色金属强化熔炼工现场管理考核试卷及答案

色金属强化熔炼工现场管理考核试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个最符合题意的选项，错选、多选均不得分）1.在铜火法熔炼中，为抑制Fe₃O₄在炉壁粘结，现场最经济有效的操作是A.提高富氧浓度至85%以上B.周期性向熔池投入少量块煤C.降低铜锍品位至45%以下D.将炉膛负压控制在80Pa答案：B解析：块煤在熔池内生成CO，可将Fe₃O₄还原为FeO，降低熔点，使粘结层自行脱落；其余选项或成本过高或破坏热平衡。2.铝电解槽“滚铝”突发时，首先应切断的是A.氧化铝下料风动溜槽B.槽控箱AC220V控制电源C.系列直流总开关D.槽罩板压缩空气答案：A解析：滚铝本质是槽内铝液面失稳，继续下料会加剧二次反应，先停料是最快抑制手段；断直流将引发系列停电，属扩大事故。3.铅鼓风炉炉结形成后，最先出现波动的参数是A.炉顶温度B.炉缸冷却水进出口温差C.风压D.焦率答案：C解析：炉结阻塞风口，风压曲线在10min内陡升20%以上，是现场最早可捕捉的信号。4.镍锍转炉吹炼到造铜期，判断终点最可靠的现场方法是A.火焰由橙转白并出现“羽毛”状B.铜锍取样断面呈砖红色C.炉口烟气SO₂浓度突降至3%以下D.炉后音响频率升至800Hz以上答案：A解析：砖红色断面为Cu₂S，尚欠吹；SO₂浓度下降滞后；音响法受耐材厚度影响大；火焰颜色变化与Cu₂O生成同步，最直观。5.镁还原罐抽真空阶段，若真空度30min内仍高于20Pa，应最先检查A.罐盖密封圈B.罗茨泵前级阀C.热电偶孔塞D.还原剂颗粒度答案：A解析：密封圈占现场真空泄漏总量70%以上，且可在线快速更换；颗粒度不影响真空，只影响反应速度。6.钛渣电弧炉二次电压升高10%，电极电流反而下降，说明A.炉料比电阻增大B.电极糊柱过高C.炉膛熔池上涨D.变压器档位接线错误答案：A解析：比电阻增大，在恒功率控制下电流自然下降；熔池上涨应使电流上升；接线错误不会随电压调整而动态变化。7.锌精馏塔盘出现“翻塔”前兆，现场最先闻到的是A.苦杏仁味B.臭鸡蛋味C.甜焦糖味D.刺激性氯味答案：C解析：翻塔是铅镉等低沸金属在塔盘局部过热，生成甲基酮类，呈甜焦糖味；H₂S为臭鸡蛋，但精馏为还原气氛，硫已提前脱除。8.铜阳极炉氧化期，若压缩空气含水>3g/Nm³，会直接导致A.阳极板含氧升高B.炉膛温度倒挂C.耐火材料剥落D.阳极板表面冷隔答案：A解析：水分解吸热，局部温度下降，氧化反应不完全，阳极板气体夹杂增多，含氧量上升0.02%以上。9.钴高温合金真空感应熔炼，为降低N含量，现场最有效的措施是A.提高精炼功率至1600kWB.充Ar至40kPa后抽真空循环脱气C.加入0.3%CaSi块D.降低坩埚漏率至0.5Pa·L/s答案：B解析：Ar循环可稀释N₂分压，促进脱氮反应；CaSi主要脱O；漏率影响H、O，对N作用弱。10.银电解净化电解液时，若Pb²⁺>3g/L，现场优先采用A.硫酸沉淀B.氯化沉淀C.置换沉淀D.萃取答案：A解析：加H₂SO₄生成PbSO₄，溶度积小，过滤快，不引入新杂质；Cl⁻会沉淀Ag，造成损失。11.锡反射炉熔炼，渣型选择SiO₂/FeO=1.2时，炉渣熔点约为A.950℃B.1050℃C.1150℃D.1250℃答案：B解析：根据SnSiO₂FeO三元相图，当SiO₂/FeO=1.2时，低共熔点1045℃，现场取1050℃为控制值。12.锑鼓风炉突然停风5min，炉缸最可能出现A.炉缸冻结B.炉缸烧穿C.炉顶爆炸D.炉身结瘤答案：A解析：锑熔点630℃，热储备小，停风后熔体在10min内开始凝固；炉缸烧穿需长时间过热。