演講人：日期:有色金屬冶煉工藝流程目錄CATALOGUE01原料預(yù)處理02火法冶煉工藝03濕法冶煉工藝04電解精煉工藝05金屬提純與成型06環(huán)保與資源利用PART01原料預(yù)處理多級(jí)破碎工藝采用顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)等設(shè)備對(duì)原礦進(jìn)行粗碎、中碎和細(xì)碎，將礦石粒度降至適合后續(xù)處理的1-20mm范圍，同時(shí)通過(guò)振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)粒度分級(jí)，確保均勻性。干式與濕式篩分選擇根據(jù)礦石特性（如含水量、黏度）選擇干篩（氣流分選）或濕篩（水力旋流器），避免細(xì)顆粒粘附損失，提高金屬回收率。自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成PLC和傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)破碎機(jī)負(fù)荷、篩網(wǎng)堵塞情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整給料速度與破碎壓力，降低能耗10%-15%。礦石破碎與篩分藥劑制度優(yōu)化粗選階段選用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)（如KYF型）處理量大，精選段采用充氣式浮選柱（如JamesonCell）提升精礦品位至25%-40%。浮選機(jī)類型選擇尾礦再處理技術(shù)對(duì)浮選尾礦進(jìn)行掃選或結(jié)合重選（螺旋溜槽）、磁選（高梯度磁選機(jī)）回收殘余有價(jià)金屬，綜合回收率可達(dá)85%以上。針對(duì)硫化礦（如黃銅礦）采用黃藥類捕收劑，氧化礦（如孔雀石）則需硫化活化后浮選，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)確定最佳pH值（8-11）和藥劑配比。礦物浮選富集焙燒與燒結(jié)工藝氧化焙燒脫硫?qū)Ω吡蚓V（如閃鋅礦）在沸騰焙燒爐中控制溫度800-1000℃，使硫轉(zhuǎn)化為SO?氣體（用于制酸），同時(shí)生成多孔金屬氧化物（如ZnO），脫硫率>95%。燒結(jié)造塊技術(shù)針對(duì)粉狀原料（如紅土鎳礦）配加熔劑（石灰石）和返料，在帶式燒結(jié)機(jī)中通過(guò)點(diǎn)火（1200-1300℃）形成高強(qiáng)度燒結(jié)塊，抗壓強(qiáng)度>2000N/塊。煙氣治理系統(tǒng)配置余熱鍋爐回收焙燒煙氣顯熱（發(fā)電效率達(dá)20%），聯(lián)合電除塵+雙堿法脫硫工藝，使SO?排放<100mg/m3，滿足GB28662-2012標(biāo)準(zhǔn)。PART02火法冶煉工藝熔煉爐型與反應(yīng)原理反射爐熔煉反射爐通過(guò)燃料燃燒或電能加熱爐膛，使?fàn)t料在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)。爐內(nèi)分為氧化帶和還原帶，金屬氧化物被還原為粗金屬，脈石形成爐渣。適用于銅、鉛等金屬的熔煉，但對(duì)原料成分要求較高。電爐熔煉利用電弧或電阻熱直接加熱爐料，溫度可達(dá)1600℃以上。電爐熔煉適用于處理高熔點(diǎn)或難熔礦物（如鉻鐵礦），且能精確控制爐內(nèi)氣氛，減少金屬揮發(fā)損失。但能耗較高，需配套電力設(shè)施。閃速熔煉將干燥精礦與富氧空氣噴入反應(yīng)塔，瞬間完成氧化脫硫和熔煉。反應(yīng)原理為硫化礦物的氧化放熱自熔，效率高且煙氣中SO?濃度高，便于制酸。廣泛應(yīng)用于銅、鎳冶煉，但需嚴(yán)格控制原料粒度和氧料比。