第一篇：中間包冶金技術（定稿）

中間包冶金技術

摘要：分析了連鑄坯中夾雜物的來源和澆注過程中的二次氧化問題。介紹了國內外先進煉鋼廠(新日鐵、JFE、克魯斯、迪林根、浦項和寶鋼等)中間包夾雜物的去除與控制措施。通過增大中間包容量、采用H型中間包或離心流動中間包、設置中間包氣幕擋墻和中間包控流裝置，優化中間包結構。通過采用中間包密封吹氬技術控制中間包開澆的二次污染；采用匯流旋渦抑制器防止中間包澆注過程中卷渣；采用堿性包襯和堿性覆蓋劑、中間包無氧化烘烤與電磁感應加熱、中間包連續真空澆注處理和電磁過濾，可以降低鋼水二次污染，防止二次氧化，促進夾雜物上浮，提高鑄坯的質量。

前言：隨著對鋼的質量要求日益提高，開發了各種鋼包精煉技術，其目的就是提高潔凈度，把鋼水搞“干凈”些。而中間包是連鑄鋼包與結晶器間的一個耐火材料容器。經過爐外精煉的鋼水可以說是“干凈”了，但澆到中間包后又可能再污染。因此，不能把中間包看著是一個簡單的鋼水過渡容器，而應把它看著是一個連續的冶金反應器，鋼包精煉中采用的措施可以移植到中間包，以進一步凈化鋼液。為此提出了中間包冶金的概念，受到了人們的重視。連鑄坯中夾雜物的來源

從煉鋼生產流程來看，鑄坯的潔凈度主要取決于鋼水進入結晶器之前的煉鋼、精煉和中間包冶金工序，鋼水中夾雜物的主要來源是內生夾雜物和外來夾雜物。

1．1內生夾雜物

內生夾雜物主要是脫氧產物，是鋼中的合金化元素與溶解在鋼水中的氧以及硫、氮的反應產物。如鋁鎮靜鋼，脫氧產物以A1?0?，為主；硅鎮靜鋼，脫氧產物以MnO·SiO?：為主；鈣處理鋼，脫氧產物以mCaO·nAl ?0 ?、mCaO·nAl?0?·X為主；鈦處理鋼，脫氧產物以TiO?、A1?0?、TiN、A1?0?與TiN復合夾雜物為主。內生夾雜物數量多，顆粒較小(一般小于10μm)，分布較均勻，成分簡單,對鋼的質量危害較小。

1．2外來夾雜物

外來夾雜物是指從煉鋼到澆注的過程中，二次氧化產物和機械卷入鋼中的各種氧

化物。外來夾雜物數量少，尺寸較大，多在30-300μm，成分復雜，在鋼中呈偶然分布，對鋼質危害大。優化中間包結構

2．1增大中間包容量

中間包容量影響到中間包液面高度和中間包鋼水在包內的停留時間。大容量中間包可以保證更換鋼包時中間包內的鋼水處于相對穩定狀態，防止卷渣。為了避免卷渣，中間包鋼水必須在最小深度以上操作。北美20世紀80年代以后投產使用的中間包容量均為45 t以上，其中最大的中間包容量為70 t。日本的中間包容量均在60 t以上，最大的中間包容量達84 t。

據報道，克魯斯公司的中間包由25 t擴大到45 t后，不僅氧化鋁夾雜數量減少，而且夾雜物在鑄坯內弧側聚集的現象也明顯減少［1］。國內某鋼廠對薄板坯用中間包進行水模擬實驗后發現：增大中間包容量(在相同控流裝置條件下，提升中間包內鋼水液位50 mm)，鋼水靜置時間延長約10 s，死區減少3％。有研究表明，在控流裝置相同的條件下，60 t中間包比10 t中間包夾雜物去除率明顯提高，鋼水的潔凈度大大改善［2，3］。中間包容量對鋼水清潔度的影響見表1。還有人認為在相同的擋墻條件下，中間包加高能延長鋼水停留時問約30％，有利于鋼中夾雜物的上浮分離［4］。

2.2設置中間包控流裝置

中間包控流裝置的設置對其包內非金屬夾雜物的上浮、均勻鋼水溫度和成分起著至關重要的作用。國內外許多冶金工作者為強化中間包的冶金作用建立了中間包流場模型，但其對于滿足當前生產高質量鋼種要求是否具有實際意義尚無定論。近年來，中間包內主要的控流裝置有擋墻、壩、過濾器、湍流控制器和中間包底部吹氣及其組合裝置。

