；抑制剂：作用与活化剂相反，如氰化物（HCN）、SO2、亚硫酸盐、重铬酸盐（N100）、石灰、淀粉、单宁（芳香酸、鞣酸）介质PH值调整剂：石灰（氧化钙）、硫酸、苏打、苛性钠（氢氧化钠）分散剂、絮凝剂：水玻璃（硅酸纳）、苏打、聚磷酸盐。,1.选矿浮选,原矿,精矿,选水澄清,尾矿,脱水处理,浮选/搅拌,调浆,浮选剂,分析矿石,磨矿,尘,噪声,噪声,噪声,尘,尘,尘,尘,尘,OV,SO2,酸雾,眼,皮,酸雾,眼,皮,OV,HCN,HCN,1.选矿选金,由于金的特性，金矿选矿过程还包括混汞、氰化工序，它们是金矿选矿的一部分。混

4、汞用于回收矿浆中的单体金。利用金及某些贵金属和其它矿物与汞的润湿性的不同，金等亲汞疏水，汞润湿金粒后继续向金粒内部扩散，形成金汞合金（汞膏），金粒被汞捕捉，从矿浆中分离。从汞膏中榨出剩余汞，然后蒸馏去汞，得到黑色海绵状金，用于冶炼。氰化浸金，利用氰化物能选择性地溶解金，形成氰化亚金，将金从矿石中分离。矿石经氰化物浸出，贵液经电解沉金或活性炭吸附、解吸（乙腈（OV）、乙醇、丙酮等），再电解，得到金泥，最后冶炼成金。,1.选矿选金矿,金泥,尾矿,重选,研磨,金冶炼,精矿,浮选,原矿,蒸馏,混汞,金粒,海绵金,榨汞,汞膏分离,氰化,尘,噪声,汞,汞,汞,汞,噪声,噪声,噪声,烟,高温,尘,1.选矿选

5、金矿氰化,污水处理,活性炭再生,贫液,金泥,水洗,金泥酸洗,电解沉金,过滤,解吸,活性炭吸附,澄清,固液分离,浸出,混合/搅拌,氰化浸出剂,矿料,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,噪声,噪声,OV,OV,酸雾,酸雾,眼,皮,眼,皮,眼,皮,眼,皮,HCN,氯,尘,2.钢铁生产工艺流程,原矿,条钢轧机,无缝钢管机组,型钢轧机,开坯机,板坯,方坯,连铸机,铸锭,炼钢炉炼钢,高炉炼铁,烧结,焦化,焦炭,石灰石,UO成型,厚板,后板轧机,无缝钢管,型钢,盘条,方钢,酸洗槽,电焊钢管,螺旋钢管,热轧板卷,热轧机,UO钢管,薄板轧机,冷

6、轧板卷,冷轧机,冷轧薄板卷,电焊钢管,铸造,线材轧机,轧钢,选矿,3.焦化,焦化生产以洗精煤为主要原料，经过焦炉高温干馏和有关的化工过程处理后，生产出不同粒度的焦炭、煤气和多种化学产品，其中焦炭占总产量的75%左右。煤在高温干馏时生成大量稠环化合物可使人致癌（OV/P100），如3,4-苯并芘，导致焦炉工人肺癌。,3.焦化,精煤,苯类产品,精苯车间,焦油车间,煤气产品,硫酸铵或氨水产品,硫酸,荒煤气回收,各级焦炭产品,炼焦,装煤炉,萘、酚、沥青及其他焦油加工产品,粗苯,焦油,烟,尘,尘,尘,高温,高温,雾,眼,皮,CO,H2S,NH3,CO,OV,OV,OV,OV,OV,OV,烟,OV,粉碎干

7、燥,尘,噪声,筛分,尘,熄焦,4.烧结,烧结是将铁矿粉造块的方法，是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量水，经混合和造球后在烧结设备上烧结的过程。铁矿粉造块是为满足高炉冶炼对精料的要求而发展起来的，可扩大炼铁用原料种类，去除有害杂质，并可改善矿石冶金性能。烧结中借助燃料燃烧产生高温，使物料发生物理化学变化，产生一定量的液相，冷却时，液相将矿粉颗粒黏结成块，即成烧结矿。,4.烧结,煤气,烧结机布料,混合,配料,筛分,破碎,高炉灰废钢皮,煤,石灰石白云石,冷却,筛分,破碎,烧结,点火,炼铁,尘,噪声,尘,尘,尘,尘,尘,尘,噪声,噪声,高温,烟,CO,CO,NOx,F,SO2,噪声,

8、噪声,尘,噪声,精矿粉,5.炼铁,炼铁的最主要设备是高炉。铁矿石经富选后制成自熔性或高碱度的烧结矿和球团矿（熟料），还搭配一定量块状铁矿石，连同石灰石和焦炭一起分批从高炉炉顶装入，从高炉下鼓入热风，进行冶炼。燃烧的焦炭在高温下生成一氧化碳和固体碳，将铁矿石中氧夺出（还原），得到熔融铁，汇集在炉底部，石灰石起助熔作用，与铁矿石中杂质集合成炉渣，铁水和炉渣定期从铁口和渣口放出，铁水可趁热用铁水罐运炼钢厂，也可浇注成铁块。熔渣经处理，干渣可做建筑材料，水渣可做水泥。高炉煤气也是工业原料。,铁水,5.炼铁生产,矿石处理,称量配料,烧结仓,焦炭仓,矿石与副原料仓,烧结,焦化,浇铸,熔渣,高炉煤气,高炉上

