我国古代就发明了湿法治金技术,其基本原理是什么
一、我国古代就发明了湿法治金技术,其基本原理是什么
我国古代湿法冶金的原理简单说就是就是金属矿物原料在液如神酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。有关的详解如下:
一、简介我国古代湿法冶金的情况以及原理:
中国古代的“湿法冶金”:西汉时期刘安所著《淮南万毕术》中记载有“曾青得铁则化为铜”其含义是把铁片放入硫酸铜溶液或其它铜盐溶液中,可以置换出单质铜。这种方法是现代湿法冶金先驱。
就是在铜的硫酸盐溶液中加入铁,可以得到铜。其实就是用金属性强的物质,去置换比它弱的金属(K、Ca、Na除外),如在硫酸铜溶液中加入金属锌或铁,可置换得到金属铜,这就是湿法炼铜的原理,主要反应为:(1)CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4; (2)CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换,从而发明了水法炼铜。它成为湿法冶金术的先驱,在世界化学史上占有光辉的一页。
二、必要补充解释:
中国在北宋时期已用湿法(胆铜法)生产铜,据《宋史·艺文志》记载,有《浸铜要略》一卷,可惜已失传。1752年西班牙里奥·廷托(Rio Tinto)开始用湿法生产铜。工艺与我国北闹亏宋胆铜法基本相同,其重要进展橡辩是采用人工焙烧硫化铜矿而不靠自然风化。同期,俄国古米雪夫斯基(Гумещевсκий)矿也开始用湿法生产铜。1889年开始用湿法生产氧化铝,以后湿法炼锌、金、银、钴、镍等工厂相继出现。
二、冶金工程专业课程有哪些
冶金工程专业课程主要包括以下几门:
物理化学:研究物质的物理性质和化学性质及其相互关系的科学。
金属学:研究金属及合金的组成、结构、性能与变化规律的科学。
冶金传输原理:探讨冶金过程中物质、能量传输的基本原理。
冶金原理:深入解析冶金过程中的化学反应及热力学、动力学基础。
钢铁冶金学:专门研究钢铁的生产工艺、设备及质量控制。
有色金属冶金学:专注于有色金属的提取、精炼及加工技术。
无机化学:研究无机物质的组成、结构、性质及变化规律。
金属学及热处理:涵盖金属材料的结构、性能及其在热处理过程中的变化。
冶金基础理论:为冶金工程提供基础理论支撑,包括冶金反应、相图等。
冶金工艺学:详细介绍冶金生产中的各种工艺流程和操作技术。
冶金设计基础:培养学生在冶金工程方面的设计能力和创新思维。
计算机在冶金中的应用:探讨计算机技术在冶金工程中的具体应用,如数值模拟、自动化控制等。
冶金实验基础:培养学生进行冶金实验的基本技能和数据分析能力。
这些课程共同构成了冶金工程专业的知识体系,旨在培养具备扎实理论基础和实践能力的高级工程技术人才。
三、金属冶炼的冶炼原理
1.还原法:金属氧化物(与还原剂共热)--→游离态金属
2.置换法:金属盐溶液(加入活泼金属)--→游离态金属
火法冶金(Pyrometallurgy)
又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中带乱加热至高温,熔化为液体,生成所需的化学反应,从而分离出用于精炼的粗金属的方法。
湿法冶金(Hydrometallurgy)
湿法冶金是在酸、碱、盐类的水溶液中发生的以置换反应为主的从矿石中提取所需金属组分的制取方法。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。世界上有75%的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴,锆-铪,钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离,取得显樱行陪著的效果。
3.电解法:熔融金属盐(电解)--→游离态金属(金属单质)
电解脊蠢法应用在不能用还原法、置换法冶炼生成单质的活泼金属(如钠、钙、钾、镁等)和需要提纯精炼的金属(如精炼铝、镀铜等)。电解法相对成本较高,易造成环境污染,但提纯效果好、适用于多种金属。
四、冶金工艺与设备专业课程设置
冶金工艺与设备专业课程设置涵盖了一系列深入和全面的领域,旨在为学生提供扎实的理论基础和实践技能简野。以下是该专业的主要课族咐哪程内容:
冶金原理:这是学习冶金行业的基石,学生将理解金属从矿石到成品的整个生产过程中的基本原理。
冶金炉热工基础:涉及炉子的设计、运行和优化,是理解高温冶金过程核心要素的关键课程。
冶金通用机械:使学生掌握冶金生产中各类机械设备的操作与维护,保证生产流程的顺畅进行。
金属学及热处理:研究金属的性质、加工方法及其在不同温度下的处理技术,对金属性能有深入理解。
在金属精炼方面,有:
烧结与球团:研究固体原料的预处理技术,为后续冶炼做准备。
稀贵金属提取:专门针对稀有金属的提取工艺,对环保和资源利用具有重要意义。
烟气制酸工艺:处理冶金过程中产生的废气,实现资源回收和环境保护。
过程控制和操作实践课程包括:
冶金过程检测与控制:确保生产过程的精准控制,提高产品质量。
高炉操作、转炉炼钢、电炉炼钢:分别涉兆码及不同类型的炼铁和炼钢技术。
现代冶金学:研究冶金领域的最新理论和前沿技术。
连续铸钢:介绍连续铸造工艺,提高钢的质量和生产效率。
最后,针对特定金属的冶炼技术有:
炉外精炼:专门针对铁、钢等金属的精细化处理。
铅冶金、锌冶金、铜冶金、铝冶金:分别针对这些金属的特殊冶炼方法和工艺。