13.金属锂在氩气保护下铸锭，若氩气露点20℃，锭中氢含量约A.5ppmB.20ppmC.50ppmD.100ppm答案：C解析：经验公式[H]=8.5×10³×√P_H₂O，露点20℃对应P_H₂O=1.2mbar，计算得约48ppm。14.铟电解精炼，阳极泥主要富集的元素是A.PbB.SnC.CdD.Tl答案：D解析：Tl³⁺/Tl⁺电位与In接近，优先于In溶解，后在阳极泥中还原沉积；Pb、Sn电位远正，早沉淀。15.钼精矿焙烧回转窑，若窑头温度>700℃，会导致A.MoO₃挥发损失>5%B.窑结圈C.脱硫率下降D.窑尾烟气含尘<50mg/Nm³答案：A解析：MoO₃升华点795℃，窑头超700℃后挥发量指数级上升；窑结圈主因低熔共晶，温度高反而缓解。16.钨粉氢还原炉，氢气露点由40℃升至20℃，氧含量将A.下降0.02%B.基本不变C.上升0.05%D.上升0.15%答案：C解析：水分提高，平衡2H₂O→2H₂+O₂右移，钨粉表面吸附氧增加，实测上升0.04%–0.06%。17.铋精炼加锌除银，锌加入量按Ag/Zn=1:12计算，若粗铋含Ag0.3%，则吨铋加锌A.3.6kgB.36kgC.360kgD.3.6t答案：B解析：1t铋含Ag3kg，需Zn3×12=36kg；过量10%现场取40kg。18.钒钛磁铁矿高炉，TiO₂入炉>18%时，现场护炉关键指标是A.炉缸冷却壁热流强度<8kW/m²B.炉腹煤气流速<2.0m/sC.炉渣TiC<2%D.铁水[V]>0.4%答案：C解析：TiC高熔点，在炉缸沉积导致“钛堆积”，控制TiC<2%可维持炉缸活跃；热流强度为通用指标，非钛矿特有。19.金属铬铝热法冶炼，若铝粒+20目比例增加，渣中Cr₂O₃将A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：A解析：+20目颗粒反应界面小，反应动力学恶化，Cr₂O₃还原不完全，渣中残留升高。20.钽粉脱氢真空炉，当炉压<1×10⁻²Pa后，继续延长时间，氢含量A.线性下降B.指数下降，趋于平台C.反而回升D.突降至0答案：B解析：符合脱氢动力学方程C=C₀e⁻ᵏᵗ，k随浓度降低而减小，最终趋近设备本底。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、漏选、错选均不得分）21.下列哪些措施可同时降低铜闪速熔炼渣含铜及Fe₃O₄含量A.提高SiO₂/Fe比至1.4B.升高反应塔氧势至60%C.降低冰铜品位至50%D.增加反应塔燃油量10%答案：A、D解析：提高SiO₂/Fe可降低渣熔点，促进铜锍滴沉降；燃油量提高使炉膛呈弱还原，抑制Fe₃O₄生成；升高氧势反而增加Fe₃O₄；降低冰铜品位使渣铜升高。22.铅基合金熔铸时，造成锭面冷隔的现场因素有A.铸模涂料过厚B.浇温过低C.浇速过快D.模温过高答案：A、B解析：涂料过厚导热下降，表面提前凝固；浇温低流动性差；浇速快易卷气但非冷隔主因；模高减少冷隔。23.镍锍缓冷破碎系统，导致金属损失增大的环节有A.缓冷窑进水B.颚破衬板磨损C.磁选场强<100mTD.球磨浓度>75%答案：A、B、C解析：进水生成Ni(OH)₂细泥，磁选难回收；颚破磨损产生0.5mm难选粉；场强低磁性镍铁损失；浓度高反而提高磨矿效率，损失不增。24.锌湿法浸出，现场判断铁矾除铁终点的依据有A.溶液颜色由棕黄转亮绿B.过滤速度>200L/(m²·h)C.溶液电位<350mVD.渣量不再增加答案：A、B、D解析：颜色转绿表明Fe³⁺<0.5g/L；过滤快说明晶型好；电位与铁矾无关；渣量恒定即反应结束。25.钴萃取除杂，有机相发生“乳化”的现场原因有A.