中国炼铁技术进展
《湿法冶金》课程教学大纲
《湿法冶金》课程教学大纲 一、课程说明 课程编码4301307课程类别专业方向课 修读学期第六学期学分2学时32课程英文名称Hydrometallurgy 适用专业应用化学 先修课程无机化学 二、课程的地位及作用 湿法冶金是应用化学专业学生的一门专业方向课。它一方面在不断发展丰富和完善自身，同时也与其他的相关学科联系，渗透、交融得非常密切，近年来发展迅速，其深度、广度在不断变化。它不仅与化学中的无机化学、物理化学、化工工程与工艺等学科相互关联、渗透，而且与矿物学、金属冶炼以及材料科学等其他学科的关系也越来越密切。新的冶炼技术知识，新的冶炼设备，新的成果不断涌现，同时有色金属冶炼一些原理和知识也是大学本科生培养过程中应掌握的内容。本课程主要介绍有色金属冶炼的基本原理和知识，以及现代有色金属冶炼技术的新知识、新工艺、新设备、新成果、新进展及趋势。 三、课程教学目标 1. 系统地讲授有色金属冶炼的基本原理和知识；使学生能够初步地应用有色金属冶炼基本理论和知识处理一般的有色金属冶炼的问题； 2. 通过系统地向讲授有色金属冶炼的基本原理和知识，使学生能进一步地加深对有色金属冶炼基本原理和知识的理解，并运用有关原理去研究说明、理解、预测相应的冶金过程，从而培养思考问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。应用了解有色金属冶炼的及发展趋势；从而进一步 3. 使学生了解有色金属冶炼领域内最新研究进展及新技术、新成果、新设备、新知
识、新进展、典型案例，培养学生基本科学素养与创新意识； 4. 通过学习使学生对有色金属冶炼的知识具有一定的系统性和覆盖面，掌握事实与理论，普及与提高，基础与实用，以及了解个别与综合，独立与联系，现在和未来的关系； 5. 运用所学有色金属冶炼的基本原理和知识，了解有色金属冶炼与其他学科相互交叉、渗透、融合的特点；结合工业生产实际，拓宽和加深知识的层面和深度，提高综合知识的运用及解决问题的能力，并使学生在科学思维能力上得到更高、更好的训练和培养。 四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容 (一) 课程学时分配一览表 章节主要内容总学时 学时分配讲授实践 第1章绪论 2 2 0 第2章矿石学基础 2 2 0 第3章铜冶金 4 4 0 第4章铅冶金 4 4 0 第5章锌冶金 4 4 0 第6章铝冶金 4 4 0 第7章钒冶金 4 4 0 第八章钛冶金 4 4 0 第九章锰冶金 2 2 0 第十章有色冶金中的综合回收与清洁生产 2 2 0 (二) 课程教学要求及主要内容 第一章绪论 教学目的和要求： 1. 了解冶金发展史和金属的基本概念及分类； 2. 理解矿物资源分类及矿物、矿石和精矿；
高炉炼铁炼钢工艺
本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档： 一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中 还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直 接还原法、熔融还原法等，其原 理是矿石在特定的气氛中（还原 物质CO、H2、C；适宜温度等） 通过物化反应获取还原后的生 铁。生铁除了少部分用于铸造外， 绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要
方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。
生物湿法冶金的应用与发展
生物湿法冶金的应用与发展 摘要：随着资源的贫化、不易处理，生产经济成本以及对环境的影响，生物湿法冶金作为一种新型的冶金工艺已取得了长足的发展，并不断地在其产业化方面取得愈来愈多的成就。本文主要阐述了生物湿法冶金的发展历史、浸出机理、生产应用、并分析了生物湿法冶金的优势与缺陷和生物湿法冶金未来发展趋势。 关键词：微生物浸出 Abstract：With the resources, difficult to deal with it, the production cost and economic impact on the environment, biological hydrometallurgy as a new type of metallurgy process has made great progress, and continuously in the industrialization has more and more achievements. This article mainly expounds the biological hydrometallurgy development history, leaching mechanism, the production application, and analyzes the biological hydrometallurgy advantages and disadvantages and biological hydrometallurgy future development tendency. Keywords：microbial leaching 生物湿法冶金是微生物学与湿法冶金学的交叉学科，是利用某些微生物或其代谢产物对某些矿物（主要为硫化矿物）和元素所具有的氧化、还原、溶解、吸收等作用，从矿石中将有价元素选择性浸出，制备高纯金属及其材料的新技术。