第一篇：冶金論文

重慶科技學院 冶金工程概論課程論文

計算機技術在冶金企業中的應用于發展趨勢

摘要：主要介紹了仿真技術，三維空間計算機輔助技術，計算機輔助工程（CAE）等概況及應用。

關鍵詞：計算機仿真 三維空間 計算機輔助工程

1仿真技術

1.1仿真技術的概述

仿真技術亦稱為模擬技術。仿真技術是以相似原理、信息技術、系統技術及其應用領域有關的專業技術為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用系統模型對實際的或設想的系統進行試驗研究的一門綜合性技術。仿真技術集成了當代科學技術中多種現代化頂尖手段，極大地擴展了人類的視野和時限能力，在科學技術領域產生著日益重要的作用。

隨著計算機軟硬件的高速發展,使得計算機模擬仿真技術也得到了長足的發展,目前計算機模擬仿真技術已經在國內外廣泛應用。計算機模擬與仿真技術在冶煉、精煉、連鑄、軋制過程的流場、溫度場、應力場以及金屬組織性能的預測與控制,鋼鐵制造過程的成分與板形精確控制、工藝技術優化、新產品開發的預先模擬試驗,都需要模擬與仿真。它不但可以節約新產品、工藝開發時間和費用,提高試驗成功率,而且,容易形成企業自主知識產權的工藝與產品,從國內外鋼鐵企業的發展來看,企業的核心技術部分來自于計算機模擬與仿真技術以及數據積累而形成的精確控制模型。

1.2仿真技術的應用

我國在這一領域起步較晚,但是隨著科學技術的發展,以及市場競爭的日益激烈,很多企業都在工藝方面加強力度,目前很多研究機構及高校利用有限元分析對于冶煉過程和軋制過程進行了相關研究。國內各大鋼鐵公司利用模擬仿真技術,針對型鋼的軋制過程進行了相關理論研究工作,在新規格、新產品的開發方面取得突破,同時對汽車用鋼進行了模擬分析,直接對其客戶進行仿真分析及模具設計的理論支持。有限元軟件中的Multiphysics模塊主要用于結構和溫度場分析,屬于多物理耦合場分析模塊:LS-DYNA模塊主要用于大變形分析,例如軋制、沖壓等;CFX模塊主要用于流場分析,例如在冶金界的高爐、轉爐、電爐、大包、中間包、結晶器等方面的流場分析:DYNAFORM模塊主要用于沖壓成形,例如汽車板的沖壓。

2三維空間計算機輔助技術

2.1三維空間計算機輔助設計技術的概述

三維空間計算機輔助設計技術的最大特點是：所見即所得。就是說設計人員通過各種三維空間軟件在計算機上進行建立模型操作，通過軟件的渲染，功能就能真實表現出實際需要的各種實體模型。而且三維空間軟件都有巡視功能，操作者可以通過移動鼠標調整視線的不同位置來觀察，甚至把自己置身一個煉鋼廠房中查看整個冶金工藝流線的各種設備和管道的布置。

2.2三維空間計算機輔助技術的應用

根據工藝專業所提設計資料通過CAD軟件（CAD、3D CAD、PKP Mcad等平面及三維設計軟件）作圖繪制。而后進行確認，同時進行實體模型的建立和渲染。大型冶金工業設計牽扯工藝、設備、建筑、結構、通風、給排水等多個專業，各專業之間需要協調工作才能完成設計任務。隨著計算機網絡技術的日臻成熟，現已可以實現不同專業、多工作站共同工作的網絡平臺三維空間計算機輔助設計技術的應用。各專業設計工作通過網絡平臺的三維空間計算機輔助設計技術互相對設計方案進行調整，直至符合要求。

三維空間技術的載體是計算機系統。系統組成分硬件和軟件。硬件主要有性能優良的計算機，大屏幕顯示器，彩色噴墨打印機；軟件主要有Windows操作系統，CAD、3DCAD、PKPMcad等平面及三維設計軟件。大型冶金企業設計牽扯工藝、設備、建筑、結構、通風、給排水等多個專業，各專業之間需要協調工作才能完成設計任務。隨著計算機網絡技術的快速發展，現已實現不同專業、多工作站共同工作的網絡平臺三維空間計算機輔助設計技術的應用。

3計算機輔助工程

3.1計算機輔助工程的概述

計算機輔助工程(CAE),包括工程和制造業信息化的所有方面,但是傳統的CAE主要指用計算機對工程和產品的功能、性能與安全可靠性進行計算和優化設計,對未來的工作狀態和運行行為進行模擬仿真,及早發現設計缺損,改進和優化設計方案, 證實未來工程或產品的可用性和可靠性。

CAE技術主要體現在有限元分析、虛擬仿真技術和優化設計三個方面。有限元分析的主要對象是零件級,包括結構剛度、強度分析、非線性和熱場計算等內容;虛擬仿真技術的主要對象是分系統或系統,包括虛擬樣機、流場計算和電磁場計算等內容;優化設計的主要對象是結構設計參數。

從運用有限元法對已設計工程或產品的性能進行簡單校核,逐步發展到對工程或產品性能的準確預測,再到對工程或產品工作過程的精確模擬仿真,有限元法和仿真技術發揮了重要作用,提高了工程或產品的性能、質量。而最優化技術的采用又降低了工程或產品的成本,縮短了開發周期,減輕了人的勞動,并大大增

強了產品的競爭力。

在工程中應用CAE技術,需要一個載體,而 CAE技術的載體就是CAE軟件。CAE軟件是結合計算力學、計算數學、相關的工程科學、工程管理學和現代計算技術,而形成的綜合性、知識密集型信息產品,是實現工程或產品的計算分析、模擬仿真與優化設計的工程軟件,是支持工程科學家進行創新研究和工程師進行創新設計最重要的工具和手段。

常規的通用CAE軟件一般均由前處理、有限元分析、后處理三部分組成,每部分的組成及功能如表 1所示。

表1 通用CAE軟件的組成及功能

名稱 組成及功能

前處理 三維實體建模與參數化建模，構建的布爾運算，有限元剖分與節點編號，節點參

數生成，載荷與材料數據輸入，節點載荷生成，有限元模型信息的生成等

有限元

分析 有限單元庫，材料庫及相關算法庫，約束處理算法，靜力、動力、振動、線性與非線性解法庫及相應的有限元系統組裝模塊庫等

后處理 有限元分析結果的數據平滑，各種物理量的加工與顯示，根據設計要求對產品按

工程規范進行設計數據檢驗，優化設計，繪制設計圖等

3.2 計算機輔助工程的應用

鋼鐵工業是世界工業化過程中最具成長性的產業之一,長期成為各個工業化國家的重要產業。在我國,雖然整個現代化建設以傳統原材料為基礎的狀況已在發生改變,但鋼鐵仍是基本的結構材料和產量最大的功能材料。鋼鐵工業具有很強的產業關聯性,上游影響交通運輸、采礦、耐火材料等產業,下游影響建筑、汽車、造船、金屬制品、機械電子等行業。鋼鐵工業依然是工業化國家最重要的產業部門之一,其發展狀況也是衡量其工業水平和綜合國力的重要指標。世界范圍內鋼鐵工業正面臨著新技術蓬勃發展、結構變革的局面。用高新技術改造傳統鋼鐵工業,加速結構優化,提高市場競爭力,是發展鋼鐵工業的主流趨勢。計算機輔助工程(CAE)技術以其高效率、低成本的優勢在鋼鐵工業中得到了廣泛的應用。通過CAE技術,可以對鋼鐵工業中從冶煉到加工的各個工藝過程進行計算機過程模擬、系統優化、自動控制,采用計算機對生產過程、工藝參數及生產結果進行模擬和對整個系統進行優化,以實現生產的超前規劃和設計。

冶金設備作為冶金技術的載體,本身具有大型、重載、高速、連續、自動化、精密化等特點,而且往往工作在高溫、重載、高粉塵、大沖擊等惡劣條件下,許多性能無法采用實物試驗的方法獲得。近年來,國內外冶金生產中,不斷出現重大設備事故,也都涉及到設備的力學行為。同時,冶金工業的發展對機械設備的性能和