料液SiO₂胶体>200mg/LB.有机相皂化率>95%C.混合室温度<15℃D.萃取剂浓度>25%答案：A、C解析：SiO₂胶体稳定油水界面；低温使有机相粘度升高，剪切后乳化；高皂化、高浓度不直接乳化。26.铝电解槽“阳极效应”发生前，槽控机可捕捉的前兆有A.槽电压噪声>100mVB.氧化铝下料间隔缩短20%C.阳极电流分布不均度>15%D.槽温下降5℃答案：A、C解析：电压噪声、电流不均均因气泡滞留；下料缩短为事后补偿；槽温略升而非降。27.铜电解种板系统，钛母板钝化表现有A.始极片剥离困难B.钛板面呈彩虹色C.电流效率下降3%D.电解液Cu²⁺升高2g/L答案：A、B、C解析：彩虹色为TiO₂薄膜；剥离难、效率降均因接触电阻增大；Cu²⁺不直接升高。28.钨粉还原舟皿粘舟的现场对策有A.舟皿预涂Al₂O₃涂层B.推舟速度降低20%C.氢气流量提高30%D.装舟松装密度下降10%答案：A、B、D解析：涂层隔离金属钨；降速、降松装减少局部过热；氢流量大带走水蒸气，但粘舟主因温度而非水。29.银电解废液回收铂钯，现场可共沉淀的试剂有A.锌粉B.硫化钠C.氯化亚铁D.甲醛答案：B、C解析：Na₂S生成PtS₂、PdS；Fe²⁺还原Pt⁴⁺、Pd²⁺为金属；锌粉优先置换Ag；甲醛无沉淀。30.钽电容器级钽粉，氧含量偏高的现场来源有A.脱氢后冷却段破空露点10℃B.镁还原渣残留>0.5%C.酸洗液HNO₃浓度>20%D.真空烧结炉本底真空5×10⁻²Pa答案：A、C解析：破空湿空气使表面氧化；HNO₃钝化生成Ta₂O₅；渣残留影响酸洗而非直接氧化；烧结真空已足够。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.铅电解液中添加β萘酚可抑制阴极铅枝晶生长。答案：√解析：β萘酚为表面活性剂，提高极化，使铅沉积致密。32.镍锍转炉吹炼到造渣期，炉后烟气温度越高，说明渣含Fe越高。答案：×解析：高温因FeS氧化放热，但渣含Fe已降低，高温是反应热而非渣铁高。33.锌粉置换除铜镉，铜离子被置换的电动势大于镉离子。答案：√解析：E°(Cu²⁺/Cu)=+0.34V，E°(Cd²⁺/Cd)=0.40V，铜更易被置换。34.铝电解槽侧壁碳化硅砖导热系数高于阴极碳块，因此越厚越节能。答案：×解析：过厚增加热损失，需形成稳定炉帮才能节能，盲目加厚反而降效。35.钨粉氢还原，水氢分压比PH₂O/PH₂>0.1时，将生成WO₂.9。答案：√解析：热力学平衡要求PH₂O/PH₂<0.07才能还原到WO₂，>0.1生成WO₂.9。36.铜阳极炉还原阶段，使用重油比天然气更易产生“氢脆”。答案：×解析：天然气CH₄裂解产H₂更多，氢分压高，更易氢脆；重油主要产CO、H₂O。37.钴萃取使用Cyanex272，pH>5.5时，钴萃取率随pH升高而下降。答案：×解析：Cyanex272萃钴为阳离子交换，pH升高促进萃取，>6.0后铁水解影响分相，但钴萃取率仍升。38.铋精炼加镁除银后，必须通氯气除镁。答案：√解析：MgCl₂熔点714℃，低于铋，通氯生成MgCl₂浮渣，易扒除。39.钛渣电弧炉喷粉造渣，粉剂粒度200目>90%可提高反应速率，但会增加烟尘损失。答案：√解析：粒径小比表面积大，反应快，但易被烟气带走，需平衡。40.钽粉镁还原，还原温度每升高50℃，氧含量下降约100ppm。答案：×解析：温度升高促进Ta₂O₅还原，但>900℃后镁挥发损失大，氧下降趋缓，约30ppm/50℃。四、简答题（每题8分，共40分）41.铜闪速熔炼反应塔粘结“结瘤”的现场处置流程及关键控制点。答案：（1）确认：反应塔压差上升>200Pa，火焰偏移，红外热像显示局部低温区。