冶金行業(yè)工藝流程演講人：日期:CATALOGUE目錄02選礦與富集過程01采礦與礦石準備03冶煉提取工藝04精煉與純化技術(shù)05產(chǎn)品成形與加工06環(huán)保與資源管理01PART采礦與礦石準備勘探與礦床評估通過地質(zhì)填圖、鉆探、物探（如地震、磁法、電法）和化探等手段，系統(tǒng)分析礦床的規(guī)模、品位及賦存條件，為后續(xù)開采提供科學(xué)依據(jù)。地質(zhì)勘探技術(shù)采用三維建模軟件（如Surpac、Micromine）計算礦石儲量，結(jié)合經(jīng)濟、環(huán)境因素評估開采價值，形成可行性研究報告。資源量估算與可行性研究對開采可能造成的水土流失、生態(tài)破壞等進行預(yù)測，制定復(fù)墾方案，確保符合環(huán)保法規(guī)要求。環(huán)境影響評估010203適用于淺層礦床，使用大型電鏟（如P&H4100）、礦用卡車（如CAT797F）進行剝離和采裝，配套邊坡雷達監(jiān)測穩(wěn)定性。露天開采技術(shù)針對深部礦體，采用房柱法、充填法或崩落法，配備鑿巖臺車（如SandvikDD422i）和自動化鏟運機（如EpirocST7）。地下開采方法引入5G+無人駕駛礦卡、遠程操控鉆機等設(shè)備，通過數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)實時調(diào)度與安全預(yù)警。智能化開采系統(tǒng)開采技術(shù)與設(shè)備礦石破碎與預(yù)處理多段破碎工藝流程采用顎式破碎機（粗碎）-圓錐破碎機（中碎）-高壓輥磨機（細碎）三級破碎，將礦石粒度降至15mm以下。磨礦與分級控制使用半自磨機（如Φ10.37×5.19m）與水力旋流器組成閉路系統(tǒng)，確保磨礦細度達到-200目占75%以上的浮選要求。預(yù)選礦技術(shù)通過重介質(zhì)分選（DMS）或X射線分選（XRT）提前拋廢，提高入選品位，降低后續(xù)冶煉能耗。02PART選礦與富集過程破碎與磨礦技術(shù)通過顎式破碎機、圓錐破碎機等設(shè)備將礦石破碎至合適粒度，再采用球磨機、棒磨機等設(shè)備進行細磨，確保礦物充分解離，為后續(xù)分選創(chuàng)造條件。分級設(shè)備應(yīng)用工藝參數(shù)優(yōu)化磨礦與分級工藝利用螺旋分級機、水力旋流器等設(shè)備對磨礦產(chǎn)品進行粒度分級，實現(xiàn)粗顆粒返回再磨、細顆粒進入選別流程的閉環(huán)控制，提高磨礦效率。通過調(diào)整磨機轉(zhuǎn)速、裝球量、礦漿濃度等參數(shù)，結(jié)合礦石硬度、嵌布特性等數(shù)據(jù)，建立最佳磨礦動力學(xué)模型，降低能耗并提升單體解離度。浮選藥劑體系設(shè)計根據(jù)礦物表面性質(zhì)差異，組合使用捕收劑（黃藥、黑藥）、起泡劑（松醇油）和調(diào)整劑（石灰、硫化鈉），構(gòu)建選擇性吸附體系，實現(xiàn)有用礦物與脈石分離。浮選與磁選技術(shù)磁選設(shè)備選型針對強磁性礦物（磁鐵礦）選用永磁筒式磁選機，弱磁性礦物（赤鐵礦）采用高梯度磁選機，超導(dǎo)磁選技術(shù)可處理微細粒級礦物，磁場強度需根據(jù)礦物比磁化系數(shù)精確調(diào)控。聯(lián)合工藝流程復(fù)雜共生礦石常采用磁選-浮選聯(lián)合流程，如釩鈦磁鐵礦先磁選回收鐵，尾礦再浮選提取鈦；銅硫礦石優(yōu)先浮選銅后抑硫浮選，實現(xiàn)多金屬綜合回收。高效濃縮技術(shù)先經(jīng)旋流器預(yù)脫水，再通過陶瓷過濾機（微細粒）或板框壓濾機（高黏度物料）進行機械脫水，最終產(chǎn)品水分控制在8-15%，滿足運輸和冶煉要求。多級脫水工藝回水循環(huán)系統(tǒng)建立濃縮溢流水澄清池，配合pH調(diào)節(jié)和絮凝沉淀處理，實現(xiàn)90%以上選礦回水利用率，顯著降低新鮮水消耗和廢水排放量。采用深錐濃縮機、高效斜板濃密箱等設(shè)備，添加絮凝劑（聚丙烯酰胺）加速細顆粒沉降，將礦漿濃度從20-30%提升至50-70%，大幅減少后續(xù)處理量。