使用條件提出了許多新的要求。如近年出現的短流程技術及連鑄連軋技術,這些關鍵技術集中表現為要解決的關鍵結構設計及力學問題,包括強度問題、運動學及動力學問題和傳熱及熱應力問題,也對冶金機械設計研究和開發提出了更高的要求。因此CAE技術在冶金設備的設計研究上也得到了廣泛的應用。

目前CAE技術在煉鐵生產中取得的主要成果有:采用有限元法建立高爐復雜料面及中心裝焦條件下的煤氣流場和壓力場解析模型、高爐固態爐料流場和勢函數解析模型，分析高爐中心裝焦條件下的高爐狀況。利用CAE技術計算分析高爐冷卻水的穩定性、流速、冷卻水管與冷卻壁本體的間隙及冷卻的高度對長壽高效高爐冷卻壁壽命的影響。采用有限元法對高爐爐體結構進行應力分析等。在煉鐵機械設計優化方面，CAE主要發揮作用在于針對上料系統、燒結機、球團造球機、回轉窯等一系列相關設備的力學分析和優化設計，提高了機械設備的效率和壽命，降低了機械的制造成本，在改善噪音和震動方面也發揮了重要作用。

結束語：隨著計算機技術的快速發展，冶金企業中許多以前無法解決的復雜計算和過程控制，如今借助計算機技術都可實現或者有望解決。現代冶金企業領域將越來越多地使用和依靠計算機技術來處理難以用常規手段解決的問題。仿真技術在冶金企業中冶煉、精煉、連鑄、軋制過程的流場、溫度場、應力場以及金屬組織性能的預測與控制,鋼鐵制造過程的成分與板形精確控制、工藝技術優化、新產品開發的預先模擬試驗,都得到了快速發展，且不可缺少的技術手段。三維空間計算機輔助設計技術的在冶金設計中的應用極大的提高了設計效率和設計質量。在冶金工業設計和施工中再也不會出現設備、管道、主體結構打架的情況了。三維空間計算機輔助設計技術的發展將會在國家實現技術現代化的復興中起到關鍵性的作用。CAE技術已成為鋼鐵工業中新工藝和新產品的開發研制、生產工藝優化、設備能力考察和優化設計過程中不可缺少的重要手段，其應用前景也越來越廣。

參考文獻

孫會朝 劉超，萊鋼模擬仿真新技術應用，萊鋼科技，第5期

朱苗勇 樊俊飛，計算機模擬仿真在過程冶金中的地位和應用，寶鋼技術，1997,4

李瑜 張雪馳，三維空間計算機輔助設計技術在冶金設計中的應用，河南冶金，2009,8于宏林 方慶館，計算機輔助工程在鋼鐵工業中的應用，現代冶金，2009,2

第二篇：冶金論文

鋼鐵冶金企業防火對策

摘要：針對于鋼鐵冶金企業規模擴大的同時，我們有必要考慮到在鋼鐵冶金生產中的消防安全問題，以保證安全生產和在生產過程中生產人員以及生產設備的安全。從而以保證鋼鐵生產對國民經濟的促進和保證，使鋼鐵冶金生產達到穩定，不會因消防安全問題帶來巨大的損失。

關鍵詞：鋼鐵冶金 ；消防安全 ；防火措施

引言：隨著科技進步和經濟發展, 鋼鐵冶金企業規模越來越大, 鋼鐵產量逐年提高, 對國民經濟起到了重要的影響作用。但鋼鐵冶金企業的消防安全形勢卻不容樂觀,近十年來發生了多起重特大火災, 損失巨大。

1.鋼鐵聯合企業的生產

1.1鐵礦石的開采要求

鐵礦石開采技術要求:一般來說，必須有工業價值的礦床，然后才能考慮開采問題。

因為我國富鐵礦石不多，品味越高，質量越好，我國的工業品味定在大于45%,含磷越低，鐵礦石的冶煉和分選的成本越低，是冶煉廠青睞的，價格越較高。

1.2開采設備

開采設備分兩種：

1.露天開采：成本低，利潤高，主要是利用挖掘機，裝載機，汽車，風鉆機，炸藥等。

露天開采的采礦工藝，長期采用全境推進，寬臺階緩幫作業的采剝工藝，現在已開始轉向陡幫開采，橫向推進新工藝。在爆破器材和技術方面也有所發展，陸續采用了巖石炸藥，銨油炸藥，硝銨炸藥乳化油炸藥等等，在生產中應用了大區多排孔微差爆破技術。

2.地下開采：成本較高，還需要坑道支架和通風設備，鋪設礦山軌道，利用專門設備小火車運到地表。

目前，地下采礦的開采方法主要是無底柱采礦法，大約占72%，其次是淺孔流礦法，占9%，房柱式和壁式采礦法占8%，空場法占7%，有底柱分段崩落采礦法占3%，充填法占1%，地下開采的礦山巷道支護由50年代的木支護發展到了現在木支護，混凝土支護和噴錨支護三種方法并存的局面，鑿巖裝運也逐步向機械化方向發展，現在已普遍采用鑿巖臺車鑿巖，裝運機鏟裝，電機車運輸。由于采礦方法，技術裝備，支護方法等方面的不斷改進，地下礦山的全員勞動生產率有了很大提高。

如果是向冶煉廠提供礦石，聯系到火車車皮就行，如果是提供半成品，還需要一套設備，把礦石磨細，進行初步分選然后提供給冶煉廠。

1.3選礦

在礦山要對鐵礦石和煤炭進行采選，將精選煉焦煤和品位達到要求的鐵礦石，通過陸路運送到鋼鐵企業的原料廠進行配煤和配礦、混勻，在分別在焦化廠和燒結廠煉

焦和燒結，獲得符合高爐煉鐵質量要求的焦炭和燒結礦。

1.4冶煉

高爐是煉鐵的主要設備，使用的原料有鐵礦石、焦炭和少量溶劑，產品為鐵水、高爐煤氣和高爐渣。鐵水送煉鋼廠煉鋼;高爐煤氣主要用來燒熱風爐，同時供煉鋼廠和軋鋼廠使用；高爐渣經水淬后送水泥廠生產水泥。煉鋼主要有轉爐煉鋼和電爐煉鋼流程。通常將“高爐—鐵水預處理—轉爐—精煉—連鑄”稱為長流程，而將“廢鋼—電爐—精煉—連鑄”稱為短流程。目前，大多數短流程鋼鐵生產企業也開始建高爐和相應的鐵前系統，電爐采用廢鋼+鐵水熱裝技術吹氧熔煉鋼水，降低了電耗，縮短了冶煉周期，提高了鋼水質量，擴大了品種，降低了生產成本。

2.冶金與消防的聯系

2.1火災案例的統計與分析

鋼鐵冶金企業規模龐大、工藝復雜、流程性強, 在冶煉和熱加工過程中需要耗用大量的煤、焦炭、燃油和電能, 鋼鐵冶煉的生產過程屬于高溫、高壓的生產過程。雖然生產鋼鐵的原料和其成品本身都是不燃燒物,但是在生產和加工過程中需要大量使用燃料和易燃、易爆氣體, 如純氧、氫氣、乙炔等, 而且, 鋼鐵冶煉過程中要產生大量易燃易爆氣體, 如高爐煤氣、轉爐煤氣等。正是由于鋼鐵冶金企業的這些行業特點決定了鋼鐵冶金企業火災事故具有多發性和高損失的特點。

表1 是對近十年來鋼鐵冶金企業在生產過程中發生的74起火災實例及其起火部位和火災類型的統計和分析。雖然有限的火災次數統計不能完全代表鋼鐵冶金企業的實際情況, 但還是可以看出火災易發部位和重點防火區域。

2.2火災危險性分析

2.2.1火災重點防火區域

鋼鐵冶金企業的重點防火區域可分為以下8 類:

(1)電纜夾層、電氣地下室、電纜隧道、電纜豎井等電纜火災危險場所;(2)液壓站、潤滑油站(庫)、儲油間、油管廊等以中、高閃點油類為主的可燃液體火災危險場所;(3)變壓器、電氣控制室等電氣火災危險場所;(4)生產、儲存、使用可燃氣體或其它粉料的爆炸性火災危險場所;(5)苯、涂料等低閃點可燃液體火災危險場所;(6)煤、炭等物料運輸皮帶系統火災危險場所;(7)不銹鋼冷軋機、修磨機及熱軋機等生產設施;(8)辦公樓、化驗樓等中、輕危險等級場所。