在世界矿产资源日渐贫瘠以及环境污染加剧的今天，传统的选矿技术（重选、磁选、电选、浮选）与理论已不能完全解决这些问题。人类社会生活的发展要求矿物加工科技发展的目标是实现矿物加工过程的“高效益、低能耗、无污染”。由此产生了生物选矿技术。 1、生物湿法冶金简介【1】 微生物湿法冶金技术是一门新兴的矿物加工技术，它包括微生物浸出技术和微生物浮选技术。又根据微生物在回收金属过程中所起作用，可将微生物湿法冶金分为三类：生物吸附、生物累积、生物浸出。 生物吸附是指溶液中的金属离子，依靠物理化学作用，被结合在细胞膜或细胞壁上。组成细胞壁的多种化学物质常具有如下功能基：胺基、酰基、羟基、羧基、磷酸基和巯基。这些基团的存在，构成了金属离子被细胞壁结合的物质基础。 生物累积是依靠生物体的新陈代谢作用而在体内累积金属离子。例如巴伦支海的藻类细胞含金量是海水中金浓度的2×1014倍。铜绿假单胞菌能累积铀，荧光假单胞菌和大肠杆菌能累积钇。 生物浸出就是利用微生物自身的氧化或还原特性，使矿物的某些组分氧化或还原，进而使有用组分以可溶态或沉淀的形式与原物质分离的过程，此即生物浸出过程的直接作用；或者是靠微生物的代谢产物（有机酸、无机酸及Fe3+）与矿物进行反应，而得到有用组分的过程，此即浸出过程中微生物的间接作用。 2、生物湿法冶金的历史【2】 生物湿法冶金始于20世纪50年代，并经历了三个发展时期，即诞生期、摇
略谈中国冶金技术的发展历程
略谈中国古代冶金技术的发展历程 摘要：中国作为一个拥有着五千年历史的文明古国，又是一个以农业为本的国家，这也意味着中国的冶金技术会随着农业生产技术的发展而发展，下面这篇文章会从冶炼的金属的种类，冶炼火源的燃料来源以及冶炼技术等三方面来略谈中国古代冶金技术的发展历程。 摘要：中国古代冶金技术发展历程 关于中国冶金技术的发展的历史，是科学技术研究的重要部分，它直接关系到了生产工具的改进，也就意味着古代社会生产力的提高和发展。中国古代之所以能够比欧洲早一千年出现封建社会，其中一个很重要的原因，就是由于中国古代社会生产力很早得到了比较高度的发展，这和当时中国冶金技术的高度发展是密不可分的。中国最迟到春秋晚期已发明生铁冶铸技术，这项发明比欧洲要早一千九百多年，欧洲直到封建社会中期（14世纪）才推行这种技术。中国最迟在战国早期已创造铸铁柔化处理技术，已能把生铁铸件经过柔化处理变为可锻铸铁（即韧性铸铁），这又早于欧洲两千三四百年，欧洲要迟至封建社会末期（18世纪中叶）才应用这种技术。当时我国由于生铁冶铸技术的发明，铁的生产率大为提高；又由于铸铁柔化处理技术的创造，使得白口铁铸造的工具变为韧性铸铁，大大提高了工具的机械性能（就是增强了工具的使用寿命）。中国战国、秦、汉时期，生铁冶炼技术有较快的发展，铸造铁器技术又有了长足的进步，铸铁柔化处理技术也达到了先进水平，因而韧性铸铁的工具特别是农具得到了广泛使用，这样当然有助于农业生产的发展。至少到公元前一世纪西汉前后，中国人民就创造了生铁炒炼成熟铁或钢的技术，这项发明又比欧洲要早两千多年，欧洲要到封建社会末期（18世纪中叶）才创造“炒钢”技术。最迟在公元5——6世纪南北朝时代，我国人民又发明了“灌钢”冶炼法，这种以生铁水灌注熟铁的炼钢方法是中国人民独特的创造，这在世界钢铁冶炼技术发展史上是值得大书特书的。到唐宋时代，这种炒钢和灌钢技术以及锻造技术又有进一步发展。汉代开始冶铁开始使用煤炭做燃料，到了北宋时期，已经有了以煤做为燃料冶铁的明确记载。淬火技术在战国中期就得以运用。供风形式也由自然通风到人力皮囊鼓风再发展到了东汉初期南阳太守杜诗创造出的水利鼓风装置—水排。宋代又进一步发明了长方形的木风箱，进一步加大了供风力度，提高了冶炼温度，增强了冶炼的质量。 一、冶炼金属种类的发展与变化 金虽然在化学性质上比铜要更为稳定并且也更易被冶炼，但是中国的金矿储量比较少，所以中国最早冶炼的金属是铜，铜的化学性质比较稳定，并且易开采和冶炼，中国是世界上最早掌握黄铜冶炼技术的文明，姜寨遗址出土的黄铜片和黄铜环就是冶炼而成，距今6700年。中国的青铜冶炼掌握的也较早，目前我国最早的冶炼青铜器为甘肃马家窑遗址出土的青铜刀，距今也有5000年。比黄铜更为普遍使用的是青铜，青铜文化在世界各地区都有发展，青铜是加入了锡或铅的铜合金，在中国古代人们已经能够准确的掌握青铜的含锡铅比例。可根据铸造期望的不同，按比例加锡、铅。《周礼·考工记》里明确记载了制作不同的不同合金比例：六分其金而锡居一，谓之钟鼎齐（剂）。五分其金而锡居一，谓之斧斤齐（剂）。四分其金而锡居一，谓之戈戟齐（剂）。三分其金而锡居一，谓之大刃齐（剂）。五分其金而锡居二，谓之削杀矢（箭头）之齐（剂）。金锡半，谓之鉴燧（铜镜）之齐（剂）。青铜的化学性能稳定，耐腐蚀，可长期保存。此外，
钢铁生产新技术
