2025年有色金屬冶煉（除銅、鋁、鉛、鋅）作業(yè)考試試題附答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.下列稀有金屬中，屬于高熔點金屬的是（）。A.銦B.鉈C.鉬D.鎘答案：C（高熔點金屬通常指熔點高于1650℃的金屬，鉬熔點約2620℃，屬于此類；其余選項為低熔點或稀散金屬）2.黑鎢礦的主要化學(xué)成分為（）。A.(Fe,Mn)WO?B.CaWO?C.MoS?D.SnO?答案：A（黑鎢礦為鎢酸鐵錳礦，白鎢礦為CaWO?，MoS?為輝鉬礦，SnO?為錫石）3.鉬精礦氧化焙燒的主要目的是（）。A.去除水分B.將MoS?轉(zhuǎn)化為MoO?C.富集貴金屬D.降低硫含量至0.5%以下答案：B（鉬精礦主要成分為MoS?，焙燒時與O?反應(yīng)生成MoO?，便于后續(xù)浸出；硫含量需降至0.1%以下）4.錫精礦還原熔煉時，常用的還原劑是（）。A.焦炭B.氫氣C.鋁粉D.一氧化碳答案：A（工業(yè)錫熔煉以焦炭為主要還原劑，氫氣因成本高多用于高純錫制備）5.鈦鐵礦（FeTiO?）酸法處理中，關(guān)鍵步驟“酸解”使用的酸是（）。A.鹽酸B.硝酸C.硫酸D.氫氟酸答案：C（鈦鐵礦酸法處理采用濃硫酸酸解，生成TiOSO?溶液）6.鋯英砂（ZrSiO?）堿熔法分解時，常用的熔劑是（）。A.NaOHB.Na?CO?C.CaOD.KCl答案：B（鋯英砂堿熔通常用碳酸鈉，在高溫下與ZrSiO?反應(yīng)生成可溶的Na?ZrO?和Na?SiO?）7.鈹精礦（綠柱石，3BeO·Al?O?·6SiO?）分解時，常用的方法是（）。A.硫酸化焙燒B.氯化焙燒C.蘇打燒結(jié)D.氫還原答案：A（綠柱石硫酸化焙燒生成可溶的BeSO?，與Al、Si等雜質(zhì)分離）8.鎳紅土礦火法冶煉中，“還原焙燒-磁選”工藝的目標(biāo)產(chǎn)物是（）。A.高冰鎳B.鎳鐵合金C.金屬鎳D.鎳精礦答案：B（紅土礦還原焙燒后磁選得到鎳鐵合金，用于不銹鋼生產(chǎn)）9.鉭鈮礦分解時，常用的強酸是（）。A.濃鹽酸B.王水C.氫氟酸D.高氯酸答案：C（鉭鈮氧化物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，需用氫氟酸溶解生成氟鉭酸（H?TaF?）和氟鈮酸（H?NbOF?））10.金屬錸的主要來源是（）。A.鉬精礦焙燒煙塵B.銅精礦電解陽極泥C.鉛鋅礦尾礦D.鈦鐵礦酸解渣答案：A（錸常以類質(zhì)同象賦存于輝鉬礦中，鉬精礦焙燒時轉(zhuǎn)化為Re?O?進入煙塵）11.工業(yè)上生產(chǎn)海綿鈦的主要方法是（）。A.電解法B.克勞爾法（鎂還原法）C.鋁熱還原法D.氫還原法答案：B（海綿鈦生產(chǎn)采用克勞爾法，TiCl?與液態(tài)鎂在氬氣保護下還原）12.錫精煉過程中，“凝析除鐵”利用的原理是（）。A.鐵在錫中的溶解度隨溫度降低而減小B.鐵與錫形成高熔點化合物C.鐵與添加劑反應(yīng)生成沉淀D.鐵被氧化為FeO進入渣相答案：A（錫液降溫時，鐵溶解度降低，以FeSn?形式析出，通過機械分離去除）13.鎢粉制備中，二次還原的溫度通常為（）。A.500-600℃B.700-800℃C.900-1000℃D.1200-1300℃答案：D（一次還原溫度約800-900℃，二次還原溫度更高，約1200-1300℃，確保WO?完全還原為W）14.鉬條燒結(jié)時，采用的主要設(shè)備是（）。A.電阻爐B.真空自耗電弧爐C.垂熔爐（鉬絲爐）D.感應(yīng)爐答案：C（鉬條燒結(jié)需高溫（2000℃以上）和真空環(huán)境，垂熔爐通過鉬絲發(fā)熱實現(xiàn)）15.銦的富集通常來自（）。A.鉛鋅冶煉渣B.銅冶煉煙塵C.鎳電解陽極泥D.鋁土礦赤泥答案：A（銦常伴生于閃鋅礦中，鉛鋅冶煉渣或浸出液是主要來源）16.