鼓風(fēng)爐熔煉爐料與焦炭從頂部加入，高溫空氣從下部鼓入，形成逆流反應(yīng)。焦炭燃燒提供熱量并作為還原劑，金屬氧化物被還原為液態(tài)金屬。適用于鉛、鋅冶煉，但煙氣處理復(fù)雜，環(huán)保壓力大。造锍熔煉關(guān)鍵技術(shù)通過(guò)調(diào)整爐料配比和氧勢(shì)，控制锍中金屬硫化物（如Cu?S、FeS）與Fe?O?的比例。關(guān)鍵技術(shù)包括添加石英石調(diào)節(jié)渣型、控制氧分壓抑制磁鐵礦生成，確保锍相流動(dòng)性及金屬回收率。采用富氧空氣（含氧25%-95%）替代空氣，顯著提高反應(yīng)速率和爐溫，減少煙氣量并提升SO?濃度。需配套氧氣制備系統(tǒng)，且需優(yōu)化噴槍結(jié)構(gòu)防止局部過(guò)熱。利用锍與爐渣密度差（锍4.5-5.5g/cm3，渣3.0-3.8g/cm3）在沉降池中分層。關(guān)鍵參數(shù)包括熔體溫度（1150-1250℃）、黏度控制（添加CaO降低渣黏度）及澄清時(shí)間（≥30分鐘）。高溫?zé)煔猓?200-1300℃）經(jīng)余熱鍋爐發(fā)電后，進(jìn)入電除塵和酸廠制酸。需解決煙道結(jié)垢、低濃度SO?處理等問(wèn)題，滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。锍相成分調(diào)控富氧強(qiáng)化熔煉渣锍分離工藝余熱回收與煙氣處理粗金屬氧化精煉氧化除雜原理向熔融粗金屬中鼓入空氣或純氧，雜質(zhì)元素（如Fe、Zn、As）優(yōu)先氧化形成浮渣。以銅精煉為例，F(xiàn)e氧化為FeO進(jìn)入渣相，S以SO?逸出，需控制氧槍插入深度和供氣速率。01堿性精煉法針對(duì)含砷、銻的粗金屬（如鉛），加入Na?CO?或NaOH形成堿性渣。As、Sn與堿反應(yīng)生成砷酸鹽/錫酸鹽，脫除率可達(dá)90%以上，但需處理危廢渣?；鸱ň珶捲O(shè)備常用回轉(zhuǎn)爐或陽(yáng)極爐，爐體可傾轉(zhuǎn)便于扒渣。銅精煉需經(jīng)歷氧化期（脫硫、鐵）和還原期（加木炭或天然氣脫氧），最終銅純度達(dá)99.5%以上。連續(xù)精煉技術(shù)如銅的頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐（TBRC），實(shí)現(xiàn)氧化-還原連續(xù)作業(yè)，縮短周期至8-12小時(shí)。需配套在線成分檢測(cè)（如LIBS）和自動(dòng)化控制系統(tǒng)。020304PART03濕法冶煉工藝酸/堿浸出體系設(shè)計(jì)根據(jù)礦石成分選擇硫酸、鹽酸或硝酸等浸出劑，針對(duì)氧化礦常用硫酸浸出，硫化礦需配合氧化劑（如高鐵離子）強(qiáng)化溶解。酸浸體系選擇處理含兩性金屬（如鋁、鎢）的礦石時(shí)采用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液，通過(guò)高壓釜或常壓攪拌槽實(shí)現(xiàn)選擇性浸出。設(shè)計(jì)閉路循環(huán)系統(tǒng)回收廢酸/堿，采用余熱利用技術(shù)降低蒸汽消耗，減少中和渣產(chǎn)生量。堿浸工藝應(yīng)用控制溫度（50-90℃）、液固比（3:1至5:1）及攪拌速度，確保金屬浸出率＞95%的同時(shí)抑制雜質(zhì)溶出。浸出參數(shù)優(yōu)化01020403環(huán)保與能耗平衡溶液凈化與除雜1234化學(xué)沉淀法添加硫化鈉或石灰乳沉淀銅、鎘等重金屬離子，pH值精確調(diào)控至2.5-4.0實(shí)現(xiàn)分步沉淀。使用P204、Cyanex272等萃取劑選擇性分離鈷鎳，通過(guò)多級(jí)逆流萃取實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)金屬（如鐵、錳）去除率＞99%。