金屬冶煉

1、金屬冶煉目錄,選礦鋼鐵生產(chǎn)流程焦化燒結(jié)煉鐵煉鋼鑄造粉末冶金,鋁冶煉銅冶煉鋅冶煉鎂冶煉汞冶煉鉛冶煉,1.選礦,把開采出的原礦破碎，將有用礦富集，無用礦拋棄的工藝過程為選礦。選出的有用礦稱精礦，無用脈石稱尾礦。選礦在選礦廠完成。選礦方法主要有重選法、磁選法、電選法和浮選法，其中浮選應(yīng)用最廣。選礦一般包括三個基本過程：選前準備：原礦破碎、篩分、磨礦、分級等；分選，借助各種選礦方法及其組合，獲得精礦、尾礦，有時還

2、有中礦（需進一步選）；選后產(chǎn)品處理：脫水、細粒物料沉淀濃縮、過濾、干燥和選水澄清循環(huán)復(fù)用。有些選礦廠根據(jù)礦石性質(zhì)與分離需要，分選前設(shè)預(yù)選或物理化學(xué)預(yù)處理，如鐵礦石磁化焙燒、氧化銅離析焙燒等。,1.選礦,重選，按密度分選，如選煤、金、鎢、稀有金屬，也作為預(yù)選。磁選，在不均勻磁場中，利用礦物之間磁性差異，使礦物分離的方法，應(yīng)用于鐵礦石（黑色金屬）、稀有金屬，非金屬（去除有害的鐵雜質(zhì)）、高硫煤的脫硫（黃鐵礦）。電選，利用礦物電性不同分

3、選的方法。浮選，根據(jù)細粒物料在水中對水、氣泡、藥劑的作用不同，通過藥劑與機械調(diào)節(jié)，使有用礦浮出液面分離的過程。,1.選礦——浮選,浮選劑包括捕收劑（疏水作用，分離）、起泡劑（表面活性物）和調(diào)整劑。捕收劑：煤油、柴油、烴基硫化氨基甲酸酯、黃藥（黃原酸鹽，烴基二硫代碳酸鹽，溶水產(chǎn)生二硫化碳）、黑藥（二烴基二硫代磷酸鹽）。起泡劑：丁醚油、混合醇、醚醇油、松醇油、雙丙酮醇油。調(diào)整劑，分：活化劑：加強礦物表面對捕收劑的吸附能力，如硫酸銅

4、、硫化鈉等；抑制劑：作用與活化劑相反，如氰化物（HCN）、SO2、亞硫酸鹽、重鉻酸鹽（N100）、石灰、淀粉、單寧（芳香酸、鞣酸）介質(zhì)PH值調(diào)整劑：石灰（氧化鈣）、硫酸、蘇打、苛性鈉（氫氧化鈉）分散劑、絮凝劑：水玻璃（硅酸納）、蘇打、聚磷酸鹽。,,,,,,1.選礦——浮選,原礦,精礦,選水澄清,尾礦,脫水處理,浮選/攪拌,調(diào)漿,浮選劑,分析礦石,磨礦,塵,噪聲,噪聲,噪聲,塵,塵,塵,塵,塵,OV,SO2,酸霧,眼,皮,酸霧,眼,

5、皮,OV,HCN,HCN,1.選礦——選金,由于金的特性，金礦選礦過程還包括混汞、氰化工序，它們是金礦選礦的一部分?；旃糜诨厥盏V漿中的單體金。利用金及某些貴金屬和其它礦物與汞的潤濕性的不同，金等親汞疏水，汞潤濕金粒后繼續(xù)向金粒內(nèi)部擴散，形成金汞合金（汞膏），金粒被汞捕捉，從礦漿中分離。從汞膏中榨出剩余汞，然后蒸餾去汞，得到黑色海綿狀金，用于冶煉。氰化浸金，利用氰化物能選擇性地溶解金，形成氰化亞金，將金從礦石中分離。礦石經(jīng)氰化物浸出

