堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的發(fā)展，市場對有色金屬材料的需求量日益增大，進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國有色金屬的年產(chǎn)量已居于世界第一位，僅近10年來，我國有色金屬的產(chǎn)量和消費量就連續(xù)翻了兩番。在有色金屬生產(chǎn)和使用大發(fā)展的同時，也帶來了前所未有的資源和環(huán)境問題：一方面，由于我國有色金屬礦產(chǎn)資源的特點是大礦少、中小礦多，富礦少、貧礦多，易選礦少、復(fù)雜礦多，需求的急劇增加導(dǎo)致了富礦和易選礦的迅速減少，有色冶金行業(yè)逐步在出現(xiàn)原料供應(yīng)短缺的危機(jī)。譬如，曾經(jīng)是中國優(yōu)勢的鉛鋅資源，由于數(shù)十年來冶煉能力、的增強(qiáng)和消費的快速擴(kuò)大，造成其主要原料硫化礦的儲備量和鋅品位越來越低，從20世紀(jì)90年代中期就開始大量進(jìn)口生產(chǎn)原料，2002年我國鉛20％以上、鋅15％以上的生產(chǎn)原料是靠進(jìn)口解決的，且進(jìn)口量呈逐年增長之勢。同時，我國低品位氧化鋅礦及二次鋅資源等資源十分豐富，新疆、云南、貴州、甘肅、陜西等省、區(qū)都有，僅新疆烏恰烏拉根貧雜鋅礦探明的儲量就有1億t以上（平均鋅品位4％），由于技術(shù)的原因這些原料目前卻得不到有效利用，資源的短缺和浪費并存。另外，隨著有色金屬生產(chǎn)和消費量的不斷增加，使得有色冶金廢渣的產(chǎn)生量也隨之不斷增加，包括在礦山開采過程中的尾礦及金屬生產(chǎn)和消費中產(chǎn)生的廢渣、廢料，這些二次資源如得不到很好利用和處理，不僅浪費了資源，而且還占用大量的土地，并會造成土壤、大氣和水系的污染，危害礦區(qū)及其周圍的生態(tài)環(huán)境。因此，加強(qiáng)適于處理低品位礦、復(fù)雜礦及有色金屬二次資源的研究和推廣對于有色冶金行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展來說至關(guān)重要。相對于火法冶金，濕法冶金技術(shù)有利于處理復(fù)雜礦、難選礦及共生礦等，便于多金屬資源能得到分離和回收，并可免除大量的大氣污染，從而在近年來得到迅速發(fā)展。濕法冶金就是在水溶液中進(jìn)行的提取冶金過程，包括浸出、液固分離、溶液凈化和從溶液中提取金屬等過程。在傳統(tǒng)的濕法冶金技術(shù)中一直是酸浸占有絕對的主導(dǎo)地位，但是貧雜礦及有色金屬二次資源往往雜質(zhì)多、成分復(fù)雜，這些成分基本都能溶解于酸，因此采用酸浸處理這些原料時存在耗酸量大，雜質(zhì)分離困難，流程極其復(fù)雜等問題，從而制約了其發(fā)展。

內(nèi)容概要

《堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)》共分7章，在對堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)概念和發(fā)展作了必要介紹的基礎(chǔ)上，闡述了堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)中浸取、凈化及金屬提取等過程的基本原理、工藝和相關(guān)技術(shù)問題，比較說明了堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)的優(yōu)勢所在；然后系統(tǒng)地介紹了堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)在鋅、鉛、鋁、鎢等金屬冶金中的應(yīng)用；最后對濕法冶金生產(chǎn)的工藝設(shè)計、設(shè)備選擇、生產(chǎn)管理及生產(chǎn)過程中的環(huán)境保護(hù)、污染治理問題作了介紹。
《堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)》適合有色金屬行業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