溶劑萃取技術(shù)離子交換樹脂采用螯合樹脂（如DowexM4195）深度凈化溶液，吸附微量鉛、鋅等雜質(zhì)，樹脂再生周期需根據(jù)溶液負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整。膜分離工藝應(yīng)用納濾或電滲析設(shè)備脫除硫酸根、氯根等陰離子，滲透液金屬損失率需控制在0.5%以下。離子沉淀與萃取分離水解沉淀控制通過(guò)調(diào)節(jié)pH至8-10使鎳、鈷形成氫氧化物沉淀，添加晶種改善沉淀物過(guò)濾性能，母液殘余金屬濃度＜10mg/L。還原沉淀工藝采用二氧化硫或亞硫酸鈉將貴金屬（如金、鉑）從溶液中還原為單質(zhì)，反應(yīng)終點(diǎn)電位需監(jiān)控至-200mV以下。協(xié)同萃取體系組合使用LIX84與TBP萃取銅，有機(jī)相負(fù)載容量達(dá)30g/L，反萃采用180g/L硫酸溶液實(shí)現(xiàn)金屬高效回收。電積工序集成凈化后溶液進(jìn)入電解槽，陰極電流密度200-400A/m2，產(chǎn)出1#級(jí)電積銅/鋅，電流效率需＞92%。PART04電解精煉工藝粗金屬陽(yáng)極需經(jīng)過(guò)熔鑄、壓延、切割等工序形成標(biāo)準(zhǔn)尺寸板，表面需進(jìn)行噴砂或酸洗去除氧化物，確保電解反應(yīng)均勻性。陽(yáng)極含銅量通?？刂圃?8.5%-99.5%，雜質(zhì)元素（如砷、銻）需嚴(yán)格限制以避免鈍化現(xiàn)象。陽(yáng)極制備與電解槽配置陽(yáng)極板預(yù)處理采用防腐襯里的混凝土槽或PP塑料槽，槽內(nèi)平行排列陰陽(yáng)極板，極間距優(yōu)化為80-120mm以降低能耗。槽體配備絕緣支撐架和導(dǎo)電銅排，電流密度設(shè)計(jì)為200-300A/m2，溫度維持50-60℃。電解槽結(jié)構(gòu)與材質(zhì)通過(guò)鈦或銅合金吊架固定極板，確保極板垂直度誤差小于2mm，防止短路。陽(yáng)極壽命周期需監(jiān)控，當(dāng)溶解至剩余20%-30%時(shí)需更換。極板懸掛系統(tǒng)電解液循環(huán)控制電解液成分調(diào)控以硫酸銅電解液為例，Cu2?濃度維持在40-50g/L，游離硫酸濃度180-200g/L，添加膠體（如明膠）和氯離子（50-100mg/L）以改善陰極沉積物結(jié)晶粒度。定期檢測(cè)Fe2?、Ni2?等雜質(zhì)離子濃度，超標(biāo)時(shí)需凈化處理。循環(huán)流速與溫度管理電解液凈化工藝采用耐酸泵實(shí)現(xiàn)電解液強(qiáng)制循環(huán)，流速控制在15-20L/min·槽，確保離子擴(kuò)散速率與反應(yīng)需求匹配。通過(guò)鈦換熱器維持電解液溫度波動(dòng)±2℃，避免局部過(guò)熱導(dǎo)致添加劑分解。通過(guò)萃取、電積或中和沉淀法去除積累的砷、銻等雜質(zhì)，采用真空蒸發(fā)系統(tǒng)回收硫酸，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)以減少?gòu)U液排放。123陰極剝離與清洗電解周期結(jié)束后，采用自動(dòng)化機(jī)械剝離裝置將純度達(dá)99.99%的陰極金屬片從鈦母板分離，隨后用高壓水槍沖洗去除表面電解液殘留，必要時(shí)進(jìn)行酸洗拋光。陰極沉積物處理熔鑄與成型清洗后的陰極片送入反射爐或感應(yīng)爐熔鑄，溫度控制在金屬熔點(diǎn)以上50-100℃（如銅為1150-1200℃），添加木炭覆蓋防止氧化，澆鑄成線錠、板坯等半成品，供后續(xù)加工使用。