有色金屬冶金（簡體書）

《有色金屬冶金》內容分為銅冶金、鉛冶金、鋅冶金、氧化鋁生產、鋁電解、鎂冶金、鈦冶金七部分，本著內容適度的原則，兼顧高職高專學生的接受能力，簡要介紹了六種金屬的生產原理與工藝等內容，注重理論聯系實際，激發學生的學習興趣。各節首均設有內容導讀，在每節后面附有思考題，深淺適宜，有助于學生能力的培養；書后附有部分習題參考答案。
《有色金屬冶金》可作為高職高專學校冶金專業的教材；不僅適合冶金企業的科研人員和工程技術人員閱讀，也可供職工培訓使用。

高等職業教育的主要任務是培養高技能人才，高技能人才對企業的技術創新和實現科技成果向現實生產力的轉化起著重要作用。因此，高等職業教育是直接為經濟建設服務的教育，是一種培養高等技術應用型、技能型人才的就業教育。高等職業教育的理念、教學內容、教學方法和教學手段是與高中不同的。本課程是高職高專冶金技術的專業課程。為了幫助學生更好地學習本門課程，使其掌握課程中六種金屬的冶煉工藝，我們編寫了此書。
本書全面介紹了銅、鉛、鋅、鋁、鎂、鈦六種金屬冶煉的基本理論、工藝和新技術，總結和歸納了各種金屬研究領域的新成果。內容分為各種金屬的冶煉原理、冶煉工藝和相關設備三部分。按必需和夠用的原則，首先對冶煉原理進行了重點介紹，突出工藝過程，對於相關的設備使用原理進行簡單介紹。在原先的生產工藝基礎上添加了部分金屬的新工藝和二次金屬回收。
本書內容已製作成電子教案，並將免費提供給採用本書作為教材的院校使用。如有需要，請發電子郵件獲取。
本書由山東工業職業學院王鴻雁擔任主編，並負責組織編寫工作、內容編排及最後的統稿。由山東鋁業職業學院的王玉玲、山東工業職業學院的王延玲任副主編，負責复核工作。
具體編寫工作分工如下：緒論由王玉玲編寫；第1章、第2章、第3章由王延玲編寫；第4章由於存真(中鋁公司山東分公司)編寫；第5章、第6章由王鴻雁編寫；第7章由傅佃亮(山東鋁業職業學院)編寫。
本書由山東工業職業學院副院長趙紅軍教授擔任主審，趙院長提出了許多寶貴意見和建議，在此致以誠摯的謝意！
本書在編寫時力求做到開拓創新、盡善盡美，但由於水平所限，書中不妥之處誠請同行和讀者批評指正。
編者
2009年10月

0 緒論1
0.1 金屬及其分類1
0.2 礦物、礦石和精礦2
0.3 冶金的概念及冶金方法分類2
思考題4

1 銅冶金5
1.1 概述5
1.1.1 銅的物理性質5
1.1.2 銅的化學性質5
1.1.3 銅的主要化合物及其性質6
1.1.4 銅及化合物的用途7
1.1.5 煉銅原料8
1.1.6 銅的生產方法9
思考題10
1.2 造锍熔煉的基本原理10
1.2.1 概述10
1.2.2 造锍熔煉過程的主要化學反應類型11
1.2.3 冰銅和爐渣的性質及分離13
1.2.4 銅在爐渣中的損失17
思考題17
1.3 造锍熔煉生產實踐18
1.3.1 概述18
1.3.2 密閉鼓風爐熔煉18
1.3.3 閃速熔煉19
1.3.4 熔池熔煉24
思考題28
1.4 冰銅的吹煉28
1.4.1 概述28
1.4.2 冰銅吹煉的工藝28
1.4.3 銅锍吹煉的基本原理29
1.4.4 冰銅吹煉的生產實踐33
思考題35
1.5 爐渣貧化35
1.5.1 概述35
1.5.2 熔煉貧化過程的熱力學分析35
1.5.3 電爐貧化36
1.5.4 浮選選礦法貧化37
思考題38
1.6 粗銅的火法精煉38
1.6.1 概述38
1.6.2 火法精煉的理論基礎38
1.6.3 精煉爐及精煉工藝42
1.6.4 火法精煉的發展43
思考題43
1.7 銅的電解精煉44
1.7.1 概述44
1.7.2 銅電解過程理論基礎45
1.7.3 銅電解工藝實踐47
1.7.4 電解精煉的主要設備與裝置49
思考題51
1.8 濕法煉銅51
1.8.1 概述51
1.8.2 濕法煉銅的浸出過程51
1.8.3 從含銅溶液回收銅54
1.8.4 濕法煉銅的主要方法55
思考題59
1.9 再生銅的生產59
1.9.1 概述59
1.9.2 再生銅的生產工藝60
思考題63

