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镨钕金bob游戏中心属工艺百科
发布时间:2021-09-20 11:57:03 来源:未知

  bob体育登录研发成功的镍钼矿全湿法处理综合回收Mo、Ni、U、V有价金属的工艺技术。镍钼矿为我国特有的一种多金属矿资源,主要分布在贵州遵义、湖南张家界,属沉积型多金属矿床,伴生贵金属,这种矿当地百姓也称为石煤。镍钼矿除含有有价金属Ni、Mo外,还含有铂族金属和稀土金属及放射性元素U,是一种多金属复杂矿,具有重要的经济意义,其中贵州遵义和湖南西北部的镍钼矿资源以其资源储量大、镍钼及贵金属品位高等特点,极具开采价值。我国镍钼矿,镍钼共生产关系密切,部分镍钼矿物嵌布粒度非常细小,是难选冶矿,综合回收困难,尽管很多单位和科技工作者进行大量的试验研究和小规模的生产,但一直没有理想的选矿和冶炼方法。目前常用的镍钼矿处理方法基本上有两种:1) 镍钼原矿→氧化焙烧→矿热炉熔炼→Ni-Mo合金工艺,得到镍钼合金含Ni5%左右,含Mo 8%~14%,作为初级产品进入市场,工艺过程中钼的回收率低;2) 脱碳→焙烧(烧结)→碱浸→净化→酸沉→煅烧→氧化钼工艺,生产工业等级的氧化钼。脱碳过程在露天进行,造成严重的环境污染。国内现有镍钼矿浓酸熟化浸出-溶剂萃取工艺的优点是工艺简单,缺点是SO2污染,金属铀未进行综合回收造成环境污染。另外一种工艺是高温,用氧气氧化浸出,虽去除了SO2的污染,但缺点是浸出率低。这些工艺方法、焙烧工序均存在铀对环境污染,同时还造成SO2等有害气体对环境的污染,产品的质量不稳定,金属回收率低,综合回收困难等缺点;另外生产规模小,均<500 t 钼酸铵/a。镍钼矿全湿法处理工艺对有价金属实现综合回收,无有害气体对环境的污染,金属回收率高,能使矿产得到综合利用。研究工艺主要特点是采用弱碱性高温氧压浸出,金属浸出率高、杂质浸出少、纯化工作相对简单、试剂消耗低、成本低、经济效益高,同时综合回收了放射性元素铀、尾渣中含铀低于0.005%,放射性比活度小于1000 Bq/kg,达到国家豁免标准值。

  电迁移法提纯所用设备见图1和图2。在电迁移提纯时,将稀土金属试棒固定在正负电极之间,在高真空或惰性气氛下用直流电将试棒加热到一定温度并保持一定时间,使杂质向两端移动而金属得到净化。在试棒进行电迁移处理后,将两端杂质含量高的部分切除,再照此进行第二次、第三次提纯处理,这样可明显降低金属中的杂质含量。  图1  电迁移设备示意图   1-试棒;2-钽夹头;3-绝缘垫;4-不锈钢阴极;5-不锈钢阳极; 6-观察孔;7-线  电迁移设备的电极结构        电迁移法用于稀土金属提纯最早由Huffine和Williams[14]于1961年提出,当时要提纯金属Y(O3800,N510,Si55,Ni250,Fe150μg/g),经1230℃氩气保护下连续处理200h,O、N含量分别降至650μg/g和250μg/g,Ni、Si、Fe的含量也降低了3~5倍。1990年日本科技厅金属材料研究所用电迁移法处理金属铽,使其氧含量从0.1%降到了0.005%,明显减少了金属中的气体杂质。Verhoeven从理论上探讨了电迁移法提纯金属的程度,他认为固态电迁移的主要局限在于环境的污染,除非使用超高真空设备和高纯惰性气体,此外还有赖于提高处理时间和温度,然而最高处理温度又受到金属熔点及其蒸气压的限制。另一个主要参数就是电流密度,增加电流密度可提高溶质的迁移性。同时,改变待处理样品的形状,使样品有最大的表面积/体积比,这样可在相同处理温度下获得更高电流密度。

   金属硅工艺简单易于操作,可制备高浓度硅溶胶。 硅溶胶是二氧化硅在水中的胶体溶液,其胶粒粒径在1-100nm,工业上用得最多的是粒径在8-20nm的硅溶胶。硅溶胶可广泛用于建筑涂料、精密铸造、催化剂载体、耐火材料等行业。目前工业上制备硅溶胶的主要方法有离子交换法、单质硅溶解法和电渗析法等。本技术拟解决的问题是提供一种稳定性好的以金属硅粉为原料、氨作稳定剂的碱性硅溶胶的制备方法。 工艺特点1.使用金属硅粉为原料制备的硅溶胶质量指标容易控制,易于使Na2O含量0.3%以下;2.工艺简单,易于操作;3.与离子交换法相比,生产效率高,反应周期短,一个循环只需5-6h;4.硅粉转化率高,生产成本低,一吨普通硅粉可以制备出六吨浓度16%的硅溶胶;5.以氨作稳定剂,可明显提高硅溶胶的室温稳定性;6.硅溶胶浓度可根据需要进行调整,亦可一步制备出浓度为30%的硅溶胶。 经济效益核算根据硅粉(约6000-8000元/吨)、定浓度硅溶胶的价格以及一吨普通硅粉可以制备出六吨浓度16%的硅溶胶,参考当地技术经济条件,可以很容易核算出本项目的经济效益。 更多关于金属硅工艺的资讯,请登录上海有色网查询。

  在现有的多金属矿浮选过程中,有价金属往往以硫化矿和氧化矿两种方式存在,现在针对这类资源一般选用先浮硫化矿后浮氧化矿的浮选工艺。 文书明、等人针对云南东川新矿区、迪庆羊拉、新疆拜城的超越200万吨的混合铜矿,选用“低能耗碎磨矿-硫化铜自活化浮选-结合铜桥联浮选-钙镁反浮选-酸浸提铜”的办法进行处理。 乔吉波针对某杂乱难选铜铅锌多金属矿样选用先选硫化矿后选氧化矿的准则流程,断定了“铜铅混浮-铜铅别离-再浮锌-选氧化铅”的浮选工艺,完成了有价矿藏铜铅锌矿的有用别离方针。刘万峰针对河北张家口某铅矿中硫化铅、氧化铅含量都高的特色选用“先浮硫化铅-脱泥-再浮氧化铅”流程。 赵平等人针对某高氧化率钼矿选用硫化钼和氧化钼混合浮选全浮选流程。赵平等人针对某含金氧化钼矿,选用优先浮选辉钼矿,将金富集到硫化钼精矿中,然后再浮选氧化钼矿藏,硫化钼精矿经脱药按捺辉钼矿后化浸出收回金的工艺流程,使矿石中钼和金得到归纳收回。 陈代雄针对伊朗某难选氧化锑选用“先硫后氧”和“浮重结合”的选矿流程,其间硫化锑矿选用惯例浮选工艺,粗粒氧化锑矿选用重选工艺,细粒氧化锑矿选用浮选工艺。

  高含量金铂钯贵金属用加盐稀剂快速溶解,用无水乙醇赶硝过滤后用水调金属含量100G/L,用调至1.5MOL,用氧化剂调溶液为氧化性,再上机萃取,此刻DBC不共萃铂钯铱,S201不共萃铂铱,N235不共萃铱,萃取时工艺流通,在深圳江先生厂处试验两种方法(一起在老家也在试验,用DDO、绚烂绿,碘量法盯梢检测铂钯金铱的走向,电话报数据)萃取。 一是经溶解无水乙醇赶硝过滤、调含量、调酸后直接萃取,成果S201萃取钯慢(10分钟),部分钯难以萃取,并且有少数铂共萃。 二是加盐稀剂快速溶解,用无水乙醇赶硝后过滤,调含量、调酸后加定量氧化剂氧化10分钟,上机萃取,经屡次重复试验,金铂钯铱萃取别离十分完全,特别是S201萃取钯敏捷(3.5分钟),钯在萃残夜中无残留,铂不共萃,这已成为我萃取别离、精炼金铂钯造液准则。

  该厂所处理的矿石属外生含独居石磷钇矿的海滨砂矿床。金属矿物主要有独居石,磷钇矿,锆英石,金红石,白钛矿,钛铁矿及少量锡石。脉石矿物有电气石,石英,长石,黑云母,白云母,萤石,十字石,石榴石及透辉石等。原矿中大于0.15mm粒级的矿石占78%,而稀土矿物主要分布在小于0.15mm粒级中,除磷钇矿稍粗外,大部分在0.125~0.074mm之间。锆英石及钛铁矿主要在0.074~0.261mm之间。矿物中有用元素分散,REO在独居石、磷钇矿中只占74.04%,ZrO­2在锆英石中仅占57.69%,TiO2在钛铁矿、金红石中仅占50.13 %。部分主要呈细小包裹体或类质同象、离子吸附状态分布于石英,长石,云母等脉石矿物中。 矿石为露天水力开采,有用矿物大多已单体解离,无需破碎和磨矿。选矿过程由粗选作业和精选作业组成。粗选作业采用以螺旋溜槽为主的重选流程。精选作业是先用摇床选别后,再按回收的要求分为独居石、钛铁矿、锆英石、磷钇矿、金红石及富中矿等六个选别系统分别经重选、浮选、电选、磁选等选矿方法反复选别,直到选出最终合格精矿为止,流程比较复杂。