6、，貴液經(jīng)電解沉金或活性炭吸附、解吸（乙腈（OV）、乙醇、丙酮等），再電解，得到金泥，最后冶煉成金。,,,,,1.選礦——選金礦,金泥,尾礦,重選,研磨,金冶煉,精礦,浮選,原礦,蒸餾,混汞,金粒,海綿金,榨汞,汞膏分離,氰化,塵,噪聲,汞,汞,汞,汞,噪聲,噪聲,噪聲,煙,高溫,塵,,,,,,1.選礦——選金礦——氰化,污水處理,活性炭再生,貧液,金泥,水洗,金泥酸洗,電解沉金,過濾,解吸,活性炭吸附,澄清,固液分離,浸出,混合/攪拌,

7、氰化浸出劑,礦料,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,HCN,噪聲,噪聲,OV,OV,酸霧,酸霧,眼,皮,眼,皮,眼,皮,眼,皮,HCN,氯,塵,,,,,,,,,2.鋼鐵生產(chǎn)工藝流程,原礦,條鋼軋機,無縫鋼管機組,型鋼軋機,開坯機,板坯,方坯,連鑄機,鑄錠,煉鋼爐煉鋼,高爐煉鐵,燒結(jié),焦化,焦炭,石灰石,UO成型,厚板,后板軋機,無縫鋼管,型鋼,盤條,方鋼,酸洗槽,電焊鋼管,螺

8、旋鋼管,熱軋板卷,熱軋機,UO鋼管,薄板軋機,冷軋板卷,冷軋機,冷軋薄板卷,電焊鋼管,鑄造,,,,,,,,,,,,,,,,線材軋機,,,軋鋼,,,選礦,,3.焦化,焦化生產(chǎn)以洗精煤為主要原料，經(jīng)過焦爐高溫干餾和有關(guān)的化工過程處理后，生產(chǎn)出不同粒度的焦炭、煤氣和多種化學(xué)產(chǎn)品，其中焦炭占總產(chǎn)量的75%左右。煤在高溫干餾時生成大量稠環(huán)化合物可使人致癌（OV/P100），如3,4-苯并芘，導(dǎo)致焦爐工人肺癌。,,,,3.焦化,精煤,苯類產(chǎn)品,精

9、苯車間,焦油車間,煤氣產(chǎn)品,硫酸銨或氨水產(chǎn)品,硫酸,荒煤氣回收,各級焦炭產(chǎn)品,煉焦,裝煤爐,萘、酚、瀝青及其他焦油加工產(chǎn)品,粗苯,焦油,,,煙,塵,塵,塵,高溫,高溫,霧,眼,皮,CO,H2S,NH3,CO,OV,OV,OV,OV,OV,OV,煙,OV,粉碎干燥,塵,噪聲,篩分,塵,熄焦,4.燒結(jié),燒結(jié)是將鐵礦粉造塊的方法，是將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上燒結(jié)的過程。鐵礦粉造塊是為滿足高

10、爐冶煉對精料的要求而發(fā)展起來的，可擴大煉鐵用原料種類，去除有害雜質(zhì)，并可改善礦石冶金性能。燒結(jié)中借助燃料燃燒產(chǎn)生高溫，使物料發(fā)生物理化學(xué)變化，產(chǎn)生一定量的液相，冷卻時，液相將礦粉顆粒黏結(jié)成塊，即成燒結(jié)礦。,,,4.燒結(jié),煤氣,燒結(jié)機布料,混合,配料,篩分,破碎,高爐灰廢鋼皮,煤,石灰石白云石,冷卻,篩分,破碎,燒結(jié),點火,煉鐵,,,,塵,噪聲,塵,塵,塵,塵,塵,塵,噪聲,噪聲,高溫,煙,CO,CO,NOx,F,SO2,噪聲,噪聲,塵