2 鉛冶金64
2.1 概述64
2.1.1 鉛的物理性質64
2.1.2 鉛的化學性質65
2.1.3 鉛的主要化合物及性質65
2.1.4 鉛的用途67
2.1.5 煉鉛原料67
2.1.6 鉛的冶煉方法68
思考題70
2.2 硫化鉛精礦的燒結焙燒71
2.2.1 硫化鉛精礦燒結焙燒的目的71
2.2.2 硫化鉛精礦燒結焙燒的化學反應71
2.2.3 燒結焙燒實踐76
思考題81
2.3 鉛燒結塊的鼓風爐熔煉81
2.3.1 概述81
2.3.2 鉛鼓風爐還原熔煉的基本原理82
2.3.3 鼓風爐煉鉛的生產實踐87
思考題91
2.4 硫化鉛精礦的直接熔煉91
2.4.1 概述91
2.4.2 硫化鉛精礦直接熔煉的基本原理和方法92
思考題99
2.5 煉鉛爐渣及其煙化處理99
2.5.1 概述99
2.5.2 爐渣煙化處理的基本原理100
2.5.3 煙化處理爐渣的影響因素100
2.5.4 煙化爐吹煉的操作101
2.5.5 處理爐渣的其他方法102
思考題103
2.6 粗鉛的火法精煉103
2.6.1 概述103
2.6.2 粗鉛火法精煉原理103
思考題110
2.7 粗鉛的電解精煉110
2.7.1 概述110
2.7.2 電解精煉原理111
2.7.3 電解液凈化112
2.7.4 鉛電解精煉的主要設備及其配置113
思考題114
2.8 濕法煉鉛114
2.8.1 概述114
2.8.2 濕法煉鉛方法114
思考題116
2.9 再生鉛的生產117
2.9.1 概述117
2.9.2 再生鉛生產的原料117
2.9.3 再生鉛原料的處理方法117
2.9.4 再生鉛廢料的熔煉技術118
2.9.5 含鉛廢料處理的其他方法119
思考題119

3 鋅冶金120
3.1 概述120
3.1.1 鋅的物理性質120
3.1.2 鋅的化學性質121
3.1.3 鋅的主要化合物及性質121
3.1.4 鋅的用途121
3.1.5 煉鋅原料122
3.1.6 鋅的冶煉方法122
3.1.7 我國鋅冶煉現狀123
思考題124
3.2 硫化鋅精礦的焙燒與燒結124
3.2.1 硫化鋅精礦的焙燒目的124
3.2.2 硫化鋅精礦焙燒的理論基礎125
3.2.3 硫化鋅精礦的沸騰焙燒128
3.2.4 硫化鋅精礦的燒結焙燒131
思考題132
3.3 濕法煉鋅132
3.3.1 鋅焙砂的浸出132
3.3.2 硫酸鋅浸出液的凈化141
3.3.3 硫酸鋅溶液的電解沉積144
思考題148
3.4 火法煉鋅148
3.4.1 蒸餾煉鋅的理論基礎148
3.4.2 火法煉鋅的生產實踐151
3.4.3 火法煉鋅新技術155
思考題155
3.5 粗鋅火法精煉及煙化法處理含鋅物料155
3.5.1 粗鋅火法精煉原理與工藝155
3.5.2 煙化法處理含鋅物料158
思考題160
3.6 再生鋅的生產160
3.6.1 概述161
3.6.2 再生鋅原料161
3.6.3 再生鋅生成及回收途徑161
3.6.4 其他再生工藝164
思考題164

4 氧化鋁165
4.1 概述165
4.1.1 氧化鋁工業發展概況165
4.1.2 氧化鋁及其水合物的性質167
4.1.3 鋁土礦及其他鋁礦169
4.1.4 氧化鋁生產方法170
4.1.5 鋁酸鈉溶液171
思考題174
4.2 拜耳法生產氧化鋁174
4.2.1 原礦漿制備175
4.2.2 高壓溶出177
4.2.3 赤泥分離洗滌182
4.2.4 晶種分解186
4.2.5 氫氧化鋁煅燒工藝技術193
思考題197
4.3 燒結法生產氧化鋁197
4.3.1 概述198
4.3.2 生料漿的制備198
4.3.3 熟料燒結200
4.3.4 熟料溶出201
4.3.5 鋁酸鈉溶液脫硅204
4.3.6 鋁酸鈉溶液碳酸化分解212
4.3.7 分解母液的蒸發216
思考題218
4.4 化學品氧化鋁的生產218
4.4.1 化學品氧化鋁的表征特性219
4.4.2 化學品氧化鋁的生產方法概述219
思考題221