  矿石破碎;(2)磨矿工艺;(3)选别技能;(4)烧结球团技能; 锰: 机械选(包含选矿、筛分、重选、强磁选和浮选),以及火法副集,化学选矿法等。 铬: 选用跳钛机、摇床、螺旋选矿机、离心选矿机和皮带溜槽选别,也用水力分选别过摇床中矿。 钛钒磁铁矿: 是在对它经一段磨矿,一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿之后的磁尾进行。 铜: 浮选、磁选、重选等办法或湿法冶炼等。 铅锌: 一般用磁-浮、重-浮、重-磁-浮等联合选矿办法。 铝: 一般选用手选。 镍: (1)浮选;(2)选用破碎、筛分等工序预先除掉分解程度弱,含镍低的大块基岩。 钴: 一般选用浮选。 钨: 按矿石类型钨选矿分为黑钨和白钨。选矿办法有手选、重选、浮选、磁选、和电选等办法。 锡: 选矿办法为重力选矿、浮选工艺。 钼: 主要是浮选法。 : 有手选、重选和浮选,其间以浮选使用广泛也最有用。 锑: 主要有手选、重选、浮选等办法。 铂族: (1)合理球磨,选用适宜的旋流器分级; (2)回收率; 金:金在矿石中含量极低,提取黄金需要将矿石破碎和磨细并选用选矿办法使金分离出来。主要是重选和浮选。 银: (1)浮选法; (2)单一浮选法和浮-重选法、浮选化法的联合流程,其间以浮选最为重要。 铌钽铍锂: 手选法、浮选法、化学或化学-浮选联合法、火热选法、放射性选法、粒浮选矿法。 : 重石社天青石选矿中最常用的办法,最遍及的结构流程为以跳汰-摇床为主体的流程。 稀土金属: 一般选用磁选、浮选得到精矿含稀土氧化物约60%。

  冷喷涂技能是在镁合金表面上生成厚的铝镀膜的一种有用办法,该办法对表面制备要求不高,并且对镀件的力学或热学特性无需顾及。铝镀膜表现出对镁元件具有避免各种以及电腐蚀的才能。许多时分,仅在钢紧固件周围需求进行电池腐蚀维护,而冷喷涂恰恰是一种对露出镁表面进行部分维护的立异技能。冷喷涂的技能特色冷喷涂防腐是一项性技能,凭借这项技能可直接、就地在镁合金上生成厚的铝镀膜到达下降或扫除常见或电腐蚀构成的损害。这项技能有望战胜原有镁合金防腐技能的缺陷,然后有助于将镁用于轿车的外部元件。冷喷涂技能的的工艺原理冷喷涂是一项锋芒毕露的固态工艺。该办法可将以超声加快的固体颗粒的动能在碰击到镀件表面时转变为热能,然后完结冶金焊接。该工艺的原理是:每种金属均有其特定的、与温度相关的临界颗粒速度,当颗粒运动超越这一速度时即会焊接于镀件之上。在传统的热喷涂工艺中,因为温度较高,镀层与镀件材料均会被氧化、发作冶金形变和剩下张应力。反之,冷喷涂工艺制成的镀膜,孔隙度很低(0.5%),并且防氧化、防相变,对多种金属、金属陶瓷或其他材料组合均可削减张应力。在高压冷喷涂技能中,高压氦或氮(350~450磅/平方英寸)用作载气,可将喷涂材料加快到超声速度。气体被加热并强制经过一个聚集-发散喷头(deLaval),该处被加快至超声速度(大于1000米/秒)。喷涂颗粒在喷头上游方被沿轴向注入。在低压冷喷涂技能中,氮或空气被加压至70~15磅/平方英寸,而喷涂粉末在喷头的发散部位的下游方沿径向注入。低压冷喷涂体系是手提式的、运作更经济,颗粒速度可达800米/秒。便携式冷喷涂机可用于铝、铜、锌及其他金属组合的喷涂。便于带着特性使低压冷喷涂机更适用于户外保养和修正。冷喷涂技能是在镁合金表面上生成厚的铝镀膜的一种有用办法,该办法对表面制备要求不高,并且对镀件的力学或热学特性无需顾及。铝镀膜表现出对镁元件具有避免各种以及电腐蚀的才能。许多时分,仅在钢紧固件周围需求进行电池腐蚀维护,而冷喷涂恰恰是一种对露出镁表面进行部分维护的立异技能。可是,为了了解和改进冷喷涂工艺有必要进行更充沛的研讨,尤其是关于多种材料组合以及冷喷涂工艺自身的不断开展立异,以及更佳的使用材料于未来技能,还需求进行许多的研讨工作。热喷涂技能和冷喷涂技能的差异热喷涂技能是把某种固体材料加热到熔融或半熔融状况并高速喷射到基体表面上构成具有期望功能的膜层,然后到达对基体表面改质意图的表面处理技能。因为热喷涂涂层具有特殊的层状结构和若干细小气孔,涂层与底材的结合一般是机械办法,其结合强度较低。在许多情况下,热喷涂能够引起相变、部分元素的分化和蒸发以及部分元素的氧化。冷喷涂技能是相关于热喷涂技能而言,在喷涂时,喷涂粒子以高速(500~1000m/s)碰击基体表面,在整个过程中粒子没有熔化,坚持固体状况,粒子发作纯塑性变形聚合构成涂层。冷喷涂技能近年来在、美国、德国等都得到了很快的开展冷喷涂技能的适用材料规模在冷喷涂过程中,因为喷涂温度较低,发作相变的驱动力较小,固体粒子晶粒不易长大,氧化现象很难发作。因此适合于喷涂温度灵敏材料如纳米相材料、非晶材料、氧灵敏材料(如铜、钛等)、相变灵敏材料(如碳化物等)。现在纳米粉末的研讨越来越广泛,其颗粒自身较小,在功能上与固体彻底不同,展现出许多优于本体结构的新的特有的性质。近年来,纳米涂层制备引起了人们的爱好。研讨标明因为晶粒尺度效应和许多晶界的存在,纳米涂层具有比传统涂层更优秀的功能]。表面纳米晶能够使材料表面(和全体)的机械和化学功能得到不同程度的改进。用传统的喷涂办法喷涂到基体表面上会引起其成分、功能与结构的改变;而用冷喷涂将会保存其根本的结构和性质,使得纳米涂层的喷涂能以完成。

  (1)一般选用重选或浮选,或重选—浮选联合流程处理。氧化矿石一般经破碎磨矿后用重选法得高档次铂精矿。氧化和硫化混合型矿石常选用重选一浮选流程处理。单一硫化型铂矿石适于用浮选工艺选收。 (2)铂族金属的提取从砂铂矿的重选精矿中提取铂族金属最有用的办法是混法。为促进混可参加锌片,混产品用硫酸或处理,便可取得含铂族金属近50%的粗铂产品。 脉铂矿的精矿需熔炼成高锍,然后提取伴生的铜镍,再将含铂族金属的富集物精粹别离和提纯。从铜镍硫化矿中产出的含铂族金属的铜镍精矿,铂族金属的含量低,铜镍精矿用电炉熔炼并经转炉吹炼后得到高铂。高铂经磨矿浮选选出硫化铜和硫化镍。铂族金属富集于镍铁合金中,镍铁合金用磁选法收回,取得富含铂族金属的镍铁合金再熔炼、别离和提纯。 (3)铂族金属的别离和提纯铂族金属的别离和提纯工艺流程因质料成分、含量的不同而异。将处理高冰镍磁选所得合金铸成阳极电解时,铂放金属即进人阳极泥,阳极泥经酸处理后,得到铂族全属精矿。 将用各种选别工艺得到的铂族金属精矿以及镍、铜等电解精粹得到的阳极泥用溶解,钯、铂、金均进入溶液。用处理以损坏亚硝酞化合物(赶硝),然后加硫酸亚铁堆积出金。加氯化铵,铂呈铵(NH4)2PtCl6堆积,锻烧铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。别离铂后的滤液,加人过量的氢氧化铵再用酸化,堆积出二氯二络亚把Pd(NH3)2Cl2方式的钯,再在中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。 经上述处理后的不溶物与碳酸钠、硼砂、PbO密陀僧和焦炭共熔,得贵铅。用灰吹法除掉大部分铅,再用硝酸溶解银和残留的铅,铑、铱、钌、锇富集于残渣中。将此残渣与熔融,铑转化为可溶性硫酸盐,用水浸出,加堆积氢氧化铑,再用溶解,得氯铑酸。溶液提纯后,加人氯化铵,浓缩,结晶出氯铑酸铵(NH4)3RhCl6。在中煅烧,可得海绵铑。 在熔融时,铱、锇、钌不反响,仍留于水浸残渣中,将残渣与和苛性钠一同熔融,用水浸出;向浸出液中通人并蒸馏,并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵,则锇以铵盐方式堆积,在中缎烧,可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵,可得钉的铵盐,再在中煅烧,可得钌粉。 浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱IrO2,用溶解,加氯化铵沉出粗氯铱酸铵(NH4)2lrCl6,经精制在中煅烧,可得铱粉。 将铂族金属粉末用粉末冶金办法或经过高频感应电炉熔化可制得金属锭。 近年来,用溶剂萃取法别离提纯铂族金属的工艺得到运用,常用的萃取剂有磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧膦(TRPO)、二丁基卡必醇(DBC)、烷基亚砜等。 制取高纯铂族金属,一般将金属溶解后,经重复提纯。精制办法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复堆积等,然后再以铁盐沉出,经煅烧可得相应的高纯金属。 (4)铂族金属矿产资源的归纳利用实例 下部是蚀变的纯橄揽岩、蛇纹岩和坚固的堆积岩层,含矿砂砾厚0.6-1.8m。运用尤巴(Yuba)采砂船发掘,发掘深度可到达水面以下15-。采砂船有94个发掘斗,每斗容量为225L,以每分钟31个斗的速度工作。每年(5-11月)大约发掘106m3矿砂,可生产466kg粗铂。 粗选在采砂船上完结。物料由发掘机铲斗倒人主漏斗,再给人直径2.3m、长11m的旋转圆筒洗矿筛筛孔直径9.5-16mm。+10mm物料作为尾矿抛弃.筛下物料给人双层溜槽(1.06m x6.3m)选别,溜槽尾矿进人6台跳汰机(双室1.06mx 1.06m)再选,跳汰尾矿丢掉,溜槽和跳汰粗精矿送岸上精选。采砂船产出的粗精矿含粗铂、部分金以及适当数量的磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿等。船产粗精矿先经4台2.4m的威尔弗里(Wilfley)摇床选别,摇床精矿经磁选,除掉磁性矿藏,非磁性产品再经风力选矿除掉密度小的脉石矿藏,取得终究铂精矿。铂精矿含铂族金属达90%,其间铱的含量在4%-33%的范围内动摇。铂精矿再送约翰逊一马特(John-SonMattey)公司处理。 2)脉铂矿的选矿。南非吕斯腾堡(Rusrenburg)铂矿公司的脉铂矿选用重选和浮选联合流程处理。该脉铂矿有氧化矿和硫化矿两种矿石,氧化矿石含铂族金属7-15g/t,收回率在65%-85%之间;从硫化矿石中收回的铂族金属收回率为87%。脉铂矿选矿流程:原矿经一段磨矿后直接给人单槽浮选机,采纳这一办法的意图是在磨矿回路中尽快地收回易于解离的粗粒硫化物,单槽浮选作业的粗精矿经摇床精选得高档次精矿。二段磨矿的旋流器溢流(-0.075mm占30%-60%)进入浮选流程,浮选流程结构为一次粗选、二次扫选、中矿再选。浮选药剂:硫酸铜、黄药、酸、羟甲基纤维素等。 技术指标:浮选精矿产率4%--5%,铂族金属档次66 g/t,收回率82% -87%。 浮选铜镍混合精矿在巴特纳(Biittner)加热枯燥炉中枯燥,使水分从21%削减到7%。枯燥精矿磨成粉不增加粘结剂,置于直径3m的制粒盘造球产出直径巧mm、含水10%的球团矿,然后在旋转干操器中燥至水分小于2%。球团矿的熔炼用18.5MW的电炉。炉料由76%的球团矿、22%的石灰及2%的回炉料组成。电炉每月处理精矿12500t。炉渣接连水悴,在球磨与旋流器组成的回路中磨到60%-0.075mm,俘选收回其间的有价金属。电炉产出的锍(冰铜)进人3mX6 m的皮尔斯-史密斯转炉中吹炼,高锍经过缓冷、磨浮、磁选,得到磁性铜镍合金,再经过加压酸浸,产出含铂族金属60%(包含金)的产品。 3)铜镍硫化矿中铂族金属的收回。金川有色金属公司有两座镍选矿厂,一选厂于1965年投产,现生产规模为1600t/d,处理一矿区富矿石;二选厂于1967年投产,生产规模为6000t/d,处理一矿区贫矿声1983年二矿区富矿体出矿,二选厂改扩建后开端处理二矿区富矿石,现生产规模为9000t/d。此外,在冶炼厂区具有一座生产规模为210t/d的高锍磨浮选矿厂。 金川镍矿归于岩浆熔离型矿床,共有4个矿区。其间二矿区金属储量占全矿区地质储量76%,一矿区占总储量的16%。一、二选矿厂的选矿流程均为单一浮选流程。经过选矿,铂族金属富集于铜镍混合精矿中。铜镍混合精矿经熔炼得高冰镍,在高冰镍中含有的铂族金属及金、银绝大部分存在于合金中,然后再进一步从合金中别离出单一的铂族金属。 4)从浸出渣中收回铂族金属。金川铜镍矿选矿新工艺流程研讨中产出的含镍磁黄铁矿精矿。经氧压浸出提取镍、铜、镁后,浸出渣中含铂族金属及金、银和少数残留的镍、铜。选用浮选办法收回这些稀贵金属是可行的。选冶新工艺流程的扩展实验,取得了杰出的成果。稀贵金属、硫化物、元素硫及铁得到了归纳收回。 ①浸出渣的性质。浸出质料为含镍铜磁黄铁矿精矿,粒度82.3%-0.053mm。浸出进程中贵金属及少数铜镍呈微细粒堆积物(次生状况)和浸出剩余的硫化物(原生状况)存在于很多铁氧化物中。因为在酸和表面活性剂溶液中经过氧压浸出的物理化学进程,渣的性质很杂乱。浸出渣的主要成分是铁的氧化物、未分化的金属硫化物、元素硫、二氧化硅及少数的硫酸盐。 ②选矿工艺。原渣温水洗刷,扫除可溶性盐及硫酸根,以削减对浮选进程的搅扰及药剂消耗量;为改动氧压浸出进程中被污染的硫化物表面性质,增加适合的调整剂来进步浮游活性;加人涣散剂涣散细泥,再运用絮凝剂很多的氧化铁絮凝成团,净化浆液,以利于浮选药剂与铂族金属、贵金属及硫化物之间的相互作用。

