1、第七章 冶金工程基础材料工程基础u 冶金工程是材料的源头工程。u不仅金属材料的生产离不开冶金工程，一些特种无机材料的制备也涉及冶金工程。u金属冶金按其原理可划分为 火法冶金 (又称干法冶金 )、 湿法冶金 、 电冶金 以及 粉末冶金 等四大基本类型。u第一节火法冶金 u火法冶金是利用高温从矿石中提取金属或其他化合物的冶炼方法。 火法冶金一般包括 炉料准备、熔炼和精炼 三大基本过程。 冶金过程中的产物除金属或金属化合物之外，还有炉渣、烟气和烟尘等。 参与火法冶金过程的物质有固体、气体和熔体。 一般固体包括精矿、熔剂、燃料、炉渣等； 气体包括燃烧气体、烟气、烟尘等； 熔体则涉及金属熔液、熔锍和熔渣
2、等。 火法冶金是通过一系列复杂的高温化学反应完成的。u主要的反应类型有 气固相 、 气液相、固液相、液液相、固固相反应 ，以及 气液固三相之间的反应。u一、熔炼 u 熔炼是指炉料在高温 (一般需达 13001600K)炉内发生一定的物理、化学变化，生成粗金属或金属富集物和炉渣的冶金过程。 炉料中除精矿、焙砂、烧结矿等外，有时还需添加为使炉料易于熔融的熔剂，以及为进行某种反应而加入还原剂。此外，为提供必要的温度，往往需加入燃料燃烧，并送入空气或富氧空气。经化学反应熔炼后，由于粗金属或金属富集物与熔融炉渣互溶度很小和密度的差异而分层，使金属最终得以富集沉淀和分离。u1氧化熔炼 u以氧化反应为主的熔
3、炼，通常称为 氧化熔炼。 如硫化铜及硫化镍矿物原料的造锍熔炼、锍的吹炼，以及硫化铜精矿的鼓风炉熔炼等。均属此类。锍 li 有色金属冶炼过程中生产出的各种金属硫化物的互熔体。 其熔炼过程中发生的主要反应如下： MeS(液 )+MeO(液 )= MeS(液 )+MeO(液 )(Me为杂质金属元素 ) (73)u 氧化熔炼是一个富集和分离过程，按所用设备可分类为 鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼；u按工艺特征，可分为 闪速熔炼、熔池熔炼、旋涡熔炼、富氧熔炼、热风熔炼和自热熔炼等。u (1)闪速熔炼 这是一种将硫化精矿 (如铜、镍精矿 )、熔剂与氧气或富氧空气或预热空气一起喷入赤热的反应塔内，使炉料在飘悬状态下迅速氧化和熔化的熔炼方法。该熔炼过程的氧化反应与传统工艺没有实质上的区别，只是通过熔炼设备和工艺的改进来改善锍化精矿氧化的动力学条件，达到强化熔炼的目的。u(2)熔池熔炼 这是一种将炉料直接加入鼓风翻腾的熔池中迅速地完成气、液、固相之间主要反应的强化熔炼方法。适用于有色金属原料熔化、硫化、氧化、还原、造锍和烟化等冶金过程。按反应气体鼓入熔体的方式，可分为侧吹、顶吹和底吹三种类型的熔池熔炼方法。
