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    cba比赛专用篮球:第一篇冶金工程概论部分第1章第2章ppt

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    • 素材授权:免费下载
    • 更新时间:2016-09-13
    • 素材类别:高校大学PPT
    • 素材格式:.ppt
    • 关键提要:冶金工程
    • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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    这是一个关于第一篇冶金工程概论部分第1章第2章ppt,主要介绍了绪论、矿物工程、重金属冶金概况等内容。

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    第一篇冶金工程概论部分第1章第2章ppt

    PPT内容

    第一篇 冶金工程概论
    材料
    是社会进步的物质基础与先导,是人类赖以生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础,是人类进步的里程碑。
    材料从组成上可分为三大类:高分子材料、无机非金属材料、金属材料。
    而金属材料是一切材料的基础。
    要得到金属材料,第一步就是要得到金属。
    得到金属就必须从含有金属元素的原料中把金属提取出来,然后制成材料。
    而冶金不只是制备金属材料,还可以制备无机非金属材料。
    金属元素常常是无机非金属材料的成分之一。
    所以冶金也就是材料的制备。
    1.1 冶金的概念
    1.2、金属的分类
    有两种分类方法
     
    1.分为铁金属(ferrous)与非铁金属(non- ferrous metals)
      采用这种分类法的主要有欧、美、日等
    2.分为黑色金属与有色金属
      前苏联、我国等。
       1.2 金属的分类
       Fe 、Mn 、Cr
    因为铬和锰的生产与铁及铁合金关系密切。
    我们所指的黑色金属主要是铁金属。
    1.2 金属的分类
    说明:     轻金属       重金属      稀有轻金属       稀有难熔金属               稀土金属    贵金属
    1.3 冶金与提取冶金
                1、冶金过程
    广义:矿石采矿、选矿、冶炼和加工。
    狭义:矿石或精矿的冶炼,提取冶金。
    从矿石中或精矿提取金属(金属化合物)的生产过程称为提取冶金。
    1.4 冶金与提取冶金
          2、提取冶金方法的分类
      1)火法冶金
    在高温条件下通过一系列物理化学变化,使矿物中的金属与脉石及其杂质分离,提取纯金属或化合物的方法。
    此过程没有水溶液参加,故又称为干法冶金。
    包括原料准备、熔炼和精炼三个主要工序。
    特点:高温、需要热源;
    过程所需能源主要靠燃料燃烧供给,也有依靠过程中的化学反应热来提供。
    根据是否需要外加热源,火法冶金又分为自热过程和外热过程。
    不需要外加热源的火法冶金过程叫自热过程,如利用反应放出来的热或原料本身的物理热的进行的火法冶金过程。
    需要外加热源的火法冶金过程叫外热过程。常用的热源有燃料燃烧,电加热等。
    火法冶金主要优缺点
    主要火法冶金单元过程:
    焙烧:将矿石或精矿置于适当的气氛下,加热至低于它们的熔点温度,发生氧化、还原或其它化学变化的过程。其目的是改变原料中提取对象的化学组成,满足熔炼或浸出的要求。
    按控制的气氛不同,分为:氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧等。
    煅烧(焙解):将碳酸盐或氢氧化物的矿物原料在空气中加热分解,除去二氧化碳或水分变成氧化物的过程。
    如石灰石煅烧为石灰;氢氧化铝煅烧成氧化铝,作电解铝原料。
    主要火法冶金单元过程:
    烧结和球团:将粉矿或精矿经加热焙烧,固结成多孔状或球状的物料,以适应下一工序熔炼的要求。
    如鼓风炉熔炼,高炉炼铁,氧气底吹炼铅的物料准备。
    熔炼:是指将处理好的矿石、精矿或其他原料,在高温下通过氧化还原反应,使矿物原料中有色金属组分与脉石和杂质分离为两个液相层即金属(或金属锍)液和熔渣的过程,也叫冶炼。
      分为:还原熔炼、造锍熔炼、氧化吹炼
    主要火法冶金单元过程:
    火法精炼:在高温下进一步处理熔炼、吹炼所得的含有少量杂质的粗金属以提高其纯度。
       种类:氧化精炼、硫化精炼、氯化精炼、熔析精炼、碱性精炼、区域精炼、真空冶金、蒸馏等。
    熔盐电解:利用电热维持熔盐所要求的高温,又利用直流电转换的化学能自熔盐中还原金属,如铝、镁、钠、钽、铌的熔盐电解生产。
    1.4 冶金与提取冶金
             2、提取冶金方法的分类
        2)湿法冶金
    在常温下(低于100ºC)常压或高温(100-300ºC)高压下用溶剂处理矿物,使部分组分进入溶液,达到互相分离的目的,然后再从溶液(或者沉淀物)中提取金属或化合物的冶金方法。
    因为常以水为溶剂,所以又被称为水法冶金。
    主要包括浸出、分离与富集和提取过程。
    湿法冶金主要优缺点
    主要湿法冶金单元过程:
    浸出(溶出):用适当的浸出剂(如酸、碱、盐等水溶液)选择性地与矿石、精矿、焙砂等矿物原料中金属组分发生化学作用,并使之溶解而与其它不溶组分初步分离的过程。浸出又称浸取、溶出、湿法分解。
    液固分离:将矿物原料经过酸、碱等溶液处理后的残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相与固相的湿法冶金单元过程
      主要有物理方法和机械方法:重力沉降、离心分离、过滤等。
    主要湿法冶金单元过程:
    溶液净化:将矿物原料中与欲提取的有色金属一道溶解进入浸出液的杂质金属除去的湿法冶金单元过程。净液的目的是使杂质不至于危害下一工序对主金属的提取。
    方法主要有:结晶、蒸馏、沉淀、置换、溶剂萃取、离子交换、电渗析和膜分离等。
    水溶液电解:利用电能转化的化学能使溶液中的金属离子还原为金属而析出,或使粗金属阳极经由溶液精炼沉积于阴极。
    前者称为电解提取或电解沉积(简称电积),也称不溶阳极电解,如铜电积、锌电积;
    后者以粗金属为原料进行精炼,称为电解精炼或可溶阳极电解,如粗铜、粗铅的电解精炼。
    主要湿法冶金单元过程:
    离子交换:通过离子交换的方式使溶液中的有用成分与杂质分离的过程。
    溶剂萃?。和ü街植换ト艿娜芤褐凶榉值姆峙浔鹊牟煌锏椒掷氩煌榉值哪康牡墓?;
    主要单元过程
    电炉熔炼:用电作为热源的熔炼过程;
    主要单元过程:
    水溶液电解:通过电化学的方法从溶液中提取或精炼金属的过程
    主要单元过程:
    熔盐电解:既用电做热源,又用电化学源的提取金属或精炼金属的过程。
     注 意
    任何一种金属的提取都不是一步完成的,需要分为若干个阶段进行;
    一种金属的提取往往是多步冶金过程联合作用的结果;
    金属的提取方法取决于金属的性质、原料的情况、最终产品的要求等。
    钢铁冶金主要采用火法,有色金属的提取往往是多种冶金方法联合而制备的。
    金属的冶金过程是由若干个阶段或步骤完成的,各个阶段的冶炼方法和使用的设备不尽相同。
    各阶段过程间的联系及其所获得的产物间流动线路图称为工艺流程图??煞治璞噶油?,原则流程图和数质量流程图。
    如:
    学好冶金工程重要教学环节
    化学(无机、有机、物理化学、分析化学)
    冶金原理  
    冶金设备学
    机械设计与冶金课程设计
    认识实习、生产实习、毕业论文(设计)
    1.4.我国的冶金基本情况-钢铁
    1943年钢铁产量:92.3万吨
    1949年钢产量:15.8万吨
    1952年钢 产量为135万吨
    1978年超过3178万吨
    1988年钢铁产量:5640万吨
    1994突破9000万吨
    2001年钢产量:1.49亿吨,
    2003年钢产量:2.201亿吨