金屬鍺的提取中，“氯化蒸餾”步驟的目的是（）。A.富集GeCl?B.去除砷、銻雜質(zhì)C.提高鍺的氧化態(tài)D.降低溶液酸度答案：A（含鍺溶液加鹽酸蒸餾，Ge以GeCl?（沸點83℃）形式揮發(fā)，與其他金屬分離）17.鈦合金熔煉時，需嚴(yán)格控制的雜質(zhì)元素是（）。A.碳B.氮C.氫D.以上都是答案：D（鈦易與C、N、H反應(yīng)生成脆性化合物，影響力學(xué)性能，需在真空或氬氣中熔煉）18.鋯管生產(chǎn)中，“β相加工”的溫度范圍是（）。A.300-500℃B.600-800℃C.950-1100℃D.1200-1400℃答案：C（鋯的β相溫度為862℃以上，β相加工可提高塑性，通常在950-1100℃進行）19.鉭電容器陽極材料要求鉭粉具有（）。A.高比表面積B.低氧含量C.高松裝密度D.以上都是答案：D（高比表面積提高容量，低氧含量減少漏電流，高松裝密度改善成型性）20.稀土金屬（如鑭、鈰）冶煉常用的方法是（）。A.熔鹽電解法B.金屬熱還原法C.真空蒸餾法D.A和B答案：D（輕稀土（如La、Ce）多用熔鹽電解法，重稀土（如鏑、鋱）常用金屬熱還原法）二、填空題（每空1分，共20分）1.鎢精礦堿分解時，反應(yīng)方程式為：(Fe,Mn)WO?+4NaOH→Na?WO?+Fe(OH)?↓+Mn(OH)?↓，該過程需控制溶液pH值在______以上，以抑制WO?2?水解。答案：102.鉬焙砂氨浸時，添加______可抑制P、As等雜質(zhì)的溶解，提高鎢鉬分離效果。答案：MgCl?（或鎂鹽）3.錫精礦還原熔煉的主要反應(yīng)為：SnO?+2C→Sn+2CO↑，實際生產(chǎn)中需控制爐內(nèi)______氣氛，避免Sn被過度氧化。答案：弱還原4.鈦鐵礦酸解后得到的溶液中，Ti以______（化學(xué)式）形式存在，需通過水解生成偏鈦酸（H?TiO?）。答案：TiOSO?（硫酸氧鈦）5.鋯英砂堿熔分解的溫度通常為______℃，過高易導(dǎo)致ZrO?與SiO?重新結(jié)合生成難溶物。答案：1000-11006.鈹銅合金熔煉時，需在______（氣體）保護下進行，防止鈹氧化生成BeO（熔點2570℃，難熔）。答案：氬氣（或惰性氣體）7.鎳紅土礦濕法冶煉（高壓酸浸）中，控制溫度為______℃，壓力為3-4MPa，使Ni、Co以離子形式進入溶液。答案：240-2608.鉭鈮分離常用的萃取劑是______，其可選擇性萃取鉭，與鈮分離。答案：甲基異丁基酮（MIBK）或磷酸三丁酯（TBP）9.金屬錸的提純采用______法，利用Re?O?易揮發(fā)的特性，在500℃下升華分離雜質(zhì)。答案：升華10.海綿鈦破碎時需避免______污染，否則會導(dǎo)致鈦材塑性下降。答案：鐵（或金屬雜質(zhì)）11.鎢絲拉拔過程中，需進行中間退火，退火溫度一般為______℃，以消除加工硬化。答案：1000-120012.鉬酸銨熱分解制備MoO?時，反應(yīng)方程式為：(NH?)?Mo?O??·2H?O→4MoO?+2NH?↑+3H?O↑，需控制升溫速率，避免______（現(xiàn)象）導(dǎo)致產(chǎn)物粒度不均。答案：暴沸（或劇烈分解）13.銦電解精煉時，陽極液酸度控制在______g/L，過高會導(dǎo)致銦陽極過度腐蝕，過低則電流效率下降。答案：10-2014.鍺單晶生長采用______法，通過籽晶提拉獲得高純度、低缺陷的單晶。答案：直拉（或切克勞斯基）15.鈦合金β熱處理的溫度需高于______（相變點），保溫后快速冷卻（如水冷）以獲得針狀馬氏體組織。答案：β轉(zhuǎn)變溫度（或β相區(qū)溫度，約882℃對純鈦）16.鋯管表面氧化膜的主要成分為______，厚度需控制在5-10μm，以提高耐蝕性。