11、,噪聲,精礦粉,5.煉鐵,煉鐵的最主要設(shè)備是高爐。鐵礦石經(jīng)富選后制成自熔性或高堿度的燒結(jié)礦和球團礦（熟料），還搭配一定量塊狀鐵礦石，連同石灰石和焦炭一起分批從高爐爐頂裝入，從高爐下鼓入熱風(fēng)，進行冶煉。燃燒的焦炭在高溫下生成一氧化碳和固體碳，將鐵礦石中氧奪出（還原），得到熔融鐵，匯集在爐底部，石灰石起助熔作用，與鐵礦石中雜質(zhì)集合成爐渣，鐵水和爐渣定期從鐵口和渣口放出，鐵水可趁熱用鐵水罐運煉鋼廠，也可澆注成鐵塊。熔渣經(jīng)處理，干渣可做建筑材料

12、，水渣可做水泥。高爐煤氣也是工業(yè)原料。,,,鐵水,,,5.煉鐵生產(chǎn),礦石處理,稱量配料,燒結(jié)倉,焦炭倉,礦石與副原料倉,燒結(jié),焦化,澆鑄,熔渣,高爐煤氣,高爐上料,煉鋼,水渣,干渣,建筑材料,水泥,高爐煉鐵,,,,,,,CO,CO,煙,煙,塵,塵,塵,塵,塵,塵,塵,煙,高溫,高溫,高溫,高溫,噪聲,噪聲,眼,眼,SO2,6.煉鋼,煉鋼是在煉鋼爐內(nèi)，通過氧化反應(yīng)將鐵水和經(jīng)加熱熔化的廢鋼或冷鐵塊中多余的碳和其他有害雜質(zhì)除去，同時根據(jù)冶煉鋼

13、種類要求加入適量的合金元素，以獲得所要求成分與性能的碳素鋼或合金鋼的再一次冶煉過程。煉鋼爐修爐和補爐用瀝青焦油（OV/P100），含多環(huán)芳烴致癌物。,,6.煉鋼,鐵水,煉鐵,廢鋼,上料,鑄造,出渣,出鋼,鋼冶煉,煙,高溫,塵,塵,噪聲,煙,高溫,煙,高溫,塵,煙,高溫,眼,CO,SO2,,,,7.鑄造,鑄造是將熔化的金屬注入特制的鑄型里，從鑄型中取出已經(jīng)凝固的鑄成毛坯件，最后對毛坯件清理整修，獲得所需成品。鑄型造型工序包括制作砂型和

14、型芯，使用砂和黏合劑混合，加熱烘干硬化。黏合劑種類很多，如酚醛樹脂砂（OV/N95），在遇熱凝固硬化時分解產(chǎn)生有機物，型芯烘干冷卻時產(chǎn)生煙氣，如含丙烯醛（OV）、二甲苯（OV）、苯酚（OV）以及一些碳氫化合物（OV）。鑄件冷卻時也會釋放有害氣體和煙氣（OV/P100），如苯系物(OV)。,,,,,,7.鑄造——鑄鋼、鑄鐵,煉鋼/煉鐵,表面噴涂,打磨清理,滾筒清理,噴射清理,落砂,冷卻,澆鑄,制型芯,制砂型,成品,烘干,烘干,塵,塵,塵

15、,塵,塵,塵,塵,高溫,高溫,高溫,煙,煙,煙,噪聲,噪聲,噪聲,OV,OV,OV,OV,OV,OV,眼,眼,眼,眼,軋鋼,鍛造,,,,7.鑄造——金屬型鑄造,把金屬液澆入金屬鑄型制成鑄件的方法為金屬型鑄造，多用于有色金屬鑄造。壓模中涂有潤滑油，受熱蒸發(fā)油霧（P100），壓鑄機中的防火液壓油可能含有有機磷化合物（OV）。鋁合金和鎂合金多在坩堝中熔化，燃料中的硫能生成二氧化硫。采用螢石做助熔劑，熔煉時產(chǎn)生大量含氟粉塵和HF（（F）AG）