濃縮與脫水步驟03PART冶煉提取工藝高爐煉鐵原理還原反應(yīng)與碳熱還原熱風(fēng)系統(tǒng)與能量利用爐料分層與熔融分離高爐煉鐵的核心是通過焦炭作為還原劑，在高溫（1500℃以上）條件下將鐵礦石（如赤鐵礦、磁鐵礦）中的鐵氧化物還原為液態(tài)生鐵。焦炭燃燒生成CO作為主要還原劑，同時釋放大量熱量維持爐溫。高爐內(nèi)自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分，礦石、焦炭和熔劑（石灰石）分層裝入。熔劑與脈石反應(yīng)生成低熔點爐渣，實現(xiàn)鐵水與雜質(zhì)的熔融分離。通過熱風(fēng)爐將鼓風(fēng)加熱至1200℃以上，噴吹入高爐以強化燃燒效率?，F(xiàn)代高爐還配套煤氣回收系統(tǒng)，將頂部煤氣凈化后用于發(fā)電或加熱，實現(xiàn)能源循環(huán)利用。鐵水預(yù)處理與裝料轉(zhuǎn)爐煉鋼以高爐鐵水為主要原料（占比70%-90%），需先進行脫硫、脫硅預(yù)處理。裝入轉(zhuǎn)爐時配合加入廢鋼（10%-30%）及冷卻劑（如鐵礦塊），通過氧槍頂吹實現(xiàn)物料混合。氧化精煉與脫碳反應(yīng)吹氧階段（約15-20分鐘）是關(guān)鍵，氧氣與鐵水中碳、硅、錳等元素發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)，生成CO氣泡和氧化物爐渣。通過動態(tài)控制供氧強度和角度調(diào)節(jié)脫碳速率，使碳含量降至0.02%-1.2%。合金化與成分微調(diào)出鋼前加入鐵合金（如硅鐵、錳鐵）進行合金化，并通過爐外精煉（如RH真空處理、LF鋼包精煉）進一步調(diào)整硫、磷含量，最終獲得符合鋼種標準的成分體系。轉(zhuǎn)爐煉鋼流程采用富氧強化熔煉技術(shù)（如奧托昆普閃速爐），將銅精礦與熔劑噴入高溫反應(yīng)塔，瞬間完成硫化物的氧化放熱和造渣反應(yīng)，銅锍品位可達60%-75%，能耗較傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐降低40%以上。火法冶金應(yīng)用銅冶煉的閃速熔煉實現(xiàn)鉛鋅共生礦同步冶煉，爐內(nèi)上部還原區(qū)產(chǎn)出鋅蒸氣經(jīng)冷凝得金屬鋅，下部產(chǎn)出粗鉛，綜合回收率分別達95%和98%，兼具資源高效利用和環(huán)保優(yōu)勢。鉛鋅密閉鼓風(fēng)爐（ISP工藝）鎳硫化礦經(jīng)電爐熔煉得低鎳锍后，在轉(zhuǎn)爐中吹煉成高鎳锍（含鎳70%-75%），再通過羰基法（Mond工藝）在低溫（50-80℃）下生成羰基鎳蒸氣，分解后可得99.99%高純鎳。鎳锍吹煉與羰基法精煉04PART精煉與純化技術(shù)030201電解精煉方法電解精煉利用不同金屬元素在電解液中的電化學(xué)行為差異，通過控制電位使目標金屬在陰極優(yōu)先析出，而雜質(zhì)元素留在陽極泥或電解液中。例如粗銅精煉時，銅（Cu2?）在陰極還原為純銅，而鐵、鋅等雜質(zhì)因氧化電位更高仍以離子形式存在于電解液。陽極溶解與陰極析出原理需根據(jù)目標金屬選擇適宜的電解液成分（如硫酸銅溶液用于銅精煉）、溫度（通常50-80℃）及電流密度（200-300A/m2），并添加緩蝕劑和表面活性劑以改善陰極沉積質(zhì)量。電解液體系設(shè)計陽極泥中富集貴金屬（如金、銀）及硒、碲等稀有元素，需通過濕法冶金或火法冶金進一步提取，實現(xiàn)資源綜合利用。雜質(zhì)分離與回收03真空脫氣工藝02真空碳脫氧（VCD）技術(shù)在低壓環(huán)境下利用碳氧反應(yīng)（C+O→CO↑）深度脫氧，可將鋼中氧含量降至10ppm以下，同時避免傳統(tǒng)鋁脫氧導(dǎo)致的夾雜物問題。工藝參數(shù)優(yōu)化需精確控制鋼水循環(huán)流量（通常80-120t/min）、真空保持時間（15-25分鐘）及溫度損失補償（通過電弧加熱或化學(xué)熱），確保脫氣效果與生產(chǎn)效率平衡。01RH循環(huán)脫氣法核心設(shè)備由真空室、上升管/下降管、氬氣噴吹系統(tǒng)組成，通過氬氣驅(qū)動鋼水循環(huán)進入真空室（壓力≤1mbar），促使氫、氧、氮等氣體逸出，脫氫效率可達70%以上。