僅針對鋼鐵冶金企業中火災發生次數最多的電纜火災危險場所及電氣火災危險場所進行分析。

2.2.2火災危險性分析

2.2.2.1電纜火災危險場所

鋼鐵冶金企業存在著大量的電纜隧道、電纜夾層、電氣地下室及電纜溝等, 在這些區域內, 電纜布置密集, 數量巨大, 環境惡劣, 相互貫通, 遇到電纜本身故障和外界火源, 很容易引起電纜著火, 造成巨大損失。電纜火災事故不論是由外界火源引起的, 還是由于電纜本身故障引起, 在著火后, 都具有下列特點: 一是火勢兇猛, 蔓延迅速。電纜本身是可燃的物質, 尤其是聚氯乙炔等塑料電纜和充油電纜, 更易著火蔓延, 而且電纜隧道內的電纜為大量密集交叉或架空敷設, 一旦著火, 會沿著電纜群束迅速延燃擴大。試驗研究表明, 電纜著火后最快傳播速度可達20 m ?m in。而多起重大火災案例分析也表明, 約10～ 20 m in 后, 大火便順著電纜延燃到主控制室、繼電室等場所燒毀控制盤、繼電盤、儀表盤等, 損失十分嚴重。二是撲救困難, 易引發二次危害。電纜隧道一般都縱深距離長, 寬度窄, 火災時極易堵塞;同時由于電纜隧道中散熱困難, 熱煙無法順利排出。試驗表明, 起火隧道的溫度可由400 ℃很快上升到800～ 900 ℃, 易較快發生轟燃。同時, 由于隧道處于地下, 撲救時無法觀察火災狀況和具體位置,選擇火災撲救路線困難, 只能通過隧道出入口進入, 且地下照明條件差, 不易迅速接近起火位置。地下建筑物結構對于通信設備的干擾等等因素都造成了火災撲救的困難。三是火災損傷嚴重, 修復時間長。電纜火災事故造成損傷嚴重, 不僅直接燒毀大量的電纜和其他設備, 同時還有其他特殊危害, 如控制回路失靈等而造成事故擴大。據統計, 1960～ 1984 年電力行業的62 次電纜火災, 修復超過1 個月的占有35 次, 占總數的56% , 達半年以上的有16 次, 占總數的16% , 間接損失巨大。

電纜火災事故發生原因歸納起來有兩個, 一是由于電纜過熱、短路、絕緣老化或絕緣性變壞等內因引起的火災事故;二是由于外界火源等可燃物著火波及下的外因引起的火災事故。據本次調查的統計, 在26 例各種原因、不同區域電纜火災中, 因電纜本身故障引發的火災占16 起, 占到了總數的62% , 外因導致的火災事故共10起, 約占38%。

2.2.2.2電氣火災危險場所

鋼鐵企業存在著大量的、繁簡不一的電氣室、控制室、操作室、儀表室、計算機室等, 其內部存有大量的電纜和用電設備, 在設備故障或線路短路時極易發生火災, 而且一旦發生火災, 將會影響全局, 造成大面積的停產, 損失巨大。

2.3防火對策

鋼鐵冶金企業防火設計應充分考慮鋼鐵冶金企業各系統的特點和火災危險性, 并從防火目標的提出、工藝生產系統的特點、明確鋼鐵冶金企業的重點防火區域以及如何采取確實有效的防火措施等方面, 制定一套完整有效的消防安全管理體系化標準, 以確保真正的生產安全。

2.3.1防火設計目標

對于鋼鐵冶金企業中的重要防火區域, 應從“防止發生火災;快速探測并撲滅已發生的火災;防止尚未撲滅的火災蔓延而減輕火災”的角度來形成設計目標。“防止發生火災”, 是要求將鋼鐵冶金企業運行中發生火災的概率降至最低, 需要將防火設計結合工藝和生產管理統一考慮。“快速探測并撲滅已發生的火災”, 是要求采用自動、半自動等主動的消防技術, 實現火災的早期探測和早期撲滅, 從而減少火災的損害。“防止尚未撲滅的火災蔓延而減輕火災”, 是要求采用被動防火分隔, 延緩或阻止火災的發展, 贏得救援時間。

2.3.2防火設計要素

一是建筑防火部分。要緊密結合鋼鐵冶金企業的實際情況, 對各建(構)筑物及工藝設施的火災危險性進行全面、詳盡而科學的分類, 從安全疏散、建筑構造等方面

加以考慮。二是工藝系統的防火設計, 這是工業消防中應重點關注的問題。首先, 確定工藝系統中的重點防火區域和區域內的主要建(構)筑物及設施, 根據火災危險性分類, 采取相應的防火保護措施, 避免引發火災, 降低燃燒幾率, 控制火災的蔓延燃燒。其次, 確定在發生火災的情況下, 人員施救的必備措施和設施, 確保消防人員可以進入場所進行撲救。最后, 便是確定在發生火災的情況下, 是否啟動自動滅火系統的工藝要求。自動滅火系統應結合工藝安全因素, 確定合適的啟動、退出時機。三是火災報警、防排煙、消防電氣等系統部分。從主動防火、消防系統工作保障等方面予以考慮。

2.3.3統一規劃

鋼鐵冶金企業由于企業內部發展的需要, 每年都有大量的新建、改建及擴建項目, 這些項目由于建造時間不一, 所遵循的建造標準也不統一, 導致各工藝系統的防火安全保證能力不一致。而鋼鐵冶金企業由于其流程性生產性質的要求, 生產工藝中每一環節的不安全都可能導致其它系統不能正常生產, 因此, 不論從技術層面、資源共享、維護管理、可持續發展等方面都應統一進行消防規劃。

2.3.4消防安全評估

鋼鐵冶金企業的消防安全是一個比較寬泛的概念,涉及的方面較多, 最重要的便是生產工藝與火災的發生息息相關。一方面火災會造成工業企業重要物項或工藝過程的損害和直、間接損失;另一方面工藝安全的因素也會造成火災, 而進一步致損。因此, 消防安全和生產安全是不可分割的, 需要結合工藝生產安全因素進行綜合的消防安全評估。

參考文獻：

[1] 郭軍英.淺析火災自動報警系統設備運行狀況及對策[J].價值工程,(05):109-110

[2] 吳學華.特殊的軍禮[J].新安全 東方消防, 2009,(02):42-43

[3] 開封指導漯河[J].工友, 2009,(04):36

[4] 吳學華.馬元江“尋親”[J].新安全 東方消防, 2009,(01):40-41 2009,

第三篇：冶金論文

淺談煉銅技術與進展

姓名：明偉 班級：化學2010級2班 學號：2010442124 摘要：煉銅技術是冶金工程中的一個重要部分。從大方面講煉銅有兩種方法即火法煉銅和濕法煉銅。但火法煉銅有其致命弱點：產生二氧化硫等污染性氣體，加之廢氣處理技術的不成熟，成本高；而濕法煉銅可以解決二氧化硫對環境的污染、低品位礦石的開發和復雜礦石及二次資源的綜合利用問題。70年代以來，濕法煉銅技術發展迅速，目前產量已占礦產銅的20%。所以文章著重簡述了濕法煉銅的歷史、發展、現狀和展望。關鍵詞：火法煉銅

濕法煉銅

技術

進展 概 述

從大方面講煉銅有兩種方法即火法煉銅和濕法煉銅。火法煉銅，顧名思義，就是使用高溫熔融的銅礦石冶金出銅，它是一個氧化還原過程，氧化就是向融礦中通入氧氣以除去鐵，硫等雜質，由此設計出多種熔煉爐和熔煉技術如浸沒頂吹熔煉法；還原就是通過一些方法來降低金屬熔體中的氧，進而得到一定純度的銅縱。濕法煉銅就是對銅礦處理變成溶液進行各種處理得到銅的過程即浸出———萃取———電積技術。