钢铁生产新技术 摘要：无论是长流程钢厂还是短流程钢厂，其消耗大量原燃辅料生产出钢铁产品的特点，决定了其必须把节能减排作为实现“绿色钢铁”和可持续发展的重要内容。钢铁工业做好节能减排工作，除了要拥有先进的管理理念，不断采用节能减排新技术设备、优化现有工艺设备也是重要的方面。钢铁生产流程复杂，生产工序比较多，包括烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、热轧和冷轧等，只有做好每个工序的节能减排工作以及工序之间的科学衔接，才能真正实现钢铁生产的节能减排。 关键词：钢铁，生产流程，节能减排，科学衔接 正文：从广义的角度来看，炼铁生产分为三个工序：烧结、焦化和炼铁。在钢铁企业中，炼铁系统的能耗约占70%左右，单是高炉就占了总能耗的50%左右。另外，烧结、焦化系统生产过程中产生的排放物对环境也会造成较大的影响。因此，做好炼铁生产的节能减排工作，对降低吨铁成本、提高钢铁企业的竞争力、建设节约型企业、改善环境均具有非常重要的意义。 1、烧结工序 对于烧结过程来说，除尘和废气处理是比较重要的两个方面。其中，废气处理是目前钢铁行业面临的一个重大课题。除一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物这类典型的燃烧产物外，烧结过程中还会产生二口恶英、呋喃等产物，其回收处理需要安装综合气体净化设备。近年来，有关方面不断进行工艺技术创新，谋求先进适用的解决方案，并取得一系列进展。 [1] MEROS工艺。MEROS（Maximized Emission Reduction of Sintering）通过一系列处理工艺，能将烧结废气中的粉尘、酸性气体、有害金属元素和有机复合物等脱除到令企业满意的水平。MEROS工艺由下述工序组成：吸收剂喷入烧结废气流当中，在调节反应器内进行废气调节，在布袋除尘器内进行废气除尘，粉尘循环返回废气流中，用增压风机从MEROS系统中抽取烧结废气。2005年～2006年，经过在建成的示范工厂进行的大量试验，验证了MEROS工艺在技术和经济上的可行性。随着工业规模的MEROS装置的运行，工厂的排放不仅可以满足今天的环保标准，而且还可以满足将来的环保标准。 eposint系统。在eposint工艺中，从选定风箱中抽出烟气用于再循环。该工艺可以灵活应对各种不同运行工况，并可极大地减少从烟囱外排废气中的粉尘和污染物单位排放量。 EOS系统。EOS是一种回收利用烧结工序废气的优化排放的烧结技术系统，在有关钢厂应用后表明，可明显减少废气排放量。 [2] 此外，日本有关钢厂还开发成功高温还原性能好的低二氧化硅、低氧化镁和低氧化铝的烧结矿技术，保证了高炉的顺行和节能。同时，利用环形炉对高炉不便利用的含锌高的粒尘，在脱锌处理的同时制成直接还原球团矿，加入高炉后比烧结矿的节焦效果更好。 2、焦化工序 对于焦化工序来说，近年来比较成熟的先进技术有： 干熄焦。干熄焦是干法熄灭炽热焦炭的简称，英文缩写为CDQ。干法就是不用水熄红焦，其原理是用冷惰性气体在专有的容器内与炽热的红焦进行热交换。焦炭冷却后，循环的惰性气体将焦炭热量带出并进行回收，对钢铁企业有较大的节能和环保效益。 煤干燥和预成型技术。该技术可以实现节能和扩大廉价非黏结煤的利用。 SCOPE21焦炉。该新型焦炉是为了提高焦炉生产效率而开发的新一代焦炉设备，该焦炉设备可以大幅缩短生产时间，生产效率较一般焦炉提高2.4倍，能源消耗降低20%。[3] 3、高炉炼铁 对于高炉生产而言，近年来有以下几个趋势值得关注： 大型化、高效化。这是近年来以及未来高炉设备的主要发展趋势。目前，世界上5000
钢铁冶炼技术的发展
钢铁冶炼技术的发展 我国古代冶铁术发展得很早。中国和埃及、巴比伦、印度都是最先进入铁时代的国家。中国最早在什么年代开始会炼铁尚无定论，但从考古发现知道，早在3300年前，人们就有意识地使用铁了。1972年，河北出土一把商代的铜钺，铜钺上有铁刃，已经全部锈成氧化铁。其年代在公元前14世纪前后，属殷墟文化早期。这说明当时的人们认识到了铁的部分功能，并且能够进行锻造加工。还有一些考古发现的那个年代的铁刃铜兵器。这些发现都表明，最迟在商朝中叶，我国人民已经掌握了铁的锻造工艺。从考古发掘的结果来看，我国最早人工冶炼的铁器约出现于公元前6世纪，即春秋末期。出土铁器中农具和手工业工具占绝大部分；铁器的质地既有锻成的块炼铁，也有铸造的生铁。人类冶炼铁矿石制作铁器，推测是在公元前1500～2000年间。这个时期的炼铁方法，是把铁矿石放在简单的火坑里，加上木炭燃烧加热升温，得到的温度在铁的液化点之下，产品铁块中含有渣，再把铁块中的渣用锻打的方式挤出，锻成块炼铁。这种由铁矿石直接得到产品的方法实际上就是直接炼铁法。为了得到液态的铁水，需要提高炉子的温度，想提高炉温就需要增大炉子高度，从而产生了现代高炉的雏形。炉子高了，炉内的料层对空气流通的阻力增大，因此必须强制向炉内鼓风，从而发展出了各种各样的鼓风方式。到了15世纪（意大利文艺复兴时代），强制送风的高炉（熔矿炉）在莱茵河上游出现。用这种方法得到了熔融状态的铁水。由于这种方法使用大量的木炭作为还原剂及燃料，造成了森林的枯竭，为此1709年前后英国人A.Darby开发出了用煤制造的焦碳代替木炭的高炉，这种还原方法一直持续至今。另外，继续增大鼓风效率，使得原始炼铁炉的高度继续增加，渐渐演变成为现代的高炉。现代的巨型高炉和最早形成的高炉相比，规模、生产率和装备条件上有天壤之别，但冶炼原理仍然基本相同。为了使铁能够锻造，需要把生铁中所含的碳去掉一部分或大部分，于是出现了当时的炼钢法—炒钢法。我国东汉时期就有了炒钢的文字记载，地下发掘出的实物也证明，至迟在东汉时炒钢就出现了。生铁中的碳被氧化后熔点升高，而温度升高炉内金属逐渐成为半熔的状态，取出锻打成坯，挤出其中的渣子。含有一些碳的就是钢，碳非常低的就是熟铁。由于很难控制金属中的碳，大多一直炒到底成为熟铁，炒钢法也称为炒熟铁法。炒钢法的出现标志着钢铁冶炼技术进入了一个新阶段—“二步法”诞生，也就是铁矿石在高炉中用焦炭还原并且渗碳成为生铁，生铁经过氧化脱碳成为熟铁或钢。欧洲产业革命迎来了钢的大生产时代，发明了几种钢的熔融精炼法。1856年发明酸性底吹转炉法（贝塞麦法）、1879年发明碱性底吹转炉法（托马斯法）、1856年发明平炉法（西门子-马丁法）、1899年发明电炉法（埃鲁法）；从此进入了以铁水作为原料高效精炼钢水的大生产时代。
