中国镍钴冶金PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

中国镍钴冶金PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

1 热力学基础3

1.1 概述3

目录3

上卷3

1.2.2 定压热与焓4

1.2.1 摩尔定压热容Cp,m4

1.2 热量计算4

1.2.3 相对焓5

1.2.4 化学反应的热效应6

1.3.1 熵和熵判据8

1.3 化学反应方向的判定8

1.2.5 最高反应温度计算8

1.3.2 纯物质绝对熵9

1.3.4 封闭体系的吉布斯自由能10

1.3.3 化学反应标准熵变△ST？的计算10

1.3.5 纯物质反应标准吉布斯自由能的计算12

1.4 单元冶金过程的理论热平衡14

1.5.1 偏摩尔量及化学势15

1.5 化学反应的限度计算15

1.5.3 化学反应平衡17

1.5.2 理想气体的化学势17

1.5.4 影响化学平衡移动的因素18

1.5.5 化学反应的等温方程式20

1.5.6 物质吉布斯自由能函数计算化学平衡21

1.6.1 溶液的蒸气压规律23

1.6 溶液的性质及活度23

1.6.2 理想溶液及稀溶液24

1.6.3 活度概念与活度标准态27

1.6.4 活度标准态的选择28

1.6.5 活度标准态之间的换算29

1.7.2 以1％质量溶液为标准态时的标准溶解吉布斯自由能△Gm？,％31

1.7.1 以纯物质为标准态的标准溶解吉布斯自由能△Gm？31

1.7 标准溶解吉布斯自由能31

1.8.1 溶液组元的相对偏摩尔量33

1.8 有溶液参加的化学反应的吉布斯自由能33

1.8.2 溶液中反应的等温方程34

1.8.4 金属液中活度相互作用系数35

1.8.3 溶液中反应的平衡常数和平衡成分35

1.9 吉布斯－杜亥姆（Gibbs-Duhem）方程36

1.9.2 二元溶液中两组元之间的关系37

1.9.1 应用吉布斯－杜亥姆方程计算活度37

1.10.1 活度系数与相对偏摩尔热的关系38

1.10 真实溶液的热力学过剩函数和规则溶液38

1.10.2 真实溶液的热力学过剩函数39

1.10.3 规则溶液42

参考文献44

2.1.1 熔锍的组成45

2.1 锍的物理化学性质45

2 熔锍与熔渣45

2.1.2 熔锍密度及摩尔体积46

2.1.3 熔锍电导率53

2.1.4 熔锍的表面张力57

2.1.5 熔锍组分的扩散60

2.2.1 Ni-S二元系相平衡图62

2.2 熔锍的相平衡图62

2.2.2 Ni-Fe-S及Ni-Cu-S三元系相平衡图64

2.2.3 Ni-Cu-Fe-S四元系相平衡图66

2.2.4 Ni-S-O、Cu-Fe-S-O及Fe-S-O-SiO2系相平衡图69

2.3 熔锍组分活度73

2.2.5 Co-S-O系热力学状态图73

2.3.1 二元镍合金的活度74

2.3.2 Ni-S系的活度与计算76

2.3.3 Ni-Cu-S及Ni-Fe-S三元系的活度计算79

2.3.4 熔锍中的氧化铁活度86

2.4.1 熔渣的组成及酸碱度的判别90

2.4 熔渣的组成和结构90

2.4.2 熔渣的结构92

2.5.1 熔渣相图93

2.5 渣相图和组元活度93

2.5.2 熔渣组元的活度95

2.5.3 熔渣的热力学模型98

2.6.1 熔渣的粘度102

2.6 熔渣的物理性质102

2.6.2 熔渣的表面张力103

2.6.3 熔渣的电导率和扩散系数104

2.7.1 镍、铜在渣中的溶解106

2.7 熔渣中金属的溶解106

2.7.2 金属元素在锍－渣间的分配108

参考文献109

3.2 硫化镍精矿焙烧过程的物理化学变化110

3.1 概述110

3 镍精矿的焙烧与烧结原理110

3.2.1 几种金属硫化物氧化的热力学平衡图111

3.2.2 焙烧过程中主要硫化矿物的化学反应116

3.2.3 镍硫化物氧化焙烧动力学118