縱觀歷史，火法冶金是先于濕法冶金發展的，我國古代制造的青銅器等就是火法冶金配合其他技術的結果。經過幾千年的發展，火法冶金技術較成熟，通過區域熔煉，渦旋熔煉得到純銅。我國是世界上最早采用濕法冶金提取銅的國家。寫于紀元前六、七世紀的《山海經》就有記載。唐朝已有官辦的濕法煉銅場。宋代則技術更為成熟，產量更為可觀。但濕法煉銅發展很慢，歐洲18世紀在西班牙南部的胡爾瓦建立了從礦石浸出，浸出液用鐵屑置換法生產金屬銅的工廠。1912年在智利開始采用電積法從浸出液中生產電解銅。以后在美國出現了多家氧化礦酸浸———電積法回收銅的工廠。1957年在美國亞利桑那州湖岸建成了世界上第一個硫化銅精礦沸騰焙燒———浸出———電積的工廠。隨著化學工業的發展出現了有機萃取劑，可以有效地從貧銅溶液中萃取銅。1968年美國亞利桑那州蘭鳥礦建成了世界上第一個工業規模的浸出———萃取———電積工廠，經過30多年此法不斷發展和完善，目前全世界采用此工藝生產的銅量年產已超過200萬噸，占全球礦產銅量的20%。1997年智利建成世界上最大的浸出———萃取———電積(簡稱L-SX-EW)法煉銅工廠，其生產能力為年產22.5萬噸，產品達到倫敦金屬交易所(LME)A級銅標準[1]。1999年，位于北緯50°13′，東經125°49′的黑龍江多寶山礦L-SX-EW工廠建成投產，標志著我國已具有高緯度寒冷地區的堆浸技術。北京礦冶研究總院和云南東川礦務局合作研究開發了處理高堿性脈石難選氧化礦的氨浸———萃取———電積工藝，建成年產500噸電銅的試驗工廠[2]。2000年，在福建紫金山銅礦建成處理次生硫化銅礦，年產300噸陰極銅的細菌浸出試驗工廠[3]。云南銅業集團大紅山銅礦正在進行低品位硫化銅礦井下細菌堆浸研究[4]。這些都標志著濕法煉銅已具有相當水平，并具有相當大的生產規模，已成為銅工業中的一種重要的技術傾向，特別是在回收低品位礦石或采銅廢石及就地浸出方面將發揮更大的作用。我國的濕法煉銅技術已具有一定水平。浸出———萃取———電積工藝

該工藝包括四個主要步驟：硫酸介質中溶解銅———浸出；采用一種萃取劑把銅萃入有機相———萃取；用硫酸溶液把銅反萃入水相———反萃；反萃液即電解液用電積法沉積銅———電積。

2．1 浸 出

浸出是該工藝的基礎，有效地使銅從礦石中轉入溶液中，是該工藝的前提。2．1．1 浸出方式

浸出有槽浸、攪拌浸出、堆浸和就地浸出等多種形式。槽浸適合處理高品位的氧化礦，浸出周期較短，浸出液含銅高時，可直接送電積。但是，目前應用不廣。攪拌浸出要求礦石品位較高，或經過預先富集，對于硫化礦可采用細菌浸出或預先進行氧化焙燒。堆浸和就地溶浸等技術的發展更具多樣性，故本文著重討論。

(1)堆浸[5~7] 堆浸常用于低銅表外礦、銅廢石的浸出。浸出場地多選在不透水的山坡處，將開采出的廢礦石破碎到一定粒度筑堆；在礦堆表面噴灑浸出劑，浸出劑滲過礦堆時銅被浸出，浸出液返流到集液池以回收。堆浸的特點是浸出設備投資少，運行費用低。氧化礦的堆浸已進行了多年，技術較為成熟。堆浸廠已遍及各個地區，不受地理位置和氣候條件限制。堆浸的主要方式：堆浸場按使用情況分為永久堆場和多次重復使用的堆場。按處理的物料，堆浸又可分為： 廢石堆浸；尾礦堆浸；礦石堆浸

新發展的堆浸方式有：

①硫酸熟化薄層堆浸法 該法是堆浸的改型。它主要包括兩個步驟：一是用濃硫酸熟化細碎的氧化銅礦或氧化———硫化混合礦；二是用稀硫酸溶液進行薄層堆浸。

②制粒浸出 針對含泥銅礦堆浸時，礦堆滲透性差的問題，發展了制粒堆浸技術。制粒堆浸是將含泥銅礦加入適當的粘結劑，在制粒設備中通過滾動作用形成團粒，粒礦筑堆后，經堆放固化，使其具有一定濕強度，再用浸礦劑噴淋浸礦的方法。該法通過制粒提高礦石和礦堆的滲透性，在制粒過程中預加浸出溶劑使之與礦石提前接觸，并預先反應，加快了浸出速度；同時采用薄層堆浸可保證布液均勻，并有充足的氧氣。(2)就地浸出[

8、9]就地浸出又稱為地下浸出或化學采礦，可用于處理礦山的殘留礦石或未開采的氧化銅礦和貧銅礦。地下浸出是將溶浸劑通過鉆孔注入天然埋藏條件下的礦體中，有選擇性地浸出有用成分(銅)；并將含銅的溶液，通過抽液鉆孔抽到地面后輸送到萃取電積廠處理的方法。2．1．2 礦石的浸出(1)氧化銅礦的浸出

氧化銅礦的礦物有100多種，其中主要有赤銅礦、黑銅礦、孔雀石、硅孔雀石及蘭銅礦等，當用硫酸浸出時，均可浸出來。然而，在銅的礦物浸出的同時，一些堿性脈石也會被酸浸出。所以，當礦石中鈣、鎂含量高時，因其大量浸出使酸耗大大增加而失去經濟性。對此類礦可采用氨浸。(2)硫化銅礦的浸出

硫化銅礦又分原生硫化礦和次生硫化礦，它們都不能被硫酸浸出。次生硫化礦主要是輝銅礦、銅藍等礦物，易被硫酸加氧、硫酸高鐵溶液和細菌浸出。原生

硫化礦主要是黃銅礦，較難為上述溶液浸出。而單一的氧化銅礦較少，一般礦床上部為氧化礦，下部為硫化礦，中部為混合礦。故采用一般的酸浸處理混合礦，因硫化銅礦物浸不出來，而使浸出率不高。對硫化銅礦酸浸更無能為力。目前，如何提高硫化銅礦的浸出率是冶金工作者的一個研究熱點。硫化銅礦的浸出主要有下列方法：細菌浸出法；加壓氧化浸出法；焙燒———浸出———電積法

2．2 萃 取

萃取是L-SX-EW法成功的關鍵。經過30多年的不斷進步，目前常用的萃取劑可從含銅~1 g/l的溶液經二級萃取，一級反萃使溶液含銅達到40~50 g/l，能滿足電積的要求。典型的改性醛肟類有漢高公司的LIX622、LIX622N、LIX64N和AVE-CIA公司的M5640、PT5050。醛肟———酮肟類如漢高公司的LIX984、LIX984N、LIX973N。可以從氨性溶液萃取銅的LIX54—100[23]。國內如北京礦冶研究總院研究的萃取及中國科學院上海有機化學研究所和昆明冶金研究院研究銅的萃取劑—N901,性能與國外萃取劑基本相同,成本大大低于國外[10]。用于萃取的主要設備有三種：混合———澄清萃取器、萃取塔、離心萃取器。銅的萃取工廠絕大多數采用混合———沉清萃取器。目前,澳大利亞南部奧林匹克埃的WMC公司3 m直徑的萃取塔已代替了混合———澄清萃取器[11]。2、3 電 積

在L-SX-EW工藝中，由于電解液經過萃取，雜質較少純度較高，所以可以生產高純陰極銅。甚至生產99.999%的高純銅。電積技術也在不斷進步。(1)采用永久不銹鋼陰極法(ISA)該法是澳大利亞銅業有限公司開發的技術，1978年在澳大利亞湯士威爾冶煉廠問世。該法有許多優點：陰極垂直，短路較少；產品質量好，可達高純陰極銅標準；流程簡化，省去了始極片制作系統，使電解槽內積壓的銅量減少；能耗和成本較傳統電解法低，故受到世界各國關注。采用ISA電解工藝(電解精煉加電積)產出的陰極銅已超過390萬噸，約占世界陰極銅產量的35%[12]。(2)有機物的控制

反萃的富銅溶液會夾帶少量有機相，有機相進入電積過程會影響電銅質量，并使陰極銅粘板，而且這部分有機相在電積過程中降解而增加了有機相的消耗。所以要將富銅液中的有機相盡量除去。傳統的沉淀法效率不高，砂濾法有效，但需反復洗滌設備。