合金化與成分控制根據(jù)相圖與熱力學(xué)計算確定添加順序（如先加脫氧劑Al/Ti，再加Cr/Ni等合金），采用喂線法或噴吹法實現(xiàn)精準投料，成分波動可控制在±0.05%。合金元素添加策略通過添加Nb、V、Ti（0.01-0.1%）細化晶粒并形成碳氮化物析出相，顯著提升鋼材強度（如HSLA鋼屈服強度達550MPa以上）。微合金化技術(shù)結(jié)合LIBS（激光誘導(dǎo)擊穿光譜）或XRF（X射線熒光）實時分析鋼水成分，動態(tài)調(diào)整合金加入量，確保最終產(chǎn)品滿足ASTM/EN等標準要求。在線成分監(jiān)測與反饋05PART產(chǎn)品成形與加工鑄造與凝固技術(shù)砂型鑄造利用砂型作為鑄型材料，適用于復(fù)雜形狀鑄件的生產(chǎn)，成本低但精度較差，需后續(xù)加工。金屬型鑄造采用金屬模具，鑄件尺寸精度高、表面光潔，適用于大批量生產(chǎn)鋁合金、銅合金等有色金屬部件。定向凝固技術(shù)通過控制冷卻方向獲得柱狀晶或單晶組織，顯著提升高溫合金葉片等部件的力學(xué)性能和耐熱性。連續(xù)鑄造將熔融金屬直接澆注成連續(xù)坯料，大幅減少傳統(tǒng)模鑄的切頭尾損耗，廣泛應(yīng)用于鋼鐵和有色金屬行業(yè)。軋制與鍛造工藝室溫下軋制可提高材料強度和平整度，常用于精密薄板、箔材生產(chǎn)，但需配套退火以消除加工硬化。冷軋工藝自由鍛造模鍛工藝在再結(jié)晶溫度以上軋制，可大幅降低金屬變形抗力，用于生產(chǎn)板材、型材及管材，但表面氧化嚴重需后續(xù)處理。通過鍛錘或壓力機對金屬坯料進行無模成形，適用于大型軸類、齒輪坯等，組織致密但加工余量大。利用封閉模具成型，零件尺寸精度高、流線完整，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機葉片等高強度部件制造。熱軋工藝通過真空濺射或電弧離子鍍在工具表面沉積TiN、CrN等硬質(zhì)涂層，顯著提高刀具耐磨性和壽命。物理氣相沉積（PVD）采用磷化、鉻酸鹽處理在金屬表面生成多孔膜層，既能防銹又可增強油漆附著力，是汽車車身涂裝的前處理關(guān)鍵工藝?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜01020304將鋼材浸入熔融鋅液形成防腐鍍層，耐候性可達20年以上，廣泛應(yīng)用于輸電塔、汽車板等戶外設(shè)施。熱浸鍍鋅利用高能激光在基體表面熔覆合金粉末，實現(xiàn)局部耐磨、耐蝕性能提升，常用于修復(fù)軋輥、閥門等易損件。激光熔覆技術(shù)表面處理與涂層06PART環(huán)保與資源管理廢渣回收利用赤泥的資源化處理氧化鋁生產(chǎn)產(chǎn)生的赤泥富含鐵、鋁等金屬，可通過磁選、酸浸等工藝回收有價元素，剩余殘渣可用于制備陶瓷或土壤改良劑，降低環(huán)境堆積風(fēng)險。03電解鋁廢渣的提純技術(shù)電解鋁產(chǎn)生的碳渣和氟化鹽廢渣可通過高溫焙燒或化學(xué)浸出法分離氟、鋁等成分，回收的氟化物可重新用于電解流程，實現(xiàn)閉路循環(huán)。0201高爐渣的綜合利用高爐渣可通過水淬或風(fēng)冷工藝制成?；?，用于生產(chǎn)水泥、混凝土摻合料或路基材料，其活性成分（如硅酸鈣）能顯著提升建材性能，減少天然資源消耗。采用石灰石-石膏濕法脫硫結(jié)合SCR（選擇性催化還原）技術(shù)，可去除煙氣中90%以上的SO?和NO?，副產(chǎn)物石膏可作為建材原料，減少二次污染。燒結(jié)煙氣脫硫脫硝技術(shù)通過LT（干法）或OG（濕法）工藝凈化轉(zhuǎn)爐煤氣，回收CO和H?等高熱值氣體用于發(fā)電或供熱，同時配套靜電除塵器去除顆粒物，實現(xiàn)能源與環(huán)保雙贏。轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)針對鉛、鋅冶煉產(chǎn)生的含汞、砷廢氣，采用活性炭吸附或堿液洗滌工藝，結(jié)合布袋除塵器，確保排放濃度低于國家特別排放限值標準。重金屬廢氣吸附處理廢氣凈化措施節(jié)能減排標準能耗限額分級管理依據(jù)《冶