  铟矿藏多伴生在有色金属硫化矿藏中,特别是硫化锌矿,其次是方铅矿、氧化铅矿、锡矿、硫化铜矿和硫化锑矿等。虽然在一些有色金属精矿中铟得到开始富集,但因为铟档次低,一般不行直接作为提铟质料。而上述有色金属精矿经过冶炼或高炉炼铁后得到的粗锌、粗铅、炉渣、浸出渣、溶液、烟尘、合金、阳极泥等是提铟的首要质料。 铟的提取工艺以萃取-电解法为主,这也是如今世界上铟出产的干流工艺技能。其准则工艺流程是:含铟质料→富集→化学溶解→净化→萃取→反萃取→锌(铝)置换→海绵铟→电解精粹→精铟。 铟大都与其性质类似的锌、铅、铜和锡等共生,现已发现有天然铟、硫铟铁矿(FeIn2S4)、硫铟铜矿(CuInS2)、硫铜锌铟矿[(Cu,Zn,Fe)3(In,Sn)S4]和羟铟矿[In(OH)3]等5种含铟矿藏。铟在硫化矿中的含量最高,闪锌矿是首要工业来历,铜矿、方铅矿、黄锡矿与锡石也含有较高的铟,但因为产值很少,十分涣散,不能作为直接出产铟的质料,一般是从锌、铅、锡等重金属冶炼的副产品中收回出产。因为稀散金属离子在化学性质上有许多类似之处,构成别离、富集、收回上的困难,近年来,跟着铟需求量不断添加,关于铟的富集、收回进行了许多的研讨。 世界上铟产值的90%来自铅锌冶炼厂的副产品。铟的冶炼收回办法首要是从铜、铅、锌的冶炼浮渣、熔渣及阳极泥中经过富集加以收回。依据收回质料的来历及含铟量的不同,使用不同的提取工艺,到达最佳装备和最大收益。常用的工艺技能有氧化造渣、金属置换、电解富集、酸浸萃取、萃取电解、离子交换、电解精粹等。当时较为广泛使用的是溶剂萃取法,它是一种高效别离提取工艺。离子交换法用于铟的收回,还未见工业化的报导。在从较难蒸发的锡和铜内别离铟的过程中,铟大都会集在烟道灰和浮渣内。在蒸发性的锌和镉中别离时,铟则富集于炉渣及滤渣内。出产铟的办法虽然有多种,可是据有关资料报导,现在最常见、并且卓有成效合适于工业出产开展需要的办法有下列几种: 一、从炼锌副产品中收回铟 日本同和矿业公司以炼锌中发生的净液残渣作为质料,先别离和浸出,脱铜、脱铝,除掉质猜中与镓铟性质类似的重金属,然后在富集镓铟的溶液中参加,混合拌和,调整酸度之后,再用醚萃取铟,使它和镓及金属别离。最终用水反萃出铟,再经置换,熔融和电解。 在每次电解中需调整电流密度和电解液的酸度,以除掉微量的镉、锡和铝等,出产出4 N 以上的金属铟。此外,铟的挑选性别离法是把铅、锌冶炼过程中发生的含有微量的铟烟尘、阳极泥等各种残渣以及电解排出液作为质料,选用含萃取剂二(2-乙基己基)酯的有机溶剂,于pH小于1.0的条件下,对含铟及金属的硫酸溶液萃取,然后用在30-700C 进行反萃,然后挑选性别离铟。其萃取铟的功率可高达98%以上。 二、硬锌真空蒸馏提锌和富集锗铟银 “硬锌真空蒸馏提锌和富集锗铟银”项目归于材料学科,冶金技能领域科研项目。硬锌是粗锌火法精馏过程中产出的一种中间产品,是由粗锌中的高沸点物质组成,其首要是以锌铅铁砷为主体并含有锗铟银等元素的多元合金。硬锌的产出率约占粗锌处理量的4%。由昆明理工大学中国工程院院士戴永年等人掌管研讨的“硬锌真空蒸馏提锌和富集锗铟银”项目获得了2003年度国家技能创造奖二等奖。 该技能用“真空蒸馏法提锌和富集锗铟银”的新流程及新工艺,并成功地研发了与该工艺流程配套的出产设备,打破了惯例的在现有出产技能上进行技能改造的传统做法,获得了成功。有关专家点评道,该创造工艺属国内首创,且安全可靠,操作便利,无“三废”污染,属“绿色冶金”新技能,契合国家所倡议的资源归纳利用的可持续开展战略,具有新颖性、创造性和实用性。 三、从矿渣中收回金属铟 从锑、锌矿渣中收回金属铟一般选用酸化浸出-萃取法。在其他矿渣中如铁矾渣、铜渣等也含有稀散金属铟。冰铜冶炼转炉吹炼得到的铜渣中铟含量达0.6%~0.95%,具有较大的收回价值。从铁矾渣中富集、收回铟可选用复原蒸发处理和萃取提铟新工艺,将铁矾渣在高温下用炭复原,并参加某助剂使铟从渣中蒸发出来,构成富铟物料,再进行浸出-萃取-电积,可得到纯度为99.99%的高纯铟,铟收回率大于80%,一起处理了铁矾渣的污染问题。 四、从烟灰中收回金属铟 冶炼烟灰中首要含有锌、铅、铜和铁等金属,一起含有少数铟。铟在冶炼烟灰中首要以In2O3,In2S3和In2(SO4)3等物相存在。从冶炼烟灰中收回铟首要选用酸浸—溶剂萃取法。株洲冶炼集团选用硫酸直接浸出—萃取法从铅浮渣反射炉烟尘中提取铟,在200g?L-1硫酸溶液中浸出,铟的浸出率为90%,用P204作萃取剂,恰当条件下溶液中铟的萃取率可达85%,用HCl作反萃剂,反萃率在95%以上。在酸浸过程中参加NaCl有利于进一步进步铟的浸出率。对铅烟灰进行酸化焙烧—水浸,铟浸出率进步到88%以上。在萃取过程中选用P204水平箱萃取法,铟的萃取率从90%进步到95%。 五、从废水中收回金属铟 (一)萃取法 在铟的富集与收回中,萃取是重要的办法,萃取剂包含二(2一乙基己基)(HDEHP、P204),P5708、P507D、P350、PV?HQPF、Cyanex923、TR-PO、TBP和石油亚砜等。 (二)离子交换法 萃淋树脂具有萃取剂流量少,柱负载量高,传质性能好等长处,广泛使用于别离工程。 (三)液 液膜别离法是一种高效、快速、节能的高新别离技能。以P291为活动载体,L113A为表面活性剂,液体石腊为膜增强剂,火油为膜溶剂,硫酸和硫酸肼水溶液为内相试剂,用该乳状液膜系统对铟进行别离富集。 六、从合金中收回金属铟 以铅、锡等为主体的多元合金及金属化合物,含有铟、锗等有价金属,可选用碱熔、酸浸的办法收回铟、锗等有价金属。如电炉底铅是以铅、锡等为主体的多元合金及金属化合物,往电炉底铅中参加NaOH,进行碱熔和碱煮,将细浸出渣酸浸,两段酸浸的铟总浸出率达99%,铟直收率达84.3%。 我国铟的提取工艺在上世纪90年代初获得打破,在有色金属工业快速开展的大布景下,铟的提取工艺遍及十分快,特别是铟价高涨之后,铟的归纳收回遭到厂商的遍及注重,国内科研单位和出产厂商针对各种含铟物料的提铟工艺又获得长足进展,因而我国铟产值增加敏捷。首要出产供应商工艺特色在于针对不同的含铟质料采纳不同的开始富集办法和溶解技能,再依据介质状况挑选合适的萃取剂。如华锡集团和柳州铟泰科技有限责任公司提铟质料为含铟量大约0.2%的炼锌铁钒渣;葫芦岛锌厂、韶关华力公司、韶关冶炼厂则是从含铟2%~3%的硬锌块中提铟;株洲冶炼厂用置换渣(铟2%~3%)作为提铟质料;柳州锌品公司从出产立德粉的浸出渣(含铟0.2%)中提炼。

