化工原理期刊参考文献

有色冶金化工原理分析论文

摘要 ：本文对有色冶金化工的生产过程进行了概括分析，对其中的工艺原理做出归纳探讨，以期让相关理论更加浅显明晰，对实际生产产生增益作用。

关键词 ：有色冶金；化工过程；工作原理

1有色金属冶金技术现状及原理

目前金属的化工冶炼方法主要包括三种方式：火法冶金、湿法冶金和电冶金。

1.1火法冶金

火法冶金在冶金领域是非常传统的生产方式，在整个操作中并未加入水溶液，因此这种方法也叫做干法冶金，主要的原理是制造高温的条件，矿石就能经过化学、物理反应，让其中的金属与其他的成分分离，这样就能提炼出金属单质。实际操作流程的第一步是矿石准备，第二步是冶炼，第三步是精炼。第一步：矿石准备选择精矿后要加入适当的熔剂，对精矿进行加热，让其中的矿料可以在加热情况下形成块状，或者是加入一些粘合剂来制造成型，形成小球状后结成球团，然后放进鼓风炉里进行冶炼。第二步：冶炼这一过程主要是生成两个部分，分别是炉渣和金属液。金属液中也是有着少量的杂质，因此要进行进一步的精炼。这一过程是在鼓风炉中发生，其中加入了必要的材料以及熔剂，并加入焦炭来作为还原剂，主要是为了在铁矿中还原出生铁，在铜矿中还原出粗铜，还有对硫化铅矿进行冶炼，还原出粗铅。除了生成金属液以外，还有诸多杂质组成的炉渣。若是在氧化条件下反应，对生铁用转炉来精炼，在转炉中引入适当的氧气，用氧化的方式将铁水中的杂质去除，并炼出一定品质的钢水，可以将其铸成钢锭，这就是氧化吹炼的过程。造锍熔炼是对硫化铜或者硫化镍矿石进行处理，通常来说是在反射炉以及矿热电炉中进行反应，也可以是用鼓风炉来反应。在其中会加入一些石英石熔剂，便于形成炉渣，炉渣之下会留下熔锍。第三步：精炼。这个步骤是为了将金属液中依旧存在的一些少量杂质进一步去除掉，可以让金属的纯度得到提升。如在炼钢的时候，可以对生铁进行适当的精炼，这样就能在其中去除掉更多的非金属杂质，或者是进行更加深入地脱硫。精炼铜则是将粗铜放在反射炉里氧化，再用电解的.方式进行精炼。不同的金属有着不同的精炼方式，在设备以及原料上都是有所区别的。

1.2湿法冶金

这种方法的另一个名字叫水法冶金，是借助各类熔剂，通过一系列的化学反应，实现对金属的提取以及分离，主要的步骤分为四步，其中第一步就是浸出。①浸出就是将矿物里的目标成分引入到溶液里，便于接下来的步骤逐渐展开。②通过过滤等方法，将浸出液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③采用萃取法或离子交换法，将浸出液中目标组分富集，并和其他杂质离子分离。④从净化液中提取目标金属或化合物。湿法冶金在钴、镍、铝、铜、锌等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、大部分锌和部分铜都采用此法生产。湿法冶金对低品位矿和相似金属分离都具有很好的适用性，而且金属回收程度高，不会造成严重的环境污染，生产过程易实现连续化和自动化，利于提高生产效率[1]。

1.3电冶金

电冶金是以电能为能源进行提取和处理金属的工艺，根据电能转化形式的不同分为电化冶金和电热冶金两类。电化冶金是利用电极反应而进行的冶炼方法，对电解质水溶液或熔盐等离子导体通以直流电，电解质便发生化学变化，在阳极上发生氧化反应，而在阴极上发生还原反应。电热冶金具有加热速度快、调温准确、温度高（可达2000℃），可以在各种气氛、压力或真空中作业，具有金属烧损少等优点，是冶炼稀有高熔点金属、半导体材料等的一种主要方法。例如，目前冶炼金属铝就属于电热冶金方式，首先从铝土矿中提取氧化铝，然后在氧化铝中加入冰晶石作为助熔剂，在高温下熔融电解。

2有色冶金化工生产的核心设备的工作原理

虽然冶金化工产品种类众多，冶炼方法一般各不相同，但诸多生产流程所应用原理却大致相同，核心设备上也有着一定的共同点[2]，下面对几种主要设备介绍。高炉冶炼原理：高炉生产乃连续进行，在实际操作中，是从炉顶的位置加入各类原料以及添加剂，从下部的风口鼓入高温达到一千摄氏度以上的热风，同时喷入煤粉等燃料。铁矿石的成分主要是铁的氧化物，这样用高温的方式就可以用燃料在燃烧后形成的一氧化碳，用来进行还原反应，实现对铁矿石中氧化物的还原，就能得到单质铁。这种情况下形成的是高温铁水，从出铁口就可以放出。同时在铁矿石中有着诸多的其他物质，构成了炉渣，炉渣就要从出渣口的位置排出，经过除尘处理之后，这些还能作为一些工业的生产原料。

3结束语

理论对实践具有指导意义，通过对理论的研究解析，了解工艺、反应及设备的本质，使实际生产具有更高的经济效益和时间效益。本文浅析了冶金化工生产中的几种主流方法的原理和工艺流程，对部分设备进行了理论分析。当前我国冶金设备正在高速地革新，冶金设备提升的同时，冶金化工在不同领域也会有广泛的发展前景。面对当前的压力和未来的挑战，我们需要不断深入地研究原理，并与先进技术相结合优化现有设备与工艺，在实践中解决各类有色冶金化工问题。

参考文献

[1]中国工程院化工、冶金与材料工程第十一届学术会议——“‘化工、冶金、材料’前沿与创新”在宁波隆重举行[J].杭州化工，2016，46（04）：44.