3.3.1 精矿的制粒120

3.3 镍精矿的沸腾焙烧120

3.3.2 沸腾焙烧过程122

3.4 硫化镍精矿的烧结焙烧124

3.4.3 焙烧烧结带125

3.4.2 干燥和加热带125

3.4.1 过湿带125

3.4.4 固结冷却带126

参考文献127

4.1.1 鼓风炉焦炭燃气中的氧势128

4.1 鼓风炉中气氛的氧势与熔炼脱硫率128

4 鼓风炉造锍熔炼原理128

4.1.2 硫化物氧化的氧势131

4.1.3 鼓风炉熔炼气氛中的氧势和脱硫率132

4.2.1 渣型选择133

4.2 渣型与鼓风炉熔炼温度133

4.2.2 鼓风炉熔炼中的几个问题135

4.3.2 气固相反应动力学的一般概念136

4.3.1 概述136

4.3 鼓风炉熔炼动力学136

4.3.3 鼓风炉内影响镍铜硫化矿物氧化反应的因素142

参考文献143

5.2.1 电炉内电能的分配和转变144

5.2 矿热电炉的工作原理144

5.1 概述144

5.2.3 电炉内熔体的运动146

5.2.2 电炉内的温度分布146

5.2.4 电炉内炉料的熔化和热交换150

5.2.5 炉料熔化速度和电能消耗152

5.3.1 电炉内熔炼过程的主要化学反应154

5.3 电炉熔炼的物理化学154

5.3.2 电炉镍锍的组成及其特点157

5.3.3 电炉渣的组成特性158

5.3.4 电炉内炉渣组成的变化和粘渣隔膜层的组成特性163

5.3.5 电炉渣的物理化学性质165

5.4.1 镍在炉渣中的损失169

5.4 金属在炉渣中的损失169

5.4.2 电炉渣中钴的损失176

5.4.3 铜在炉渣中的损失178

参考文献180

6.1.2 闪速熔炼炉181

6.1.1 闪速熔炼的特点181

6.1 概述181

6.2.1 硫化物的高温离解与着火182

6.2 闪速炉造锍熔炼过程的氧化还原反应182

6.1.3 镍与铜闪速熔炼的比较182

6.2.2 硫化物的氧化反应183

6.2.3 闪速炉熔炼中的还原反应186

6.2.4 熔锍和炉渣的形成过程188

6.2.5 熔锍和炉渣的组成190

6.3.1 熔炼过程的硫势和氧势192

6.3 闪速炉熔炼的硫势、氧势及金属损失问题192

6.3.2 金属在渣_中的损失197

6.3.3 炉渣的贫化201

6.4.1 热力学分析203

6.4 闪速炉中微量元素(杂质)的行为203

6.4.3 钴的分布206

6.4.2 贵金属的分布206

6.5.1 引言207

6.5 硫化镍精矿闪速熔炼动力学207

6.4.4 其他研究结果207

6.5.2 闪速熔炼过程动力学描述208

6.6.1 矿物组成的影响213

6.6.2 富氧浓度的影响213

6.6 熔炼操作条件对闪速炉熔炼过程的影响213

6.6.1 矿物组成的影响213

6.6.2 富氧浓度的影响213

6.6 熔炼操作条件对闪速炉熔炼过程的影响213

6.6.3 以煤代油问题214

6.6.3 以煤代油问题214

6.6.4 镍锍品位的控制215

6.6.4 镍锍品位的控制215

参考文献F217

参考文献F217

7.1 概述218

7.2.1 转炉吹炼的硫位和氧位220

7.2 吹炼过程的热力学分析220

7.2.2 吹炼时锍的氧化223

7.3.1 脱铁保铜、镍的热力学分析228

7.3 铜、镍在渣中的损失228

7.3.2 渣中铜、镍的夹带损失230

7.4 吹炼过程中Fe304的生成及控制232

7.5 吹炼过程中钴的走向234

7.6.1 空气吹入熔池时的现象237

7.6 熔锍吹炼动力学237

7.6.2 风口线炉墙的侵蚀和风口堵塞238

7.6.3 吹炼过程的传质240

7.7.2 贫化过程的化学反应及热力学242

7.7.1 概述242

7.7 含钴转炉渣的电炉贫化242

7.7.3 贫化过程动力学及影响因素246

参考文献249

8.1 概述250