  铁:(1)矿石破碎;(2)磨矿工艺;(3)选别技能;(4)烧结球团技能; 锰:机械选(包含选矿、筛分、重选、强磁选和浮选),以及火法副集,化学选矿法等。 铬:选用跳钛机、摇床、螺旋选矿机、离心选矿机和皮带溜槽选别,也用水力分选别过摇床中矿。 钛钒磁铁矿:是在对它经一段磨矿,一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿之后的磁尾进行。 铜:浮选、磁选、重选等办法或湿法冶炼等。 铅锌:一般用磁-浮、重-浮、重-磁-浮等联合选矿办法。 铝:一般选用手选。 镍:(1)浮选;(2)选用破碎、筛分等工序预先除掉分解程度弱,含镍低的大块基岩。钴:一般选用浮选。 钨:按矿石类型钨选矿分为黑钨和白钨。选矿办法有手选、重选、浮选、磁选、和电选等办法。 锡:选矿办法为重力选矿、浮选工艺。 钼:主要是浮选法。 :有手选、重选和浮选,其间以浮选使用广泛也最有用。 锑:主要有手选、重选、浮选等办法。 铂族:(1)合理球磨,选用适宜的旋流器分级;(2)回收率; 金:金在矿石中含量极低,提取黄金需要将矿石破碎和磨细并选用选矿办法使金分离出来。主要是重选和浮选。 银:(1)浮选法;(2)单一浮选法和浮-重选法、浮选化法的联合流程,其间以浮选最为重要。 铌钽铍锂:手选法、浮选法、化学或化学-浮选联合法、火热选法、放射性选法、粒浮选矿法。 :重石社天青石选矿中最常用的办法,最遍及的结构流程为以跳汰-摇床为主体的流程。 稀土金属:一般选用磁选、浮选得到精矿含稀土氧化物约60%。

