有色冶金新理论与新技术
26%~32%的富氧空气。从熔炼炉流入吹炼炉的锍品位为68%~69%，粗铜品味为98.5%，硫含量为0.05%。炉渣为铜冶炼中首创的铁酸钙渣。在喷吹方式上，三菱法不同与澳斯麦特法。三菱法将空气、氧气和溶剂喷到熔池表面上，通过熔体面上的薄渣层与锍进行氧化与造渣反应，炉渣、锍和粗铜各层熔体处于相对静止状态。
参考文献：[1] 翟秀静.重金属冶金学[M].北京：冶金工业出版社, 2011.08.
[2] 许并社, 李明照.铜冶炼工艺[M]. 北京：化学工业出版社,
2007.01.
4、目前工业上尚采用的火法炼锌方法有几种？选择其中的一种论述其工艺过程。（附参考文献）
答：火法炼锌的方法有平罐、竖罐、电炉法和鼓风炉法等。
鼓风炉发主要由烧结焙烧或热压团、密闭鼓风炉还原挥发熔炼、铅雨飞溅冷凝器冷凝三部分组成。铬锌精矿、复杂锌铅精矿、氯化铅锌矿、再生锌原料和溶剂配料后在鼓风烧结机上烧结焙烧，进行脱硫和造块。不需要脱硫的原料则可用热压团法造块。热烧结块和经过预热的焦炭一道加入密闭鼓风炉，烧结块中的锌、铅等金属氧化物在炉内高温下被还原。还原所得的锌成蒸汽状态与焦炭燃烧产生的CO2和CO气体一道从炉顶排出进入铅雨飞溅冷凝器，锌蒸汽被铅雨吸收后。流出冷凝器进一步冷却析出液体锌。还原得到的粗铅、炉渣、铜琉从炉缸放入电热前床进行分离。
鼓风炉炼锌时的主要反应：
氧化物还原反应 ZnO(g)?CO(g)?Zn(g)?CO2(g) PbO?CO(g)?Pb(l)?CO2(g) Cu2O?CO(g)?2Cu(Pb)?CO2(g) Fe3O4?CO(g)?3FeO?CO2(g) PbSO4?4CO(g)?PbS?4CO2(g)
1炭的燃烧反应 C(s)?O2?CO （g）2 第 6 页
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C(s)?O2?CO2 （g） C(s)?CO2(g)?2CO （g）
参考文献：[1] 翟秀静.重金属冶金学[M].北京：冶金工业出版社.2011.08. [2] 王海明.冶金生产概论[M].北京：冶金工业出版社.2008.
5、阐述我国铝土矿资源特点以及适合处理低品位铝土矿的工艺技术。
答：（1）我国铝土矿资源丰富。根据已经发现的具有工业价值的铝土矿床，主要分布在河南、山西、广西、贵州及山东等省。我国铝土矿绝大多数为一水硬铝石型。一般特点是高铝、高硅、地铁，虽然氧化铝含量高，但氧化硅含量也高，故铝硅比比较低，多数在4~7之间。铝硅比10以上的优质铝土矿较少。三水铝石型铝土矿在我国现不多，仅广东、福建、海南岛有少量资源。但铝硅比都比较低。
（2）一般处理低品位铝土矿的工艺技术有：选矿拜耳法、石灰拜耳法、富矿烧结法、串联法。
a) 选矿拜耳法
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选矿拜耳法工艺流程是：铝土矿（A/S=5~6）经过选矿得到铝硅比为10-11的精矿，与石灰一起加入到铝酸钠溶液母液中在245-260℃进行溶出，得到赤泥浆料，然后分理出铝酸钠溶液进行种分，获得Al(OH)3浆液，进而干燥焙烧得到Al2O3。由于铝矿中各种含硅矿物与氢氧化钠反应生成的水合铝硅酸盐，可在设备和管道上析出结疤，硅在分解时析出，还降低了产品的质量，所以必须进行脱硅。
铝土矿选矿脱硅方法有化学选矿脱硅、生物选矿脱硅、物理选矿脱硅。化学选矿脱硅是指在一定温度下使含硅矿物发生分解，然后用苛性钠溶液溶出而达到脱硅目的的方法。生物选矿脱硅是指用微生物分解硅酸盐和铝硅酸盐矿物，将铝硅酸盐矿物分解成为氧化铝和二氧化硅，并使二氧化硅成为可溶物，而氧化铝不溶，从而使得铝、硅得以分离。物理选矿脱硅是指以天然矿物形态除去含硅矿物。
b) 石灰拜耳法
石灰拜耳法技术可利用原有拜耳法系统,将石灰添加量提高，直接用拜耳法处理中低品位铝土矿的技术该技术可以大大降低碱耗和成本。石灰拜耳法是指在拜耳法工艺基础上加大石灰添加量，使硅主要以水合铝硅酸钙形式脱除，以经济地处理较低品位的一水硬铝石矿生产氧化铝的方法。