2.2.1 擋墻、壩

在中間包中安置堰和壩，可以有效改變鋼水流向，延長鋼水停留時間，有利于夾雜物的上浮。

在中間包中，壩和堰通常一起使用，以獲得理想的中間包鋼水流動和冶金效果。有實驗比較了裝與不裝壩(或壩和堰)中間包內鋼水的最短停留時間[5]，結果是沒有控流裝置的中間包最短停留時間延長，并且鋼水在較寬中間包內的最短停留時間隨著壩高的改變而改變。但壩高應限定在一定范圍(0．25～0．75 H，H 為中包熔池深度)才有效果。如果壩高超出了上限值，最短停留時間反而會縮短。但是，德國馬普斯技術中心研究結果表明[6]，中間包擋墻促進夾雜物上浮的作用并不明顯。因此，在歐洲各個鋼廠推廣使用的是無擋墻中間包技術 3 防止中間包澆注過程的二次污染

日本住友金屬鹿島廠的實驗結果表明，從冶煉設備經鋼包和中間包出鋼，如不加以保護，鋼水中將有約70％的夾雜(內在夾雜和外來夾雜)來自于中間包。這些夾雜在中間包內如不加以分離，將對鑄坯質量和冶金工藝產生嚴重危害。過去，為了去除中間包內夾雜物，采用的技術主要是防止鋼水再污染：換包時盡量減少鋼包渣的卷入、鋼包到中間包采用長水口澆注、防止鋼水與包襯耐火材料發生反應、中間包加蓋等保護技術。近年來，為進一步滿足市場對高質量產品的需求，當今國內外圍繞中間包開發了一系列提高澆注鋼水質量的相關技術[8]。中間包冶金新技術

4．1 中間包加熱技術

鋼包更換時，由于新鋼包內鋼水的密度與已注入中間包內鋼水的密度之間存在差異，從而影響了中間包內鋼水的流動形態，而密度的差異主要是源于鋼水之間的溫度差。中間包加熱可以消除鋼水之間的溫度差。

4.1.1 等離子加熱技術

Bghedelstahl鋼廠的水平連鑄機上應用了等離子加熱器。直流等離子槍的加熱彌補了鋼水在中間包內的熱量損失，并以將鋼水加熱到所要求的溫度。NKK京浜廠采用14 MW直流轉移型等離子弧加熱，可將中間包內的鋼水溫度控制在目標溫±10％之內；在鋼包更換期間，等離子加熱可將中間包內鋼水的溫降控制在5℃之內。通過精確地控制中間包內的鋼水溫度，產品的中心偏析現象消失，生產率提

高。有研究指出[7]，采用等離子加熱法時，中間包加蓋，并采用氣體攪拌均勻熔池，中間包熱傳輸性好，熱利用率高，達到了去除夾雜物的目的。

4.1.2氮氣流加熱技術

為降低中間包耐火材料損耗，改進鋼水質量，國外有些鋼廠以前曾采用煤氣燒嘴預熱器來維持熱量。但這種預熱會導致循環使用的中間包內殘余物的再次氧化。被氧化的殘余物(如FeO)會與鋼水中的鋁起反應，產生Al ?0 ?。夾雜，從而降低尤其是初始澆注爐次的鑄坯質量。其后進行過向循環使用的中間包內吹入惰性氣體的無預熱密封防氧化操作，但必須調節密封氣體的流速以保證澆注順利開始的最低中間包溫度(900oC)。

4．2 中間包連續真空澆注處理

俄羅斯的研究人員在連鑄過程中對鋼水進行連續真空處理，利用如圖1所示的裝置進行脫氣和去除夾雜物。

圖5 連續真空處理裝置

此項技術工藝布置緊湊、投資省、占地面積小、操作方便，脫氣效果比其他真空處理方法優越。但是，由于該裝置位于鋼包與中間包之間，可調范圍小。

4．3電磁過濾

電磁過濾原理是根據非金屬夾雜物與熔體導電性的差異，在電磁場作用下非金屬夾雜物與熔體的運動規律不同，使非金屬夾雜物與熔體分離。分析得出，采用電磁過濾法比普通過濾方法可更有效去除鋼水中小于10μm的非金屬夾雜物。