  一、前语 电解金属锰是一种非常重要的化工质料,广泛使用于钢铁、有色金属、化工、医药、食物和科研等方面。我国于1956年建成第一条出产线年我国电解锰的产值到达49.4万t,成为全球最大的电解锰出产国、出口国和消费大国。 清洁出产是指经过不断改善规划、选用先进的工艺技能与设备、运用清洁的动力和质料、改善办理、综合使用等方法,到达“节能、降耗、减污、增效”的意图。清洁出产是完成环境维护战略由“结尾”操控转向污染全进程操控的必经之路,也是执行科学发展观,引导厂商走新式工业化路途的重要途径。电解锰作为一个高污染、高能耗的职业,施行清洁出产尤为重要。 本文以国内电解锰龙头厂商中信大锰矿业有限责任公司大新分公司的出产工艺为例,对电解锰职业清洁出产进行了分析。 二、研讨实例 该公司电解锰的首要质料是碳酸锰粉、浓硫酸、二氧化锰粉与液,辅佐增加剂为福美钠与二氧化硒。经过对电解锰技能的不断研讨与改善,现在选用的工艺流程见图1。 工艺阐明:电解槽阳极液与98%浓硫酸顺次通入化合槽中,用投料车参加碳酸锰粉,反响挨近结尾时(经过余硫酸检测指示,8~9g∕L),参加一氧化锰(由二氧化锰复原焙烧制备),反响挨近结尾时(余酸2~3g∕L)投入二氧化锰(阳极泥)氧化贱价铁,参加液调理pH值至3.8~4.2使铁以Fe(OH)3的方法分出,以上进程均在化合槽中进行。然后将浸出液送至压滤车间,经板框压滤机压滤,滤液进入沉积池。参加福美钠(C3H6NS2Na·2H2O)使滤液中的Co、Ni等重金属以螯合物的方法分出,试纸检测无重金属后,经板框压滤得到精滤液。精滤液温度一般在80℃左右,而电解的适合温度在38℃~42℃之间,需求降温处理。在静置池中天然降温,电解时锰分出时简略被氧化,需先在静置池参加二氧化硒2~3kg/t产品作为抗氧化剂,静置调整进程一般为24h,得到合格的电解液。然后将合格液送人电解槽电解,电解槽阴极板分出纯度在99. 9%的金属锰片,经钝化、洗刷、烘干、剥离后即得到产品。电解槽用隔阂袋将电解液与阳极液分隔,阳极液中含有很多的Mn、(NH4)2SO4及H2SO4,回用到浸出工序。阳极发生阳极泥(90%以上为MnO2),回用到氧化除铁工序。图1  电解锰出产工艺流程图 三、清洁出产分析 (一)工艺分析 1、中和 按工艺要求,浸出液余酸有必要要求操控在1~2g/L。而碳酸锰的浸出结尾时余酸在8~9g/L,因而需求中和,传统选用双飞粉(首要成分为碳酸钙)中和,糟蹋了很多酸,一起增加渣量,加剧了压滤的担负。该公司研讨发现选用一氧化锰中和,反响结尾余酸仅为2~3g/L,可代替双飞粉,削减液的运用,一起也可进步浸出液的锰含量。据测算,选用一氧化锰中和后,每槽(约140m3)约可削减滤渣1.1t,节省液0.4t。 2、阳极液、阳极泥回用 阳极液中含有很多的H2SO4、(NH4)2SO4和Mn2+,其首要组分含量见表1。 表1  阳极液中首要组分含量每吨金属锰制品约发生阳极液45m3,回用到浸出工序可节省硫酸1.7t,硫酸铵4.7t、Mn2+0.4t。阳极泥中MnO2占到90%以上,回用到氧化除铁工序,每月可节省MnO2粉约100t。 (二)首要设备与质料分析 1、焙烧设备 二氧化锰复原焙烧生成一氧化锰,传统选用反射炉在800℃高温条件下复原焙烧,反响时间长,以煤炭为动力,发生大气污染物,一起高温条件对工人身体晦气。研讨标明,锰有微波吸收特性,现在已研制出的微波焙烧设备以电为动力,可接连性进料,机械化操作,是一种清洁、先进的锰矿焙烧工艺。反射炉焙烧与微波焙烧首要经济技能参数比照见表2。 表2  微波焙烧与反射炉焙烧经济技能参数比照可以看出:微波焙烧不管从动力的清洁性、污染发生状况、功率与运转操作方法等方面都显着优于传统的反射炉焙烧,契合清洁出产“减污、增效”的准则。 2、质料 硫化除重金属阶段参加福美钠,福美钠与重金属反响为螯合反响,处理了传统硫化物运用时发生H2S气体的难题,维护了人群健康。 电解液中抗氧化剂二氧化硒参加量约为2~3kg/t产品。二氧化硒是一种剧毒品,对皮肤粘膜有较强的刺激性,很多吸入其蒸气可引起化学性支气管炎、化学性肺炎和肺水肿等;一起报价昂贵,近年来市场价到达60万元/t。而二氧化硫也可起到相同的抗氧化作用,因二氧化硫为气态,现在该公司选用在静置池参加(NH4)2SO3的方法增加电解液中的二氧化硫的含量,削减了部分二氧化硒的参加。 (三)三废处理 1、滤渣综合使用 压滤包含初压滤与精压滤,均选用板筐压滤,每吨解锰制品,约发生滤渣5~6t,其间首要为初滤渣占90%以上。该公司电解锰产值约为3万t/a,滤渣生成量约为15~18万t/a。滤渣堆积占用很多的土地,含有很多的Mn、Fe及多种重金属,且滤渣粒度极细,简略进入水、土壤环境,构成环境污染。现在许多供应商都存在滤渣处理难的问题,对当地环境损坏较为严峻。 (1)滤渣的多元素分析,见表3。 表3  滤渣中各组分含量(2)滤渣综合使用 初滤渣综合使用早有研讨,其首要思路是先收回锰矿藏,然后尾矿制砖或许作为路途填埋物,收回工艺废水经处理后循环运用。使用锰矿藏与其他矿藏的磁化系数的较大差别来完成别离,经X射线衍射分析和高倍显微镜调查发现,锰矿藏表面被酸浸进程中生成的石膏罩盖,有必要损坏表层的石膏才干取得好的磁选作用。经过屡次实验,发现预先磨矿至120目占90%以上,再强磁粗选,最终强磁扫选作用较好,锰矿藏收回率可达60%以上。收回锰矿藏后的总尾泥仍占到80%以上,首要含SiO2、CaO、Fe2O3等。塑性指数为11.6,一致稠度含水率为18%,契合做民用砖质料的条件。经过增加粘土可以改性砖的硬度,在尾泥与粘土份额为7∶3,100℃下烘4h,所制得砖可到达国家二级民用砖标准。 该公司自主研讨了硫化渣收回使用。硫化渣中Co、Ni为(C3H6NS2)2Co、(C3H6NS2)2Ni螯合物,[C3H6NS2-]基团具有杰出的疏水性,在不加浮选药剂的状况下,即可经过浮选来富集。选用设备为浮选柱,收回进程为:硫化渣经浮选柱浮选富集后,精矿经酸浸、针铁矿法除铁、10% P204-火油溶液除杂、季铵氯化物7401萃取别离钴镍、碳酸盐沉积钴、镍,得到产品碳酸钴与碳酸镍。在现在工艺下,贵金属收回率达70%以上。 2、中水回用 每吨电解锰制品,约发生350m3工艺废水,首要指钝化废水与洗刷废水。钝化废水是出板时,选用重溶液钝化产品时发生;洗刷废水包含洗板、洗布、洗框、清槽、地上冲刷等。该厂钝化废水发生量约为0.5m3/d,钝化废水重金属含量高、毒性大,作为危险固废托付外单位处理。 1t金属锰制品约发生洗刷废水300~330m3,其特色是:pH值低,一般在4.5左右;废水中含有Cr6+、Mn2+及NH3-N等有害成分,可是含量不高,悬浮物较多,色度大,对健康、作物成长具有严峻损害。 现在洗刷废水处理技能首要有: 絮凝沉积法:调理pH值使得Mn构成Mn(OH)2胶体,该胶体ζ电位越低越不稳定,参加絮凝剂可下降该胶体的ζ电位,到达快速脱稳沉积的作用。姚俊使用聚合氯化物等作为絮凝剂,在pH值为9.5,聚合氯化物最佳投加量为35mg/L时,Mn去除率到达99.76%,樊玉川等研讨了石灰一碱式作为絮凝剂,实验中,pH值在8.5~10,最佳碱式的投加量为50mg/L条件下,Mn由397 mg/L下降到0.2mg/L。 铁屑微电解法:在废水中参加铁屑与慵懒碳颗粒后可改性废水构成原电池,通电后不断耗费H+,使得OH-浓度升高而使金属离子以氢氧化物的方法除掉。欧阳玉祝等人等人实验标明,铁屑用量15%、废水pH值4.0、反响时间为120min的条件下,Cr6+、Mn2+去除率均可达99.7%以上,总铬去除率达99.2%。 液膜别离法,乳化液膜别离技能是一项高效、快速、节能的新式别离技能,具有工艺设备简略、别离速度快、选择性高级长处。当含重金属离子废水与乳液触摸时金属离子的传递进程首要分两步,其反响方程为: 萃取反响:M+B→[MB] 反萃取反响:[MB]+A→MA+B 经过传质原理可知,废水中的金属离子透过液膜浓缩在膜内相中,然后到达别离的意图。絮凝沉积法和铁屑微电解法处理电解锰工业废水的研讨比较多,技能也比较老练,并在工业上现已得到使用。用液处理电解锰工业废水的研讨较少,可是液处理工业废水可以完成资源收回和环境维护两层成效,具有出资省、功率高的特色,是一项清洁技能,具有宽广的使用远景。 该公司所在地归于缺水地带,中水回用是用水的一个重要来历。结合现在絮凝沉积与铁屑电解法的特色,公司现选用“铁炭微电解床复原六价铬+乳化絮凝+鼓风脱处理工艺”处理,工艺流程图如图2。图2  污水处理工艺流程图 经该工艺处理后,Mn、Cr去除率到达95%以上,可到达回用的要求。但相关于液膜别离法能完成矿藏资源收回仍有不少距离。 3、废气防治 废气首要发生在浸出与电解阶段。 浸出时反响剧烈,易发生硫酸雾,车间应建在厂区的下风向,选用负压抽风,碳酸钠溶液吸收,有安排高空排放的方法来消除污染。锰粉投料时,传统用人工操作吊车桶加料的方法,难以均匀加料,一起易构成粉尘的飞撒。该公司选用投料车加料,处理了均匀加料与扬尘的问题。 电解温度在38℃~42℃之间,简略挥宣布气。由所以无安排排放,且点多面广,欠好操控,一般经过选用开放式的车间规划,房顶开设天窗,强制通风等下降气的浓度,车间工人着帽、戴口罩避免损伤。 四、清洁出产的主张与方法 (一)原辅材料的清洁性 从源头操控动身,优先选择无毒、低毒、少污染的原辅材料以避免质料及产品对人类和环境的损害。(1)选用一氧化锰中和余酸,削减了液的运用量;(2)二氧化硒是剧毒物品,选用铵削减了部分二氧化硒的参加量。 (二)工艺设备的清洁性 选用转化使用率高、排污系数低、节能降耗且有利于出产操作操控自动化的新工艺和设备,到达节能、降耗、减污的意图。经过前文清洁出产设备的分析,主张该公司赶快装置微波焙烧设备;人工取下板方法,简略带出电解液与划破隔阂袋,主张选用吊车取下板,机械化操作。 (三)污染的防备与办理 关于尾渣的综合使用,主张其持续投入科研资金,进一步进步收回功率;一起应妥善处理好滤渣堆积办理工作,避免二次污染;中水回用到浸出工序的可省去除Mn工序;浸出、电解等车间周围应建造美化隔离带,减轻对周围环境的污染。 (四)出产进程的操控与办理 电解锰出产,对人的依靠程度比较高,执行岗位和目标责任制,尤其是标准化操作取下板,避免带出电解液,洗板、冲刷等留意用水的节省,使人为的资源糟蹋和污染排放减至最小;接连电解的特殊性,主张做好防备停电的方法,树立厂内应急发电体系,定时查看电路,更新老化线路;加强设备办理,进步设备完好率和运转率。 五、结语 电解锰作为一种高物耗、高能耗、高污染职业,在厂商内推广清洁出产,经过选用清洁的原辅材料、先进的工艺设备,废渣收回、中水回用等方法,进步了电解锰职业的环境效益和经济效益,具有重要的现实意义,是我国电解锰职业可持续发展的必经之路。

  以常用的火法和湿法冶金办法彼此合作的工艺从铂族金属精矿平别离提取各单一粗铂族金属的铂族金属别离办法。 传统办法在20世纪80年代曾经曾是苏联、英国等用以别离铂族金属的首要办法,技能保密近百年,直到60年代才揭露。它出产周期长,工序多,连续操作,在重复熔炼、浸出、沉积进程中,铂族金属彼此别离不完全,很多贵金属积压在中间产品中,涣散丢失大,对环境污染严峻。70年代以来,各国都相继研讨和选用溶剂萃取别离法(见铂族金属萃取别离),但传统办法还常用于处理成分较为简略的质料。 传统办法的工艺进程杂乱,火法冶金、湿法冶金替换运用。一般先按组粗分,再彼此别离取得单一粗金属或化合物。首要别离过程包含焙烧一浸出,溶解铂、钯、金,别离铅、银,熔融一水浸出铑,熔融一水浸出锇、钌,溶解铱等。 焙烧-浸出是粗分中的一个重要预处理过程,意图有三:1、将贵金属精矿中的贱金属含量降至1%以下,以削减它对后续作业的晦气影响;2、将精矿中的贵金属档次提高到45%以上,以削减后续作业的处理规划和下降试剂耗费;3、使精矿中铑、铱、钌等金属转化为难溶状况,以削减其在溶解铂、钯、金时的共溶涣散。作法同硫酸法富集铂族金属中的硫酸化焙烧。一般用少数浓硫酸搅拌精矿,在空气中于773~823K温度下焙烧2~4h,然后用稀硫酸浸出焙烧猜中的贱金属硫酸盐,使之和铂族金属别离。焙烧进程中会有锇的氧化蒸发丢失。稀硫酸浸出时会有少数钯、铑等溶解丢失在浸出液中,需求时用锌粉置换收回。 溶解铂、钯、金用一份硝酸加三份加温溶解精矿,使金、铂、钯别离生成HAuCl4、H2PtCl6、H2PdCl6等形状溶解入溶液,溶解率在95%以上。过滤后绝大部分铑、铱、钌残留在不溶渣中。进程中很多锇被氧化成蒸发丢失在气相中。含少数贱金属杂质的铂、钯、金溶液先煮沸蒸发掉过量的残酸,并细心操作浓缩至糊状。为完全损坏难溶的铂的亚硝酰合作物(NO2)2PtCl6和残留的硝酸,需屡次参加少数浓重复蒸发至糊状的操作,直到不再有NO2红褐色烟气逸出停止。糊状物用水溶解后即为含金、钯、铂的氯化物溶液。首先用复原剂FeSO4或SO2将溶液中的金复原成金属,从溶液别离出去。FeSO4用量按下式核算: AuCl3+3FeSO4→Au↓+Fe2(SO4)3+FeCl3 复原并过滤出粗金后,溶液中的铂、钯首要使用其生成不同价态铵盐的溶解度不同大而进行粗分。行将溶液浓缩至含铂30~50g/L,参加氯化铵使铂生成溶解度很小的(NH4)2PtCl6沉积,钯生成可溶的(NH4)2PdCl6别离。铂铵盐在含氯化铵17%的溶液中溶解度最小,因而参加的氯化铵量应比生成铂、钯铵盐的化学计量过量。过滤出的粗(NH4)2PtCl6用氯化铵溶液洗刷后送铂精粹。含钯的滤液可甩两种办法处理:1、通入或参加硝酸使可溶性的(NH4)2PdCl6氧化尴尬溶的(NH4)2PdCl6沉积(行将Pd2+氧化为Pd4+);2、加过量将滤液中和至碱性,使钯生成可溶性的无色二氯四钯合作物Pd(NH3)4Cl2。过滤别离贱金属氢氧化物后,含钯滤液用中和至pH0.5,沉积出蛋的二氯二亚钯合作物Pd(NH3)4Cl2。所得的两种粗钯合作物沉积送钯精粹。别离金、铂、钯后的残液尚含少数金和铂族金属,用锌粉置换收回到置换渣中。置换渣可回来溶解。 别离铅、银不溶渣首要含银、铑、铱、钌、二氧化硅、铅和少数其他贵金属。别离铅、银有熔炼贵铅和直接浸出两种办法。 熔炼贵铅一般将富集有金、银和铂族金属的铅羞称为贵铅。不溶渣参加氧化铅或碳酸铅作捕集剂,焦炭为复原剂,硼砂和碳酸钠为助熔剂,在1273~1373K温度下进行复原熔炼产出贵铅。别离炉渣后放出贵铅水淬成粒,用硝酸溶解铅和银。过滤后向溶液中加硫酸沉积出硫酸铅。往分铅后的含银溶液中参加或氯化钠沉积出氯化银。沉积的硫酸铅和碳酸钠溶液煮沸转化为碳酸铅回来熔炼贵铅。硝酸溶铅、银后的残渣若含金、铂、钯较高时,可再次用溶解。不溶渣首要含铑、铱、钌。 直接浸出不溶渣中的银以AgCl存在,可直接用含1~3mol/L的将其浸出为可溶性的银合作物。过滤后的银溶液重新用中和分出氯化银沉积。分银后的渣用醋酸铵浸出铅。过滤后的溶液先煮沸蒸宣布醋酸,再加硫酸使铅生成微溶的硫酸铅沉积。 熔融一水浸出铑首要含铑、铱、钌的渣和两倍于其质量的混合加热至823~873K熔化,熔块用冷水浸出硫酸铑。过滤后的硫酸铑溶液用中和水解出氢氧化铑。过滤后的氢氧化铑加溶解并煮沸使之转化为氯铑酸H3RhCl6所得氯铑酸送铑精粹。 熔融一水浸出钌、锇提铑后的残渣首要含钌、铱和少数锇,参加两倍于其质量的和一倍于其质量的,混合物在873~973K温度下熔融。熔块用水浸出得钌酸钠Na2RuO4和锇酸钠Na2OsO4的混合溶液。过滤后从溶液顶用氧化蒸馏的办法别离收回锇、钉(见锇钌提取别离)。 溶解铱水浸出钉、锇后的残渣首要含铱。铱在熔融时转化为IrO2状况,可直接用溶解取得氯铱酸H2IrCl6溶液。经前述的各种办法别离其他元素后,取得的铱溶液已比较纯,可直接参加氯化铵沉积出带丝光的黑色氯铱酸铵(NH4)2IrCl6。取得的氯铱酸铵送铱精粹。

