2025年安全工程师《金属冶炼安全》真题及答案解析

2025年安全工程师《金属冶炼安全》练习题及答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，错选、多选、不选均不得分）1.某铜冶炼厂采用PS转炉吹炼工艺，炉口喷溅的铜锍颗粒温度高达1250℃，现场设置挡火屏。下列关于挡火屏材料选用的说法，正确的是（）。A.采用Q235钢板，厚度6mm，背面通水冷却B.采用0Cr25Ni20耐热钢，厚度12mm，背面自然空冷C.采用耐火纤维毯，厚度50mm，外加1mm不锈钢护面板D.采用高铝浇注料整体预制，厚度200mm，锚固件为1Cr18Ni9Ti答案：D解析：高温铜锍颗粒冲刷严重，挡火屏需同时满足耐高温、抗冲刷、抗热震要求。高铝浇注料整体预制可耐1400℃以上，厚度200mm可保证热阻；锚固件选用1Cr18Ni9Ti可防止高温氧化脆断。A选项钢板熔点低，易熔穿；B选项耐热钢成本高且导热快，背面空冷不足以降温；C选项耐火纤维抗冲刷差，易被高速颗粒击穿。2.铅鼓风炉炉顶设双层料钟，其密封气介质通常选用（）。A.压缩空气B.氮气C.净化的低氧烟气D.天然气答案：C解析：铅鼓风炉炉顶烟气含SO₂、铅尘，若用压缩空气会引入O₂导致炉料氧化，氮气成本高。净化后的低氧烟气（O₂＜3%）可保持微正压，防止空气漏入，同时回收余热。3.某铝电解系列采用“三场”模型监控槽膛，下列参数直接由“磁场”模型计算输出的是（）。A.铝液–电解质界面隆起高度B.阳极底掌电流密度分布C.熔体水平电流密度D.槽帮厚度答案：C解析：磁场模型基于毕奥–萨伐尔定律计算熔体中水平电流产生的磁场，进而得到水平电流密度。A由流场+热场耦合；B由电场+热场耦合；D由热场+界面位移耦合。4.镁电解槽氯气支管出现“黄绿色”火焰，最可能的直接原因是（）。A.支管负压不足，氯气外泄与铁反应B.支管堵塞，氯气与石墨弯头反应生成CCl₄C.支管泄漏，氯气与氨气反应生成NCl₃D.支管泄漏，氯气与氢气反应生成HCl答案：A解析：氯气外泄遇铁生成FeCl₃，高温下呈黄绿色火焰；B生成CCl₄为无色；C需氨源，现场罕见；D生成HCl为无色。5.高炉炉缸烧穿应急演练中，最先启动的应是（）。A.炉缸冷却壁工业水增压泵B.炉缸周边CO监测声光报警C.出铁场主沟快速破损检测D.炉缸“象脚”区域红外热像仪扫描答案：A解析：烧穿初期需快速提高冷却强度，延迟10s即可能扩大熔损；B、C、D均为监测手段，不能主动抑制烧穿。6.镍铁RKEF工艺电炉出炉口设水冷铜套，其冷却水流量突然下降，DCS首先应联锁的动作是（）。A.降低电极电流5%B.关闭出炉口堵眼机C.启动备用柴油泵D.提升电极200mm答案：C解析：水冷铜套失冷2min即烧穿，备用泵启动优先级最高；A、D属电参数调整，滞后；B关闭堵眼机无助于降温。7.锌精馏塔大盖密封采用铝箔+耐火泥复合结构，其主要作用是（）。A.吸收塔体热膨胀B.防止锌蒸气渗入法兰C.降低大盖螺栓温差应力D.便于检修拆卸答案：B解析：锌蒸气渗透性强，铝箔在高温下延展填充微缝，耐火泥固化后形成二次屏障；A、C、D为附带效果。8.铜阳极炉氧化期，炉口喷出“蘑菇状”黑烟，最可能判断为（）。A.冷料加入过多，天然气未完全燃烧B.氧化空气量不足，硫未完全反应C.氧化空气量过大，带走铜尘D.炉膛负压不足，烟气滞留答案：B解析：氧化期黑烟主成分为Cu₂S裂解产生的碳黑，本质是O₂不足；A天然气燃烧黑烟为黄橙色；C过量空气烟色偏青；D负压不足烟色灰白。9.某钢厂采用KR铁水脱硫，搅拌头涂层脱落导致铁水裸露，现场应立刻（）。