答案：ZrO?（二氧化鋯）17.鉭粉燒結(jié)時，需在______（環(huán)境）中進行，防止鉭與氧、氮反應(yīng)生成脆性化合物。答案：高真空（或真空度≤1×10?3Pa）18.稀土金屬鏑的制備常用______還原法，以金屬鈣為還原劑，還原DyF?。答案：鈣熱19.金屬鉿與鋯的化學(xué)性質(zhì)極相似，分離常用______法，利用HfCl?與ZrCl?的揮發(fā)度差異。答案：精餾（或分餾）20.工業(yè)上生產(chǎn)高純度金屬釩，常用______還原法，以鎂還原VCl?，或氫還原V?O?。答案：鎂熱三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.鎢冶煉中，離子交換法可高效分離鎢與磷、砷等雜質(zhì)，樹脂飽和后需用NaOH溶液洗脫。（）答案：√（離子交換樹脂吸附WO?2?，雜質(zhì)不吸附；NaOH洗脫得到高濃度鎢酸鈉溶液）2.鉬精礦焙燒時，若溫度低于500℃，會導(dǎo)致MoS?未完全氧化，生成MoO?（熔點2500℃），影響后續(xù)浸出。（）答案：√（MoS?氧化需溫度≥500℃，低溫生成MoO?難溶于氨水）3.錫精礦還原熔煉時，加入CaO可降低爐渣熔點，提高錫的回收率。（）答案：√（CaO作為造渣劑，與SiO?形成低熔點硅酸鈣渣，減少錫機械夾雜）4.鈦鐵礦酸法處理中，“水解”步驟需升高溫度并加入晶種，促進H?TiO?沉淀。（）答案：√（升高溫度和晶種可加速水解反應(yīng)，提高沉淀效率）5.鋯英砂堿熔后，水浸得到的溶液中含Na?ZrO?和Na?SiO?，加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至1-2，可使H?SiO?沉淀，與Zr分離。（）答案：√（酸性條件下硅酸聚合沉淀，鋯以ZrOCl?形式留在溶液中）6.鈹冶煉中，BeF?-MgF?熔鹽電解可得到金屬鈹，陰極反應(yīng)為Be2?+2e?→Be。（）答案：√（鈹電解采用氟化物熔鹽體系，陰極析出金屬鈹）7.鎳紅土礦濕法冶煉中，浸出液除鐵時，需將Fe2?氧化為Fe3?，再調(diào)節(jié)pH至2-3，使Fe(OH)?沉淀。（）答案：√（Fe3?水解pH更低，氧化后更易沉淀去除）8.鉭鈮萃取分離時，提高水相酸度（如H?SO?濃度）可增強鉭的萃取效果，降低鈮的萃取率。（）答案：√（高酸度下，鉭形成穩(wěn)定的氟鉭酸絡(luò)合物，更易被萃取劑萃取）9.海綿鈦還原結(jié)束后，需在真空下蒸餾去除殘留的Mg和MgCl?，溫度控制在800-900℃即可。（）答案：×（蒸餾需在1000-1100℃進行，確保Mg和MgCl?充分揮發(fā)）10.稀土金屬釹的熔煉需在真空感應(yīng)爐中進行，避免與氧、氮反應(yīng)生成Nd?O?、NdN等雜質(zhì)。（）答案：√（稀土金屬化學(xué)性質(zhì)活潑，需真空或惰性氣體保護）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述鎢精礦酸分解（鹽酸分解）的工藝原理及適用條件。答案：鎢精礦酸分解是利用濃鹽酸與黑鎢礦或白鎢礦反應(yīng)，生成難溶的鎢酸（H?WO?）沉淀，反應(yīng)式為：(Fe,Mn)WO?+2HCl→H?WO?↓+FeCl?+MnCl?（黑鎢礦）；CaWO?+2HCl→H?WO?↓+CaCl?（白鎢礦）。該工藝適用于高品位鎢精礦（WO?≥65%），且雜質(zhì)（如P、As、S）含量低的情況，因鹽酸易揮發(fā)，需在密閉設(shè)備中進行，且酸耗高，目前多用于低堿溶性鎢礦的處理。2.鉬焙砂酸浸除雜的目的是什么？常用的酸和添加劑有哪些？答案：鉬焙砂（主要成分為MoO?）酸浸除雜的目的是去除其中的銅、鐵、鉛等雜質(zhì)金屬氧化物（如CuO、Fe?O?