（2）降负荷：氧料比下调10%，燃油增加5%，营造弱还原气氛。（3）配矿调整：提高SiO₂/Fe至1.5，加入5%返尘，降低熔点。（4）机械振打：启动塔壁气动振打器，每2h一次，持续10s。（5）临时停料：若压差>400Pa，停料30min，保持富氧风冷，防止高温烧损。（6）在线测厚：激光测厚>150mm，计划停炉打瘤；<100mm可维持。关键控制：①塔壁温度<1350℃；②弱还原时间≤4h，防止冰铜品位骤降；③振打气压0.6MPa，避免耐火材料剥落。42.铅基合金熔铸时，锭面出现“冷隔”缺陷的机理及现场快速补救措施。答案：机理：浇温低或模壁涂料过厚，导致熔体表面提前凝固，后续金属未能重熔，形成分层痕迹。补救：①在线红外测温，浇温<380℃立即调高铅锅功率10%；②涂料改用石墨+酒精薄层，厚度<0.1mm；③采用“二次补浇”：浇至模高2/3后停3s，再补浇至满，利用高温金属重熔表面；④模温预热至120℃以上，使用燃气烤模器。43.镍锍缓冷破碎系统金属损失大的原因分析与优化方案。答案：原因：①缓冷窑进水，镍铁微粒氧化成Ni(OH)₂，磁选无法回收；②颚破衬板磨损，0.5mm粉料占25%，磁选场强不足；③球磨浓度75%，过磨产生10μm胶体，磁选、浮选均难捕集。优化：①窑尾设防水罩，进水报警联锁停窑；②衬板改用双金属复合材质，寿命由3月提到8月；③磁选场强由80mT提至150mT，增设尾矿扫选；④球磨浓度降至65%，采用阶段磨选，10μm由絮凝沉降回收，返回熔炼。44.锌湿法浸出铁矾除铁工艺，现场判断终点的综合指标体系。答案：①视觉：溶液由棕黄转亮绿，Fe³⁺<0.5g/L；②过滤：板框压滤速度>200L/(m²·h)，滤饼含水<35%；③化学：取样加KSCN无红色，验证Fe³⁺；④电位：ORP<350mV（Pt电极）；⑤渣量：30min内渣量恒定；⑥粒度：激光粒度D₉₀<50μm，晶型完整。六指标中满足四即判终点，避免过度除铁造成钴损失。45.铝电解槽“滚铝”事故前兆识别与三分钟应急处置。答案：前兆：①槽电压噪声>100mV；②阳极电流分布不均度>15%；③槽温突升10℃；④铝液面波动肉眼可见。处置：①立即切断氧化铝下料；②降阳极2cm，压排气泡；③下调设定电压200mV，降低极距；④通知槽控工切换至手动，禁止自动抬极；⑤3min内若电压仍>4.8V，紧急扎边部，加冰晶石块5袋，提高熔体粘度，抑制浪涌。五、计算题（每题10分，共20分）46.某铜闪速炉日处理精矿3000t，成分为Cu26%、Fe28%、S32%、SiO₂8%、H₂O6%。目标冰铜品位62%，渣型SiO₂/Fe=1.2，脱硫率98%。求日需石英石（95%SiO₂）量及冰铜产量。（原子量：Cu=63.5，Fe=56，S=32，SiO₂=60）答案：（1）铜平衡：日进Cu=3000×0.26=780t，进入冰铜，冰铜量=780/0.62=1258t。（2）铁平衡：日进Fe=3000×0.28=840t，冰铜含铁=1258×(10.620.02)=453t（设冰铜含S2%），则入渣Fe=840453=387t。（3）渣需SiO₂=387×1.2=464.4t，精矿自带SiO₂=3000×0.08=240t，需补464.4240=224.4t，石英石=224.4/0.95=236t。（4）验证硫：入S=3000×0.32=960t，烟气脱硫960×0.98=940.8t，冰铜含S=1258×0.02=25.2t，渣S忽略，平衡。结果：日加石英石236t，冰铜产量1258t。47.某铅电解槽系列200台，单槽阴极铅片质量120kg，电流强度12kA，电流效率95%，铅电