我国高炉喷煤技术的现状及发展趋势
邯钢1000m3高炉提高喷煤比的探索 刘伟，樊泽安，王飞，徐俊杰 (河北钢铁集团邯郸钢铁公司炼铁部，河北邯郸056015) 摘要：邯钢4#高炉（有效容积1000m3）经过不断探索，加强原燃料管理、高炉的操作和维护，使喷煤比逐月提高、焦比和综合焦比不断下降。喷煤比由2008年的130.6 kg/t提高到2009年6月的163.1 kg/t，焦比由361kg/t下降到了305kg/t，综合焦比由524kg/t下降到了500kg/t,取得了良好的经济效益。 关键词：高炉；喷煤比；探索 引言 邯钢4#高炉有效容积917m3，2007年、2008年虽然炉况长期稳定顺行，但由于燃料变化比较大，有时甚至一天就变换数次焦炭，各项指标未达到最好水平，平均日产2600t上下，一级品率70％，焦比361kg/t，煤比130kg/t，焦丁比16kg/t风温1100℃，平均［Si］0.61％。进入2009年以来，4#高炉以“低耗高产”举措应对当前市场挑战，进一步探索好的经济技术指标成效显著，通过监督改善原燃料质量、适时调整煤气流分布、降低入炉焦比、提高富氧、增加喷煤、高风温协调互补、适当提高炉渣碱度等措施,基本实现了全捣固焦冶炼的长期稳定顺行，并实施了低硅冶炼，取得了很好的经济技术指标。2009年4月以来，平均日产达到2700t以上，利用系数达到3.0，一级品率93.45％，焦比降到305kg/t，煤（全无烟煤）比达到160kg/t以上，中焦比达到18kg/t，焦丁比达到16kg/t，风温达到1135℃，平均［Si］达到0.43％以下。通过优化高炉操作技术经过不断实践和探索,在喷吹全无烟煤的情况下煤比达到160kg/t以上实属难得(见表1)。 表1 4高炉生产指标 利用系/t. (m-2. d-1) 煤 比 /kg.t-1 入 炉焦比 /kg.d-1 焦 丁比 /kg.d-1 中 焦比 /kg.d-1 风 温/℃ R 2 [ Si]/% 20 08 2.88 6 1 30.6 361 14 20 1 107 1 .15 .61 20 09.4 3.0 1 51.7 327 16 18 1 132 1 .13 .44 20 3.001308 17 18 110
北欧国家高炉炼铁技术发展趋势
北欧国家高炉炼铁技术发展趋势 1 技术发展 芬兰鲁基(Ruukki)公司的1号高炉于2010年大修，2号高炉将于2011年大修。另外，2011年烧结厂关闭后，这两座高炉将全部使用球团矿冶炼。 在钢铁联合企业，高炉炼铁是能耗最高的环节。为了保持竞争力，必须减少高炉能耗和还原剂的使用。例如，鲁基和瑞典欧维克(Ovako)公司开发了喷吹重油技术来降低焦比，而瑞典SSAB公司乌克瑟勒松德(Oxelosund)厂采用了氧煤喷枪。同时，由于使用了高品位的铁矿石，北欧高炉普遍实现了低渣量冶炼。 2 氧煤喷枪 喷吹燃料代替部分焦炭，可以大幅度提高高炉利用系数和能源效率。喷吹燃料的高效燃烧是根本性的，是高喷吹量的主要问题。为了改善煤的燃烧，瑞典国家冶金研究院于20世纪90年代初开发了氧煤喷枪。通过单风口喷吹试验，SSAB公司乌克瑟勒松德厂4号高炉全部更换为氧煤喷枪。氧煤枪是内管走煤粉、外管通旋流氧气的同轴套管式直管，氧气对枪管同时起冷却作用。单风口大量喷煤试验表明燃烧十分稳定。乌克瑟勒松德4号高炉换成氧煤枪后，喷煤量由35kg／t增加到喷煤系统最大能力135kg／t。SSAB报告显示，在没有炉顶加压和没有无料钟布料条件下，高炉操作稳定，燃料比(煤+焦)较低，约为465kg／t。另外，由于减少了炉尘量，电除尘效果得到改善，高炉透气性提高。 试验高炉 1997年瑞典矿业公司(LKAB)投资500万欧元，在位于吕勒奥市的瑞典国家冶金研究院建造了试验高炉，这也是北欧研发投入最大的项目。该试验高炉工作容积为9立方米，日产铁水35吨。虽然当时建造试验高炉的目的只是为了LKAB公司内部球团的研究开发，但经过5个炉役的试验，其潜能就得到了发挥。LKAB公司和客户以及其他厂商(包括北欧和欧盟国家)在此做了大量研发项目的试验，包括矿石、焦炭、新型无料钟炉顶、高喷油和富氧、杂料喷吹、测量技术等，至今共进行了25个炉役的试验，每次试验平均运行8个星期。 风口喷吹造渣剂 风口喷吹碱性造渣剂是很有意义的技术开发，工作人员对喷吹高炉炉尘和转炉渣进行了实验室研究和半工业试验。 工作人员在试验高炉和SSAB公司吕勒奥3号高炉上进行了高炉炉尘喷吹试验，主要目的是为了循环利用和回收炉尘中的碳等能源。尽管存在管道磨损问题，但试验表明了该技术的可行性和有效性。喷吹转炉渣时，沿高炉高度方向，从炉腹到风口，炉渣的化学性能得到改善，特别是在使用高铁球团的低渣量冶炼时更是如此。通过风口喷吹造渣剂可以消除极端炉渣成分不合理而对高炉操作产生的影响。煤粉中的酸性灰分在回旋区外围形成不透液的凝固层，阻碍风口高度的煤气流分布。 