1 緒論1.1 堿介質(zhì)濕法冶金的概念1.2 堿介質(zhì)濕法冶金的流程簡介1.3 堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)的應(yīng)用概況2 堿性浸出過程2.1 概述2.2 堿性浸出過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)2.2.1 浸出反應(yīng)的吉布斯自由能變化2.2.2 浸出反應(yīng)的平衡常數(shù)K和表觀平衡常數(shù)Kc2.2.3 電位-pH值圖在浸出熱力學(xué)研究中的應(yīng)用2.3 堿性浸出過程的動力學(xué)基礎(chǔ)2.3.1 界面反應(yīng)模型2.3.2 容積反應(yīng)模型2.3.3 堿性浸出動力學(xué)研究實例2.4 堿性浸出過程的工程技術(shù)2.4.1 浸出方法和設(shè)備的選擇2.4.2 浸出工藝3 堿性浸出液的凈化過程3.1 沉淀結(jié)晶法3.1.1 水解沉淀法3.1.2 硫化物沉淀法3.1.3 共沉淀法凈化3.2 還原法3.2.1 金屬置換沉淀法凈化3.2.2 加壓氫還原3.3 溶劑萃取法3.3.1 影響萃取平衡的因素3.3.2 萃取劑、稀釋劑、改質(zhì)劑3.3.3 萃取方式和過程計算3.4 離子交換法3.4.1 離子交換原理及分類3.4.2 離子交換過程的理論基礎(chǔ)3.5 膜分離方法3.5.1 膜的分類與特性3.5.2 膜分離的基本原理3.5.3 膜的材料3.5.4 重要的膜分離過程及應(yīng)用4 堿性浸取液中金屬的電解法提取過程4.1 電解過程4.1.1 理論分解電壓4.1.2 實際分解電壓4.1.3 極化作用及極化現(xiàn)象4.2 陰極過程4.2.1 氫在陰極上的析出4.2.2 金屬離子的陰極還原4.2.3 陽離子在陰極上的共同放電4.2.4 電結(jié)晶過程4.3 陽極過程4.3.1 可溶陽極的溶解4.3.2 陽極鈍化4.3.3 不溶性陽極上氧的析出4.4 槽電壓、電流效率和電能效率4.4.1 槽電壓4.4.2 電流效率4.4.3 電能效率5 幾種金屬的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.1 鋁的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.1.1 含鋁礦物5.1.2 氧化鋁生產(chǎn)方法概述5.1.3 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)5.2 鋅的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.2.1 鋅冶金原料5.2.2 鋅的氨浸技術(shù)5.2.3 鋅的苛化鈉浸出技術(shù)5.3 鉛的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.3.1 鉛冶金原料5.3.2 鉛的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.4 錫的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.4.1 錫冶金原料5.4.2 錫冶金方法概述5.4.3 錫的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.5 鉻的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.5.1 鉻冶金原料5.5.2 鉻冶金方法概述5.5.3 氫氧化鈉低溫熔鹽液相鉻鹽清潔生產(chǎn)工藝5.6 銻的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.6.1 銻冶金原料5.6.2 銻冶金方法概述5.6.3 銻的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.7 鎵的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.7.1 鎵冶金原料5.7.2 鎵的冶金方法概述5.7.3 鎵的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.8 鎢的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.8.1 鎢冶金原料5.8.2 鎢的冶金方法概述5.8.3 鎢的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.9 