    2005年钢产量:3.31亿吨(连续10年世界第一)
    2006年钢产量:4.1878亿吨(连续11年世界第一)
    2007年钢产量:4.89亿吨(连续12年世界第一)
    2008年钢产量:5.005亿吨
    1.4.我国的冶金基本情况-有色金属
    解放前,年产量只有1.33万吨
    1950年在世界有色金属产量排名中没有我们的地位
    1960年上升到12位
    1987年占第六位
    1990年年产220万吨,居第四位
    1997年十种常用金属产量达530万吨。
    2003年十种常用金属产量1205万吨
    2005年十种常用金属产量1632万吨
    2006年十种常用金属产量1917万吨(连续5年世界第一)
    2007年十种常用金属产量2360.56万吨,占全界的1/4
    2008年十种常用金属产量2520.28万t,同比增长8.2%,
    地壳中丰度最大的元素是氧,
    24种重要经济元素中只有铝、铁、镁、钾等4种金属在地壳中的含量超过1%。
    人类常用的大多数不可缺少的金属在地壳中含量是微乎其微的。
    但由于亿万年的种种变迁过程使几十种金属富集成或大或小的可供开采和提取的矿床。
    各种矿藏是提取金属及其化合物最主要的资源。
      2.1  矿物、矿石、矿床
     1.矿物
    受地壳中天然的物理化学作用和生物作用而形成的具有均一内部晶体结构以及一定物理化学性质的自然元素或自然化合物。
    即具有一定的化学成分和物理属性的天然元素和化合物。
    辉铜矿
    孔雀石CuCO3·Cu(OH)2
    方铅矿与萤石
    2. 矿 石
    在天然的物理化学与生物作用下,许多矿物共生在一起形成结构致密的结晶体,即矿物集合体。
    矿石中有用成分的含量叫做矿石的品位:常用%或克/吨、克/米³表示。
    根据有用成分的多少分为贫矿和富矿,但其划分是根据不同的矿种,不同的时期,不同的地区而不相同。
    矿石的价值主要取决于矿石中有用成分的含量及其价值,但同样有效成分的矿石脉石的成分和有害杂质的多少也是影响矿石价值的重要因素。
    赋存于地壳中或地球表面并具有各种形态、产状(矿床在地下空间的产出形态)和一定规模的矿石自然聚集体。
    具有开采价值的矿石堆积体 ??蟠驳幕咀槌傻ノ?。
    矿体周围无经济价值的岩石是矿体的围岩。
    4 矿床
    2.2 采矿
     根据矿床的埋藏深度、矿床的厚度、长度、走向以及矿石的物理化学性质等,采用不同的采矿方法。
      1、露采--- 露天开采
      2、坑采---地下开采或坑道开采
    露天开采
    从敞露的地表矿采出有用矿物的开采方法。
    用于矿床埋藏得比较浅的矿区。
    采矿时,首先把表面岩石剥离掉,到达矿体后,把矿岩划成一定厚度的水平层,自上而下逐层开采。
    开采中,各工作水平在空间上构成阶梯状。
    露采能充分利用资源,回采率高,建设快,生产率高,生产成本高,劳动条件好,生产安全,作业简单,机械化强度高,不过受气候影响大。
    攀钢兰尖铁矿
    世界第一人工“天坑”——大冶铁矿东露天采场
    坑采-地下开采
    对于那些埋藏得比较深而且薄的矿床,在技术上难于露天开采的矿床,就只能采取地下开采。
    从地面挖出水平、竖直和斜的井巷,坑道到达矿体,使矿段与地面连通。
    坑采作业复杂,机械化强度不高,生产率低,成本高,劳动条件差。
    但采矿的方式是受矿床的自然条件所限制的。
    2.3 选 矿
    冶炼过程,对矿石是有一定要求的,因此大多数矿石是不能直接冶炼的,通过选矿获得满足现代冶金方法要求的精矿。
    1、选矿的目的
     富集有用的矿物或金属
     除去部分脉石和杂质
     分离共生矿石中的各种有用矿物和金属
    我国有色金属原矿和精矿成分实例(%)
    2.3 选 矿
      1、选矿的目的(2)
      2.3、选矿
     2、选矿的予处理
      2.3   选 矿
     

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