4．6連續測溫技術

連鑄中間包鋼水溫度測量是控制鑄機拉速、提高澆成率的一項重要監測指標。基于在線黑體空腔理論的研究成果，有人提出了一種新型的鋼水連續測溫方法[9]。該方法通過在線黑體空腔輻射特性的研究，有效解決了在線黑體空腔“非密閉性”和“不等溫性”對測量的影響。實踐證明該方法具有較高性能價格比：測量誤差≤(±3)℃，測溫管壽命可達20～40 h，測溫成本與現行的快速熱電偶實際消耗相當或略低，同時低于鉑銠熱電偶連續測溫。還有人研發了以高溫快速光纖比色溫度傳感器為核心的測溫系統[10]。它顯著特點是響應速度快、使用壽命長、抗電磁干擾、靈敏度高，使用溫度區間為800—2 400℃。另外還有人提出了輻射測溫方法，即紅外系統[11]。結語

隨著用戶對鋼材質量要求的進一步提高，中間包的精煉功能也越來越重要。

(1)生產高附加值鋼材用鑄坯，必須對鋼包到中間包、中間包鋼水液面和中間包到結晶器過程全程保護澆注，同時在鋼包到中間包和中問包到結晶器問要防止吸氣和匯流旋渦卷渣。

(2)設置合理的中間包結構(上下擋墻、湍流抑制器、旋渦抑制器)不僅可以最大程度防止吸氣、卷渣，而且可提高去除夾雜物的能力。

(3)電磁攪拌離心流動對去除中間包內夾雜物效果顯著。

(4)連續真空處理對脫氣和去除夾雜物有良好效果，但其可調性差，電磁過濾作為去除夾雜物的輔助方法。

第二篇：冶金技術

直接還原—將鐵礦石在固態還原成海綿鐵的方法。所得產品稱為直接還原鐵DRI。熔融還原—用鐵礦石和普通煙煤作原料，經流化床直接生產鐵水，使渣鐵分離的方法。人工智能是計算機科學一個重要分支，它主要研究用各種自動機或智能機來模仿人腦所從事的認識、學習、推理、思考、規劃等一系列思維活動。

專家系統”，主要是指特定領域內，具有相當于人類專家的知識和經驗，以及解決專門問題能力的計算機程序系統。神經網絡也稱為人工神經網絡，專家系統與神經網絡同樣都是人工智能處理技術的主要分支。

電磁鑄造是利用電磁感應原理實現無模連續鑄造技術，即液體金屬不與鑄模接觸成形，而是在電磁力約束下液態金屬保持自由表面狀態下凝固成形，其表面呈鏡面，由于在磁場作用下凝固，金屬組織與結構得到改善。

質量控制將一整套行業標準、國家標準、國際標準，及廠內標準，用調用對照表的形式存入計算機，通過工作指令形式下達給過程控制計算機，控制生產過程：a.還原氣氛(石墨電極反應)

b.氬氣攪拌 c.埋弧加熱d.白渣精煉 等離子熔煉的類型

1等離子電弧爐PAF；2等離子感應爐PIF； 3等離子電弧重熔PAR；4等離子電子束重熔PEB；5等離子鋼包精煉。

我國鋼鐵工業發展存在的主要問題1品種質量亟待升級，2布局調整進展緩慢。3自主創新能力不強。十二五”鋼鐵工業發展規劃

1節能減排。2產業布局。3資源保障。4技術創新。5產業集中度。

人類歷史上從鐵器時代開始,鋼鐵就是兵器及生產工具的主要材料。

原因： 1）鐵資源豐富，約占總資源的5%。2）鐵礦石中鐵主要以氧化物和碳酸化合物形式存在，且較易被還原制取，生產成本低。

3）鐵碳合金有較優良的性能。.鋼鐵工業發展的關鍵技術

1）采用新流程、新技術、新裝備代替傳統的全流程生產方式，達到高生產率、高效率、產品優質。

2）節約資源、能源，降低制造成本、投資成本及勞動成本。3）滿足國民經濟各部門對鋼材使用性能及質量上不斷提高的要求。如汽車用深沖鋼板要求：鋼中[C]+[P]+[S]+[O]+[N]+[H]總和不大于0.01%。4）保護環境，根治污染，保持生態平衡。1工序組成是煉焦煤，僅占煤總儲量的10%，已告缺。且煉焦排放大量的有害氣體（CO2，CO，NOX，SO2等），造成溫室效應，嚴格的排放標準出臺后，焦化工序將首先被淘汰。不用高爐，將鐵礦石還原成海綿鐵的直接還原煉鐵法以及生產成鐵水的熔融還原法。

