了得網工業技術_有色稀有與貴金屬冶金

內容簡介

本書作者長期工作在有色金屬冶金科研、生產和教學一線，既有扎實的理論功底，又有豐富的生產實踐經驗，本書則是作者多年科研、教學成果和生產實踐經驗的總結。本書涉獵廣泛，內容豐富，編寫簡明扼要，注重理論聯繫實際，主要介紹了鋰、銣、銫、鈹4種稀有金屬，有代表性的6種有色金屬，8種貴金屬，著重論述了它們的冶金原理、生產方法、工藝技術、生產裝備和生產實踐，並結合產業現狀對生產過程的關鍵技術的發展趨勢進行了闡述。對稀有金屬、有色金屬、貴金屬生產過程的資源循環利用、貴金屬綜合利用、再生金屬回收利用以及冶金過程“三廢”處理、毒性防護也做了適當介紹。
本書可作為有色冶金工程、冶金熱能工程、環境工程、材料科學與工程、材料成型及控制工程等專業的教學用書，也可供有色、稀有與貴金屬冶金領域的科研人員、工程技術人員及其他從業人員參考使用。

前言

第1章緒論1

1.1金屬與冶金技術發展簡史1

1.1.1古代冶金技術1

1.1.2近代冶金技術2

1.2金屬及其分類2

1.3有色金屬與人類文明4
前言

第1章緒論1

1.1金屬與冶金技術發展簡史1

1.1.1古代冶金技術1

1.1.2近代冶金技術2

1.2金屬及其分類2

1.3有色金屬與人類文明4

1.4有色金屬的資源4

1.4.1礦產資源與金屬礦產4

1.4.2再生資源5

1.5有色金屬礦物、礦石、選礦與精礦7

1.6有色冶金的概念及冶金方法分類8

1.6.1火法冶金9

1.6.2濕法冶金9

1.6.3電冶金10

復習思考題10

第2章鋰、銣、銫冶金11

2.1概述11

2.1.1鋰、銣、銫的性質和用途11

2.1.2鋰、銣、銫的主要化合物12

2.1.3鋰、銣、銫市場與用途14

2.1.4鋰、銣、銫資源17

2.2鋰、銣、銫冶金的基本原理20

2.2.1概述20

2.2.2鋰冶金原理21

2.2.3銣、銫冶金原理22

2.3從鋰礦石生產鋰鹽22

2.3.1從礦石生產碳酸鋰22

2.3.2其他鋰鹽的制備24

2.4從鹽湖鹵水中提取鋰鹽26

2.4.1概述26

2.4.2從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰27

2.5金屬鋰的生產與提純30

2.5.1金屬鋰的生產30

2.5.2金屬鋰的提純31

2.6銣、銫鹽類的生產32

2.6.1從銫榴石中提取銫32

2.6.2從鋰雲母中提取銣和銫32

2.6.3其他銣、銫鹽的制取32

2.7金屬銣、銫的制取34

2.7.1金屬銣的制取34

2.7.2金屬銫的制取35

2.7.3高純金屬銣、銫的制取36

復習思考題36

第3章鈹冶金38

3.1概述38

3.1.1鈹及其化合物的物理化學性質38

3.1.2氧化鈹陶瓷的性能與用途42

3.1.3鈹及其合金的市場與用途44

3.1.4鈹資源的形成及分布52

3.1.5鈹工業的現狀與發展趨勢56

3.2鈹礦的冶煉58

3.2.1從礦石中提煉氧化鈹58

3.2.2氧化鈹的提純62

3.3金屬鈹的冶煉與加工63

3.3.1金屬鈹的冶煉63

3.3.2金屬鈹粉末冶金66

3.4鈹銅合金的冶煉與加工70

3.4.1鈹銅中間合金的冶煉70

3.4.2鈹銅合金的加工71

3.5鈹金屬的毒性與防護74

3.5.1鈹的毒性74

3.5.2鈹的職業接觸限值75

3.5.3鈹毒的防護76

復習思考題77

第4章鋁冶金79

4.1概述79

4.1.1鋁的性質、性能與用途79

4.1.2煉鋁原料81

4.1.3鋁的生產方法81

4.2鋁冶金原料——鋁土礦82

4.2.1鋁土礦分布82

4.2.2鋁土礦選礦83

4.2.3鋁土礦脫硫和除鐵84

4.2.4高硅鋁土礦選礦86

4.2.5尾礦綜合利用87

4.3氧化鋁生產87

4.3.1鋁電解生產對氧化鋁的質量
要求87

4.3.2氧化鋁生產特點88

4.3.3拜耳法89

4.3.4堿石灰燒結法95

4.3.5拜耳燒結聯合法99

4.4金屬鋁生產102

4.4.1概述102

4.4.2鋁電解理論基礎105

4.4.3電解槽的結構112

4.4.4鋁電解的電極過程114

4.4.5電解鋁生產操作117

4.5鋁的精煉與提純121

4.5.1鋁液精煉121

4.5.2鋁的提純125

復習思考題128

第5章銅冶金130