A.提升搅拌头并喷吹石灰粉覆盖B.加入铝锭脱氧C.降低搅拌转速D.倾翻车回高炉答案：A解析：裸露铁水与空气接触二次氧化放热，喷石灰粉可快速形成渣层隔绝空气；B铝锭脱氧无效；C降速加剧裸露；D时间来不及。10.铅电解车间极板短路检测仪显示某槽电压降0.8V，现场检查发现阴极铅片边缘“长毛”，其成分为（）。A.PbOB.PbSO₄C.PbCl₂D.海绵铅答案：D解析：短路导致局部电流密度高，铅离子还原为海绵铅，呈黑灰色丝状；A、B、C均为氧化/硫化/氯化产物，颜色白或黄。11.铝熔炼炉蓄热式烧嘴切换阀故障，炉膛压力瞬间+200Pa，最先触发的是（）。A.天然气紧急切断阀B.排烟机变频降速C.炉门气动压紧D.蓄热体反吹答案：A解析：正压导致烟气外溢，天然气紧急切断防止回火；B降速加剧正压；C炉门压紧滞后；D反吹与压力无关。12.铜闪速熔炼反应塔塔壁挂渣厚度超过300mm时，最安全的处理方式是（）。A.降低精矿喷嘴氧量B.投入“清渣球”机械敲击C.提高反应塔温度50℃D.短暂停炉水冷塔壁答案：B解析：清渣球为耐高温钢球，随气流冲刷挂渣，无需停炉；A降低氧量导致熔炼不完全；C高温加剧塔壁熔损；D水冷易炸渣。13.镁合金锭抛丸机除尘器铝镁粉尘最忌采用（）。A.湿式水幕B.脉冲布袋C.滤筒式D.旋风+布袋答案：A解析：铝镁粉尘遇水产生H₂，易爆炸；B、C、D均为干式，安全性高。14.高炉炉喉料面红外成像出现“热点”，经判断为管道行程，应优先调整（）。A.矿石批重B.焦炭负荷C.鼓风动能D.炉顶压力答案：C解析：管道行程因鼓风动能过大，气流冲刷中心，需降低风速；A、B为布料制度，滞后；D炉顶压力对管道行程影响小。15.锌浸出槽搅拌轴采用玻璃钢外包，其主要防腐机理是（）。A.玻璃钢耐硫酸电化学腐蚀B.玻璃钢导热低，减少温差应力C.玻璃钢表面疏水，减少锌结晶D.玻璃钢绝缘，防止杂散电流答案：A解析：浸出液含H₂SO₄120g/L，玻璃钢为玻璃纤维+乙烯基酯树脂，耐电化学腐蚀；B、C、D为次要作用。16.镍锍转炉吹炼终点判断，现场取样“试风”出现“火花分叉”，表明（）。A.镍锍含硫仍高B.金属镍已过量C.炉温不足D.炉渣含Fe₃O₄高答案：B解析：火花分叉为金属镍燃烧特征，说明硫已脱尽，进入过吹；A硫高火花呈直线；C炉低火花暗淡；D渣磁性强不影响火花形态。17.铝电解槽阳极效应系数突增至1.2次/(槽·日)，最可能关联的异常是（）。A.阳极厚度增加5mmB.氧化铝下料系统堵料C.槽电压升高30mVD.阳极钢爪温度降低10℃答案：B解析：效应本质是缺料，下料堵料导致Al₂O₃浓度<1.5%；A厚度增加降低效应；C为效应结果；D与效应无关。18.铜电解液中Cl⁻浓度控制在0.06g/L，其作用是（）。A.抑制阳极钝化B.促进阴极铜致密C.降低电解液电阻D.抑制阴极枝晶答案：A解析：微量Cl⁻可溶解阳极表面Cu₂O膜，防止钝化；B、D为胶体添加剂作用；C氯离子增加电阻。19.铅鼓风炉炉缸安全高度（铅液面至炉缸上口）一般不低于（）。A.300mmB.500mmC.700mmD.900mm答案：C解析：700mm可保证炉缸耐材温度梯度，低于此值易烧穿；A、B风险高；D过高减少炉缸有效容积。20.镁还原罐抽真空后，罐内压力回升率应小于（）。A.5Pa/minB.15Pa/minC.25Pa/minD.35Pa/min答案：B解析：行业标准SH/T3192规定，回升率≤15Pa/min为密封合格；A过于苛刻；C、D漏率大，还原效率低。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、少选、错选均不得分）21.