2缺點：大功率交流電弧爐的電弧穩定性差，對電網沖擊大，產生強烈的電壓閃爍，造成噪聲污染。

3）爐外精煉是提高質量、增加產量，降低成本的有效手段4工業又一次重大革新

56）真空冶金是生產超級合金的重要手段目前在凝殼熔煉、懸浮熔煉、冷坩堝熔煉及真空電弧雙電極重熔等方面有新的突破。

濺渣補爐的基本原理是在轉爐出鋼后，調整終渣成分，并通過噴槍向渣中吹氮氣，使爐渣濺起并附著在爐襯上，形成對爐襯的保護層，減輕煉鋼過程對爐襯的機械沖刷和化學侵蝕，從而達到保護爐襯、提高爐齡的目的。濺渣護爐操作步驟：

1)將鋼出盡后留下全部或部分爐渣；2)觀察爐渣稀稠、溫度高低，決定是否加入調渣劑，觀察爐襯侵蝕情況；

3)搖動爐子使爐渣涂掛到前后側大面上；4)下槍到預定高度，開始吹氮、濺渣，使爐襯全面掛上渣后，將槍停留在某一位置上，對特殊需要濺渣的地方進行濺渣；5)濺渣到所需時間后，停止吹氮，移開噴槍；

6)檢查爐襯濺渣情況，是否需局部噴補，達到要求，出渣，濺渣操作結束！真空脫氣（1）脫氫

? 根據脫氣裝置幾何尺寸，操作工藝

及條件、鋼種及預脫氧狀態不同，脫氫的效果有差異

? 真空度是直接關系脫氫的主要因素（2）脫氮

? 去氮效果與其真空處理方法，裝置

結構與尺寸，鋼水預脫氧程度，系統真空度等因素有關

? 由于鋼中氮的溶解度、擴散速度慢，存在易于氮化的合金元素（Mn、Cr、Al、Zr、B），真空脫氮的效果僅為10-15%左右

（3）脫氧

? 碳在鋼中的擴散速度比氧大，故氧的傳質是真空下脫氧反應的控制環節

3）合成渣洗 4）噴粉精煉

? 擴大鋼渣接觸比面積，改善鋼液內

部冶金反應的熱力學和動力學條件 ? 夾雜物變性 5）鋼水加熱（1）電弧加熱（2）化學加熱

? 鋁熱法 硅熱法

CO燃燒法PF法直接還原鐵工藝主要特點

1、反應室與燃燒室分隔，產品金屬化率高。預熱段、還原段、冷卻段分別采用不同材料和結構，能連續生產，比反應罐法生產率高，能耗低；而且罐體不像隧道窯中那樣反復加熱、冷卻，壽命長。

2、能像回轉窯和轉底爐一樣連續生產，但爐體不動而爐料自動下落，爐氣逆流上升，設備簡單可靠，有利于加熱和直接還原反應進行，可方便地控制爐料還原溫度和時間，利用系數高、作業率高，能源和原料消耗低；

3、直接還原與反應罐法和回轉窯法一樣采用外配碳，還原劑和脫硫劑可適當過量，確保還原和脫硫效果，又不增加產品灰分，使得原燃料選用范圍廣、工藝設備簡單、產品質量好，而投資少、成本低；

4、反應室、燃燒室間隔排列，機構緊湊，每組反應罐都是一座獨立的還原設備，若干組并列、組成各種生產能力的還原爐；

5、適合作為煤基直接還原鐵工藝主體設備，也易改造為氣基法豎爐和其他工業爐窯。電子束熔煉原理在高真空條件下，陰極由于高壓電場的作用被加熱從而發射出電子，電子匯集成束，電子束在加速電壓的作用下，以極高的速度向陽極運動。穿過陽極后，在聚焦線圈和偏轉線圈作用下，準確地轟擊到結晶器內的底錠和物料上，使底錠熔化形成熔池，實現熔煉過程。