同样，在使用高铁球团时加入石灰石和其他碱性熔剂，由于炉渣碱度特别高，炉腹渣的黏度和熔点会升高，也影响气流分布。通过喷吹转炉渣和其他碱性物料，可调节高炉炉渣成分，消除风口酸性渣和炉腹碱性渣的极端状况。 在LKAB试验高炉上成功进行了转炉渣喷吹试验，吨铁喷吹量为36．9kg，取得了渣比从136kg／t降低到101kg／t、焦比下降11kg／t的良好效果。同时，铁水硅含量降低了28％，并保持稳定。此外，排碱量和铁水硫含量并未受到明显影响。研究表明，与单独喷煤相比，煤粉和转炉渣混合喷吹会使回旋区疏松、深度变长。影响大规模试验的因素是须将大量转炉渣磨细。 2 含铁原料有效利用 目前北欧国家炼铁所用的铁矿石绝大部分来自瑞典LKAB公司位于拉普兰地区(Lapland)的高品位磁铁矿，该矿区的大规模开采始于20世纪初期，球团矿生产始于1955
冶金新技术
冶金新技术 论文题目：铅锡提取冶金的新进展学院：冶金与能源工程学院 专业：有色金属冶金
一、铅的湿法冶金 传统的火法炼铅工艺成熟，金属的回收率高，但火法炼铅工艺存在着两大不足之处，首先，流程短，适应范围较小，仅适应于高品位且成分较单一的硫精矿，不适应处理低品位的复杂矿；其次，在炼铅过程中会产生二氧化硫气体以及含铅烟尘和含铅挥发性化合物，污染大气，随着人们对资源综合利用意识的提高以及环境保护法规的健全，以及我国矿物资源具有贫矿多而富矿少，复杂矿多而单一矿少的特点，加之，湿法炼铅与传统的火法炼铅相比较有明显的优点：不但在炼铅过程中不会产生二氧化硫气体、铅烟尘和含铅挥发物等污染物，而且较适合于处理低品位的复杂矿。因而，湿法炼铅技术引起了众多研究者的密切关注。 1 常用的湿法炼铅方法 1.1 氯化铁食盐水浸出法 氯化铁作氧化浸出剂，NaCl饱和溶液作增溶络合剂[1-3]，方铅矿PbS与FeCl3发生如下反应： FeCl3 + PbS ——2 FeCl2 + PbCl2 +S0 从热力学上看，FeCl2在氯化盐体系中的溶解度较小，但是由于FeCl2能与Cl-1络合生成FeCl4，从而大大提高FeCl2在溶液中的浸出率。因此，通过加入氯化钠饱和溶液增加Cl-1的总溶度，有助于FeCl3溶液浸出铅。得到的固体PbCl2经过熔盐电解可得到金属铅，此工艺通过控制FeCl3与NaCl 的溶液浓度、温度以及方铅矿颗粒的大小来控制该反应的速度，同时必须考虑Fe+3的循环利用。众所周知，Fe+3的溶度越高，用量越大，反应的平衡时间就越短，但是过高的Fe+3溶度会因溶度黏度太大，过滤难于进行，文献[1]表明，Fe+3 150g/l"、NaCl200g/l的酸性饱和食盐水，在60min内可获得较高的浸出指标。其次酸度是高铁饱和食盐水浸出过程中不可忽视的指标，必须维持不致使Fe+3水解沉淀的PH，一般来说，PH<0.5有较好的浸出效果，由于此反应会生成氯化铅膜及硫膜，温度过低时硫会黏附在硫化矿表面，形成牢固的阻挡层使反应速度明显降低，实验表明：温度一般为90℃较好。 此工艺的优点：高铁饱和食盐水做浸出剂，不仅价廉易购，而且利用电解废气（氯气）将其再生并反复循环使用，大大降低了材料的成本：工艺流程简单，浸出反应速度快，金属的浸出率较高：此工艺适合范围较广，可用于处理低品位
直接还原炼铁技术的最新发展doc
直接还原炼铁技术的最新发展 作者: 胡俊鸽,吴美庆,毛艳丽, 钢铁研究 摘要撰写人TsingHua 出版日期：2006年4月30日 直接还原铁可以作为电炉、高炉和转炉的炉料。DRI代替优质废钢更适合于生产对氮和有害元素有严格要求的钢种,如用于石油套管、钢丝绳、电缆线等的钢种。近年,由于钢铁市场升温,废钢资源呈现世界性紧缺。2003年,我国钢铁企业生产回收的废钢铁和非生产回收废钢铁合计为1502万t;而全年炼钢消耗废钢与辅助炼钢消耗废钢之和为4 750万t。显然,国内的废钢缺口很大。未来几年,随着国际市场废钢资源的短缺,世界对废钢的需求量将不断增长。当今,在废钢资源全球性紧缺、国际市场价格频频上扬的情况下,对于我国来说,寻找废钢替代品已迫在眉捷。直接还原铁和热压块铁是最好的废钢替代品。1直接还原炼铁技术发展状况2003年世界直接还原铁总量为4900万t。比2002年增加了10%,不同工艺所生产直接还原铁所占份额如下:Midrex 为64.6%,HyLⅢ为18.4%,HyLⅠ为1.3%,Finmet为5.2%,其他气基为0.4%,煤基为10.2%。直接还原工艺根据还原剂不同可分为气基和煤基。气基直接还原工艺中,竖炉Midrex、Arex(Midrex改进型)和HyLⅢ工艺、反应罐法Hy LⅠ、流化床法Fior和Finmet工艺,都已获得了工业应用,流化床法Fior、Cir cored和碳化铁法在工业上应用不久就停产了。煤基直接还原法中,获得工业应用的有回转窑法和转底炉法(Inmet-co、Fastmet、Sidcomet、DRylron),新开发的多层转底炉Primus工艺已于2003年2月投产。 1.1气基直接还原工艺气基还原工艺可分为使用球团矿或者块矿的工艺和使用铁矿粉的工艺。各种气基直接还原铁工艺发展状况如表1所示。表1各种气基直接还原铁工艺发展状况工艺装备工艺特点所用原料目前状况研究发展F ior(委内瑞拉)4个流化床反应器生产能耗高于竖炉Midrex和HyLⅢ铁矿粉Side tur厂于1976年投产,1985年开始,年产量达到35万t~41万t。由于市场原因于2000年停产。由委内瑞拉和奥钢联进一步发展成FinmetFinmet(奥钢联和委内瑞拉)4个流化床反应器铁矿靠重力从较高反应器流向较低反应器直接使用矿粉,是Fior 的进一步改进,比Fior能耗低、人员需求少。与Fior相比,其还原气体中H2含量少,CO没被氧化去。在Finmet工艺中,矿粉在流化床第一段被还原过程产生的热气体预热,其较高的CO含量可以提高热平衡,并使HBI的w(C)达3%。铁矿