(3)電解液中積鐵的控制

每一個SX-EW工廠的銅電解液中鐵含量都會逐漸積累，致使Fe2+和Fe3+在陽極和陰極間反復耗電，而降低電流效率。傳統的方法是定期抽部分廢電解液開路。而現在發展了離子交換法和膜技術法。展望

濕法煉銅特別是L-SX-EW技術，由于具有流程短，僅三、四道工序，取消了花錢最多的選礦和火法熔煉，可稱為是一次技術革命：原材料消耗低，主要消耗為硫酸，萃取劑和稀釋劑的消耗大體與選礦藥劑消耗相當；擴大了銅原料選擇的范圍，含銅0.04%~0.07%就可利用，經濟上合算的資源均可提取，擴大了資源范圍，降低了能耗，節約了大量燃料、電力和耐火材料等；對環境的污染小，不產生污染環境的SO2，流程自成回路，基本沒有廢水，只有浸出廢渣要做處理，環保治理費用低；成本較火法流程低，故濕法煉銅發展迅速。濕法煉銅的技術也不斷發展，一是，L-SX-EW技術不斷發展、完善。如，浸出液采用滴浸器代替噴淋；浸出液輸送泵站，采用浮船泵站，既可節約建設投資，也有利于生產管理；等等。二是，新的濕法煉銅技術不斷出現。

我國的濕法煉銅技術取得了許多進展，然而與國外相比還有不少差距，應加強研究，加快發展。我國的銅礦資源相對匱乏，而且貧礦多富礦少，發展濕法煉銅，可擴大資源范圍。

(1)我國大量氧化銅礦資源的開發利用我國氧化銅礦儲量約800萬噸金屬量,分布在云南、四川、西藏、新疆和黑龍江等省[1],可采用L-SX-EW技術提取銅。目前已有一些小的L-SX-EW工廠,但規模太小。應針對這些資源的特點,加強研究,形成我國特有的L-SX-EW技術。

(2)原有礦山的低品位銅礦資源的開發利用我國原有銅礦山露天開采剝離的銅礦廢石,據估計已有3.3億噸,若平均品位0.1%,則含銅33萬噸。每年礦山還有相當數量的銅礦廢石排放。應學習國外采用廢石堆浸———萃取———電積技術,從銅礦廢石中回收銅。此外,原有礦山采空區的殘礦,如采用地下溶浸技術,加以利用也是相當可觀的。

(3)西部豐富的銅礦資源的開發利用我國的西部礦產資源豐富,新疆、西藏、云南等地有一些尚未開發的銅礦資源,為了保護生態環境不受破壞,可考慮采用地下溶浸技術。

(4)培養我國特有的高溫菌種

總結：相信隨著技術的不斷突破，火法冶金和濕法冶金將揚長避短，實現相互補充，打造銅冶金工業的新局面。參考文獻：

期刊，[1]史有高摘譯.世界最大的堆浸———溶劑萃取———電積銅生產廠在智利建成投產〔J〕.有色冶煉, 1997,(1): 1-2 會議論文集，[2]馬繼倫.發展濕法煉銅技術,提高我國銅資源利用率 銅鎳濕法冶金技術交流及應用推廣會議文集〔C〕.廈門, 2001.會議論文集，[3]劉大星.中國銅濕法冶金技術的進展.銅鎳濕法冶金技術交流及應用推廣會議文集〔C〕.廈門, 2001.技術標準，[4]易門礦務局,昆明冶金研究院.低品位硫化銅礦井下細菌堆浸回收工藝技術中試研究〔R〕.2001.期刊，[5]曹異生.世界銅浸出、萃取、電積技術進展及在我國推廣應用前景展望〔J〕.云南冶金, 1996,(5): 1-9.期刊，[6]方金謂,等.浸出———溶劑萃取———電積提銅技術的發展概況及應用前景〔J〕.有色冶煉, 1999, 2.30-32.會議論文集，[7]王 卉.開發制粒堆浸技術處理含泥銅礦的進展〔R〕.銅鎳濕法冶金技術交流及應用推廣會議交流.廈門, 2001.會議論文集，[8]楊佼庸.全國重冶新技術新工藝成果交流大會文集〔C〕.1998,(11): 342-344.期刊，[9]王 卉.銅原地溶浸采礦技術專集〔J〕.濕法冶金, 1999,增刊.會議論文集，[10]李超忠,等.高效銅萃取劑的研制〔C〕.銅鎳濕法冶金技術交流及應用推廣會議文集,廈門, 2001,(5): 129-131.會議論文集，[11]科萊恩,等.溶劑萃取在銅濕法冶金中的發展和應用〔C〕.銅鎳濕法冶金技術交流及應用推廣會議文集.廈門, 2001,(5): 85-110.著作，[12]姚素平,等.ISA電解技術在中國的應用前景 有色金屬科技進步與展望〔M〕.北京:冶金工業出版社, 1999.

第四篇：冶金論文

《冶金工程概論》小論文

論冶金與綠色營銷

姓名：羅永恒

專業班級：市場營銷01班 學號：2011443610

2012.11.30

論冶金與綠色營銷

作者：羅永恒

作者單位：重慶科技學院

摘要：文章主要包括兩個方面：一方面對鋼鐵與冶金聯合企業的主要生產環節，每一個生產環節的主要過程，主要設備，生產方法及特點進行概括論述，另一方面是對冶金專業與營銷專業的聯系進行介紹。目的在于總結一學期的冶金學習，正確認識冶金專業與營銷專業的關系。通過搜集書籍資料，綜合研究，整理思考得出了冶金的生產流程和其主要工藝，及冶金與營銷相互依賴，共同發展的結論。

關鍵字：生產；冶金；鋼鐵；營銷；綠色營銷

一．鋼鐵冶金聯合企業主要生產環節 <一> 冶金原料——鐵礦石 1．鐵礦石的開采

鋼鐵冶煉中的鐵元素主要來自鐵礦石，而鐵礦石的開采方式主要包括露天開采、地下開采和液體開采三種開采方式。2．鐵礦石的富選

高爐冶煉用的鐵礦石有天然富礦和人造富礦兩大類。對于那些含鐵量在50%以上的天然富礦和貧鐵礦一般都要經過適應的富選后在直接用于高爐冶煉，即鐵礦石的富選過程包括破碎、磨碎、篩分和分級和選別作業。3。鐵礦粉造塊

富選得到的精礦粉，不能直接用于高爐中冶煉，必須用燒結或制團的方法將它們重新造塊，制成燒結礦，球團礦或預還原爐料入爐。鐵礦粉造塊的方法主要分為燒結法和球團法。<二> 高爐煉鐵

1.高爐煉鐵的過程

爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(如石灰石等)。從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。2.高爐煉鐵特點

（1）高爐冶煉是在爐料與煤氣流逆向運動過程中完成各種錯綜復雜的化學反應 和物理變化的，爐內主要是還原性氣氛。

（2）高爐是密閉的容器，除裝料、出鐵、出渣及煤氣外，操作人員無法直接觀察到反應過程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察爐內狀況。

（3）高爐是連續的、大規模的高溫生產過程，機械化和自動化水平較高。<三> 生產方法 1． 轉爐、轉爐煉鋼法主要包括底吹酸性轉爐煉鋼法、堿性轉爐煉鋼法、側面吹風的酸性側吹轉爐煉鋼法、氧氣底吹轉爐煉鋼法及頂底復合吹轉爐煉鋼法、氧氣頂吹轉爐煉鋼法（LD法）LD法優點

a)吹煉速度快，生產率高； b)品種多，質量好；

c)原材料消耗少，熱效率高、成本低； d)基建投資省，建設速度快； e)容易與連續鑄鋼相匹配。轉爐煉鋼法基本原理

在于他不借助外加能源，僅靠吹入熔池的空氣或氧氣與生鐵水中各種元素的放熱氧化反應完成脫碳和脫除雜質的任務，并將鋼液加熱到出鋼（1600℃或更高）溫度。

平爐煉鋼平爐煉鋼特點

從外部供給熱量 因平爐爐體龐大,冶煉時間長,爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大，除鋼鐵原料中各元素氧化產生熱量外，必須從外部供給燃料和使用預熱空氣燃燒燃料，方能保持煉鋼時需要的熱量。平爐煉鋼的原材料