16、，脫氧時還會使用二氧化硫和氯（（F）AG）。其他金屬在熔化時也會產(chǎn)生大量金屬煙。,金屬熔化,成品,原料,壓鑄,高溫,煙,高溫,煙,塵,油霧,SO2,OV,Cl2,眼,噪聲,塵,眼,8.粉末冶金,粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末作原料，經(jīng)過成型和燒結(jié)來制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金的第一步是制取金屬粉磨、合金粉末、金屬化合物粉末以及包裹粉末；第二步是將原料粉末通過成型、燒結(jié)以及燒結(jié)后處理，制成制品。物理化

17、學(xué)法制粉借助化學(xué)或物理作用，改變原材料的化學(xué)成分或聚集狀態(tài)而獲得的粉末工藝過程，廣泛應(yīng)用的是還原法、電解法和霧化法。為煅燒爐、還原爐和燒結(jié)爐砌筑爐襯與更換爐襯的工人，接觸石棉（N100）、矽塵（N95）、高溫。為改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能，多使用稀有金屬添加劑，如鉭、鈮、釩等元素化合物，因鉭、鈮多半與鈾、釷等強放射性物質(zhì)共生，雖經(jīng)處理，但仍存在微量放射性物質(zhì)（N100）。同樣情況也存在于鎢礦中。,,,,8.粉末冶金,干燥,混合,配料,研磨,

18、物理化學(xué)法制粉,機械法制粉,備料,篩分,篩分,粉末預(yù)處理,制粉,,,成型,研磨,塵,塵,塵,塵,塵,塵,塵,塵,塵,塵,OV,噪聲,噪聲,霧,眼,皮,放射,放射,霧,皮,噪聲,噪聲,高溫,壓坯,后處理,噴砂,煅燒,塵,塵,塵,塵,眼,眼,噪聲,高溫,高溫,成品,,噪聲,噪聲,噪聲,高溫,9.鋁冶煉,鋁冶煉使用的礦石原料主要是鋁土礦和明礬石。電解法煉鋁是主要的生產(chǎn)鋁的方法。在電解槽內(nèi)假如氧化鋁和冰晶石后，將直流電通入電解槽，在陰極和陽極

19、間進行電解。電解溫度是950-970C，下部陰極上產(chǎn)生鋁液，上部陽極放出二氧化碳和一氧化碳。槽內(nèi)鋁液用真空臺包 抽出，經(jīng)過凈化澄清后，澆鑄成商品鋁錠。在電解廠房，電解槽內(nèi)冰晶石吸水受熱分解，散發(fā)氟化氫氣體（AG），自溶陽極的陽極糊中含瀝青，加熱揮發(fā)瀝青煙（OV/P100）。,,9.鋁冶煉,氧化鋁,成品,鑄造,混合爐,臺包車抽取鋁液,電解,下料,高溫,煙,油霧,塵,塵,塵,煙,煙,HF,高溫,高溫,高溫,噪聲,CO2,CO,,,10.銅

20、冶煉,硫化礦,電解液凈化處理,成品,鑄造,陰極銅熔化,電解精煉,鑄大耳陽極銅,粗銅火法精煉,硫酸,脫硫產(chǎn)生SO2,熔煉,選礦,塵,噪聲,高溫,煙,噪聲,SO2,塵,,,塵,塵,AsH3,SO2,高溫,煙,高溫,煙,酸霧,高溫,煙,眼,高溫,煙,油霧,噪聲,皮,酸霧,硫酸,眼,酸霧,皮,,,,11.鋅冶煉——濕法,硫化鋅鋅精礦,焙燒,硫酸,脫硫產(chǎn)生SO2,鋅焙燒礦粉浸出,成品鋅錠,鑄造,熔化,析出鋅剝離,電解,凈化,稀硫酸,,,高溫,煙,