5 鋁電解222
5.1 概述222
5.1.1 鋁的主要性質222
5.1.2 鋁電解用的原料和熔劑223
思考題230
5.2 鋁電解廠的簡介230
5.2.1 鋁電解廠的規模231
5.2.2 鋁電解槽系列231
5.2.3 電解車間的安全生產233
5.2.4 鋁的再生利用234
思考題236
5.3 預焙陽極電解槽的構造236
5.3.1 工業鋁電解槽的演變236
5.3.2 工業鋁電解槽的構造238
思考題243
5.4 鋁電解的兩極反應243
5.4.1 陰極反應243
5.4.2 陽極反應244
5.4.3 鋁電解中兩極副反應244
思考題246
5.5 鋁電解的電流效率246
思考題247
5.6 預焙電解槽的焙燒和啟動247
5.6.1 預焙槽的預熱247
5.6.2 預焙槽的啟動248
5.6.3 預焙槽的啟動后期249
思考題250
5.7 鋁電解槽的正常生產階段250
5.7.1 鋁電解槽正常生產的特徵250
5.7.2 鋁電解槽正常生產期間所宜保持的技術條件251
5.7.3 電解槽的加工操作253
5.7.4 陽極效應及其處理255
5.7.5 槽工作電壓的保持與調整256
5.7.6 電解場所的日常管理257
5.7.7 電解槽的日常檢查與判斷258
5.7.8 病槽及其處理259
5.7.9 電解質含碳及其處理261
5.7.10 電解質生成碳化鋁及其處理262
5.7.11 電解生產過程中的常見事故及其處理262
5.7.12 大跑電解質的原因及其處理265
5.7.13 電解槽的破損與停槽265
5.7.14 電解槽的破損檢查與停槽266
5.7.15 常見預焙槽病態及處理267
5.7.16 鋁電解中的電能節省269
5.7.17 鋁電解槽的計算機控制269
5.7.18 鑄錠270
5.7.19 降低鋁生產成本271
思考題271
5.8 鋁電解槽的污染治理272
思考題273

6 鎂冶金274
6.1 概述274
6.1.1 鎂的性質和用途274
6.1.2 鎂礦資源276
6.1.3 鎂的制取方法及工藝流程276
思考題279
6.2 氯化鎂的制取279
6.2.1 氯化鎂水合物脫水制取氯化鎂280
6.2.2 氧化鎂氯化制取氯化鎂283
思考題291
6.3 氯化鎂電解制取金屬鎂292
6.3.1 概述292
6.3.2 鎂電解質的物理化學性質294
6.3.3 氯化鎂電解過程的基本原理296
6.3.4 鎂電解工藝301
思考題304
6.4 熱還原法煉鎂304
6.4.1 熱還原法煉鎂概述304
6.4.2 金屬熱還原法煉鎂306
思考題311
6.5 鎂精煉311
6.5.1 粗鎂中的雜質311
6.5.2 粗鎂精煉原理312
6.5.3 鎂的精煉方法313
思考題315

7 鈦冶金316
7.1 概述316
7.1.1 鈦的性質和用途316
7.1.2 鈦的資源317
7.1.3 鈦的制取方法319
思考題322
7.2 鈦鐵礦的富集322
7.2.1 鈦鐵礦還原熔煉322
7.2.2 富鈦料的生產工藝流程與設備323
思考題324
7.3 粗四氯化鈦的制取324
7.3.1 概述324
7.3.2 含鈦物料氯化的原理325
7.3.3 富鈦料的氯化工藝326
思考題329
7.4 四氯化鈦的精制329
7.4.1 雜質的特性329
7.4.2 除去雜質的方法330
7.4.3 四氯化鈦精制的工藝流程330
思考題334
7.5 鎂熱還原法制取海綿鈦335
7.5.1 還原原理335
7.5.2 生產工藝335
7.5.3 鈦的低價氯化物生成及危害338
7.5.4 海綿鈦的質量339
思考題341
7.6 鈉熱還原法生產金屬鈦341
7.6.1 熱力學分析341
7.6.2 鈉還原法生產海綿鈦的工藝流程342
7.6.3 鈉的凈化342
7.6.4 鈉還原四氯化鈦的工藝方法343
7.6.5 還原產物的濕法處理344
思考題345
7.7 鈦的精煉345
7.7.1 鈦的電解精煉345
7.7.2 鈦的碘化法精煉346
思考題347
7.8 致密鈦的生產347
7.8.1 致密鈦生產方法概述347
7.8.2 鈦真空熔煉的理論基礎348
7.8.3 鈦的粉末冶金350
思考題351
7.9 殘鈦的來源及回收和利用352
7.9.1 殘鈦的來源352
7.9.2 殘鈦的回收和利用352
思考題353
參考文獻354