副產(chǎn)品回收陽(yáng)極泥（含金、銀、鉑族金屬）經(jīng)壓濾、焙燒后進(jìn)入貴金屬回收流程，硒、碲等稀散元素通過(guò)濕法冶金提取，實(shí)現(xiàn)資源全組分利用。PART05金屬提純與成型123真空蒸餾除雜原理與工藝控制真空蒸餾利用金屬與雜質(zhì)揮發(fā)性的差異，在高溫低壓環(huán)境下選擇性蒸發(fā)目標(biāo)金屬或雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高效分離。需精確控制溫度梯度（通常為800-1500℃）和真空度（10?3~10??Pa），避免二次污染。設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用采用多級(jí)冷凝系統(tǒng)回收高純度金屬蒸氣，適用于硒、碲等高沸點(diǎn)雜質(zhì)去除。例如，鋅精煉中可去除鎘、鉛等低沸點(diǎn)雜質(zhì)，純度可達(dá)99.999%。能耗與環(huán)保優(yōu)勢(shì)相比化學(xué)法，無(wú)酸堿廢液產(chǎn)生，但需解決高溫密封和冷凝器結(jié)垢問(wèn)題，綜合能耗降低30%以上。浮區(qū)法核心技術(shù)通過(guò)移動(dòng)加熱線圈（高頻或紅外）形成局部熔區(qū)，利用分凝效應(yīng)使雜質(zhì)向熔區(qū)末端富集。原料棒需預(yù)燒結(jié)以保障密度，熔區(qū)寬度控制在5-20mm，移動(dòng)速度0.5-5mm/min。超純金屬制備適用于硅、鍺等半導(dǎo)體材料提純，雜質(zhì)濃度可降至ppb級(jí)。例如，太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的硼含量需低于0.1ppm，需重復(fù)熔煉5-10次。無(wú)坩堝污染優(yōu)勢(shì)避免傳統(tǒng)熔煉中坩堝材料（如石英）引入的氧、碳污染，但需解決熔區(qū)穩(wěn)定性問(wèn)題，常輔以磁場(chǎng)或惰性氣體保護(hù)。區(qū)域熔煉提純?nèi)坭T與標(biāo)準(zhǔn)錠制備真空感應(yīng)熔鑄工藝采用正壓立式離心爐，熔化溫度達(dá)1600-3000℃，澆鑄時(shí)離心力（200-1000G）可細(xì)化晶粒。例如，鈦合金鑄件需在氬氣保護(hù)下澆注，防止氧化。標(biāo)準(zhǔn)化錠制備鑄錠需經(jīng)均質(zhì)化退火（如銅錠在600℃保溫8小時(shí)）消除內(nèi)應(yīng)力，再通過(guò)銑面、超聲波探傷等工序，符合ASTMB224等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?？s孔與偏析控制通過(guò)定向凝固技術(shù)（如Bridgman法）或添加晶粒細(xì)化劑（Al-Ti-B），減少縮孔；采用電磁攪拌使溶質(zhì)均勻分布，偏析率可降低至0.5%以下。PART06環(huán)保與資源利用通過(guò)浮選、磁選或濕法冶金技術(shù)，從銅渣、鉛鋅渣中回收銅、鉛、鋅等金屬，提高資源利用率并減少?gòu)U棄物堆存。渣中有價(jià)金屬提取將冶煉渣經(jīng)穩(wěn)定化處理后制成水泥摻合料、路基材料或磚塊，實(shí)現(xiàn)固廢資源化，降低環(huán)境負(fù)荷。渣建材化利用采用高溫熔煉或氯化揮發(fā)工藝，從鎳渣、錫渣中富集鉑族金屬、銦等稀貴元素，提升經(jīng)濟(jì)附加值。渣中稀貴金屬富集冶煉渣綜合回收廢氣治理系統(tǒng)通過(guò)雙接觸法制酸工藝，將冶煉煙氣中的SO?轉(zhuǎn)化為工業(yè)硫酸，實(shí)現(xiàn)硫資源循環(huán)利用，減排效率達(dá)99%以上。二氧化硫回收制酸重金屬粉塵捕集二噁英協(xié)同處理采用電除塵器、布袋除塵器組合工藝，有效捕集煙氣中的