8.2.1 熔体冷凝结晶的热力学252

8.2 高镍锍冷却结晶的理论简介252

8.2.3 晶体成长问题253

8.2.2 形核问题253

8.3.1 高镍锍熔体的冷凝结晶相255

8.3 高镍锍缓冷结晶过程分析255

8.3.2 “辉铜矿”256

8.3.3 固相晶型转变的影响257

8.4 高镍锍的选矿分离工艺对镍铜分离的影响259

8.5.1 二次硫化的原料与产物261

8.5 一次合金的二次硫化261

8.5.2 二次高镍锍的选矿产品262

参考文献263

9.1.2 氧气自热熔炼的反应及热力学264

9.1.1 自热熔炼概述264

9.1 氧气自热熔炼的反应及热力学一264

9.2 氧气自热熔炼实际情况分析I.·269

9.3.1 铁硅酸盐炉渣270

9.3 自热熔炼炉渣270

9.3.2 铁酸钙炉渣276

9.4.1 硫化物氧化动力学277

9.4 自热熔炼反应动力学277

9.4.2 成渣过程动力学281

9.5.1 熔炼过程中氧和硫的传递机理_286

9.5 熔炼过程中氧和硫的传递286

9.6 卡尔多转炉吹炼含镍粗铜的热力学288

9.5.2 熔炼过程中氧、硫的走向288

9.6.1 粗铜中含镍、铁等杂质的必然性289

9.6.2 卡尔多转炉粗铜吹炼热力学290

9.6.3 卡尔多转炉吹炼铜的终点指示294

9.7.1 概述295

9.7 卡尔多转炉吹炼镍精矿或铜精矿295

9.7.3 镍锍吹炼的热力学分析296

9.7.2 铜锍与镍锍吹炼的区别296

9.7.4 镍锍氧化动力学分析299

9.8.1 热源问题301

9.8 卡尔多转炉吹炼熔锍的若干问题301

9.8.2 炉子的合理旋转速度302

9.8.5 镍液脱氧303

9.8.4 渣中NiO的还原303

9.8.3 供氧制度303

参考文献305

10.2.1 水的热力学稳定区306

10.2 电势－pH图的绘制原理306

10 镍钴湿法冶金的热力学基础306

10.1 概述306

10.2.2 电势－pH图的构成308

10.2.3 配合物体系电势－pH图的构成309

10.2.4 电势－pH图的应用范围310

10.3.1 SH2O系电势－pH图311

10.3 几种M(Cu、Ni、Co)-A(S、NH3、C1-H2O系电势-pH图311

10.3.2 M(Cu、Ni、Co)-H2O系电势－pH图312

10.3.3 M(Cu、Ni、Co)-S-H2O系电势－pH图315

10.3.4 M(Cu、Ni、Co)-NH3-H2O系电势-pH图319

10.3.5 M(Cu、Ni、Co)-Cl-H2O系电势－pH图323

10.4.1 硫化矿物的常压酸浸过程热力学分析324

10.4 电势－pH图的应用324

10.4.2 氨浸出过程热力学分析329

10.4.3 氯浸过程的热力学分析330

10.4.4 含镍、钴氧化物料的酸浸出332

参考文献333

11.1.2 溶质价不发生变化的化学溶解反应334

11.1.1 简单的溶解反应334

11 镍钴原料的浸出过程原理334

11.1 概述334

11.1.3 溶质价发生化学变化的氧化还原反应335

11.2.2 化学溶解的动力学方程336

11.2.1 简单溶解反应的动力学方程336

11.2 铜镍硫化矿常压浸出反应的动力学336

11.2.3 电化学溶解反应的动力学方程337

11.3.1 酸浸出341

11.3 高铜镍锍的常压浸出341

11.3.2 铜镍硫化矿常压氯气浸出343

11.4.1 热压浸出的基本原理344

11.4 热压浸出的原理及应用344

11.4.2 镍钴硫化精矿的高压氧酸浸出345

11.4.3 高镍锍的高压氧氨浸出346

下卷347

11.5.2 高压氢还原的动力学347

11.5 高压氢还原的基本原理347

11.5.1 镍钴高压氢还原的热力学347

11.6.1 砷钴矿焙砂的硫酸浸出354

11.6 含钴物料的浸出过程354

11.6.3 硫化钴的氧化酸浸355