  铁:(1)矿石破碎;(2)磨矿工艺;(3)选别技能;(4)烧结球团技能; 锰:机械选(包含选矿、筛分、重选、强磁选和浮选),以及火法副集,化学选矿法等。 铬:选用跳钛机、摇床、螺旋选矿机、离心选矿机和皮带溜槽选别,也用水力分选别过摇床中矿。 钛钒磁铁矿:是在对它经一段磨矿,一粗、一精、一扫的磁选流程磁选出磁铁矿精矿之后的磁尾进行。 铜:浮选、磁选、重选等办法或湿法冶炼等。 铅锌:一般用磁-浮、重-浮、重-磁-浮等联合选矿办法。 铝:一般选用手选。 镍:(1)浮选;(2)选用破碎、筛分等工序预先除掉分解程度弱,含镍低的大块基岩。钴:一般选用浮选。 钨:按矿石类型钨选矿分为黑钨和白钨。选矿办法有手选、重选、浮选、磁选、和电选等办法。 锡:选矿办法为重力选矿、浮选工艺。 钼:主要是浮选法。 :有手选、重选和浮选,其间以浮选使用广泛也最有用。 锑:主要有手选、重选、浮选等办法。 铂族:(1)合理球磨,选用适宜的旋流器分级;(2)回收率; 金:金在矿石中含量极低,提取黄金需要将矿石破碎和磨细并选用选矿办法使金分离出来。主要是重选和浮选。 银:(1)浮选法;(2)单一浮选法和浮-重选法、浮选化法的联合流程,其间以浮选最为重要。 铌钽铍锂:手选法、浮选法、化学或化学-浮选联合法、火热选法、放射性选法、粒浮选矿法。 :重石社天青石选矿中最常用的办法,最遍及的结构流程为以跳汰-摇床为主体的流程。 稀土金属:一般选用磁选、浮选得到精矿含稀土氧化物约60%。

  1:铸造性(可铸性):指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。铸造性主要包括流动性,收缩性和偏析。流动性是指液态金属充满铸模的能力,收缩性是指铸件凝固时,体积收缩的程度,偏析是指金属在冷却凝固过程中,因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。2:可锻性:指金属材料在压力加工时,能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态 或冷态下能够进行锤锻,轧制,拉伸,挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。3:切削加工性(可切削性,机械加工性):指金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度。切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度,允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。它与金属材料的化学成分,力学性能,导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断。一般讲,金属材料的硬度愈高愈难切削,硬度虽不高,但韧性大,切削也较困难。4:焊接性(可焊性):指金属材料对焊接加工的适应性能。主要是指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。它包括两个方面的内容:一是结合性能,即在一定的焊接工艺条件下,一定的金属形成焊接缺陷的敏感性,二是使用性能,即在一定的焊接工艺条件下,一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。5:热处理(1):退火:指金属材料加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有:再结晶退火,去应力退火,球化退火,完全退火等。退火的目的:主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组织和成分的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等。(2):正火:指将钢材或钢件加热到Ac3 或Acm(钢的上临界点温度)以上30~50℃,保持适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的:主要是提高低碳钢的力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作好组织准备等。(3):淬火:指将钢件加热到Ac3 或Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度,保持一定的时间,然后以适当的冷却速度,获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火,马氏体分级淬火,贝氏体等温淬火,表面淬火和局部淬火等。淬火的目的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等。(4):回火:指钢件经淬硬后,再加热到Ac1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有:低温回火,中温回火,高温回火和多次回火等。回火的目的:主要是消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。(5):调质:指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。(6):化学热处理:指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分,组织和性能的热处理工艺。常见的化学热处理工艺有:渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗铝,渗硼等。化学热处理的目的:主要是提高钢件表面的硬度,耐磨性,抗蚀性,抗疲劳强度和抗氧化性等。(7):固溶处理:指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。固溶处理的目的:主要是改善钢和合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。(8):沉淀硬化(析出强化):指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和(或)由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后,在400~500℃或700~800℃进行沉淀硬化处理,可获得很高的强度。(9):时效处理:指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度放置或室温保持,其性能,形状,尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度,并较长时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理,若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。时效处理的目的,消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。(10):淬透性:指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。钢材淬透性好与差,常用淬硬层深度来表示。淬硬层深度越大,则钢的淬透性越好。钢的淬透性主要取决于它的化学成分,特别是含增大淬透性的合金元素及晶粒度,加热温度和保温时间等因素有关。淬透性好的钢材,可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂,以减少变形和开裂。(11):临界直径(临界淬透直径):临界直径是指钢材在某种介质中淬冷后,心部得到全部马氏体或50%马氏体组织时的最大直径,一些钢的临界直径一般可以通过油中或水中的淬透性试验来获得。(12):二次硬化:某些铁碳合金(如高速钢)须经多次回火后,才进一步提高其硬度。这种硬化现象,称为二次硬化,它是由于特殊碳化物析出和(或)由于参与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。(13):回火脆性:指淬火钢在某些温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间的脆化现象。回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性。第一类回火脆性又称不可逆回火脆性,主要发生在回火温度为250~400℃时,在重新加热脆性消失后,重复在此区间回火,不再发生脆性,第二类回火脆性又称可逆回火脆性,发生的温度在400~650℃,当重新加热脆性消失后,应迅速冷却,不能在400~650℃区间长时间停留或缓冷,否则会再次发生催化现象。回火脆性的发生与钢中所含合金元素有关,如锰,铬,硅,镍会产生回火脆性倾向,而钼,钨有减弱回火脆性倾向。