中国古代冶金技术的发展
中国古代冶金技术的发展 最早利用的金属，大约在距今5000年前，中国已进入了冶炼红铜的时期。最初是利用孔雀石类氧化铜矿石，将它与木炭混合加热还原，得到金属铜。冶铸青铜中国几乎在开始冶炼红铜的同时就出现了青铜，主要中国古代在铜、钢铁、金、银、锡、铅、锌、汞等金属的冶炼史上均居于世界的前列。红铜是中国先民是铜锡合金，其中往往含有铅和其他金属。由于其硬度比铜大而且坚韧,熔点也较低，容易铸造,所以得到了较快发展。最初冶炼青铜，将红铜和锡矿石、木炭一起合炼而制得的；后来才逐渐发展到先炼出锡、铅，然后再与铜合炼。 炼铁中国先民用铁是从陨铁开始的，中国开始冶铁的时间大约在春秋时期。由于那时已经有了丰富的冶铸青铜的经验,进步很快,生铁和“块炼铁”几乎同时出现。块炼铁冶炼温度低，夹杂物多，但含碳量低，接近于熟铁，熔点高，质地柔软，适于锻造器物；生铁的冶炼温度高，含硫、磷量较大,质地硬脆，但耐磨,适于铸造器物。中国古代的生铁先后发展出了四个品种，即白口铁、灰口铁、麻口铁和韧性铸铁。白口铁发展最早，其中的碳以碳化铁形态存在，质硬脆耐磨，适宜铸造犁铧之类。因其中硅含量高，促使碳石墨化，因此脆性减小，而其中的石墨片又具有润滑作用，所以这种生铁正适合铸造轴承材料。麻口铁介于白口铁和灰口铁之间。韧性铸铁是将白口铁加热，长期保温而得，碳以团絮状石墨析出，而基体相当于低碳或中碳钢，所以这种铸铁的出现，表明工匠已掌握了退火柔化处理技术。在战国时期，工匠
在锻打块炼铁的过程中，由于炭火中碳的渗入而炼成了最早的渗碳钢，并掌握了淬火工艺。在西汉后期又发明了以生铁为原料的炒钢技艺，并从而得到熟铁。大约在晋、南北朝时发明了将生铁和熟铁按一定比例配合冶锻的方法，以调节铁中的含碳量，而创造了“团钢”冶炼工艺。 那时冶铁已采用碱性熔剂这种工艺是利用金属铁将胆矾溶液中的铜离子置换出来,还原为金属铜,再熔炼成锭。炼银银虽有以游离状态或银金合金状态存在于自然界的,但很少，主要以硫化矿形式存在,并多与铅矿共生。这种银最初大概就是从冶炼到的铅中发现的。所以银的利用较黄金晚。天然黄金中总混有一些银，又常有人以银掺入黄金谋利，所以提纯黄金，使它与白银分离，在古代成为一门专门的技艺。中国曾先后利用黄矾－树脂法、矾盐法、硫黄法、硼砂法、矾硝法、矾硝盐法来分离金和银。炼汞在自然界中虽有游离态汞存在,但量很少,主要以硫化汞状态存在。战国时期，中国已用水银作外用药。同时中国发明了利用水银的鎏金术。这种技艺发展到西汉初年已达到极高的水平。方士们在密闭的设备中升炼水银，先后利用过石灰石、黄矾、赤铜、黑铅、铁和炭末来促进硫化汞的分解。南宋时期发明了蒸馏水银的工艺，设计了专用的装置。中国古代在铜、钢铁、金、银、锡、铅、锌、汞等金属的冶炼史上均居于世界的前列。冶金术的发明，金属之使用，极大地促进了生产力的提高和人类社会的发展，也极大地改善了人类自身的面貌。
现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向
现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向 摘要：当前，钢铁企业炼铁工艺中，热效率已经很高，工艺技术设备也已完善，大型化、长寿化的高炉炼铁工艺作为我国主要炼铁设备，将继续在炼铁领域占统治地位。在我国社会主义市场经济体制改革不断深入的背景下，钢铁企业要不断进行自主创新，提高炼铁工艺基础管理水平，积极引进或开发最新炼铁工艺，特别是节能减排技术，切实保证产品质量，促进企业经济效益和社会效益的提高。 关键词：炼铁工艺；优缺点；发展 一、钢铁企业炼铁工艺发展现状及问题 近几年随着我国市场经济的快速发展和科学技术的不断进步，钢铁企业高炉炼铁工艺不断优化，具有热效率高、技术完善、设备使用寿命长等优点，同时我国炼铁技术取得了一定的成就，比如提高转炉炉龄，提高转炉作业率，强化供氧技术等等；特别是“十二五”规划以来，我国钢铁企业重视炼铁工艺优化，重点进行节能减排技术的开发，比如滚筒法连续处理工艺等，大力引进先进设备，生铁产量逐年提高，说明我国节能减排工作取得了一定的进展。但是，目前我国钢铁企业炼铁工艺中还是存在一定的问题： 一是我国炼铁工艺的能耗、废弃物回收利用和环境治理等与国家炼铁水平还是有很大的差距。 二是炼铁工艺管理不够规范，比如说辅料、铁合金等的分类管理。 三是当下炼铁中的二氧化碳的排放量高于国际水平，产品质量没达到国际水平。 四是炼铁工艺设计缺乏创新，一定程度上影响了炼铁工艺的使用。 二、高炉炼铁工艺 在当前，主要的钢铁生产都是以高炉流程生产的.高炉流程是现代钢铁生产流程的龙头。因此，就对高炉炼铁工艺的优缺点进行分析： 高炉反应器的优点是热效率高、技术完善，设备已大型化、长寿化，单座高炉年产铁最高可达400万吨左右，一代炉役的产铁量可达5000万吨以上，可以说，没有现代化的大型高炉就没有现代化的钢铁工业大生产。在今后相当长时期内，高炉流程在我国将继续是主要产铁设备，继续占统治地位.我国已完全掌握现代先进高炉技术，单位建设投资和生产成本相对较低. 但目前人们对高炉工艺流程有种种不满: 一是高炉必须要用较多焦炭，而炼焦煤越来越少，焦炭越来越贵；