、PbO），這些雜質(zhì)在后續(xù)氨浸中會與氨水反應(yīng)生成絡(luò)合物進入溶液，影響鉬產(chǎn)品純度。常用酸為稀硫酸（濃度5-10%），添加劑包括NaCl（促進PbCl?沉淀）、氧化劑（如H?O?）將Fe2?氧化為Fe3?（更易水解沉淀）。酸浸后過濾，得到純凈的鉬焙砂，再進行氨浸提取鉬。3.錫精礦還原熔煉后，粗錫中常含F(xiàn)e、Cu、Pb等雜質(zhì)，簡述分步精煉的主要步驟及原理。答案：粗錫精煉分步處理：（1）凝析除鐵：將粗錫液緩慢降溫至232-250℃（略高于錫熔點），鐵在錫中溶解度降低，以FeSn?（熔點590℃）形式析出，通過機械撈渣去除；（2）加硫除銅：加入硫黃（S），Cu與S反應(yīng)生成Cu?S（密度小于錫）上浮成渣，反應(yīng)式為2Cu+S→Cu?S↓；（3）結(jié)晶法除鉛：利用鉛在錫中的溶解度隨溫度降低而減?。?32℃時Pb在Sn中溶解度約0.01%），通過區(qū)域熔煉或連續(xù)結(jié)晶機分離錫與鉛，得到高純度錫（Sn≥99.9%）。4.鈦鐵礦（FeTiO?）制備鈦白（TiO?）的酸法流程中，“水解”和“煅燒”步驟的作用分別是什么？答案：（1）水解：TiOSO?溶液在加熱（95-105℃）和晶種作用下發(fā)生水解反應(yīng)：TiOSO?+2H?O→H?TiO?↓+H?SO?，生成偏鈦酸（H?TiO?）沉淀，實現(xiàn)鈦與鐵（以FeSO?形式留在溶液中）的分離；（2）煅燒：將H?TiO?在800-1000℃下煅燒，發(fā)生脫水和晶型轉(zhuǎn)化反應(yīng)：H?TiO?→TiO?+H?O↑，生成具有一定晶型（銳鈦型或金紅石型）的鈦白產(chǎn)品，煅燒溫度和時間影響TiO?的粒度、白度和光穩(wěn)定性。5.簡述鉭鈮礦“酸分解-萃取分離”工藝的關(guān)鍵控制參數(shù)及原因。答案：關(guān)鍵控制參數(shù)：（1）氫氟酸濃度：需≥40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），確保鉭鈮氧化物完全溶解生成氟絡(luò)合物（H?TaF?、H?NbOF?）；（2）水相酸度（H?SO?濃度）：控制在3-5mol/L，高酸度增強鉭的萃取選擇性（鉭絡(luò)合物更穩(wěn)定），降低鈮的萃取率；（3）萃取劑濃度（如MIBK）：通常為30-50%（體積分?jǐn)?shù)），過低影響萃取容量，過高增加成本；（4）相比（有機相:水相）：控制在1:1-1:2，確保鉭充分萃取，鈮留在水相；（5）溫度：常溫（25-35℃），高溫會降低萃取劑穩(wěn)定性。這些參數(shù)直接影響鉭鈮分離效率和產(chǎn)品純度（如鉭粉中Nb含量需≤0.01%）。五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某企業(yè)采用“鎢精礦堿分解-離子交換-蒸發(fā)結(jié)晶”工藝生產(chǎn)仲鎢酸銨（APT），但近期產(chǎn)品中磷（P）含量超標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)≤0.001%），請分析可能原因及解決措施。答案：可能原因：（1）堿分解階段：鎢精礦中含磷礦物（如磷灰石Ca?(PO?)?F）未完全沉淀，P以PO?3?形式進入溶液；（2）離子交換階段：樹脂對PO?3?的吸附能力弱于WO?2?，導(dǎo)致部分P穿透樹脂進入洗脫液；（3）蒸發(fā)結(jié)晶階段：溶液中殘留的PO?3?在APT結(jié)晶時共沉淀。解決措施：（1）優(yōu)化堿分解條件：提高NaOH濃度（≥20%）或添加MgCl?，使Mg2?與PO?3?生成Mg?(PO?)?沉淀（溶度積Ksp=10?2?），降低溶液中P含量；（2）改進離子交換工藝：采用選擇性