11.6.2 钴渣的9D，还原浸出355

11.7 浸出过程的影响因素及过程的强化356

11.7 浸出过程的影响因素及过程的强化356

11.7.1 搅拌速度356

11.7.1 搅拌速度356

11.7.3 物料的物理化学性质与矿物的粒度357

11.7.4 浸出剂的浓度357

参考文献357

11.7.2 矿浆的温度357

参考文献357

11.7.2 矿浆的温度357

11.7.3 物料的物理化学性质与矿物的粒度357

11.7.4 浸出剂的浓度357

12.1 概述358

12.2.1 水解净化法359

12.2 化学净化法原理359

12.2.2 硫化物沉淀法361

12.2.3 黄钠铁矾法除铁原理362

12.2.5 置换沉淀法364

12.2.4 难溶化舍物沉淀法364

12.2.6 在镍电解生产中对杂质允许含量的计算365

12.3.1 溶剂萃取法简介366

12.3 有机溶剂萃取法366

12.3.2 溶剂萃取法在镍钴冶金中的应用369

12.4.1 离子交换法简介371

12.4 离子交换法371

12.4.2 离子交换树脂和交换机理372

12.4.3 离子交换法在镍钴冶金中的应用373

12.5.1 液膜分离法简介375

12.5 液膜分离法375

12.6 电渗析法376

12.5.2 液膜分离法在镍钴冶金中的应用376

12.7.2 结晶分离法应用实例378

12.7 结晶分离法378

12.7.1 结晶分离法原理378

参考文献380

13.2.1 电极反应与电化学势381

13.1 概述381

13.2 电极过程与极化现象381

13.2.2 电极电势与平衡电极电势383

13.2.4 分解电势与极化现象384

13.2.3 电势序384

13.3.1 液相传质过程386

13.3 液相传质过程及浓差极化方程式386

13.3.2 扩散传质和扩散电流387

13.3.3 对流对扩散电流的影响388

13.3.4 浓差极化方程式389

13.4.1 电极电势对电极反应活化能的影响390

13.4 电化学极化390

13.4.2 电极电势对电极反应速度的影响391

13.4.3 交换电流密度392

13.4.4 电化学极化方程式393

13.4.5 析氢的过电势394

13.4.6 氧的过电势397

13.5.1 高镍锍电解的行为399

13.5 高镍锍电解的电化学行为399

13.5.2 镍电解阴极表面长气孔的原因及防治方法403

13.5.3 高镍锍阳极钝化及其防治方法404

13.5.4 镍电解过程的强化407

13.6.1 钻电解过程中的阴极反应与阳极反应408

13.6 钴电解的电化学行为408

13.6.2 杂质在钴电解中的行为409

13.6.3 钴的阴极还原机理410

13.7.1 合金电沉积的基本知识411

13.7 电化学方法制取非晶态镍基合金411

13.7.2 电沉积法制取镍基非晶态合金原理413

参考文献414

14.2 鼓风炉用炉料419

14.1 概述419

14.3.1 概述420

14.3 鼓风炉炉料的制备420

14.3.3 烧结421

14.3.2 制团421

14.4 鼓风炉熔炼的实践422

14.4.1 概述422

14.4 鼓风炉熔炼的实践422

14.4.1 概述422

14.4.2 鼓风炉熔炼设备简介423

14.4.3 生产过程控制423

14.4.2 鼓风炉熔炼设备简介423

14.4.3 生产过程控制423

14.4.4 主要技术参数及熔炼产物425

14.4.4 主要技术参数及熔炼产物425

14.5 国内鼓风炉炼镍厂简介426

14.5.1 会理镍矿426

14.5.1 会理镍矿426

14.4.5 鼓风炉故障及处理426

14.5 国内鼓风炉炼镍厂简介426

14.4.5 鼓风炉故障及处理426

14.5.2 金川镍矿427

14.5.2 金川镍矿427

参考文献428

