有色冶金学重点复习题.doc

一、名词解释（共5小题，每小题4分，共计20分）湿法冶金、火法冶金、电冶金、槽电压、极距、苛性比、铝硅比、分配系数、阳极效应、冰铜、熔池熔炼、漂浮状态熔炼、熔盐氯化、铝酸钠溶液的稳定性（补充：火法冶金-在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的有色金属与脉石和杂质分开，获得较纯有色金属的过程。电冶金-利用电能提取和精炼有色金属的方法极距-所谓极距，是指阴、阳两极之间的距离。铝酸钠溶液的稳定性-铝酸钠溶液的稳定性是指铝土矿溶出液经赤泥分离洗涤后获得的净铝酸钠溶液分解析出Al(OH)3所需时间的长短。）二、简答题（共5小题，每小题6分，共计30分）三、问答题（共3小题，每小题12分，共计36分）四、计算题 (共1小题，共计14分)1、某铝厂，电解槽平均电流（直流）为280KA,平均电流效率为92，平均槽电压4.25V，请分别计算它的年（300天）产铝量和电能消耗各是多少？（铝的电化学当量：0.3356g/(A.h)）p27-282、某湿法炼锌厂，有生产槽150个，通电电流12000A，平均电流效率90，平均槽电压3.5V，试计算电锌的电能消耗和日产量各是多少？（锌的电化学当量：1.2193g/(A.h)）p27-28有色冶金学复习思考题概述1、提取冶金方法是如何分类的？各自定义2、火法、湿法、电化学法三种冶金方法包括哪些基本冶金过程？有色冶金主要单元过程：焙烧、煅烧、烧结和球团、熔炼、火法精炼、浸出、液固分离、溶液净化、水溶液电解、熔盐电解第一章 铝冶金1、什么是铝的歧解反应？p42 、现代铝工业有哪些主要生产环节?辅助环节?p23 、适合氧化铝生产的主要矿物有哪几种?各有哪些特点？衡量矿物质量的标准是什么？p114、简述拜耳法的基本原理和拜耳循环的实质p135、简述拜耳法生产氧化铝的工艺流程p136、 什么是苛性比，它反映铝酸钠溶液的什么特性？什么是铝硅比 (A/S)？p14-157、简述铝电解的原理？p19答：现代铝工业生产，主要采取冰晶石氧化铝融盐电解法。直流电流通入电解槽， 在阴极和阳极上起电化学反应。电解产物，阴极上是铝液，阳极上是CO2和CO气体。铝液用真空抬包抽出，经过净化和澄清之后，浇铸成商品铝锭，其质量达到99.599.8%Al。阳极气体中还含有少量有害的氟化物和沥青烟气，经过净化之后，废气排放入大气，收回的氟化物返回电解槽。8、 铝电解为何不能用水溶液电解？熔盐电解有何特点？（p19）添加MgF2的主要作用？p229、 铝电解槽的全部生产过程有哪些阶段？简要介绍一下p2610、 何为分配系数？p3311、阳极效应的概念及相关现象。答：阳极效应是熔盐电解时发生在阳极上所固有的一种特征现象。外观征象是： （1）在阳极周围发生明亮的小火花，并带有特别的劈啪声； （2）阳极周围的电解质有如被气体拨开似的，阳极与电解质界面上的气泡不再大量析出； （3）电解质沸腾停止； （4）在工业电解槽上，阳极效应发生时电压上升（30-50V，100V）第二章 镁冶金1、菱镁矿与白云石哪个做炼镁原料更好？为什么？p67答：用硅（铁）还原MgO时，常压下还原温度需超过2373 ，若炉料中有CaO存在，可生成稳定的化合物二钙硅酸盐，此时还原起始温度可降低约600 ，所以用白云石做原料是有利的；2(CaOMgO）(s） + Si(Si Fe)(s）= 2Mg(g气） + 2 CaOSiO2(s）2、 比较镁电解与铝电解的异同点？提示： 电极(材料、反应、阴极析出产物)、电解质(组成、密度、电解温度、参与导电的离子)、电解槽(结构) 3、目前工业上生产镁的原料有哪些？分别说明镁的主要生产方法和特点p58答：主要原料有白云石（MgCO3.CaCO3）、光卤石（MgCl2.KCl.6H2O）、菱镁矿（MgCO3）以及海水、盐湖水及工业副产卤水。主要生产方法：熔盐电解法和热还原法熔盐电解法：炼镁成本低，原料来源广泛，是当今生产金属镁的主要方法热还原法：工艺简单、投资少，产品质量高，但不能连续生产、成本比电解法的高第三章 铜冶金1、火法炼铜的原料是什么?生产的主要步骤有哪些?p782、简述火法炼铜的工艺过程p793、造锍熔炼的基本原理是什么？p794、炉渣的酸碱性是如何定义的？p84冰铜熔炼对炉渣有那些基本要求？p865、冰铜的概念及其组成?p81-826、氧在冰铜中是以什么形态存在的?p81冰铜中铜的品位与氧含量有什么关系?p817、造锍熔炼过程中Fe3O4如何产生？有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？p89答：造锍熔炼过程中，原料中的FeS会优先发生氧化反应转变为FeO，而由于氧位的升高，FeO会进一步氧化成Fe3O4。