9、料,炼钢,水渣,干渣,建筑材料,水泥,高炉炼铁,CO,CO,烟,烟,尘,尘,尘,尘,尘,尘,尘,烟,高温,高温,高温,高温,噪声,噪声,眼,眼,SO2,6.炼钢,炼钢是在炼钢炉内，通过氧化反应将铁水和经加热熔化的废钢或冷铁块中多余的碳和其他有害杂质除去，同时根据冶炼钢种类要求加入适量的合金元素，以获得所要求成分与性能的碳素钢或合金钢的再一次冶炼过程。炼钢炉修炉和补炉用沥青焦油（OV/P100），含多环芳烃致癌物。,6.炼钢,铁水,炼铁,废钢,上料,铸造,出渣,出钢,钢冶炼,烟,高温,尘,尘,噪声,烟,高温,烟,高温,尘,烟,高温,眼,CO,SO2,7.铸造,铸造是将熔化的金属注入特制的铸型里，

10、从铸型中取出已经凝固的铸成毛坯件，最后对毛坯件清理整修，获得所需成品。铸型造型工序包括制作砂型和型芯，使用砂和黏合剂混合，加热烘干硬化。黏合剂种类很多，如酚醛树脂砂（OV/N95），在遇热凝固硬化时分解产生有机物，型芯烘干冷却时产生烟气，如含丙烯醛（OV）、二甲苯（OV）、苯酚（OV）以及一些碳氢化合物（OV）。铸件冷却时也会释放有害气体和烟气（OV/P100），如苯系物(OV)。,7.铸造铸钢、铸铁,炼钢/炼铁,表面喷涂,打磨清理,滚筒清理,喷射清理,落砂,冷却,浇铸,制型芯,制砂型,成品,烘干,烘干,尘,尘,尘,尘,尘,尘,尘,高温,高温,高温,烟,烟,烟,噪声,噪声,噪声,OV,OV,O

11、V,OV,OV,OV,眼,眼,眼,眼,轧钢,锻造,7.铸造金属型铸造,把金属液浇入金属铸型制成铸件的方法为金属型铸造，多用于有色金属铸造。压模中涂有润滑油，受热蒸发油雾（P100），压铸机中的防火液压油可能含有有机磷化合物（OV）。铝合金和镁合金多在坩埚中熔化，燃料中的硫能生成二氧化硫。采用萤石做助熔剂，熔炼时产生大量含氟粉尘和HF（F）AG），脱氧时还会使用二氧化硫和氯（F）AG）。其他金属在熔化时也会产生大量金属烟。,金属熔化,成品,原料,压铸,高温,烟,高温,烟,尘,油雾,SO2,OV,Cl2,眼,噪声,尘,眼,8.粉末冶金,粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作原料，经过成型和烧结来制造

12、金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金的第一步是制取金属粉磨、合金粉末、金属化合物粉末以及包裹粉末；第二步是将原料粉末通过成型、烧结以及烧结后处理，制成制品。物理化学法制粉借助化学或物理作用，改变原材料的化学成分或聚集状态而获得的粉末工艺过程，广泛应用的是还原法、电解法和雾化法。为煅烧炉、还原炉和烧结炉砌筑炉衬与更换炉衬的工人，接触石棉（N100）、矽尘（N95）、高温。为改善产品结构与性能，多使用稀有金属添加剂，如钽、铌、钒等元素化合物，因钽、铌多半与铀、钍等强放射性物质共生，虽经处理，但仍存在微量放射性物质（N100）。同样情况也存在于钨矿中。,8.粉末冶金,干燥,混合,配

13、料,研磨,物理化学法制粉,机械法制粉,备料,筛分,筛分,粉末预处理,制粉,成型,研磨,尘,尘,尘,尘,尘,尘,尘,尘,尘,尘,OV,噪声,噪声,雾,眼,皮,放射,放射,雾,皮,噪声,噪声,高温,压坯,后处理,喷砂,煅烧,尘,尘,尘,尘,眼,眼,噪声,高温,高温,成品,噪声,噪声,噪声,高温,9.铝冶炼,铝冶炼使用的矿石原料主要是铝土矿和明矾石。电解法炼铝是主要的生产铝的方法。在电解槽内假如氧化铝和冰晶石后，将直流电通入电解槽，在阴极和阳极间进行电解。电解温度是950-970C，下部阴极上产生铝液，上部阳极放出二氧化碳和一氧化碳。槽内铝液用真空台包 抽出，经过净化澄清后，浇铸成商品铝锭。在电解厂