  有色金属矿的选矿工艺因矿藏的可选功能而各异,一般准则流程为破碎筛分-磨矿分级-浮选。 铝土矿一般不需进行选矿加工而直接供应氧化铝厂的质料车间配料后,进入氧化铝生产流程。 山东的铜、铅、锌矿石,均需通过选矿厂处理,精选出契合有色金属冶炼需求的铜、铅、锌精矿产品。山东境内的有色金属矿山(不含黄金矿山)选矿厂规划总规模为日处理原矿石1710吨,其间福山铜矿王家庄矿区铜选厂日处理原矿才能500吨,孔辛头矿区铜钼选厂日处理原矿250吨,香夼铅锌矿铅锌选厂日处理原矿460吨,铜硫选厂日处理原矿500吨。此外,还有金岭铁矿年处理铁矿石60万吨和莱芜铁矿年处理铁矿石40万吨选厂,均收回铜精矿、钴硫精矿和铜钴精矿。 福山铜矿牙山矿区选矿厂的工艺流程是,破碎选用三段一闭路流程。磨矿选用一段闭路流程,浮选工艺流程是一次粗选,二次精选,二次扫选,中矿循序回来流程。精选产品为铜精矿。孔辛头矿区选矿厂破碎部分选用三段一闭路流程。磨矿部分选用一段一闭路流程,中矿循序回来流程。浮选工艺是一粗一精一扫。浮选产品为铜精矿,浮选尾矿经磁选得铁精矿。该选厂1972年改为选钼,将浮选工艺改造为一粗二精三扫,选出铜钼混合精矿,通过再磨进入一粗七精二扫别离浮选流程,精选产品为钼精矿,精选尾矿为铜精矿。王家庄矿区铜选厂的工艺流程是破碎部分选用三段一闭路流程。磨矿选用两段一闭路流程。浮选工艺为一次粗选四次精选二次扫选,中矿循序回来。浮选精矿产品为铜精矿。为了进步当选档次和消除矿泥影响,原矿在粗破碎后加手选和洗矿办法。1981年,因王家庄矿区一矿段挖掘完毕,无铜矿石供选矿,将该铜选厂改造为萤石矿精选,将磨矿部分改造为一段一闭路流程,浮选工艺改造为一次粗选六次精选一次扫选。浮选精矿通过滤脱水得萤石精矿。 香夼铅锌矿铅锌选矿厂,破碎部分选用两段一闭路洗矿破碎流程,即在两段破碎之间设圆筒洗矿机脱泥。磨矿体系为一段一闭路流程。浮选工艺流程为铜铅和锌硫别离混合浮选后再行别离的部分混合浮选。铜铅混合浮选流程为一次粗选三次精选三次扫选,得到铜铅混合精矿。铜铅别离浮选工艺为一次粗选一次精选二次扫选,别离浮选产品为铜精矿和铅精矿。在铜铅别离浮选作业中选用了以硫代硫酸钠和硫酸亚铁替代药剂,完成了无选矿,消除了公害,也改进了选矿目标。铜铅混合浮选的尾矿进入锌硫混合浮选流程,锌硫混合浮选流程为一次粗选一次精选三次扫选。得到锌硫混合精矿再进别离浮选工艺。锌硫别离浮选工艺为一次粗选三次精选一次扫选,所得产品为锌精矿、硫精矿。该矿日处理原矿500吨才能的铜硫选矿厂,1971年1月同意开工建造,1980年末根本建成,因国民经济调整和矿山挖掘部分没有同步进行开发而封存。 金岭铁矿和莱芜铁矿的两座铁矿选矿厂,因铁矿原矿石含有伴生的铜钴元素可供归纳利用,在选矿工艺中设置了浮选工艺流程,归纳收回铜和钴,其产品为铜精矿、钴硫精矿和铜钴混合精矿,是山东铜、钴精矿的首要产地。

  最近看到许多报道都在讲硫酸镍对动力电池如何重要和关键,而硫酸镍怎么来的呢,目前主流工艺还是从金属镍而来。今天就和大家介绍下金属镍的湿法冶金工艺。1979年,前苏联诺里尔斯克镍联合企业纳杰日达冶炼厂处理含镍磁黄铁矿的车间投产,采用的工艺是含镍2%的磁黄铁矿精矿,以含氧80%的富氧空气进行加压浸出,再利用硫化沉淀法使溶解的镍、钴沉淀,用浮选法分别选出镍精矿和元素硫,镍精矿送火法处理,浸出渣可作为铁精矿。采用湿法冶金工艺从氧化矿中提取镍的方法有还原焙烧常压an浸法和加压酸浸法。古巴尼加罗镍厂于1943年将常用an浸法首次用于工业生产,70年代以来,澳大利亚的雅布罗镍厂、菲律宾的苏里高镍厂、印度苏金达厂等都先后采用了该法处理含镍红土矿。尼加罗厂的主要生产过程是将矿石处理到90%小于200目后在多膛炉中进行选择性还原焙烧,将矿石中的镍还原,而三价铁大部分还原成磁性氧化铁,少量还原成金属铁。焙烧用NH3-(NH4)2CO3溶液进行三段逆流浸出。第一段浸出浓密机的溢流为富液,经净化、蒸an后产出一种碳酸镍浆料,送往回转窑干燥和煅烧,产出含Ni 76.5%、Co 0.6%的氧化镍粉,并大量还原出金属镍,以便更适合用于工业应用。还原焙烧常压an浸法在工业上应用已有40余年,说明该法能成功的从含镍红土矿中提取镍。现an浸法已有改进,如用H2S沉淀产出镍钴硫化物,以利于钴的回收。中冶瑞木项目是采用苛性钠沉淀得到氢氧化镍钴。古巴毛阿项目采用加压酸浸工艺处理红土镍矿,其矿石含氧化镁低,含铁高,比较适合用加压酸浸工艺处理,镍、钴回收率可分别达到96.5%和94%。主要过程为:红土矿在加压釜内用硫酸浸取,镍及钴进入溶液,铁则留在渣中。浸出矿浆经六段浓密机逆流洗涤后,浸出渣作为炼铁原料、第一段浓密机的溢流为富液,在加压釜内通入liu化氢,沉淀出镍、钴、铜等,镍钴硫化物再经精炼处理。对于高镍锍的处理,镍铜分离和精炼一直是镍冶炼工艺中的关键问题。在镍冶金发展的早期阶段,通常采用分层熔炼法、优先浸出法处理高镍锍。缓冷选矿分离高镍锍和硫化镍阳极电解是五六十年代镍冶炼技术的重大进展,我国于60年代建设的金川镍冶炼厂即采用此技术。70年代以来,国内外高镍锍镍铜分离的湿法提取工艺取得了巨大进展,即选择性浸出法。其次气化冶金的羰基法也取得成功。采用选择性浸出工艺的厂家,比较著名的有芬兰奥托昆普公司哈贾法尔塔厂采用的硫酸选择性浸出法;加拿大鹰桥公司采用的氯化浸出法和加拿大谢里特-高尔顿公司采用的加压an浸法。这些方法中,以硫酸选择性浸出法发展较快。20多年来,除了芬兰奥托昆普公司应用而外,国外已有多家新建的镍精炼厂采用该工艺进行工业生产。硫酸选择性浸出法的基本过程是高镍锍经细磨后,采用常压和加压相结合的方法分段进行浸出。镍、钴被选择性浸出进入溶液,铜、铁、贵金属则抑制于浸出渣中。第一段浸出的浸出液富含镍、钴,几乎不含铜、铁等杂质,因而浸出液的净化作业采用比较简单的NiOOH除钴法。经净化后的浸出液用电解沉积法或氢还原法产出金属镍。此工艺过程简单,建设投资省,药剂用量少,生产成本也较低。我国新疆阜康冶炼厂已成功应用。

  热处理工艺一般包含加热、保温、冷却三个进程,有时只要加热和冷却两个进程。这些进程相互联接,不行连续。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热办法许多,较早是选用木炭和煤作为热源,进而运用液体和气体燃料。电的运用使加热易于操控,且无环境污染。运用这些热源能够直接加热,也能够通过熔融的盐或金属,以致起浮粒子进行直接加热。金属加热时,工件暴露在空气中,常常发作氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量下降),这关于热处理后零件的表面功能有很晦气的影响。因而金属一般应在可控气氛或维护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装办法进行维护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,挑选和操控加热温度,是确保热处理质量的首要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的意图不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以取得高温安排。别的改动需求必定的时刻,因而当金属工件表面到达要求的加热温度时,还须在此温度坚持必定时刻,使表里温度共同,使显微安排改动彻底,这段时刻称为保温时刻。选用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时刻,而化学热处理的保温时刻往往较长。冷却也是热处理工艺进程中不行短少的过程,冷却办法因工艺不同而不同,首要是操控冷却速度。一般退火的冷却速度较慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就能够用正火相同的冷却速度进行淬硬。金属热处理工艺大体可分为全体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。依据加热介质、加热温度和冷却办法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属选用不同的热处理工艺,可取得不同的安排,然后具有不同的功能。钢铁是工业上运用较广的金属,并且钢铁显微安排也较为杂乱,因而钢铁热处理工艺品种繁复。全体热处理是对工件全体加热,然后以恰当的速度冷却,以改动其全体力学功能的金属热处理工艺。钢铁全体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种根本工艺。退火是将工件加热到恰当温度,依据材料和工件尺度选用不同的保温时刻,然后进行缓慢冷却,意图是使金属内部安排到达或挨衡状况,取得杰出的工艺功能和运用功能,或许为进一步淬火作安排预备。正火是将工件加热到适合的温度后在空气中冷却,正火的作用同退火类似,仅仅得到的安排更细,常用于改进材料的切削功能,也有时用于对一些要求不高的零件作为较终热处理。淬火是将工件加热保温后,在水、油或无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但一起变脆。为了下降钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一恰当温度进行长时刻的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是全体热处理中的“四把火”,其间的淬火与回火关系密切,常常合作运用,缺一不行。“四把火”跟着加热温度和冷却办法的不同,又演变出不同的热处理工艺。为了取得必定的强度和耐性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火构成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的恰当温度下坚持较长时刻,以进步合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有用而严密地结合起来进行,使工件取得很好的强度、耐性合作的办法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,坚持处理后工件表面光洁,进步工件的功能,还能够通入渗剂进行化学热处理。表面热处理是只加热工件表层,以改动其表层力学功能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,运用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或部分能短时或瞬时到达高温。表面热处理的首要办法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧或氧等火焰、感应电流、激光和电子束等。化学热处理是通过改动工件表层化学成分、安排和功能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改动了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时刻,然后使工件表层进入碳、氮、硼和铬等元素。进入元素后,有时还要进行热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的首要办法有渗碳、渗氮、渗金属。热处理是机械零件和工模具制作进程中的重要工序之一。大体来说,它能够确保和进步工件的各种功能,如耐磨、耐腐蚀等。还能够改进毛坯的安排和应力状况,以利于进行各种冷、热加工。例如白口铸铁通过长时刻退火处理能够取得可锻铸铁,进步塑性;齿轮选用正确的热处理工艺,运用寿命能够比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地进步;别的,价廉的碳钢通过进入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢功能,能够替代某些耐热钢、不锈钢工模具则简直悉数需求通过热处理方可运用。