21、油霧,噪聲,AsH3,眼,酸霧,眼,酸霧,皮,皮,眼,酸霧,皮,高溫,高溫,塵,SO2,酸霧,煙,煙,硫酸,眼,酸霧,皮,,12.鋅冶煉——干法,硫化鋅鋅精礦,焙燒,硫酸,脫硫產(chǎn)生SO2,,高溫,塵,SO2,煙,礦粉制團,焦結(jié),成品鋅錠,鑄造,粗鋅精餾,鋅蒸氣,冷凝,還原蒸餾,液鋅,液鋅,塵,塵,塵,CO,高溫,高溫,高溫,高溫,油霧,噪聲,煙,噪聲,煤氣,煙,煙,,,13.鎂冶煉,鎂可做煉鋼的脫硫劑，煉鋼和有色金屬的脫氧劑，航天與軍工

22、的發(fā)熱發(fā)光材料，以及建筑、機械工業(yè)中的合金材料。菱鎂礦與油焦混合后進入氯化豎式爐氯化，生成的氯化鎂在電解槽電解，得到的金屬鎂業(yè)液轉(zhuǎn)移到精練坩堝爐精練，再在連鑄機上澆鑄鎂錠，經(jīng)酸洗鍍膜成為商品鎂錠。,菱鎂礦破碎,酸洗鍍膜,鑄造,精練,氯化,配料混合,油焦,電解,鎂錠成品,塵,噪聲,塵,噪聲,Cl2,高溫,煙,高溫,煙,煙,油霧,酸霧,噪聲,眼,眼,皮,高溫,,14.汞冶煉,汞礦石品位很低，因此需要經(jīng)過手選、重選和浮選獲得高品位的精礦。

23、汞冶煉主要為火法冶煉，包括兩個過程，即汞礦石的揮發(fā)焙燒和汞蒸氣冷凝。所生產(chǎn)的汞含有少量雜質(zhì)，俗稱毛汞，品位99.5%，凈化處理采用空隙小而強度大的鹿皮、羊皮、帆布或雙層厚紡綢過濾，得到99.9%純度的成品汞。汞用于處理金、銀礦石、制造汞合金，制造計量設(shè)備，也用于蓄電池，也可用于制革、紡織、照相行業(yè)。,礦石原料,成品,過濾,冷凝,揮發(fā)焙燒,選礦,塵,塵,塵,高溫,Hg,Hg,Hg,Hg,皮,皮,15.鉛冶煉,鉛冶煉主要為火法。首先焙燒脫

24、硫，鉛成為氧化鉛，同時使細粒燒結(jié)成塊。燒結(jié)塊配焦炭在鼓風(fēng)爐冶煉，焦炭不完全燃燒生成CO，用來還原氧化鉛，轉(zhuǎn)化為金屬鉛，精鉛礦中還有的少量銅、砷、銻，產(chǎn)出一定量冰銅和砷冰銅，過程中會釋放三氧化二砷（N100）。由于鉛礦往往與鋅礦共生，大部分鋅進入熔渣。熔渣在煙化爐內(nèi)經(jīng)煤粉或天然氣還原成金屬鋅，揮發(fā)成為氯氣，氧化成氧化鋅被回收。熔煉得到的粗鉛一般用電解法精煉，之前在熔鉛爐中除去銅、砷等雜質(zhì)，鑄成大耳鉛做陽極板電解。電解產(chǎn)出的電鉛在精鉛爐熔化

25、，進一步除去砷、銻，最后鑄成鉛錠，稱為電鉛錠。電解液為硅氟酸和硅氟酸鉛的水溶液，硅氟酸由氫氟酸和石英粉制成，氫氟酸用螢石（氟化鈣）加硫酸制成，硅氟酸鉛用硅氟酸加鉛制成，制備過程中有氟化氫（AG）、四氟化硅產(chǎn)生。電解槽內(nèi)襯瀝青和滑石粉混合物的防護層，用燒紅的烙鐵烙在電解槽內(nèi)部（烙油），產(chǎn)生瀝青煙（P100）和多環(huán)芳烴致癌物（OV/P100）。,,,,,15.鉛冶煉,硫化鉛,選礦,鑄陽極鉛,粗鉛精煉,氧化鋅,煤粉/天然氣,爐渣煙化,焦炭