14、房，电解槽内冰晶石吸水受热分解，散发氟化氢气体（AG），自溶阳极的阳极糊中含沥青，加热挥发沥青烟（OV/P100）。,9.铝冶炼,氧化铝,成品,铸造,混合炉,台包车抽取铝液,电解,下料,高温,烟,油雾,尘,尘,尘,烟,烟,HF,高温,高温,高温,噪声,CO2,CO,10.铜冶炼,硫化矿,电解液净化处理,成品,铸造,阴极铜熔化,电解精炼,铸大耳阳极铜,粗铜火法精炼,硫酸,脱硫产生SO2,熔炼,选矿,尘,噪声,高温,烟,噪声,SO2,尘,尘,尘,AsH3,SO2,高温,烟,高温,烟,酸雾,高温,烟,眼,高温,烟,油雾,噪声,皮,酸雾,硫酸,眼,酸雾,皮,11.锌冶炼湿法,硫化锌锌精矿,焙烧,硫酸,

15、脱硫产生SO2,锌焙烧矿粉浸出,成品锌锭,铸造,熔化,析出锌剥离,电解,净化,稀硫酸,高温,烟,油雾,噪声,AsH3,眼,酸雾,眼,酸雾,皮,皮,眼,酸雾,皮,高温,高温,尘,SO2,酸雾,烟,烟,硫酸,眼,酸雾,皮,12.锌冶炼干法,硫化锌锌精矿,焙烧,硫酸,脱硫产生SO2,高温,尘,SO2,烟,矿粉制团,焦结,成品锌锭,铸造,粗锌精馏,锌蒸气,冷凝,还原蒸馏,液锌,液锌,尘,尘,尘,CO,高温,高温,高温,高温,油雾,噪声,烟,噪声,煤气,烟,烟,13.镁冶炼,镁可做炼钢的脱硫剂，炼钢和有色金属的脱氧剂，航天与军工的发热发光材料，以及建筑、机械工业中的合金材料。菱镁矿与油焦混合后进入氯化竖

16、式炉氯化，生成的氯化镁在电解槽电解，得到的金属镁业液转移到精练坩埚炉精练，再在连铸机上浇铸镁锭，经酸洗镀膜成为商品镁锭。,菱镁矿破碎,酸洗镀膜,铸造,精练,氯化,配料混合,油焦,电解,镁锭成品,尘,噪声,尘,噪声,Cl2,高温,烟,高温,烟,烟,油雾,酸雾,噪声,眼,眼,皮,高温,14.汞冶炼,汞矿石品位很低，因此需要经过手选、重选和浮选获得高品位的精矿。汞冶炼主要为火法冶炼，包括两个过程，即汞矿石的挥发焙烧和汞蒸气冷凝。所生产的汞含有少量杂质，俗称毛汞，品位99.5%，净化处理采用空隙小而强度大的鹿皮、羊皮、帆布或双层厚纺绸过滤，得到99.9%纯度的成品汞。汞用于处理金、银矿石、制造汞合金，

17、制造计量设备，也用于蓄电池，也可用于制革、纺织、照相行业。,矿石原料,成品,过滤,冷凝,挥发焙烧,选矿,尘,尘,尘,高温,Hg,Hg,Hg,Hg,皮,皮,15.铅冶炼,铅冶炼主要为火法。首先焙烧脱硫，铅成为氧化铅，同时使细粒烧结成块。烧结块配焦炭在鼓风炉冶炼，焦炭不完全燃烧生成CO，用来还原氧化铅，转化为金属铅，精铅矿中还有的少量铜、砷、锑，产出一定量冰铜和砷冰铜，过程中会释放三氧化二砷（N100）。由于铅矿往往与锌矿共生，大部分锌进入熔渣。熔渣在烟化炉内经煤粉或天然气还原成金属锌，挥发成为氯气，氧化成氧化锌被回收。熔炼得到的粗铅一般用电解法精炼，之前在熔铅炉中除去铜、砷等杂质，铸成大耳铅做阳

18、极板电解。电解产出的电铅在精铅炉熔化，进一步除去砷、锑，最后铸成铅锭，称为电铅锭。电解液为硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液，硅氟酸由氢氟酸和石英粉制成，氢氟酸用萤石（氟化钙）加硫酸制成，硅氟酸铅用硅氟酸加铅制成，制备过程中有氟化氢（AG）、四氟化硅产生。电解槽内衬沥青和滑石粉混合物的防护层，用烧红的烙铁烙在电解槽内部（烙油），产生沥青烟（P100）和多环芳烃致癌物（OV/P100）。,15.铅冶炼,硫化铅,选矿,铸阳极铅,粗铅精炼,氧化锌,煤粉/天然气,炉渣烟化,焦炭,熔炼,焙烧烧结,硫酸,脱硫产生SO2,精铅熔化,电解液,电解,电铅锭,铸造,尘,噪声,高温,SO2,尘,CO,高温,烟,高温,烟,高温,烟,高温,烟,尘,高温,烟,砷尘,HF,沥青,酸雾,眼,皮,尘,烟,OV,尘,高温,烟,油雾,噪声,尘,皮,高温,