? 電子束爐的優點：

1）無耐火材料坩堝，熔煉金屬不會被玷污；

2）功率密度高，可熔煉任何難熔金屬；3）爐內真空度高，熔煉材料的純度高；4）對被熔原材料形狀限制很小，制備費用低。

? 電子束爐的缺點：

1）合金成分控制比VIM困難；

2）設備復雜，需采用直流高壓電源，操作和維護技術要求高；

3）會產生對人體有害的X射線，需采取保護措施。

1.高爐煉鐵系統包括：高爐本體，上料系統，裝料系統，送風系統，煤氣回收及除塵系統，渣鐵處理系統，噴吹系統，動力系統。2.煉鐵精料的內容是：

3.高爐有效容積利用系數：每晝夜、每m3高爐有效容積的生鐵產量，即高爐每晝夜的生鐵產量與高爐有效容積之比。

4.焦比（K）：焦比是指冶煉每噸生鐵消耗的焦炭量，即每晝夜焦炭消耗量與每晝夜生鐵產量之比。

5.煤比 ：冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量稱為煤比。

6.綜合焦比K綜：是將冶煉一噸生鐵所噴吹的煤粉或重油量乘上置換比折算成干焦炭量，在與冶煉一噸生鐵所消耗的干焦炭量相加即為綜合焦比。

7.綜合燃料比K燃：指冶煉一噸生鐵消耗的焦炭和噴吹燃料的數量之和。

8.冶煉強度（I）：冶煉強度是每晝夜、每m3高爐有效容積燃燒的焦炭量，即高爐一晝夜焦炭消耗量與有效容積的比值：

第三篇：冶金技術工作總結

冶金技術工作總結

冶金技術工作總結2007-12-08 14:59:12第1文秘網第1公文網冶金技術工作總結冶金技術工作總結(2)冶金技術工作總結

在集團公司的正確領導下，在公司全體員工的共同努力下，2005年4月份我公司順利投產,投產后我們一手抓安全,一手抓工藝技術,實現了五六月份安全生產,并達到了設計產量，現將上半年的技術工作總結如下：

一、重視開爐工作

開爐是高爐一代壽命的開始。開爐工作的好壞對高爐今后能否正常生產有著極大的影響。

因高爐生產是連續性作業，各工序之間有著不可分割的聯系，要保證開爐順利，對生產的各個相關環節必須進行仔細檢

查，認真做好各項準備工作。為此,我們著重做好以下幾個方面: １、原燃料準備

因開爐前燒結機不能生產，原料條件極差，為保證開爐正常進行，對開爐原料做了詳細的分析與準備，對焦炭、礦石、石灰石、白云石、生石灰、白云石粉等高爐用料和燒結用料，從產地、質量、資源狀況、供料能力、質量保證等各個方面進行分析研究對比，從中擇優選取，結合本地資源情況，確定使用全生礦開爐（進口生礦 本地生礦）,實踐證明這一選擇是正確的，雖然條件較難，但由于我們準備充分,安排合理，因而確保了開爐成功、爐況順行，并且在設備故障頻發的情況下，保持了高爐順行。２、設備檢查與試運轉

進行單車、聯動、帶負荷聯動等方式，對設備進行了檢查、驗收和試運轉。但由于時間緊，各種問題在試運轉期間未能全部暴露出來。因此在投產后相當長一段時間里，設備問題出現較多，影

響了高爐生產進程。在此情況下，我們利用各種操作制度合理調劑，嚴格執行，使高爐順行，未受多大影響，經受住了各種情況的考驗。

3、高爐、熱風爐烘爐

本高爐和熱風爐為冬季所建，含水較多，為確保開爐順利，制訂了高爐、熱風爐烘爐方案，并由天津烘爐公司進行烘爐。嚴格按烘爐曲線烘爐，并組織三班人員，嚴格進行檢查、記錄。因此，烘爐基本上達到了預訂要求。

4、加強操作人員培訓 我們初次涉足冶金行業，工藝新、人員新、素質低等問題比較突出，為確保開爐和今后生產能正常進行，不斷強化職工培訓工作，通過考核上崗激發員工學習意識。同時，重要崗位聘請了一部分經驗豐富的技師進行傳、幫、帶，取得了顯著效果。經過一段時間的磨合，崗位工的操作水平和責任心都有了很大提高，現已基本適應生產需要，完成了由生到熟的轉變過程，下一步要盡快完成

由熟到巧的轉變。

二、建立各種技術管理制度

建立以安全技術操作規程為核心的各種技術管理制度，是正常生產得以進行的可靠保證。“學規程、考規程、用規程”活動在各分廠、部門都廣泛深入、扎實開展。做每一件事都有規程可依，有章可循，因而少走了不少彎路，培養了員工嚴肅認真的工作作風。

三、加強員工技術培訓

為滿足高爐生產要求，必須建立一支紀律嚴明、技術過硬的職工隊伍。公司、各分廠、各部門建立了各種形式的培訓班，并制訂了各種培訓計劃，學習演練應急預案，部署長遠規劃，為公司安全生產、穩定高產創造良好的軟件環境。