14.5.3 喀拉通克镍矿428

参考文献428

14.5.3 喀拉通克镍矿428

15.1 概述430

15.2.1 概述432

15.2 矿热电炉人炉物料的制备·432

15.2.2 精矿回转窑焙烧433

15.2.3 精矿流态化焙烧434

15.3 矿热电炉的结构438

15.2.4 铜镍精矿的制团438

15.3.1 炉体结构439

15.3.2 电炉供电440

15.3.3 电炉的供料设施444

15.3.5 镍锍与炉l渣的排放设施445

15.3.4 电炉烟气的排放445

15.4.1 矿热电炉的生产控制446

15.4 矿热电炉的生产实践446

15.4.2 矿热电炉的操作448

15.5.1 电极事故及处理453

15.5 矿热电炉的事故与处理453

15.5.3 爆炸事故及处理454

15.5.2 跑炉漏炉事故及处理454

16.1 概述455

16.2 金川镍闪速炉的结构457

16.2.1 闪速炉主体结构459

16.2.2 贫化区电极460

16.2.3 精矿喷嘴461

16.3.1 精矿干燥462

16.3 闪速炉熔炼的物料准备462

16.3.4 返料破碎463

16.3.3 熔剂加工463

16.3.2 粉煤制备463

16.4.1 熔炼过程的操作与控制464

16.4 闪速炉熔炼的实践464

16.4.2 闪速炉的开炉停炉操作467

16.4.3 熔炼过程常见故障及其处理469

16.5.3 燃油系统471

16.5.2 热风系统471

16.5 闪速熔炼生产的辅助系统471

16.5.1 供氧系统471

16.5.5 余热锅炉及收尘排烟系统472

16.5.4 水冷系统472

参考文献473

参考文献473

17.1.1 干镍铜硫化精矿的合理成分474

17.1 原料、辅料及产物的合理成分474

17.1.2 含镍混合烟尘的合理成分475

17.1.4 闪速炉产低镍锍的合理成分476

17.1.3 闪速炉产烟尘的合理成分476

17.1.5 闪速炉产炉渣的合理成分478

17.1.7 石英的合理成分480

17.1.6 含镍返料的合理成分480

17.2.1 投料量及产物量计算481

17.2 镍铜硫化精矿闪速熔炼料平衡481

17.2.2 投料在闪速炉内的变化及石英用量483

17.2.3 气相计算及闪速炉熔炼料平衡486

17.3.1 热收入项计算488

17.3 镍铜硫化精矿闪速熔炼的热平衡488

17.3.2 热支出项计算491

17.3.3 热平衡表493

参考文献494

18.2.1 设备概况495

18.2 转炉吹炼的设备、工艺及厂房配置495

18.1 转炉吹炼的工艺特点495

18.2.2 工艺概况496

18.3.1 炉体497

18.3 卧式转炉的结构497

18.2.3 转炉厂房的配置497

18.3.2 炉子风口499

18.4.1 转炉吹炼的程序500

18.4 转炉操作500

18.3.3 转炉支撑与传动机构500

18.3.4 转炉密闭烟罩：··500

18.4.2 转炉吹炼工艺技术条件的控制501

18.5.1 缓冷作业的设备与操作503

18.5 高镍锍的缓冷503

18.6.1 降低钻在电炉渣中的损失504

18.6 钴的火法回收504

18.5.2 高镍锍缓冷作业的影响因素504

18.6.2 转炉控制吹炼法的应用505

18.7 转炉渣电炉贫化506

18.7.1 贫化电炉的结构及性能508

18.7.2 转炉渣及贫化电炉的物料-..510

18.7.3 贫化电炉的操作511

18.8 富钴低锍20t贫化转炉吹炼512

19.1 概述513

19.1.1 处理含镍铜精矿的工艺要求513

19.1.2 工艺流程的演变及发展513

19.2 氧气顶吹自热炉熔炼514

19.2.1 自热炉生产的工艺特性与技术性能514

19.2.2 自热炉的结构515

19.2.3 自热炉的生产实践516