浅谈我国炼铁技术现状
浅谈我国炼铁技术现状 摘要：随着重工业的不断发展，各种大型的设备也不断的投入了各种生产之中，高炉便是其中一种。高炉对焦炭质量的要求日益提高。主焦煤的短缺，已制约了中国高炉大型化的进程。中国在大力推广捣固炼焦、干熄焦、煤调湿等技术，以缓解我国主焦煤资源的短缺，并满足高炉的需求。 关键词：我国炼铁；技术现状 一、中国炼铁工业发展现状 近5年来，中国炼铁工业处于高速发展阶段，全国铁生产量从2005年的3.43亿吨，增长到2009年的5.43亿吨，增长了2.00亿吨，增幅达58.18%。在这5年期间，中国炼铁生产技术也取得了长足进展。2010年前十个月全国铁产量为4.96亿吨，比上年增8.27%，预计全年可接近6亿吨。 1、重点钢铁企业高炉焦比不断下降 焦炭粉末多会造成高炉炉料透气性变差，压差升高，风量减少，不允许多喷吹煤粉；同时，粉末增多，也容易被高炉煤气带出炉外，造成高炉除尘灰中含碳量增加，也就造成焦炭的高炉利用率的下降，焦比升高；焦炭易粉化，会造成炉缸内焦炭粒度变小，甚至会有较多的焦末，这会造成炉缸不活跃，直接使高炉鼓的风吹不透炉缸中心，还会使炉缸中心容易堆积；一些中小高炉有过使用m10指标差的焦炭，曾出现高炉休风后，不易恢复风量，延长炉况处理时间的案例。也曾出现过某座小高炉全使用土焦炼铁，休风后，就吹
不进风的现象。就是因为焦炭粉化后，炉缸内焦炭之间没有多少空隙。 ２、重点钢铁企业喷煤比得到提高 提高高炉喷煤比是炼铁系统结构优化的中心环节，是世界炼铁技术发展的主流。高炉喷吹煤粉是节约焦炭、降低炼铁成本的重要措施之一，同时可以改善钢铁工业能源结构，缓解我国主焦煤资源短缺的矛盾。多喷煤，少用焦炭，就可以少建焦炉，从而降低炼铁系统的建设投资和生产运行费用，并减少焦炉生产过程中对环境的污染，还可大大提高钢铁企业的劳动生产率和市场竞争力。 ３、重点钢铁企业热风温度不断提高 重点钢铁企业高炉热风温度是连年提高，且增幅较大，有力地促进炼铁焦比的不断降低。热风温度在950~1050℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约15kg/t；风温在1050~1150℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约10kg/t。高风温是降低焦比的有效手段。 热风温度提供的热量是由用45%高炉煤气燃烧换来的，且钢铁企业内拥有大量的高炉煤气。所以说热风是个炼铁廉价的能源，要得到充分利用。高炉炼铁所需要的热量有78%是由碳素（焦炭和煤粉）燃烧提供，有19%是由热风来提供，约3%是由炉料化学热提供。我们炼铁工作者要珍惜高风温有降焦比的作用！ ４、中国加快了高炉大型化进程 据统计，中国现有高炉均为1400多座，大于1000 m3以上容积
中国炼铁技术发展评述
中国炼铁技术发展评述 王维兴 近年来，中国炼铁处于高速发展阶段。2007年全国生铁产量达到4.6944亿t，占世界总产量的49.74%，比上年度增长15.19%，其增幅低于钢产量的同期增幅。2007年，全国重点钢铁企业（指71家）产铁3.69亿t，比上年增长13.74%，其他企业产铁1.20亿t，增长19.60%。地方企业铁产量增速高于大中型钢铁企业。2008年前8月全国产铁3.2912亿t，比上年度增长6.50%，降低了发展势头。近2个月发展势头有较大的减缓，市场变得疲软：高炉炼铁技术经济指标出现全面下滑，这是近年来所没过有的，对钢铁企业节能减排产生较大的负面影响，各级领导应引起高度重视，及时采取有效措施，否则难以完成国家提出的节能减排任务。要认识到，炼铁系统的能耗占企业总能耗的70%。 预计，2008年我国钢产量将达到5.2亿t，生铁产量将达到4.9亿t。今年，我国炼铁生产能力将超过6亿t，尚有约6000万t的生产能力属于淘汰之列（主要是300m3以下容积的小高炉）。近两个月，因金融危机和市场变化，钢材销售不畅，一些企业出现亏损，进行停产压产，生产形势发展出现大逆转。全国高炉炼铁形势发生了巨大变化，产量下降，生产指标进行调整，进入理性发展阶段（前一阶段为粗放式经营）。 1 中国高炉结构 上述情况表明，地方炼铁厂的发展势头仍处于高于全国大中型钢铁企业的发展。马钢和太钢建成4063m3高炉，使我国拥有7座4000m3级高炉。目前在建的有4座4000m3级高炉（本钢、鞍钢、太钢、莱钢），沙钢、京唐公司在建5800m3级高炉和5500m3级高炉。一批大于2500m3级高炉在建设，大大地推动了我国高炉大型化进程，但一批小于1000m3级高炉也在建设。 我国有1300多座高炉，大于1000m3容积的高炉约有150座，300～1000m3高炉约500多座，小于300m3的约有600多座。全国约有980多家炼铁企业。这说明，我国炼铁产业集中度低，高炉平均炉容偏小，是处于不同层次、不同结构、多种生产技术水平共同发展阶段，且处于高速发展阶段。预计我国生铁产量的顶峰为6亿t以上。淘汰落后进展缓慢，难度较大。近两个月，一些企业停了部分
炼铁技术第一章到第三章作业参考答案