四、建立以工藝為龍頭，以高爐為中心的思想

高爐生產是一個大工業連續性生產，各工序必須緊密配合，才能確保生產正常進行。為此公司強調以工藝管理

為中心來強化管理，真正做到“全廠圍著高爐轉，高爐圍著爐內轉”拉緊各部門、各分廠與高爐的聯系，做到心往一處想，勁往一處使，樹立全廠一盤棋的思想。

五、以高爐規范化操作作為核心，加強高爐操作管理，高爐吞吐量大，原燃料量大，質量變化不可避免，為適應客觀情況變化。工長精心操作，嚴細管理，就顯得十分重要，為使三班統一操作。因此實行規范化操作是一個很好的措施，它使工長辦事有目標，行動有依據，檢查有標準，使高爐爐況時時處于可按制狀態，做到原料差時保高爐。原料好時，要降焦比，多出鐵。為高爐長期穩定順行，高產低耗打下了一個好的基礎，對出現的問題按公司要求做到一事一分析，徹底查明了原因，明確了責任，找到了預防措施，逐步提高了工長責任心和操作高爐的水平。

六、下半年工作計劃

１、繼續深入開展全員培訓，完成從熟到巧的過渡。

２、工長推行標準化作業，使各項日常工作有依據、有標準。

３、在可能條件下，工長實行動態管理，充分調動工長積極性。

４、抓好以安全技術操作規程為主的各項技術規程的考核和落實工作，加強基礎技術管理。

５、修訂原燃料標準，優化原燃料組合，做好增產、降耗的基礎工作。

６、積極消化、吸收、成功的先進經驗和技術措施，不斷提高各項技術指標。

7、提倡“干一行，愛一行，專一行”先是崗位練兵，有條件通過技術比武，給職工創造一個熱愛工作、積極向上、鉆研業務的外部環境，建成一個守紀律、素質高，業務強，能戰斗的職工隊伍。陽光冶金薛躍

二OO五年八月二十四日

冶金技術工作總結

第四篇：冶金技術專業介紹

冶金技術專業介紹

一、專業亮點

冶金技術專業開辦于1985年，是學院國家骨干高職院校和四川省示范高職院校建設重點建設專業，是直接服務釩鈦鋼鐵產業和區域經濟、最能體現學院辦學特色的專業之一。該專業開發實施的“校企所耦合、虛實境訓教、企業頂崗實習”的人才培養模式適合冶金行業人才的培養，獲得了全國冶金類職業院校同行的一致好評。

二、培養目標

培養具有良好的思想品質、勤奮敬業、有責任意識和創新意識，掌握高爐煉鐵、轉爐煉鋼、鈦產品生產、釩制品生產等的基本原理、工藝、主要設備的工作原理、結構、使用與維護等專業知識，具有較強的釩鈦產品生產工藝操作、設備操作、工藝規程制定等專業技術應用能力和實踐技能，適應現代化釩鈦鋼鐵一線生產、工藝操作、管理等部門工作的高端技能型專門人才。

三、就業情況

本專業畢業生就業依托攀西釩鈦鋼鐵冶金企業，立足攀西、面向西部、服務全國。近年來，畢業生首次就業率均超過97%，專業對口率超過85%，用人單位對畢業生的總體滿意率超過96%。如：畢業生侯某，就職于攀鋼提釩煉鋼廠，曾獲得全國五一勞動獎章，四川省十大杰出青年等30余項獎勵。畢業生劉某，就職于攀鋼提釩煉鋼廠，曾獲得全國“澆鋼王子”的稱號，畢業生達某，就職于江蘇某鋼鐵集團，年薪30余萬元。

第五篇：生物冶金技術論文

微生物濕法冶金應用技術的地位與前景

摘要：生物濕法冶金是冶金領域十分活躍的學科之一，較傳統氧化冶金工藝有很大的優勢，有著廣闊的工業應用前景。介紹微生物濕法冶金技術的概況以及其應用現狀，并對其在未來的發展前景做出展望。

關鍵詞：濕法冶金；浸金；介紹；應用；前景;Microbial Hydrometallurgical Technology’s Position and Prospect of Application Abstract: Biological metallurgy is very active in the metallurgy field.Compared with the traditional oxidation process metallurgy ,it has a great advantage and is doomed to a broad industrial application prospect.To introduce of microbial hydrometallurgical technology and its application status, and make a prediction for the future development prospects.Key words: Hydrometallurgy;Leaching;Introduction;Applications;Prospect;生物濕法冶金是多年來冶金領域十分活躍的學科之一。在自然界，微生物在多種元素的循環當中起著重要作用，地球上許多礦物的遷移和礦床的形成都和微生物的活動有關。生物濕法冶金是一種很有前途的新工藝，它不產生二氧化硫，投資少，能耗低，試劑消耗少，能經濟地處理低品位、難處理的礦石。