  随着现代科学技术的发展,异种金属之间的焊接越来越多。异种金属接头不仅可以满足单一金属自身不能满足的物理性能、化学性能和力学性能等方面的要求,而且还可以节省费用,节约能源,提高使用性能。在现代汽车工业生产中,钢结构和铝合金的结合使用成为节能减排的重要技术,采用钢和铝异种金属焊接已成为汽车轻量化的重要途径之一[1-2]。目前国外汽车工业采用铝合金与钢的复合结构来代替部分钢构件,以减低自重,提高效率。因为铝和钢的晶体结构、物理及化学等性质大为不同(熔点、密度、线膨胀系数、导热性和热容量等),使得铝合金与钢的焊接性很差[3]。铝的化学活性较强,表面容易被稳定而致密的氧化膜覆盖,故其焊接过程中极易产生焊接夹渣,破坏了焊接接头的连续性;同时由于连接界面金属间氧化物的存在,焊接接头脆化严重,接头的力学性能大大降低;热导率和弹性模量的相差悬殊,容易引发较大的焊接应力。因此,钢/铝异种金属焊接一直是焊接领域的热点和难点问题。钢/铝异种金属连接方法主要有压焊、钎焊、熔焊以及这三种方法的复合方式[2]。其中,在焊接要求较高的条件下,复合方式的研究和应用越来越广泛。本文研究了钢/铝异种材料焊接的主要方法和应用特点,为汽车行业及其相关产业的应用提供参考。1压焊压焊是焊接过程中,对焊件施加压力(加热或不加热)而完成焊接的方法。以下是几种常见的压焊工艺。1.1电阻点焊和缝焊焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,利用电流通过焊件时产生的电阻热,熔化母材金属,冷却后形成焊点,这种方法称为电阻点焊。电阻点焊是一种高效经济的焊接方法,并且操作简便不需填充材料,易于实现自动化,特别适用于连接要求不气密的薄板搭接构件,汽车、摩托车、航天航空等行业有着广阔的应用。为了满足新型焊接材料对焊接工艺的要求[4-5],国外许多大企业已将中频点焊机器人和伺服技术点焊机器人应用于轿车车身装焊线上,特别是在发达国家,中频点焊机器人使用量已占40%,并发展到铝合金轿车的点焊作业。目前我国已有厂家正进行中频点焊机器人装焊线的建造中(沈阳宝马、北京现代、东风日产和一汽轿车等)。为了缩短与发达国家的差距必须加大力度对中频电阻焊的研究。目前,关于铝合金与钢的异种材料电阻点焊的研究主要有以下两类工艺方法[6]:①工艺垫片法;由于铝合金和钢的线膨胀系数、热导率等相差悬殊,导致焊接过程中热分布不平衡且容易产生偏析,所以在点焊过程中铝侧与电极之间加一个工艺垫片(一般为钢),用来改善铝一侧的析热,从而实现钢和铝之间的对称性连接;②中间过渡层法(单一材料过渡层法,复合板过渡层法)。如果钢和铝直接接触,两者容易发生界面反应产生金属间化合物,从而影响接头的抗拉强度等,所以在焊接钢和铝异种金属时在两者之间插入第三金属或者合金,避免了钢和铝之间的直接接触,其中镀锌钢板应用的最广。杨修荣等人[7]对轻量化汽车的焊接做了大量的研究,现代汽车除车体会由目前钢结构演变为理念先进的混合式空间结构,还会依据部位要求采用不同性能的轻质材料,以实现材料与零部件功能的最佳匹配。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的应用在汽车的轻量化过程中将发挥重大作用。日本学者LeeKwang-Jin等[8]使用磁压缝焊方法进行了低碳钢(SPCC)/A6111铝合金的焊接,在焊接界面形成一个中间过渡层。微观分析发现搭接结合呈现波浪形态,组织类似爆炸焊接。透射显微镜观察发现,过渡层由细小的铝颗粒(约100nm)和更细小的金属间化合物颗粒组成。焊接强度高,力学性能测试断裂位置位于母材。传统的电阻点焊工艺在现有的车身焊接制造中约占75%,应用最为广泛,操作也较为简单。但同样在新材料的应用时面临问题。电阻点焊焊铝时,电极极易被污染,300个左右的点焊就需要更换或修磨电极,生产的连续性受到影响。2005年,著名焊机制造商奥地利fronius公司推出一款新型的电阻点焊机,其原理非常简单,在工件和电极之间增加一条电极带,焊接时电极压住电极带,每焊完一个点,电极带自动转到下一个位置,每个焊点都是“全新的”电极,这样可以保证电极和工件的接触表面总是干净的,所以焊接质量和精度较高。其中电极带不仅可以用来保护电极,还可以改善钢和铝的接触电阻,进而改变热量分布,有效地实现了电极两端的热平衡,非常适于钢和铝的焊接。激光焊工艺具有能量集中、焊接速度快、熔深深、热影响区小、焊缝强度高、焊接变形小等优点被用于车身上较长的焊缝(如车顶、行李厢盖),或者用于高强度要求的结构件上。但其也有自身的缺点,一是对装配要求高;二是高反射率材料(如铝、铜)难焊接;三是投资成本高。1.2摩擦焊摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊方法的作用温度和时间容易控制,这样大大降低了有害相以及大晶粒结构的形成,所以该方法非常适用于连接铝和钢异种金属接头[9]。王希靖等[10]用该方法对大面积铸态纯铝与Q235钢进行了焊接试验,其中搅拌头转速为1230r/min,一级摩擦压力为39.2MPa,二级摩擦压力为78MPa,一级摩擦时间1.5s,二级摩擦时间2.0s,顶锻压力78MPa,顶锻时间1s,刹车时间0.2s。试验所得焊接接头飞边成形美观、焊合区性能良好,接头强度甚至可以超过铝一侧基体。研究了热处理温度对接头性能的影响,热处理温度较高时试样在铝侧断裂,伸长率随温度的升高而增大,抗拉强度随温度的升高而下降。摩擦焊与传统的焊接方法不同点在于焊接的整个过程中,待焊金属并没有获得使其温度达到其熔点的能量,即金属是在热塑性状态下实现的固态连接,其接头质量高,能满足焊缝强度与机体材料等强度,并且焊接效率高、质量稳定、节能环保、一致性好。在钢铝等异种材料的焊接方面具有一定的优势,因此获得了广泛的研究和应用。但是这种焊接方法对接头的形状要求特别严格,一般都是圆柱形接头(直径在60~100mm),这大大降低了其实用性。1.3搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样,也是利用摩擦作为焊接热源,不同之处在于,搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头伸入工件的接缝处,通过搅拌头的高速旋转,使其与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的温度升高软化,同时对材料搅拌摩擦来实现焊接的。邢丽等[11]用该方法实现了LF防锈铝和ST12低碳钢的有效焊接,其中对接时低碳钢和防锈铝的厚度都为2.5mm,搭接时铝合金板的厚度为2mm,低碳钢的厚度为2.5cm。试验用的搅拌头是用高温合金制成的,搅拌头的转速为1180r/min,焊接速度为95~150mm/min。试验结果表明,焊接工艺参数合适时,可以得到表面成形良好的接头,通过对两种接头进行拉伸试验发现搭接接头塑性更好。搅拌摩擦焊焊接过程中,焊接温度较低,热输入也小,并且焊接接头变形小,接头性能优异,对材料的适应性极强,几乎可以焊接所有类型的铝合金材料。搅拌摩擦焊还提高了焊接接头的力学性能,避免了熔化焊时出现的缺陷,而且焊接接头热影响区显微组织变化较小。1.4扩散焊两焊件紧密贴合,在真空或保护气氛中,在一定温度和压力下保持一段时间,使接触面之间的原子相互扩散完成焊接的一种压焊方法。扩散焊是在热压焊基础上,还具有钎焊的某些优点。其特点是可以焊接焊接方法难以焊接的材料(不同种类材料、壁厚相差大、精度很高的工件)。扩散焊可以分为两种:一种是加中间扩散层的扩散焊,另一种是不加扩散层的扩散焊。大量研究表明,对于铝及铝合金与钢的扩散焊,影响焊接接头力学性能的主要是因素是材料表面的氧化膜和接头界面产生的金属间化合物[12]。因此,必须提出切实可行的改进措施加强对界面氧化膜和界面反应机理的研究,实现铝及铝合金与钢扩散焊连接工程化。2钎焊钎焊是指用比母材熔点低的金属材料作为钎料,液态钎料润湿母材和填充工件焊口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。铝钢钎焊过程中,基体没有发生熔化,这样可以防止金属间化合物的大面积生成,同时焊接参数具有良好的可控性[13],可以通过调节焊接参数控制金属间化合物层的厚度,而且还可以通过控制钎料的成分来精确地控制界面反应过程,从而获得具有良好力学性能的铝钢异种金属接头。但是这种方法获得的焊接接头强度低,耐热性差,且焊接成本高、焊接效率低、焊前清整要求严格,实际应用性大大降低。3熔焊熔焊是指焊接过程中,将焊接接头在高温等作用下至熔化状态。由于被焊接工件是紧密贴在一起的,在温度场、重力等的作用下,不加压力,两个工件熔化的熔液发生混合现象,待温度降低后,熔化部分凝结,两个工件就被牢固的焊接在一起了。在钢和铝熔焊时,一般情况下钢是不熔化的,只有铝处于熔化状态,这样可以大大降低焊缝金属间氧化物的形成[14],所以钢和铝的焊接接头兼有熔焊和钎焊的特点,焊接接头形式主要以搭接为主。当前,汽车及其相关工业对轻量化结构的需求越来大,再加上熔焊具有很灵活的操作性,焊接效率高等特点,因此在工业中的应用越来越普遍。铝和钢熔焊时,为了降低金属间化合物的生成,避免钢的熔化,必须有效的控制焊接热输入;为了得到性能良好的焊缝组织,要求铝及其合金能较好的润湿钢板表面。综合以上因素,电子束焊、激光焊以及氩弧焊三类方法可以用来焊接铝/钢异种金属接头,这些方法效率高,对工件没有什么特殊要求,因此应用前景十分广阔。4复合方式焊接4.1熔焊-钎焊钢一侧为钎。