①鋼鐵料如生鐵或鐵水、廢鋼；

②氧化劑如鐵礦石、工業純氧、人造富礦； ③造渣劑如石灰（或石灰石）、螢石、鐵礬土等； ④脫氧劑和合金添加劑。平爐煉鋼的步驟

平爐煉鋼的過程通常分為補爐、裝料（鐵礦石、石灰和廢鋼）、加熱、兌鐵水、熔化、精煉、脫氧和出鋼等幾個步驟。平爐煉鋼的優點

①可大量使用廢鋼，而且生鐵和廢鋼配比靈活；

②對鐵水成分的要求不像轉爐那樣嚴格，可使用轉爐不能用的普通生鐵； ③能煉的鋼種比轉爐多，質量較好。2．氧氣轉爐煉鋼法 用純氧從轉爐吹煉鐵水成鋼的轉爐煉鋼方法。自50年代初投入工業生產以來，在世界范圍內得到迅速推廣，逐步取代空氣轉爐法和平爐煉鋼法，成為現代煉鋼的主要方法。3.電爐冶煉

電爐冶煉的優點

(a)熱效率高，達65%以上(b)溫度易于控制和調整

(c)爐內氣氛可控，利于脫磷、脫硫、脫氧(d)鋼中夾雜物相對較低(e)合金收得率高

(f)可全廢鋼冶煉，也可配裝部分鐵水(g)設備簡單，占地少，投資省，建廠快

但是，我國目前廢鋼保有量少，價格較高，而且電弧離解作用是鋼中氮氫含量較轉爐高。

2.冶金與綠色營銷

冶金對營銷的支持，營銷對冶金的促進

冶金和營銷就向一對手足，彼此相互依存，不可缺少。冶金對營銷有著支持，營銷對冶金業有著促進

冶金對營銷的支持。冶金現在起著非常重要的作用，我們營銷專業以后的就業問題的靠冶金專業來帶動，在這個問題上，冶金專業給我們營銷專業帶來了就業的前景。冶金是我國工業的基礎產業，國家越發展，越離不開鋼鐵，且很多的鋼廠每年都有技術新項目，資金投入大，建設周期長，配置設施多，我們公司作為稱重系統的配置廠商和生產企業，產品使用頻度高，范圍廣，因而對我們來說，冶金行業是個“錢途無量的大市場”。國內大部分的冶金企業是國營企業，而類開始使用鋼鐵的歷史源遠流長，在人們的生活中無處不在，占領著十分重要的地位。比如建筑業，交通，汽車，機械，輕工等基礎行業，都是鋼鐵消耗大戶，然后我國又是世界上的鋼鐵大國，而冶金作為我國的重要行業，因而存在很大的潛在需求，不得不承認冶金行業是我們營銷最好的馳騁場。這是我們營銷發展金市場的客觀依據。

營銷對冶金的促進。無論是原材料的采購，還是產成品銷售環節，都對營銷有這巨大的依賴性。（1）我國相關企業如鞍鋼，寶鋼等大的鋼鐵企業，生產所需的大量礦石需要從澳大利亞，巴西等國進口，這些活動都需要我們營銷人員及參加，這也是大規模的營銷活動，涉及到營銷的策劃，談判等眾多的領域。營銷活動的成功，是企業正常工作的第一步。（2）我國目前的鋼鐵產量位居世界前列，許多的產品遠銷海外，更不用說國內各地。這又需要營銷來發發揮他的作用，來規劃他是公司的銷售業績達到最好。總之，營銷對于鋼鐵冶金行業的正常運轉有著 重要作用，與此同時，時代的進步，營銷也對冶金行業提出了綠色營銷冶金的要求。

冶金與綠色營銷

經濟的高速發展和人類社會的不斷進步，使人們的生活水平不斷提高，各種基礎設施不斷完善，但面對日趨惡化的環境、日趨短缺的資源，我們不得不對過去的經濟發展過程進行反思，徹底改變長期沿用的大量消耗資源和能源的粗放式發展模式，才能實現可持續發展.鋼鐵冶金企業是高能耗、高污染的企業，實現環境保護和可持續發展是他未來的必由之路．在眾多改善的措施中，綠色營銷的興起和應用是實現這種目的關鍵因素和有效途徑．近年來，許多國家圍繞著綠色營銷不斷地開發出了許多綠色新技術和綠色新工藝，帶來的結果是能源結構的調整、工藝的優化革新和廢棄物的綜合利用，收到了可觀的經濟效益、社會效益和環境效益．

綠色營銷是指以促進可持續發展為目標，為實現經濟利益，消費者需求和環境利益的統一，市場主體根據科學性和規范性的原則，通過有目的，有計劃的開發及同其他市場主體交換產品價值來滿足市場需求的一種管理過程。

綠色營銷要求企業注重以社會效益為中心，以全社會的長遠利益為重點，要求企業在營銷中不僅要考慮到消費者的欲望和需求的滿足，而且要符合消費者和全社會的最大長遠利益，變“以消費者為中心”為“以社會為中心”。企業一方面要搞好市場研究，不僅要調查了解市場的現實需求和潛在需求，而且要了解市場需求的滿足情況，以避免重復引進，重復生產帶來的社會資源的浪費，放棄那些高消耗，高污染，有害人民身心健康的業務，為促進社會的發展做出貢獻。冶金是一項涉及到自然資源，交通，動力，社會經濟等多發面，眾多因素的行業。冶金要求它本身存在自身的生態經濟規律，必須遵循規律，維護生態環境，才能可持續的，不危害社會的正常的生產，走上綠色工業的道路。綠色營銷要求冶金的工業布局要與區域經濟，社會，生態協調發展。

綠色營銷要求冶金在保護資源的基礎上合理的可持續的開發利用資源。綠色營銷要求冶金使用有利于環保的原材料。綠色營銷要求冶金對生產工藝進行綠色改進。綠色營銷要求冶金對生產方式進行綠色該進。3.結論

綜上，營銷與冶金相互依賴，共同發展，二者休戚與共。冶金是一個復雜的生產工藝，而且冶金與營銷密不可分。冶金的長足發展即依賴于自身的生產方法的提高，也有賴于營銷也的服務支持。【參考文獻】

[1] 朱苗勇，《現代冶金學》，冶金工業出版社，2008 [2] 薛正良，《鋼鐵冶金概論》，冶金工業出版社

2008 [3] 萬后芬，《綠色營銷》，高等教育出版社 2001

第五篇：冶金論文

冶金工程概論課程論文

冶金固體廢物處理與應用

學生 姓名 年級 學號

摘要：冶金固體廢棄物主要指煉鐵爐中產生的高爐渣、鋼渣、有色金屬冶煉產生的各種有色金屬渣，如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等。目前，煉鋼過程的排渣處理工藝大體可分為：冷棄法、熱潑碎石工藝、鋼渣水淬工藝、風淬法。我國的鋼產量雖居世界第一位，但由于煉鐵煉鋼技術尚不夠先進，因而各鋼鐵企業每年都會產生大量的、不同種類的冶金渣。針對我國冶金工業固體廢棄物的現狀，資源化處理與綜合利用是相關企業和機構必須重視和加大力度進行研究突破的課題。本文就冶金固體廢棄物資源化處理與綜合利用進行了一些有益的探討。

關鍵詞：冶金固體殘渣、殘渣的處理、殘渣的利用、節能環保

冶金污染主要是指冶金工業生產過程中產生的各種固體廢棄物。主要指煉鐵爐中產生的高爐渣；鋼渣；有色金屬冶煉產生的各種有色金屬渣，如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等；從鋁土礦提煉氧化鋁排出的赤泥以及軋鋼過程產生的少量氧化鐵渣。每煉1t生鐵排出0.3-0.9t鋼渣，每煉1t鋼排出0.1-0.3t鋼渣,每煉1t氧化鋁排出0.6-2t赤泥。國際上早在本世紀40年代就已感到解決冶金污染“渣害”的迫切性，經過努力，美國高爐渣在50年代已達到了產用平衡，鋼渣在70年代也達到了產用平衡，主要用于制造各種建筑或工業用材。我國冶金污染利用起步較晚，目前高爐渣利用率在70-85%，鋼渣利用率僅25%左右。冶金過程中出了固體殘渣外還有許多氣體排出，對大氣也有嚴重的污染。

