現(xiàn)代冶金生產(chǎn)工藝

　　一、鋼鐵生產(chǎn)工藝

　　(一)燒結(jié)、球團(tuán)

　　燒結(jié)、球團(tuán)是粉礦造塊的兩種工藝，即將高品位粉礦通過燒結(jié)法或球團(tuán)焙燒法制成適合高爐冶煉

　　的塊礦的工藝過程。

　　(二)焦化

　　煉焦生產(chǎn)的基本原料是煉焦煤，將煉焦煤在密閉的焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣高溫加熱，釋放出水分和吸附

　　氣體，隨后分解產(chǎn)生煤氣和焦油等，剩下以碳為主體的焦炭。焦化生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有冶金焦、焦?fàn)t煤

　　氣和煉焦化學(xué)產(chǎn)品。

　　(三)煉鐵

　　高爐生產(chǎn)是對(duì)鐵礦石中的鐵氧化物進(jìn)行還原的過程。高爐使用的含鐵爐料主要是燒結(jié)礦、球團(tuán)礦

　　及天然富塊礦，燃料為焦炭、煤粉、重油、天然氣等。高爐的主要產(chǎn)品是生鐵，用作下游煉鋼工序的

　　主要原料;副產(chǎn)品主要是高爐煤氣和高爐渣。

　　(四)煉鋼

　　煉鋼是將熔融鐵水、廢鋼、溶劑(石灰、石灰石、螢石等)放人煉鋼爐(主要是轉(zhuǎn)爐和電爐)內(nèi)，

　　使鐵水中的雜質(zhì)元素氧化，并加入合金元素的過程。通過煉鋼，鐵水中的部分碳氧化成 CO 或 CO2 逸

　　出，其余雜質(zhì)元素以氧化物或其他形態(tài)進(jìn)入爐渣，使鋼液達(dá)到預(yù)定的化學(xué)成分。

　　(五)連鑄

　　鑄鋼生產(chǎn)的連續(xù)化，即以連鑄代替模鑄，是鑄鋼生產(chǎn)技術(shù)的重大革命。鋼水不斷地通過水冷結(jié)晶

　　器，凝成硬殼后從結(jié)晶器下方出口連續(xù)拉出，經(jīng)冷卻，全部凝固后切成坯料。

　　(六)軋鋼

　　將鋼錠或鋼坯經(jīng)過軋機(jī)軋制成所需的鋼材，實(shí)際上是塑性加工變形和改善鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過程。通

　　過軋機(jī)軋制，不僅使原來粗大、不均勻的鑄造結(jié)構(gòu)變成均勻的細(xì)晶組織，而且力學(xué)性能得以提高，從

　　而可生產(chǎn)各種形狀和不同規(guī)格的鋼材(型鋼、線材、鋼軌、鋼板、鋼管、車輪、輪轂等)，以供應(yīng)有

　　不同用途和性能要求的用戶。除熱軋外，在常溫下經(jīng)冷軋機(jī)軋制的鋼材具有更好的精度、力學(xué)性能、

　　表面光潔度和內(nèi)部組織。

　　圖 1-1 鋼鐵生產(chǎn)工藝流程

　　二、有色金屬生產(chǎn)工藝

　　火法冶金：處理精礦能力大，能夠利用硫化礦中硫的燃燒熱，可以經(jīng)濟(jì)地回收貴金屬、稀有金屬

　　等優(yōu)點(diǎn)。

　　濕法冶金：常用于處理多金屬礦、低品位礦和難選礦。電冶金則適用于鋁、鎂、鈉等活性較大的

　　金屬的生產(chǎn)。

　　(一)鋁生產(chǎn)工藝

　　鋁在生產(chǎn)過程中由 4 個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈：鋁礦石開采→氧化鋁制取→電解鋁冶煉→鋁

　　加工生產(chǎn)。

　　氧化鋁制取過程就是從鋁礦石中提取氧化鋁使之與雜質(zhì)分離的過程。氧化鋁生產(chǎn)方法大致可分為

　　4 類，即堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法、熱法。但目前普遍用于工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的是堿法。

　　堿法生產(chǎn)氧化鋁就是用堿(NaOH 或 Na2CO3)來處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁(Al2O3)變成可

　　溶解的鋁酸鈉溶液(Na2O•Al2O3)，而礦石中的硅、鐵、鈦等雜質(zhì)成為不溶解的化合物，將不溶解的

　　殘?jiān)?統(tǒng)稱尾礦，由于該殘?jiān)�中含氧化鐵而呈紅色，故也稱為赤泥)與溶液分離。與赤泥分離后的純

　　鋁酸鈉溶液(Na2O•Al2O3)經(jīng)凈化處理后，分解析出氫氧化鋁[Al(OH)3]，氫氧化鋁經(jīng)過焙燒后變成

　　氧化鋁產(chǎn)品。

　　電解鋁冶煉采用霍爾-埃魯鋁電解法。該方法由美國的霍爾和法國的埃魯于 1886 發(fā)明。以氧化

　　鋁為原料、冰晶石(Na3AlF6)為熔劑組成的電解質(zhì)，在 950-970 ℃的條件下通過電解的方法使電解

　　質(zhì)熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧，鋁在碳陰極以液相形式析出，氧在碳陽極上主要以二氧化碳?xì)怏w的

　　形式逸出。鋁液通過真空抬包從電解槽內(nèi)抽出，送至鑄造車間，在保溫爐內(nèi)經(jīng)凈化澄清后，澆鑄成鋁

　　錠或直接加工成線坯、型材等。

　　圖 1-3 電解鋁冶煉生產(chǎn)基本工藝流程

　　(二)銅生產(chǎn)工藝

　　當(dāng)前銅冶煉以火法冶煉為主，其產(chǎn)量占世界銅總產(chǎn)量的 80%以上。特別是硫化銅礦，基本上是采

　　取火法冶煉。

　　銅熔煉作為銅冶煉、工藝的重要環(huán)節(jié)，其常用技術(shù)有閃速熔煉技術(shù)和富氧吹煉銅技術(shù)。

　　其中：閃速熔煉技術(shù)是世界銅熔煉的主流工藝技術(shù)，且日臻成熟;閃速熔煉技術(shù)成熟可靠、熱強(qiáng)

　　度高、單爐處理量大、爐子壽命長、環(huán)保效果好。

　　粗銅的火法精煉分為氧化過程(氧化除渣階段)和還原過程(還原得到陽極銅)。還原劑有重油、

　　天然氣、液化石油氣、木炭等。得到的陽極銅送電解車間進(jìn)行電解精煉

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