关于铝电解槽焙烧启动，下列做法正确的有（）。A.焦粒焙烧时阳极电流密度控制在0.15A/cm²B.启动前槽膛温度≥850℃C.灌铝量按阴极表面积×8kg/m²计算D.启动效应电压控制在20V以内E.启动后8h内禁止提升阳极答案：A、B、D解析：C灌铝量应为12–15kg/m²；E启动后需根据槽电压适时提升阳极，防止沉淀。22.铜闪速炉上升烟道结瘤的诱因包括（）。A.精矿SiO₂/Cu比升高B.反应塔氧量不足C.锅炉入口温度低于650℃D.精矿喷嘴旋流角过大E.电收尘入口负压降低答案：A、B、C解析：A渣型变黏；B残硫高，烟气中SO₃生成硫酸雾黏结；C温度低，灰粒表面冷凝；D旋流角大减少烟道冲刷，但非主因；E负压降低减少携尘，反而减轻结瘤。23.高炉炉缸侵蚀“象脚”区特征有（）。A.炉缸侧壁温度呈“双峰值”B.炉缸冷却壁热流强度>25kW/m²C.炉底中心温度下降D.出铁口煤气火呈蓝色E.铁口深度持续变浅答案：A、B、E解析：A环碳砖上下侵蚀形成双峰；B热流强度超标；E铁口区域砖衬变薄；C中心温度应升高；D蓝色火焰为H₂，与象脚无关。24.锌粉输送氮气保护系统应设置的安全设施有（）。A.氧含量在线监测＜2%B.氮气压力低于0.3MPa报警C.输送管道静电接地电阻＜10ΩD.氮气储罐安全阀整定压力1.1倍工作压力E.锌粉仓设CO₂自动灭火答案：A、B、C、D解析：E锌粉火灾不能用CO₂，应使用干燥砂或专用灭火剂。25.镁合金熔炼保护气体常用SF₆的替代气体有（）。A.SO₂B.CO₂C.Novec612D.BF₃E.Ar答案：A、C解析：SO₂、Novec612为行业认可替代；B、D腐蚀性强；E惰性但无覆盖性。26.铅电解沉积槽面酸雾治理措施包括（）。A.槽面覆盖φ50mm聚丙烯空心球B.槽边抽风风速0.5m/sC.循环酸中加入0.3g/L骨胶D.槽面设微负压E.采用脉冲整流答案：A、B、D解析：C骨胶抑制酸雾效果差；E脉冲整流与酸雾无关。27.铜阳极炉氧化期扒渣操作安全要点有（）。A.扒渣前炉温≥1200℃B.扒渣机链条涂石墨润滑C.扒渣区域设CO监测D.扒渣时禁止回炉渣E.扒渣后立刻加入冷料答案：A、B、C解析：D回炉渣需视成分而定，非绝对禁止；E应等待炉温回升再加冷料，防喷溅。28.铝熔保炉蓄热体堵塞征兆有（）。A.炉膛压力升高B.排烟温度降低C.天然气单耗升高D.蓄热体反吹压差增大E.炉门冒火答案：A、C、D、E解析：B堵塞后烟气换热差，排烟温度应升高而非降低。29.镍铁电炉出炉口喷溅的遏制措施有（）。A.出炉前降低二次电压10VB.出炉口设挡渣帘C.铁水包内衬喷涂料含ZrO₂D.出炉口角度由15°改为25°E.出炉前加入CaF₂答案：A、B、D解析：C包衬与喷溅无关；ECaF₂降低黏度，反而加剧喷溅。30.锌精馏塔大盖密封泄漏应急操作有（）。A.立即停塔降温B.用耐火泥+石棉绳二次密封C.塔体周围设水幕D.禁止金属工具敲击E.启动防爆风机答案：B、D、E解析：A降温导致塔内负压吸入空气，易爆炸；C水幕与锌蒸气反应产H₂，风险更高。三、案例分析题（共60分）（一）背景资料（本题20分）某铜冶炼厂采用“闪速熔炼—PS转炉—阳极炉—电解”工艺。2025年3月，闪速炉上升烟道1锅炉入口温度由820℃骤降至580℃，同时炉膛负压由50Pa升至180Pa，精矿喷嘴火焰长度缩短1.5m，烟尘量增大。经停炉检查，发现上升烟道垂直段形成厚1.2m的“钟乳状”结瘤，主要成分为Cu₂O·Fe₂O₃·SiO₂及硫酸盐。31.分析结瘤形成的主因，并给出三条工艺优化措施。