冶金工業是人類歷史上最古老的工業之一。自18世紀產業革命后，由于鋼鐵工業迅速發展，造成嚴重的煙塵污染，有色冶煉工業又隨之興起，進而產生了重金屬和二氧化硫的污染問題。近50年來，工業發達國家發生了幾十起重大公害事件，有代表性、聞名于世界的八大公害事件中，就有四件其直接肇事者就是冶金工業，其中包括：英國倫敦煙霧事件（1952年12月）、比利時馬斯河谷煙客事件（1930年12月初）、美國客諾拉煙雷事件（1948年10月）和日本富山事件（1968年查明），而前三件主要是鋼鐵工業含二氧化硫的重金屬煙塵造成的大氣污染事件。在煉鐵及有色冶金等生產過程中，能產生焦油、鐵及其氧化物顆粒、氧化鎘、鉻酸鹽等致癌污染物，使冶金行業成為環境污染的嚴重危害者。

目前我國冶金工業固體廢棄物年產生量約 4.3億噸，綜合利用率為18.03%。其中工業尾礦產生量為2.84億噸，利用率1.5%；高爐渣產生量7557萬噸，利用

冶金工程概論課程論文

率65%；鋼渣產生量3819萬噸，利用率10%；化鐵爐渣60萬噸，利用率65%；塵泥1765萬噸，利用率98.5%；自備電廠粉煤灰和爐渣494萬噸，利用率59%；鐵合金渣 90萬噸，利用率90%；工業垃圾436萬噸，利用率45%。針對我國冶金工業固體廢棄物的現狀，資源化處理與綜合利用是相關企業和機構必須重視和加大力度進行研究突破的課題。冶金渣的資源化處理和綜合利用

目前我國鋼鐵年總產量已達到5億噸，每年產生的冶金渣達1億噸以上。在冶金渣中排量大的主要有高爐水淬礦渣、鋼渣、高爐重礦渣等，其中高爐水淬礦渣和高爐重礦渣利用率較高，而鋼渣利用率較低，僅有20%左右。未得到利用的冶金渣長期堆放未及時綜合利用，一方面會造成冶金渣逐漸失去活性難以再利用，另一方面冶金渣的堆放要占用大量土地并會嚴重污染環境。2009年1月 1日，《循環經濟促進法》頒布實施，如何大量利用冶金渣已成為各鋼鐵企業的當務之急。

1.1冶金渣資源化處理和綜合利用的發展方向

目前，我國的鋼產量穩居世界第一，但由于煉鐵煉鋼技術尚不夠先進，因而各鋼鐵企業每年都會產生大量的、不同種類的冶金渣。根據我國的國情和目前的技術水平，要想大量利用冶金渣，只有走開發節能、利廢、環保的建材產品這條路。冶金渣資源化處理和綜合利用是指從冶金渣中磁選除鐵并將尾料大量用于建材產品的生產。從冶金渣中磁選回收的廢鋼鐵可返回鋼鐵廠冶煉再利用；磁選回收的尾料可用來生產水泥混合材、路基材、砌筑水泥、預拌砂漿、混凝土標磚、多孔磚、冶金渣蒸壓加氣砌塊等建材產品。冶金渣的開發利用既要考慮資源的再利用，符合循環經濟的產業政策；又要考慮到采用合理的生產工藝開發出節能、環保、符合市場需求、達到國家標準要求的建材產品。

1.2冶金渣資源化處理和綜合利用與節能環保

利用冶金渣生產節能環保建材產品的方法是利用鋼鐵廠產生的冶金渣、高爐煤氣、余熱蒸汽等再生資源生產出節能、環保、可替代高能耗建材產品的新工藝。破碎磁選除鐵后的鋼渣含有較多的游離CaO等礦物質，這些礦物質具有水硬性。當鋼渣與高爐水淬礦渣配合使用時，鋼渣水化析出的Ca(OH)2能對礦渣起到堿性激發作用，而礦渣又可消除鋼渣中游離CaO的不良影響，改善產品的體積安定性。破碎磁選除鐵后的重礦渣具有質密、體積安定性好的特點，可取代碎石、黃砂用

冶金工程概論課程論文

作建材產品的粗細骨料。本文以鋼渣混合材、鋼渣礦渣混凝土磚和冶金渣蒸壓加氣砌塊為例，分析了冶金渣綜合利用與節能環保的關系。1.2.1鋼渣混合材的節能環保分析

鋼渣應用于水泥工業在我國已有30余年的歷史，據不完全統計，國內目前每年可使用鋼渣混合材1000萬噸。用于生產水泥的鋼渣混合材必須烘干，而目前普遍的烘干方法是用汽車將含水約12%的鋼渣混合材運送至水泥廠，然后用煤燃燒產生熱風進行烘干。該過程一方面增加了10%的汽車運輸量，另一方面需要消耗煤炭資源。現在利用鋼渣作為水泥混合材的經濟方式是利用煉鐵廠產生的副產品—高爐煤氣就地進行烘干，這樣可大幅節省汽車運輸量和石油、煤炭等資源。采用煉鐵廠產生的副產品—高爐煤氣就地進行烘干，每噸鋼渣初水分12%烘干至終水分2%需150立方米的高爐煤氣（熱值以3500千卡/立方米計），每年1000萬噸鋼渣混合材需15億立方米的高爐煤氣，折合標煤75萬噸（標煤熱值約7000千卡/千克計）；每年1000萬噸鋼渣混合材（運距以30公里計）可節省汽車運輸用油量45萬升（重型載重汽車以每噸鋼渣油耗以1.5升/100公里計）、煤炭用量75萬噸。

1.2.2鋼渣礦渣混凝土磚的節能環保分析

鋼渣礦渣混凝土磚主要是以鋼渣礦渣配制的砌筑水泥為膠凝材料，以鋼渣、水淬礦渣和高爐重礦渣為骨料，再摻入一定量的添加劑，采用半干法壓制成型、鋼廠余熱蒸汽養護的方法生產出來的一種冶金渣磚。該生產工藝于2006年在新余鋼鐵股份有限公司的建材生產線上已經實施。經過理論和實踐證明該工藝生產出來的鋼渣礦渣混凝土磚各項性能指標均優于國家標準要求，而且產品成本低，生產原料90%以上采用鋼廠廢棄的冶金渣，采用鋼廠余熱蒸汽養護，符合國家節能環保的產業政策。以新余鋼鐵股份有限公司年產30萬立方米的鋼渣礦渣混凝土磚生產線為例，每年可消耗鋼渣約 11萬噸、礦渣11萬噸、重礦渣22萬噸，可為鋼廠利用大量的冶金渣并產生良好的經濟效益。

鋼渣礦渣混凝土磚生產使用的膠凝材料采用冶金渣自配的M22.5砌筑水泥，無需采用高能耗的PS32.5以上的成品水泥。鋼渣礦渣混凝土磚的骨料就地采用鋼廠的冶金渣，每年可減少36萬噸砂石的開采開挖量和汽車運輸量。鋼渣礦渣混凝土磚的養護采用鋼廠余熱蒸汽養護，節省了煤炭資源。該條生產線集成了冶金渣、余熱蒸汽、高爐煤氣等再生資源的綜合利用，每年可節省砂石運輸（運距以30公

冶金工程概論課程論文

里計）用油量16.2萬升（重型載重汽車每噸鋼渣油耗以1.5升/100公里計）；每年可節省成品水泥9萬噸，折合標煤約1萬噸（成品水泥煤耗以 110公斤/噸計）；同時每年可減少2億塊粘土標磚的生產使用，折合標煤3萬噸（粘土磚煤耗以100公斤/立方米計）。若全國100家大型鋼鐵廠平均每家建設一條30萬立方米的鋼渣礦渣混凝土磚生產線，每年可利用冶金渣共約4400萬噸，節省汽車運輸用油量1620萬升、煤炭用量 400萬噸。這樣既大量利用了鋼廠廢棄的冶金渣又大量代替了粘土磚的市場，保護了耕地；同時由于鋼渣礦渣混凝土是一種免燒磚，因而可以節能降耗。