19.2.4 自热炉常见故障及处理517

19.3 倾斜式旋转转炉(卡尔多炉)吹炼518

19.3.1 倾斜式旋转转炉(卡尔多炉)的特点518

19.3.2 倾斜式旋转转炉的主要结构及配套设施519

19.3.3 倾动式旋转转炉的生产实践520

19.3.4 吹炼产物及主要技术经济指标521

19.4 回转式阳极炉精炼522

19.3.5 生产故障及处理522

19.4.1 回转式阳极炉的构造523

19.4.2 生产操作和技术条件控制525

19.4.3 回转式阳极炉的技术经济指标527

20.1 概述528

20.1.1 高镍锍铜镍分离方法简介528

20.1.2 国内外高镍锍浮选磁选分离典型工艺简介529

20.2.2 高镍锍的物料性质532

20.2.1 高镍锍选矿分离的基本原理532

20.2.3 高镍锍的选矿分离作业532

20.2 高镍锍缓冷选矿分离的生产实践532

20.3.1 合金的性质537

20.3.2 合金的处理方法537

20.3 合金的处理537

20.4 高镍锍缓冷选矿分离工艺的研究与发展539

参考文献540

21.1 概述541

21.1.1 镍湿法冶金的工艺方法541

21.1.2 钴湿法冶金的工艺方法544

21.2 我国镍湿法冶金工艺的概况和发展547

21.2.1 我国镍湿法冶金的主要工艺及厂家547

21.2.2 我国镍湿法冶金的主要原料及主要产品简介548

21.2.3 我国镍湿法冶金的发展方向549

21.3 我国钴湿法冶金工艺的概况和发展550

21.3.1 我国钴湿法冶金的主要工艺550

21.3.2 我国钴湿法冶金的主要生产厂家553

21.3.3 我国钻湿法冶金的主要原料及主要产品简介554

参考文献557

参考文献557

21.3.4 我国钻湿法冶金的发展方向557

22.2 我国镍硫化物阳极电解的生产实践559

22.2.1 镍硫化物阳极隔膜电解的基本原理559

22.1 概述559

22.2.2 阳极板的制备561

22.2.3 镍硫化物阳极的电解562

22.2.4 阳极液的净化567

22.3 镍的硫化物阳极电解工艺的改进574

参考文献576

23.2 高镍锍硫酸选择性浸出电积镍的生产实践577

23.2.1 浸出过程基本原理577

23.1 概述577

23.2.2 浸出过程工艺流程580

23.2.3 主要工艺过程简介580

23.3 我国高镍锍浸出电积镍工艺的研究和发展586

参考文献586

24.1 国内电解钴的生产实践587

24.1.1 含钴溶液的准备587

24.1.2 含钴溶液的提纯588

24.1.3 粗钴阳极板的制备593

24.1.4 钴的电解精炼597

24.2 国内电解钴生产工艺的改进602

参考文献602

25.1 概述603

25.2 氧化钴的生产实践604

25.2.1 浸出604

25.2.2 溶液的净化605

25.2.3 镍钴分离611

25.2.4 草酸铵沉淀钻617

25.2.5 氧化钻煅烧620

参考文献620

26.1 概述621

26.2.1 羰基法的基本原理623

26.2.2 原料制备623

26.2 高压羰基镍的生产623

26.2.3 高压合成624

26.2.4 粗羰基镍的精馏626

26.2.5 羰基镍的分解及产品的生产628

参考文献632

27.1 概述633

27.2 镍盐的生产实践633

27.2.1 硫酸镍的生产634

27.2.2 氯化镍的生产636

27.3 钴盐的生产实践637

27.3.1 硫酸钻的生产638

27.3.2 氯化钴的生产639

27.4 镍的其他产品生产640

27.4.1 氧化镍、氧化亚镍的生产641

27.4.2 氢氧化亚镍的生产642

27.5 钴的其他产品生产643

27.5.1 草酸钴的生产643

27.4.3 水淬镍的生产643

27.5.2 萘酸钴的生产645

27.5.3 醋酸钻的生产646

参考文献647