（8分）答案：主因：（1）精矿SiO₂/Fe比升高，渣型变黏，烟气携带液滴冷凝固化；（2）反应塔氧量不足，残硫高，烟气中SO₃与水分形成硫酸雾，黏附灰粒；（3）锅炉入口温度低于酸露点（≈600℃），硫酸雾冷凝。优化措施：①调整精矿配料，SiO₂/Fe=0.8–1.0，钙硅比0.4–0.6，降低渣黏度；②提高反应塔氧量3%，保证脱硫率>70%，减少SO₃生成；③锅炉入口增设燃气燃烧器，升温至650℃以上，避开酸露点。32.给出清瘤作业的安全技术方案。（6分）答案：（1）停炉后烟道温度<60℃方可进入，设轴流风机强制通风，O₂>20%，CO<24ppm；（2）自上而下分层清理，每层高度≤500mm，防止整体塌落；（3）使用防爆铜工具，严禁钢锤敲击产生火花；（4）作业人员佩戴正压式呼吸器、防坠器，设双人监护；（5）烟道底部设接渣斗，防止大块瘤坠落伤人；（6）清理完毕内衬测厚，局部<150mm区域挖补耐火砖。33.计算：若结瘤体积45m³，密度2.8t/m³，含Cu18%，回收率92%，求可回收金属铜量。（6分）答案：45m³×2.8t/m³×18%×92%=20.88t可回收金属铜约20.9t。（二）背景资料（本题20分）某铝厂600kA电解系列，槽膛模型显示某槽A侧炉帮厚度由400mm减至180mm，对应阴极钢棒温度由280℃升至410℃，槽电压波动±300mV。厂方计划采用“侧部扎糊+冷态补强”修复。34.说明炉帮快速侵蚀的机理，并给出在线监测手段。（8分）答案：机理：（1）槽膛“三场”失衡，水平电流增大，铝液流速加快，冲刷炉帮；（2）炉帮附近电解质温度升高，冰晶石比降低，溶解SiO₂、Al₂O₃能力增强；（3）阳极效应频发，局部过热，热应力剥落。监测手段：①分布式光纤测温，沿钢棒轴向每米1点，实时捕捉温升速率>3℃/h；②槽壳红外热像仪，每班扫描，热点温度>420℃报警；③槽电压高次谐波分析，谐波畸变率>8%提示炉帮不均；④阴极电流分布在线检测，偏差>10%定位侵蚀侧。35.给出“侧部扎糊”施工关键控制点。（6分）答案：（1）扎糊料配方：电煅无烟煤70%+石墨碎20%+酚醛树脂10%，马夏值30–35daN/cm²；（2）槽温降至850℃以下施工，防止热解冒烟；（3）扎糊厚度分两次，每次≤80mm，用风镐捣固，密度>1.6g/cm³；（4）扎糊区与旧炭块接缝糊厚度<5mm，防止缝隙渗漏；（5）施工完毕24h内禁止提升阳极，防止位移松动。36.若该槽计划停槽大修，给出“冷态补强”技术路线。（6分）答案：（1）停槽前铝液全部抽出，电解质水平降至12cm；（2）注入液氮强制冷却，48h内槽温<100℃；（3）拆除侧部炭砖，保留底部阴极，凿毛基面；（4）安装新侧部碳化硅砖，砖缝≤1mm，用碳化硅火泥勾缝；（5）侧壁与钢壳间浇注高铝浇注料，厚度100mm，设φ6mm不锈钢锚固钉，每平方米36个；（6）升温曲线：室温→200℃（2℃/h），200℃保温12h，200→950℃（5℃/h），950℃保温24h，灌铝启动。（三）背景资料（本题20分）某铅锌联合企业，锌精馏塔塔盘因泄漏引发火灾，火势沿塔体保温层垂直蔓延至塔顶，持续燃烧30min，塔顶温度达850℃，锌蒸气与空气形成爆炸性混合物。消防采用“干粉+泡沫”联用，火灾扑灭后塔体变形，需评估结构完整性。37.分析火灾爆炸模式，并给出预防措施。（8分）答案：模式：（1）塔盘焊缝腐蚀穿孔，液态锌泄漏，遇空气自燃（900℃），引燃保温层（硅酸铝纤维+沥青贴面）；（2）保温层竖向烟囱效应，火势快速上窜，塔顶温度升高；（3）锌蒸气与空气形