第一章到第三章作业答案 1、试述高炉炼铁的生产过程，画出现代高炉炼铁生产工艺流程图； 答高炉炼铁的生产过程的描述： 冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内，高温热风从下部风口鼓入，与焦炭反应生成高温还原性煤气；炉料在下降过程中被加热、还原、熔化、造渣，发生一系列物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。煤气流上升过程中，温度不断降低，成分不断变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。 现代高炉炼铁生产工艺流程图 2、根据物料存在形态的不同，高炉内可划分为哪六个区（带）？ 答根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为六个区（带），从上到下依次是块状带、软熔带、滴落带、燃烧带、中心焦堆、渣铁盛聚带。 3、解释名词： 干焦比：指每冶炼一吨生铁所消耗的干焦量,kg焦/t铁； 有效容积利用系数：指每立方米高炉有效容积在一昼夜生产的生铁吨数，t/（m3.d） 焦负荷：每批炉料中铁、锰矿石的总质量与焦炭重量之比，或单位重量的焦炭上所负载的矿石重量。是用以评估燃料利用水平，调节炉料分布的重要参数。 有效熔剂性：按照炉渣碱度要求，扣除熔剂自身所含的酸性氧化物所消耗的碱性氧化物后，剩余的碱性氧化物含量（％）。 4、高炉常用的天然铁矿石有哪几种?评价铁矿石质量的标准有哪些? 答：天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿； 评价铁矿石质量的标准有铁矿石的成分（矿石品位、脉石成分、有害杂质和有益元素的含量）、粒度和强度、还原性、化学成分稳定性以及铁矿石的软熔性等。 5、焦炭在高炉生产中起什么作用,高炉冶炼过程对焦炭质量提出哪些要求? 答焦炭在高炉生产中的作用：作发热剂、作还原剂、做料柱的骨架。 高炉冶炼对焦炭质量要求：（1)含碳量高，灰分低。(2)有害杂质少。（3）成分稳定，挥发分
我国钢铁工业主要技术发展方向_王国栋(上)
世界金属导报/2017年/12月/5日/第F01版 我国钢铁工业主要技术发展方向 王国栋 编者按:本报今年11月21日第44期刊登了对中国工程院院士王国栋的专访。王院士在访谈中就钢铁工业技术发展方向、存在的问题、解决问题的途径等进行了系统阐述。本文是对上文中提出的钢铁工业应当主要把握的技术发展方向的进一步深化,详细介绍了11个钢铁技术发展方向。 钢铁工业作为最主要的原材料工业,最根本任务就是以最低的资源能源消耗,以最低的环境生态负荷,以最高的效率和劳动生产率向社会提供足够数量且质量优良的高性能钢铁产品,满足社会发展、国家安全、人民生活的需求。要完成这样一个任务,我认为,钢铁工业应当把握以下几个主要技术发展方向: 1流程创新绿色发展 1.1钢铁生产全流程一体化控制 钢铁工业是典型的流程工业,最终产品质量的优劣,是由全流程的各个环节共同确定的。要想获得稳定、优良的材料质量,必须针对每一个工艺环节,进行全流程、一体化控制。控制要素包括温度(含冷却速度)、变形条件、成分、夹杂物(洁净度、种类)控制水平、排放、能源消耗等等; 1)减量化、低成本、低排放的钢铁材料与生产工艺设计 谈钢铁材料开发,离不开材料开发的四面体关系。材料的“成分、工艺、组织、性能”这四个要素构成的四面体关系告诉我们,材料的工艺和成分决定材料的组织与性能。过去通常的办法是:如果材料的性能达不到要求,可以增添某一种或某几种合金元素,或者采用后续的热处理工艺进行调整。这两种办法都是“增量化”的办法,或者消耗昂贵的合金元素,或者消耗能源与资源。 但是,材料设计的绿色化新理念要求我们做到“减量化、低成本、高性能”。在钢铁材料开发过程中,我们要把这个绿色化新理念全面融入四面体关系中。要做到:①资源节约型的成分设计,尽量减少合金元素含量,或使用廉价元素代替昂贵元素;②要采用节省资源和能源、减少排放、环境友好的减量化加工工艺方法;③从市场中发现新的组织和性能需求,逆向倒推,促进工艺技术创新和新型材料的创制;④量大面广产品的升级换代和高端产品的规模化生产,都要遵循绿色化理念。由此可见,关键工艺技术的创新与开发,在新材料的开发中占据了越来越重要的地位,材料和产品开发特别要注重关键共性工艺技术的创新。 我们现在使用的钢铁材料和它们的生产工艺,是过去几十年来不断开发出来的,由于开发当时技术水平和支撑条件的限制,在节省资源和能源方面以及减少排放和污染方面考虑不周,甚至未予考虑,急切需要改进、甚至颠覆的地方很多,技术创新、提升水平的空间很大。今天,环境、生态问题已经迫在眉睫,资源、能源问题更是刻不容缓,过去几十年发展起来的技术必须进行脱胎换骨的改造与提升;另一方面,技术进步和研究条件已经发生了翻天覆地的变化,为对这些产品及其生产过程进行改造甚至重造,提供了极好的支撑条件。我们已经有条件进行这样一场革命! 2)实行“精料方针”和“源头治理” 钢铁生产过程最重要的任务就是除去钢中的杂质,生产具有必要洁净度控制的和规定化学成分的钢铁产品。现有的冶炼过程虽然对作为原料的铁矿石和作为燃料的煤炭进行了粗略的处理,仍然有大量的有害元素残留于钢中,然后在后续的炼铁、炼钢、精炼过程中一点点除去。针对这种情况,行业里提出了“精料方针”,期望在入炉冶炼之前,尽量提高原料的洁净度。但是,碍于种种条件的限制,仍然是“泥沙俱下”,大量的有害元素进入到炉中,在随后的冶炼过程中,不得不建设大量的巨型设备,采用各种复杂的工艺,一点点地去除钢中的各种有害杂质,极大地增加了冶炼的负担和