1.2.3冶金渣蒸壓加氣砌塊生產的節能環保分析

冶金渣蒸壓加氣砌塊是將鋼渣、礦渣加水磨成漿料，加入粉狀復合添加劑，適量石膏和發氣劑，經發氣、預養、切割、蒸壓等工序后制成的加氣砌塊制品。該工藝生產出來的冶金渣蒸壓加氣砌塊性能良好，符合工業與民用建筑需要，而且能大量地消耗冶金渣。該工藝采用的原材料中90%以上為冶金渣，養護蒸汽是采用煉鐵廠的副產品—高爐煤氣作為燃料產生的，產品成本低。該生產線每年消耗約7500萬立方米的高爐煤氣（熱值以3200千卡/立方米計），折合標煤約3.4萬噸（標煤熱值以7000千卡/公斤計）。以湘潭鋼鐵集團有限公司年產 30萬立方米的冶金渣蒸壓加氣砌塊生產線為例，每年可消耗鋼渣約14萬噸、礦渣14萬噸，可利用大量的冶金渣并產生良好的經濟效益。若全國100家大型鋼廠平均每家建設一條30萬立方米的冶金渣蒸壓加氣砌塊生產線就可利用冶金渣共約3000萬噸，每年節省煤炭用量340萬噸。冶金塵泥的資源化處理與綜合利用

2.1 技術分析

鋼鐵廠冶金塵泥主要包括：高爐瓦斯泥、轉爐塵泥及除塵灰等。

煉鋼過程中，加入到轉爐內的原料有2%左右會轉變為粉塵，轉爐塵的發生量約

為20公斤/噸。煉鋼粉塵主要由氧化鐵組成，占70% ～95%，其他氧化物雜質（如 CaO、ZnO等）占5%～30%。轉爐煉鋼塵泥一般可用作燒結的原料，但鋅在煉鐵過程中屬有害元素，因在高爐冶煉的過程中易形成爐瘤而影響爐料和氣體的流動，因此轉爐塵泥在回收過程中，可通過選礦法回收粉礦和富 C、Zn的尾泥。在燒結混合料中加入OG泥懸浮液有利于混合料制粒，隨OG泥配量的增加，混合料中1mm粒級比率迅速降低，有利于改善混合料透氣性、提高產量、降低成本及保護環境。

冶金工程概論課程論文

高爐瓦斯泥的組成主要是約20%的氧化鐵、23%的碳、1%～5%的鋅，還有較多的CaO、SiO2、Al2O3 等氧化物。高爐爐塵發生量約為25kg/t。高爐瓦斯泥顆粒較細，小于200目的占90%以上。高爐瓦斯泥的特征是含鋅、鐵、碳、水分含量高，顆粒細，鋅主要存在于較小的顆粒中。對高爐瓦斯泥、瓦斯灰可采用水力分離選礦法提取富Zn、富C尾泥作為資源回收利用。

目前我國大型企業的冶金塵泥回收利用率可達 100%。轉爐泥、除塵灰及瓦斯泥利用工藝和技術處于較先進水平，可為企業帶來很好的經濟效益。

2.2工藝分析

冶金塵泥綜合利用工藝流程如下：

（1）轉爐泥、除塵灰干法利用工藝

轉爐泥、除塵灰→燒結返礦→混合料加工場。

（2）轉爐泥濕法利用工藝

轉爐泥→攪拌池→管道→燒結配料皮帶→轉爐泥烘干+氧化鐵皮+化學粘結劑→攪拌混勻→加壓成球→入爐干燥→球團礦。

（3）瓦斯泥利用工藝

瓦斯泥→重選→鐵精粉→燒結廠→含鋅泥→火法提鋅。冶金固體廢棄物資源化處理與綜合利用的發展趨勢

近年來，國內各鋼鐵企業以固體廢棄物全利用、零排放為目標，取得了很大進步，專業化集中管理與多種管理體制相結合也初見成效。目前，各鋼鐵企業基本完成了工業固體廢棄物中含鐵資源的全量處理和回收利用，利用路徑為：固廢資源回收→燒結→高爐→煉鋼→ 軋鋼，即所謂大循環利用模式，但其利用仍處于低層次、低效率、低附加值、低梯級的利用，表現為經濟效益和環保效益的非最優化，如氧化鐵皮、轉爐泥及瓦斯泥的利用等，故在固廢深度開發和高價值利用方面還有待進一步研究與發展。

3.1加強鋼渣熔劑渣配料對燒結礦品位與質量的研究

冶金工程概論課程論文

鋼渣經破碎磁選后回收的熔劑渣一直以來為燒結廠利用，配比一般在115%左右。但熔劑渣的配入會影響燒結礦的品位和質量，主要是由于所配鋼渣的加水潤濕性能和造球性能較鐵礦粉差，燒結廠用量有限甚至停止使用，使熔劑渣利用與外銷壓力增大。因此應加強燒結礦配加鋼渣熔劑渣強化制粒的試驗研究，探討合適的鋼渣熔劑渣配入量，保證燒結速度、燒結礦強度、成品率、利用系數、燒結礦還原性等指標符合要求。

3.2進一步開發鋼渣在水泥生產中的應用

應進一步加強鋼渣用于水泥廠的生產試驗研究和生產性驗證，探索鋼渣水泥生產最佳工藝控制參數，提高鋼渣摻入量。

3.3開發鋼渣粉生產

利用水泥和混凝土中的鋼渣粉是我國鋼渣高價值資源化利用的最佳途徑。細度在比表面積為400m2 /kg的鋼渣可等量取代10%～30%的水泥，直接用于混凝土建筑工程，可提高混凝土后期強度，提高耐磨性、抗凍性、耐腐蝕性能，成本比水泥低30%，可降低工程造價，是高性能高耐久性混凝土的原料。目前，全國鋼渣粉年產量已達300萬噸，產品主要用于工程建設。在開發鋼渣粉生產中要加強粉磨設備的選擇和粉磨工藝的控制。

3.4鋼渣作道路材料和建筑材料

關鍵是要解決鋼渣的穩定性問題，需要對現有熱潑法渣處理工藝進行改進，應加強鋼渣熱燜法處理工藝及裝備等技術研究。湖南漣鋼轉爐鋼渣熱燜法處理及水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的開發研究達到了較好效果。美國 Alfred大學的Agrwal G等人利用鋼渣制造出比普通玻璃耐磨耐蝕的富CaO的微晶玻璃。

3.5加快瓦斯泥的梯級開發利用

瓦斯泥重選提鐵后，其尾泥中碳含量高達35%，對瓦斯泥中碳元素加以回收代替高爐噴吹用無煙煤。使用回收新工藝可回收炭粉。

3.6

開發冶金塵泥生產煉鋼用冷卻劑、造渣劑

轉爐泥、除塵灰、氧化鐵皮等的綜合利用過去一直采取“回收-加工-燒結利用”工藝路線，不是固廢資源的深度開發高附價值的利用方式。利用轉爐泥等冶金塵

冶金工程概論課程論文

泥生產符合煉鋼要求的冷卻劑、造渣劑，使冶金塵泥的利用工藝從過去的“廢料-燒-鐵-鋼”大循環利用向“廢料-鋼”小循環利用轉變，使系統能耗更少、污染更小、成本更低、效益更好。

總之，近幾年國家鼓勵發展循環經濟，號召節能降耗。冶金固體廢棄物資源化處理與綜合利用是最具代表性的資源循環利用、節能、環保措施之一，也是鋼鐵工業實現健康、可持續發展的一個重要保障。利用冶金渣生產建材產品既大量利用了工業廢渣及余熱蒸汽、高爐煤氣等再生資源，又能生產出滿足市場需要的綠色建材產品，這樣的項目具有良好的環境效益、經濟效益和社會效益。因此應繼續加大研究并推廣冶金固體廢棄物資源化處理與綜合利用技術，為我國鋼鐵企業的健康、可持續發展做出貢獻。

如今的鋼鐵冶金必將推行清潔生產，新技術、新工藝、新流程的開發利用使冶金生產過程更合理、資源環境更優化、產品質量更完美。除此外，提高生產管理及員工的思想意識也是實施清潔生產的必要措施。總之，未來的鋼鐵冶金生產必將向低能源消耗、低資源消耗和對環境更加友好的方向發展。只有真正的落實這些才能讓冶金對環境污染降到最低直至為零，也只有這樣才能實現循環經濟以及節能降耗的目標。這不光是我們國家的問題也是全球正面臨的問題，全世界都在考慮這方面的問題，高效的利用冶金殘渣不僅能提高利益，同時還能減少環境問題。