石灰拜耳法和拜耳法流程设备基本不变，只需将石灰添加量提高，通过在溶出过程中添加过量的石灰使反应生成的水合铝硅酸钠变成水合铝硅酸钙，从而降低赤泥中Na2O含量及生产碱耗。在最佳石灰添加量的条件下，用石灰拜耳法处理铝土矿（A/S=5.5-7）生产氧化铝，生产碱耗低于80Kg/t-Al2O3。
石灰拜耳法主要技术特点：
（1）通过在溶出过程中添加过量石灰，大幅度降低溶出赤泥的钠硅比，使中低品位铝土矿SiO2含量与生产碱耗无直接关系而适宜拜耳法生产。
（2）工艺流程简单，除适当加大石灰烧制和赤泥分离洗涤过程的生产能力外，工艺流程与拜耳法完全相同
（3）与混联法流程比较，取消了能耗高的烧结法生产系统。 （4）与混联法流程比较，铝矿单耗相对较大。
（5）赤泥不需要采用单独的火法处理工艺进行碱的回收，从而大大的降低了氧化铝的生产成本。
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c) 富矿烧结法
通过最大限度地提高烧结过程熟料中氧化铝含量，降低熟料折合比（指烧结法生产1t氧化铝所需烧结的熟料量），从而大幅度提产，并降低单位烧成能耗。
富矿烧结法有以下特点：
（1）熟料采用低钙比的不饱和配方，烧成熟料氧化铝含量38%-46%；传统的烧结法仅为33%-36%.
（2）熟料采用高MR溶出，熟料溶出液苛性比1.35-1.45；传统的烧结法为1.14-1.20。
（3）粗液氧化铝浓度高，为130-180g·L-1；传统的烧结法为100-125g·L-1。 同传统的碱石灰烧结法比较:富矿烧结生产氧化铝的原料消耗降低10-15%；动力、燃料消耗、工艺能耗将降低20-25%；产量增加30%；单位氧化铝产品成本降低130元人民币。
d) 串联法
串联法的主要优点： （1）可处理低品位铝土矿。
（2）总的产品成本可大幅度降低。（矿石中的大部分A12O3，由加工费用和投资费都较低的拜耳法提取）
（3）矿石的氧化铝总回收率高、碱耗降低。 （4）可以适当放宽拜耳法的溶出条件和要求。 串联法的主要缺点：
熟料折合比高、烧成过程单位能耗高；
烧结温度范围窄、熟料窑操作困难、技术难度大； 湿法系统浓度低、赤泥量大，液固分离困难。
6、目前铝电解有哪些节能措施？
节省电能是减少单位铝产量的电耗量，亦即减少其电耗率。铝电解的电耗率是由电解槽的平均电压和电流效率决定的，因此降低平均电压或提高电流效率都能节省电能。
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1. 降低平均电压的措施 （1）减小电解质电压降。
电解质的电压降与其电阻率、阳极浸入电解质的表面积、铝液镜面面积、极
间距离等因素有关。其中最主要的是电阻率和极间距离。
a) 电解质的电阻率
在工业电解槽内经常有碳渣浮在电解质表面或内部，炭渣越细夹杂在电解质里的数目越多，电解质导电率所受的影响越大。采用弱酸性电解质并添加能够减小电解质对于炭粒湿润性的物质如CaF2和MgF2，使炭渣漂浮起来。
在预焙槽上阳极易于氧化，可以用氧化铝或电解质颗粒覆盖在阳极上保护阳极。在电解质里还有悬浮的固体氧化铝也会增大电解质的电阻率，所以应严格控制其数量。另外，添加锂盐或NaCl也能够提高电解质的导电率。
b) 适当缩短极距
据工业电解槽测定，每1cm极距所对应的电解质电压降，侧插棒槽为400~450mV，预焙槽为300~330mV。可以通过改进槽体结构材料，降低极距进而节省电能。
（2）加大导电母线的截面积
导线电阻率、电流密度和长度决定了导线的电压降。加大导线的截面积，可减小电流密度，使其电压降减小。但是加大母线尺寸会增加投资，还会增加其散热增加能量损失，故要选择经济的电流密度。
（3）减小极化电压
极化电压包括理论可逆分解电压、阳极过电压和阴极过电压等部分。可以增大阳极截面积以减小其电流密度，或者添加锂盐，增大阳极活性，在电解质内添加碱土金属卤化物，或添加AlF3、增大Al2O3浓度都有助于减小阳极过电压。
（4）减小阳极电压降
可以扩大现有阳极的截面积，即充分利用槽壳增大阳极在槽膛内的填充率。这样在不增加铝损失的情况下降低槽电压。
（5）减小阴极电压降
阴极电压降是指从铝液至阴极棒头这段导体中的电压降。改善阴极棒的电流分配状况可以减小阴极电压降。
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