一、生物濕法冶金介紹

微生物濕法冶金技術是一門新興的礦物加工技術,它包括微生物浸出技術和微生物浮選技術。微生物浸出技術始于20世紀50年代,并已在銅、鈾貧礦的堆浸及含砷難處理金礦的預處理方面實現了工業化生產應用;微生物浮選技術在20世紀80年代出現,目前尚在實驗室研究階段。由于微生物濕法冶金具有環境危害小和資源利用率高的優點,在資源環境問題日益受重視的今天倍受關注,在礦物加工領域展示了廣闊的應用前景。微生物浸礦是指用含微(一）細菌浸銅

迄今為止,利用微生物技術處理的銅礦石都是一些硫化礦。在微生物的作用下,礦石中的生物的溶劑從礦石中溶解有價金屬的方法。用微生物處理的礦石多為用傳統方法無法利用的低品位礦、廢石、多金屬共生礦等。微生物浸礦過程機理的研究已有很長的歷史，在細菌的生長、硫化礦分解等方面已有較深刻的認識。細菌浸礦過程是細菌生長及包括化學反應，電化學，動力學現象的硫化氧化分解的復雜過程。主要有以下兩種方式。細菌直接作用浸礦。

細菌對礦石存在著直接氧化的能力，細菌與礦石之間通過物理化學接觸把金屬溶解出來。某些靠有機物生活的細菌，可以產生一種有機物，與礦石中的金屬成分嵌合，從而使金屬從礦中分解出來。

細菌間接作用浸礦。

細菌能把金屬從礦石中溶浸出來，是細菌生命過程中的新陳代謝作用，例如細菌作用產生硫酸和硫酸鐵，然后通過硫酸和硫酸鐵作為溶劑浸提出礦石中得所有金屬。微生物的濕法冶金有以下幾方面的價值：1減少資金花費2工藝流程更容易改變3可以提高金屬回收率4減少廢氣排放，保護環境。

二、微生物冶金現狀

我國是一個有色金屬礦產資源儲量大國 ,同時也是消費大國。經過半個多世紀的生產消耗 ,易采易選冶礦已為數不多。現有的常規物理、化學選冶方法由于回收率低、資源損耗大、生產成本高和對環境污染嚴重等問題已不適應社會經濟可持續發展要求。在此情況下 ,微生物在礦物分離方面的作用逐漸引起人們的重視 ,它既可用于礦物的就地浸出 ,也可用于工廠礦物處理、廢水廢渣處理。并且微生物浸礦具有生產成本低、投資少、工藝流程短、設備簡單、環境友好、能處理復雜多金屬礦物等優點 ,因此細菌浸礦的廣泛應用 ,將引起傳統礦物加工產業的重大變革 ,為人類、資源與環境的可持續發展開辟廣闊的前景。

1947年 ,美國Colmer和 Hinkle從礦山酸性坑水中分離鑒定出氧化亞鐵硫桿菌 ,并證實了微生物在浸出礦石中的生物化學作用。細菌浸出在冶金工業上獲得成功應用主要是3種金屬的回收:銅、鈾、金。自1958年美國利用微生物浸銅和1966 年加拿大利用微生物浸鈾的研究及工業化應用成功之后 ,已有30多個國家開展了微生物在礦冶工程中的應用研究工作。而且繼銅、鈾、金的微生物濕法提取實現工業化生產之后 ,鈷、鋅、鎳、錳的微生物濕法提取也正由實驗室研究向工業化生產過渡。

我國微生物浸礦技術方面的研究是從 20 世紀 60 年代末開始的 ,已先后在鈾、銅等金屬的生產應用中取得成功。(一）細菌浸銅

迄今為止,利用微生物技術處理的銅礦石都是一些硫化礦。在微生物的作用下,礦石中的 銅硫化物首先被氧化溶解出來,同時生成一些氧化能力較強的物質,如H2SO4, Fe2(SO4)3等,它們可以氧化其他銅硫化物或銅氧化物。美國在細菌氧化堆浸處理銅礦方面起步較早 ,開展了多方面的研究 ,技術也比較成熟 ,1994 年采用此法生產的銅價值已超過3.5億美元。

從世界上第1座銅的微生物堆浸工廠于 1950 年在美國的 Kennecott 銅業公司建成投產 ,到 20 世紀 80 年代 ,世界上共有14座(我國 2 座)銅的微生物氧化提取廠投入生產。