FeS(l) + 1.5O2 = FeO(l) + SO2 9FeO(l) + 1.5O2 = 3Fe3O4两式相加得：3Fe3O4(S) + FeS(l) = 10FeO(l) + SO2由于Fe3O4析出，其危害是：（1）在转炉渣口和上升烟道等部位产生炉结，危害正常操作；（2）炉渣粘度增大和熔点升高，恶化了渣与锍的沉清分离；（3）同时渣含铜升高，造成铜损失等许多问题。为减少熔炼过程的Fe3O4量，采取以下一些措施：（1）尽量提高熔炼温度；（2）适当增加炉渣中SiO2含量，一般为35%以上；（3）控制适当的冰铜品位(含Cu4050%)，以保持足够的FeS量；（4）创造Fe3O4与FeS和SiO2的良好接触条件。8、何谓熔池熔炼？p94漂浮状态熔炼？p104工业上已经应用的有哪些？他们的共同特点是什么？答：共同特点：运用富氧技术，强化熔炼过程，充分利用炉料氧化反应热的能量，产出高浓度SO2烟气，有效回收、制硫酸，环境友好、节能和经济效益好9、什么是闪速熔炼？p104其特点是什么？p106答：特点是1) 能耗低。反应所需的热量，大部分或全部来自硫化物本身的强烈氧化放出的热。 2) SO2体积分数高，有利于制酸。3) 生产速度高。4) 环境保护好。（5）反应区氧位高，渣含Fe3O4及渣含铜高。（6）烟尘量大。10、冰铜吹炼的目的是什么?分几个阶段，每个阶段有哪些反应？p11111、冰铜吹炼过程中，FeS存在时，Cu2O存在吗？有Fe生成吗？p11212、简述铜电解液净化的目的和工艺流程?p126-127第四章 锌冶金1、简述锌焙砂中性浸出的目的，p140-141工业上常加入氧化剂（MnO2），其主要作用是什么？为什么？p143答：中性浸出的目的是将焙砂中的ZnO部分溶解，而是铁、砷和锑等杂质进入浸出渣。在PH为55.2的中性浸出条件下，只有Fe3可以完全沉淀，但Fe2完全沉淀的PH远大于Zn(OH)2沉淀的PH值，故Fe2需氧化成Fe3。实际生产中，浸出时，加入软锰矿(MnO2)来氧化Fe2+。2、什么叫湿法冶金，用湿法冶金的方法从有色金属矿中提取金属主要包括哪几个步骤？并简述各步骤（课堂增加内容）答：它是在常温（或低于100）常压或高温（100-300 ）高压下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的有色金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将有色金属提取和分离出来的过程。主要包括浸出、分离与富集和提取过程。浸出：用适当的浸出剂将原料中有用成分转入溶液，而与其它不溶组分初步分离的过程。浸出溶液与残渣分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相与固相的湿法冶金单元过程。浸出溶液的净化和富集：常采用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法，除杂并将有用成分富集。 金属提取：采用电沉积等方法从净化液中提取金属或化合物。3、什么是槽电压？一般有哪几部分组成（课堂增加内容）答：是指电解槽内相邻阴、阳极之间的电压降，可用与电解槽并联的直流电压表来指示。一般由电解液的分解电压、克服电解液电阻的电压降、阳极电压降、阴极电压降、阳极泥电阻的电压降等五项组成。第五章 镍冶金1、什么是还原硫化熔炼？p1712、比较冰铜吹炼与镍锍吹炼的异同点？p1723、镍锍吹炼作业分几个阶段？各有什么目的？p1724、铜镍硫化物分离的主要方法？磨浮分离法的实质是什么？p1825、镍电解与铜电解精炼相比，具有哪些特点？p189第六章 钛冶金1、不论Hunter法（钠还原）还是Kroll（镁还原）生产金属钛的过程, 都包括哪三个步骤？涉及哪二个循环？p196答：（1）富钛料的制取。若用金红石为原料，这一步可省略。这一步的主要目的是尽可能除取钛铁矿中组分铁，提高原料中钛的品位。 （2）TiCl4的生产。这一步是将钛由氧化物形态转变成氯化物形态。包括氯化过程和粗TiCl4的精制、纯化过程。 （3） TiCl4的还原。这一步是将钛由氯化物还原为金属钛的过程。 涉及的循环有镁循环（在还原过程中排放出的氯化镁经熔盐电解制取金属镁后再度返回使用。）和氯循环（氯化镁电解副产品氯气用来四氯化钛生产，镁还原又得到氯化镁，循环使用。）2、什么是熔盐氯化？与沸腾氯化相比，有哪些特点？p201、p2033、简述粗四氯化钛生产的基本原理？p1994、从钛铁矿到冶炼出海绵钛的主要过程？（p196，与1题类似）。第七章 钨冶金1、钨矿物分解的方法主要有哪些？各适合处理哪类矿物？p212答：主要有：纯碱压煮法、苛性钠浸出法两种碱处理和酸分解工艺；不同的工艺方法各有利弊，适用处理不同种类的矿石：纯碱压煮既能够处理白钨矿，也适合于处理低品位白、黑混合钨矿，是目前主要的钨矿处理工艺，在工业上得到了广泛的应用；苛性钠浸出工艺：是目前处理黑钨矿的主要方法尤其适合优质黑钨矿的处理；酸分解工艺：适合处理白钨矿；第八章 稀土冶金1、稀土精矿分解的主要方法有哪些？目前我国普遍用