5.1概述130

5.1.1銅及其化合物的性質130

5.1.2銅的合金131

5.1.3銅的用途131

5.1.4銅冶金原料132

5.1.5銅冶金方法132

5.1.6國內外銅冶金技術進展132

5.2銅精礦造锍熔煉的基本原理133

5.2.1造锍熔煉的基本原理133

5.2.2造锍熔煉產物135

5.2.3造锍熔煉的方法138

5.3銅精礦的閃速爐熔煉138

5.3.1閃速熔煉的原理138

5.3.2奧托昆普閃速爐熔煉140

5.4諾蘭達熔池熔煉145

5.4.1諾蘭達熔煉原理146

5.4.2諾蘭達熔池熔煉工藝147

5.4.3諾蘭達反應爐結構147

5.4.4諾蘭達熔池熔煉生產實踐149

5.4.5諾蘭達爐生產過程的物料平衡及
熱平衡150

5.4.6諾蘭達爐生產控制過程自動化151

5.4.7諾蘭達爐熔煉主要技術經濟
指標151

5.4.8諾蘭達熔池熔煉的特點與不足152

5.5銅精礦的艾薩/奧斯麥特熔煉153

5.5.1艾薩/奧斯麥特熔煉原理153

5.5.2艾薩/奧斯麥特熔池熔煉工藝153

5.5.3艾薩/奧斯麥特反應爐結構153

5.5.4艾薩/奧斯麥特熔池熔煉生產
實踐155

5.5.5艾薩/奧斯麥特爐生產過程的
物料平衡及熱平衡156

5.5.6艾薩/奧斯麥特熔池熔煉的
特點156

5.6其他熔煉新方法157

5.6.1白銀煉銅法157

5.6.2瓦紐科夫煉銅法158

5.6.3特尼恩特煉銅法159

5.6.4三菱法連續煉銅159

5.6.5北鎳法（氧氣頂吹自熱
熔煉）160

5.7傳統煉銅方法161

5.7.1銅精礦密閉鼓風爐煉銅161

5.7.2銅精礦反射爐煉銅162

5.8銅锍的吹煉165

5.8.1轉爐吹煉的原理165

5.8.2轉爐吹煉工藝166

5.8.3轉爐結構166

5.8.4轉爐吹煉實踐167

5.8.5其他吹煉方法168

5.9粗銅的火法精煉169

5.9.1粗銅火法精煉的原理169

5.9.2粗銅火法精煉的實踐170

5.10銅的電解精煉172

5.10.1電解精煉的原理172

5.10.2電解精煉設備173

5.10.3電解精煉實踐173

5.10.4永久陰極電解174

5.11濕法煉銅176

5.11.1概述176

5.11.2礦石浸出的原理176

5.11.3銅的電積178

復習思考題180

第6章鎳冶金181

6.1概述181

6.1.1鎳的性質和用途181

6.1.2鎳資源與煉鎳原料182

6.1.3鎳的生產方法182

6.2造锍熔煉183

6.2.1造锍熔煉概述183

6.2.2鎳锍熔煉的理論基礎183

6.2.3硫化鎳礦的造锍熔煉方法184

6.

前言

本書所指的有色、稀有與貴金屬包括：有代表性的6種有色金屬（鋁、銅、鎳、鈷、鉛、鋅），4種稀有金屬（鋰、銣、銫、鈹），8種貴金屬（金、銀、鉑、鈀、釕、銠、銥、鋨）。本書介紹了這些金屬及其典型化合物的性質、應用與市場，以及相關礦石與礦產資源儲量、分布，主要論述了冶金原理和生產實踐，對其生產過程的資源綜合利用和再生金屬的資源循環利用進行了較繫統的論述，對生產過程中的“三廢”處理、毒性防護也做了適當介紹。

鋁是僅次於鋼鐵的第二大金屬，銅是僅次於鋁的第二大有色金屬，兩種金屬在工業、農業、國防和航空航天領域均有著極為廣泛的應用。鋰是近年來研究的熱點材料，是極其重要的儲能材料，也是21世紀的新能源材料。鋰、銣、銫為稀有堿金屬，它們在鹽湖和礦產資源中往往伴生在一起。鈹是稀有堿土金屬，鋰、鈹在科技和軍事領域均有著極其重要的應用。銅鎳硫化礦中往往伴生鈷和金、銀、鉑、鈀等貴金屬，鉛、鋅礦中也伴生金、銀等貴金屬，因此，在進行金屬鋰的冶煉提取時，也進行銣、銫的冶煉分離；在進行銅、鎳、鉛、鋅冶煉時，同時進行鈷和金、銀、鉑、鈀等貴金屬的冶金提取。我國砂金資源已經枯竭，銅、鎳、鉛、鋅礦產伴生金銀等貴金屬冶煉提取，是我國金、銀、鉑、鈀等貴金屬的主要來源。本書所指的有色、稀有與貴金屬包括：有代表性的6種有色金屬（鋁、銅、鎳、鈷、鉛、鋅），4種稀有金屬（鋰、銣、銫、鈹），8種貴金屬（金、銀、鉑、鈀、釕、銠、銥、鋨）。本書介紹了這些金屬及其典型化合物的性質、應用與市場，以及相關礦石與礦產資源儲量、分布，主要論述了冶金原理和生產實踐，對其生產過程的資源綜合利用和再生金屬的資源循環利用進行了較繫統的論述，對生產過程中的“三廢”處理、毒性防護也做了適當介紹。