鉬的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.9.1 鉬冶金原料5.9.2 鉬的冶金方法概述5.9.3 鉬的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)5.10 硒與碲的堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)6 堿介質(zhì)濕法冶金過程的環(huán)境保護(hù)與清潔生產(chǎn)6.1 堿介質(zhì)濕法冶金的廢水處理6.1.1 堿介質(zhì)濕法冶金廢水處理的一般原理6.1.2 典型廢水處理技術(shù)6.2 堿介質(zhì)濕法冶金的廢氣處理6.2.1 含氟廢氣的凈化與利用6.2.2 含鉛廢氣的治理6.2.3 粉塵的控制技術(shù)6.3 堿介質(zhì)濕法冶金固體廢物處理6.3.1 固體廢物6.3.2 廢物的收集、運輸、貯存、預(yù)處理6.3.3 堿介質(zhì)濕法冶金固體廢物的資源化利用6.3.4 典型廢物的處理和利用6.3.5 含砷廢物處理6.4 堿介質(zhì)濕法冶金的清潔生產(chǎn)6.4.1 鋁電解清潔工藝6.4.2 鎢濕法冶金清潔生產(chǎn)工藝7 堿介質(zhì)濕法冶金工藝設(shè)計——以堿法生產(chǎn)金屬鋅粉工藝設(shè)計為例7.1 鋅粉冶煉廠設(shè)計及設(shè)備選型7.1.1 生產(chǎn)流程及設(shè)備連接圖7.1.2 冶金計算7.1.3 磨礦工藝段設(shè)計7.1.4 浸取工藝段設(shè)計7.1.5 凈化工藝段7.1.6 電解工藝段設(shè)計7.1.7 鋅粉清洗烘干粉碎工藝段7.1.8 廢電解液苛化處理工藝段設(shè)計7.1.9 液體槽、泵和管道的設(shè)計7.2 鋅粉冶煉廠管理技術(shù)7.2.1 生產(chǎn)控制流程7.2.2 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)及人員配置7.2.3 生產(chǎn)質(zhì)量控制7.3 鋅粉冶煉廠生產(chǎn)運營隋況參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1 緒論1.1 堿介質(zhì)濕法冶金的概念追溯歷史，在公元前206年，也就是在西漢時期，就有了用膽礬法提取銅的記載。到19世紀(jì)濕法冶金技術(shù)得到快速發(fā)展，20世紀(jì)逐漸成為冶金學(xué)科中的一個獨立分支，在有色金屬、貴金屬等礦產(chǎn)資源的保護(hù)性開發(fā)、資源的充分利用和環(huán)境保護(hù)等方面，發(fā)揮了巨大的作用，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展完善，其前景十分廣闊。濕法冶金是將礦石、經(jīng)選礦富集的精礦、廢舊物料或其他原料經(jīng)與水溶液或其他液相接觸，通過化學(xué)反應(yīng)等，使原料中所含的有用金屬轉(zhuǎn)入液相，再對液相中各種有用金屬進(jìn)行分離富集，最后以金屬或其他化合物的形式加以回收的方法。濕法冶金按照使用浸出水溶液的性質(zhì)可分為酸介質(zhì)濕法冶金和堿介質(zhì)濕法冶金。堿介質(zhì)濕法冶金就是在堿性溶液（包括燒堿溶液、碳酸鈉溶液、氨水等）中通過化學(xué)或物理化學(xué)作用進(jìn)行的化學(xué)冶金過程。1.2 堿介質(zhì)濕法冶金的流程簡介在堿介質(zhì)濕法冶金生產(chǎn)過程中，由于處理的礦石原料不同，加工目的與分離要求不同（制備工業(yè)濃縮物或獲得精制產(chǎn)品），技術(shù)路線與操作步驟不同，以及工業(yè)基礎(chǔ)與經(jīng)濟(jì)條件不同，各堿介質(zhì)濕法冶金生產(chǎn)廠工藝過程的配置往往大相徑庭，繁簡有別。盡管同類型的兩個堿介質(zhì)濕法冶金廠在工藝、設(shè)備與操作上幾乎沒有完全雷同的，但是主要的工藝環(huán)節(jié)、基本的單元過程往往是共同的，都是先將一定粒度的礦石或廢渣等原料經(jīng)過浸出，使欲提取的金屬組分由原料充分地轉(zhuǎn)入水溶液，而后再從水溶液中完全地分離出來（如圖1-1）。

編輯推薦

《堿介質(zhì)濕法冶金技術(shù)》講述了：相對于火法冶金，濕法冶金技術(shù)有利于處理復(fù)雜礦、難選礦及共生礦等，便于多金屬資源能得到分離和回收，并可免除大量的大氣污染，從而在近年來得到迅速發(fā)展。

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