（二）細菌浸鈾

在大多數鈾礦石當中 ,都存在一些金屬硫化礦 ,比較常見的有黃鐵礦（FeS2）。黃鐵礦為浸礦細菌提供了能源 ,礦石受浸礦細菌的浸蝕作用 ,生成 FeSO4和 H2SO4。FeSO4在細菌作用下 ,很快被氧化為 Fe2(SO4)3，而很好的氧化劑 ,又可以氧化黃鐵礦: FeS2 + Fe2(SO4)3 =3FeSO4 +2S 反應生成的元素硫也是細菌的能源 ,受細菌氧化生成H2SO4 ,在 H2SO4和 Fe2(SO4)3存在的條件下 ,鈾礦物被溶解出來 ,反應如下:

UO2 + Fe2(SO4)3 =UO2SO4 +2FeSO4

（三）細菌浸鈾的發展

1965 年葡萄牙堆浸年產U3O8 45 t ,加拿大井下細菌回收83～87.6 t/a ,法國井下和堆浸回收的U3O8 在40 t/a左右。經過20年的發展 ,加拿大生物鈾的年產量已達 420 t 之多。法國也有一些鈾礦用細菌進行地下浸出 ,如埃卡爾勃耶爾鈾礦原以化學浸出為主 ,后改用細菌浸出 ,到 1975 年產鈾由原 25 t 增至635 t。此外 ,美國、南非等也用這一方法生產鈾。我國湖南某礦曾進行半工業試驗 ,浸出率50 %～60 %。

（四）難處理金礦的細菌氧化

生物氧化工藝是近年發展起來的一種金礦氧化新工藝 ,其過程簡單 ,投資少 ,生產成本低而且對環境的影響很低 ,現在越來越受到重視。目前金的生物氧化浸出主要限于處理難浸金礦石 ,作為氰化提金的預處理 ,而且浸出方式均采用浮選精礦充分攪拌浸出。

（五）難浸金礦的細菌氧化工業

難浸金礦的細菌氧化預處理最早是 1964 年法國人嘗試利用細菌浸取紅土礦物中的金 ,取得了令人鼓舞的效果。1977年蘇聯最先發表了實驗結果。北美最先用攪拌反應槽對難浸金礦石及精礦進行細菌氧化 ,對于攪拌反應槽式細菌氧化廠的投產和推廣 ,具有奠基作用。1984～1985 年 ,加拿大 Giant Bay微生物技術公司對北美及澳大利亞的30多種金精礦進行了細菌氧化實驗。1986年南非金科公司的 Fairview金礦建立世界上第1個細菌氧化提廠 ,實現了難浸金礦細菌氧化預處理法的首次商用。繼南非后 ,巴西、澳大利亞、美國、加納、秘魯等國生物技術預處理金礦的工廠紛紛投入運營。世界上第1座大型細菌處理廠是加納的 Ashanti 生物氧化系統 ,1995 年擴建設計規模為 960 t/a。細菌冶金在美國的礦冶工程中已占有相當重要的地位 ,美國黃金總產量的1/3是用生物堆浸法生產的。美國內華達州的 Tomkinspytins金礦1989年建成生物浸出廠 ,日處理1500 t 礦石 ,金回收率為90 %。美國加納Ashanti 微生物浸出廠在1994年能處理720 t/ d金精礦 ,年產黃金100萬盎司。

（六）細菌浸出其他金屬

法國BRGM研究中心在烏干達建成 1 座年產鈷 1000 t的細菌冶金廠 ,這意味著世界上 5 %的鈷是用微生物法獲得的。

國內的研究主要以金川低品位鎳礦資源貧礦和尾礦為研究對象 ,進行微生物浸出試驗研究。

錳礦的微生物浸出主要用異養菌將礦石中的Mn4+還原成易溶解的 Mn2+。前蘇聯用無色桿菌屬浸出尼柯波爾錳礦 ,浸出率達到80 %～90 %。我國用 T·f 菌除去高硫錳礦中的硫 ,硫排出率81 %～99 %。

三、未來的發展前景

目前生物冶金技術研究與工業應用已經取得顯著成交效，今后將受業界更加廣泛的關注，并在高效浸礦菌選育、浸礦微生物的基因組和蛋白組學、生物浸出過程基礎理論與工程化技術研究、生物冶金技術應用領域等幾個方面得到更加系統的研究。

隨著高品位、易選冶的銅，鎳，鋅，鈷，金等有色金屬礦物資源的日益減少，低品位，難處理資源的開發日益增大，生物冶金技術將是本世紀最有競爭力的礦冶技術之一。高溫浸礦菌浸出黃銅礦和異養菌浸出鎳紅土礦等技術將取得突破，生物冶金新技術不斷涌現，生物冶金技術將得到更大的發展。生物冶金技術產業化應用越來越成熟，應用領域越來越廣泛，生物冶金將具有廣闊的應用前景。

【參考文獻】：

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