鋁是僅次於鋼鐵的第二大金屬，銅是僅次於鋁的第二大有色金屬，兩種金屬在工業、農業、國防和航空航天領域均有著極為廣泛的應用。鋰是近年來研究的熱點材料，是極其重要的儲能材料，也是21世紀的新能源材料。鋰、銣、銫為稀有堿金屬，它們在鹽湖和礦產資源中往往伴生在一起。鈹是稀有堿土金屬，鋰、鈹在科技和軍事領域均有著極其重要的應用。銅鎳硫化礦中往往伴生鈷和金、銀、鉑、鈀等貴金屬，鉛、鋅礦中也伴生金、銀等貴金屬，因此，在進行金屬鋰的冶煉提取時，也進行銣、銫的冶煉分離；在進行銅、鎳、鉛、鋅冶煉時，同時進行鈷和金、銀、鉑、鈀等貴金屬的冶金提取。我國砂金資源已經枯竭，銅、鎳、鉛、鋅礦產伴生金銀等貴金屬冶煉提取，是我國金、銀、鉑、鈀等貴金屬的主要來源。

基於上述原因，本書在編排內容時，體現了冶金材料領域當前的研究熱點，兼顧了十種常見有色金屬中的六種，重點講述了多金屬伴生礦產資源的綜合冶金利用等問題。本書第1章介紹了冶金發展簡史、金屬分類、冶金方法、有色金屬礦產、選礦與資源循環利用。第2章闡述了鋰、銣、銫稀有堿金屬的資源、國內外發展現狀及發展趨勢，著重論述生產原理及工藝技術。第3章闡述了稀有堿土金屬鈹的資源、性質、市場、冶金原理、生產方法、工藝技術以及毒性防護。第4章闡述了鋁的性質，在現代交通和航空航天領域及節能減重領域應用，氧化鋁、原鋁、精鋁和高純鋁的冶金原理、生產方法、工藝技術、生產裝備和生產實踐，鋁土礦伴素的綜合利用。第5章、第6章分別著重論述了銅、鎳冶金造锍熔煉的原理、方法、工藝、技術、裝備和生產實踐，高鎳锍分離原理、方法和生產實踐，陽極銅、硫化鎳、高鎳锍、紅土礦的濕法冶金原理和生產實踐，伴生金屬冶金過程的綜合利用。第7章闡述了鈷及其化合物的性質、鈷資源及應用領域，著重論述了鈷的火法冶金，濕法冶金原理、方法、工藝、裝備和生產實踐，對鈷冶金的“三廢”處理也進行了繫統介紹。第8章、第9章簡述了鉛、鋅及其化合物的性質、用途，硫化礦的燒結焙燒原理、方法、工藝、裝備和生產實踐，焙燒、燒結礦的火法冶金原理、方法和生產實踐，鉛、鋅的濕法冶金原理、方法和實踐，鉛鋅礦伴生金屬的綜合利用和再生資源的循環利用。第10章闡述了金、銀及鉑族金屬的性質、用途與資源特性，著重論述了金、銀及鉑族金屬的生產原理、方法、工藝、裝備和生產實踐，對混汞法、氰化法、從礦石中提取金銀、從陽極泥中提取金銀、從廢料中回收金銀，鉑族金屬原料的富集處理、分離、精煉、提純的原理方法和生產實踐進行了繫統闡述，對貴金屬綜合回收利用也做了適當介紹。

本書由新疆大學、金川鎳鈷設計研究院賀永東等編著；賀永東編寫第1、4、5、6、8、9、10章，新疆有色金屬研究所支紅軍、劉力編寫第2、3章，貴州輕工職業技術學院胡敏藝編寫第7章，金川鎳鈷設計研究院張鵬參編第5、6、7章。丁漢芹、陳楚參與第2、4章，陳艷華、王兆軍、張敏、吳刊鋒參與3、5、6、7、8、9、10章的稿件修訂工作。全書由賀永東統稿。

由於編者水平所限，書中不妥之處，敬請讀者批評指正。

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