[2].济南冶金化工设备有限公司一流的煤化工及焦化设备专业制造商[J].燃料与化工，2016，47（01）：2.

作者：胡睿康 单位：澧县第一中学

0绪论0.1化学工程与单元操作0.1.1化学工程学科的形成阶段——“单元操作”的提出0.1.2过程单元、单元过程和单元操作0.2《化工原理》的内容、特点和研究方法0.2.1《化工原理》的内容和特点0.2.2《化工原理》的研究方法0.3《化工原理》中的基本概念0.3.1平衡关系0.3.2过程速率0.3.33种衡算0.4单位制与单位换算习题参考文献1流体流动1.1流体流动中的作用力1.1.1体积力和密度1.1.2压力1.1.3剪力、剪应力和粘度1.2流体静力学基本方程1.2.1流体静力学基本方程1.2.2流体静力学基本方程的应用1.2.3流体在离心力场内的静力学平衡1.3流体流动的基本方程1.3.1概述1.3.2连续性方程式1.3.3伯努利方程式1.3.4伯努利方程式的另一种推导方法1.3.5伯努利方程式的应用1.4流体流动现象1.4.1两种流动型态和雷诺数1.4.2管内层流与湍流的比较1.4.3边界层概念1.5管内流动的阻力损失1.5.1阻力损失及计算通式1.5.2圆形直管内层流流动的阻力损失1.5.3量纲分析法1.5.4圆形直管内湍流流动的阻力损失1.5.5流体在非圆形管道内流动的阻力损失1.5.6局部阻力损失1.5.7伴有传热过程的流动阻力损失计算1.5.8可压缩流体流动的阻力损失计算1.6管路计算1.6.1管路计算的类型和基该方法1.6.2简单管路的计算1.6.3复杂管路的计算1.6.4阻力对管内流动的影响1.7流速和流量的测量1.7.1测速管1.7.2孔板流量计和文丘里流量计1.7.3转子流量计1.8非牛顿型流体的流动1.8.1乘方规律流体1.8.2乘方规律流体管内流动的阻力损失习题思考题讨论题及题解符号说明参考文献2流体输送机械2.1离心泵2.1.1离心泵的工作原理及主要构件2.1.2离心泵的基本方程式2.1.3离心泵的主要性能参数2.1.4离心泵的特性曲线2.1.5离心泵的安装高度2.1.6离心泵的工作点和流量调节2.1.7离心泵的组合操作2.1.8离心泵的类型和选用2.2往复泵2.2.1往复泵的工作原理2.2.2往复泵的输液量和流量调节2.3其他类型的化工用泵2.4气体输送机械2.4.1离心式通风机2.4.2离心鼓风机和压缩机2.4.3旋转鼓风机和压缩机2.4.4往复压缩机2.4.5真空泵习题思考题讨论题及题解符号说明参考文献3流体流过颗粒和颗粒层的流动3.1流体流过颗粒的流动3.1.1单颗粒的几何特性参数3.1.2曳力与曳力系数3.1.3流体流过球形颗粒3.1.4流体流过其他形状规则的颗粒（圆柱与圆片）3.1.5流体流过形状不规则的颗粒3.2颗粒在流体中的流动3.2.1重力沉降3.2.2离心沉降3.3流体流过颗粒床层的流动3.3.1混合颗粒的几何特性3.3.2颗粒床层的几何特性3.3.3流体通过颗粒固定床的压降3.4固体流态化3.4.1流态化过程3.4.2流化床的流化类型与不正常现象3.4.3流化床的主要特性3.4.4流化床的操作范围3.4.5流化床的直径与高度3.4.6流化质量及改善流化质量的措施3.4.7气流输送习题思考题符号说明参考文献4非均相混合物的分离4.1沉降4.1.1沉降分离的一般原理4.1.2重力沉降分离4.1.3离心沉降分离4.1.4电沉降——电除尘器4.2过滤4.2.1概述4.2.2过滤设备4.2.3过滤过程计算的理论基础4.2.4过滤机生产能力的计算4.3其他分离方法4.3.1惯性分离器4.3.2湿法除尘器4.4非均相混合物分离方法的选择及过程强化4.4.1分离方法的选择4.4.2非均相混合物分离过程的强化习题思考题讨论题及题解符号说明参考文献5传热5.1热传导5.1.1有关热传导的基本概念5.1.2热传导速率——傅里叶定律5.1.3导热系数5.1.4通过平壁的稳定热传导5.1.5通过圆筒壁的稳定热传导5.1.6导热微分方程式5.2对流传热概说5.2.1对流传热速率和对流传热系数5.2.2对流传热机理5.3传热过程计算5.3.1总传热速率方程5.3.2热量衡算5.3.3总传热系数5.3.4传热的平均温差5.3.5传热面积的计算5.3.6传热单元数法5.3.7保温层的临界直径5.3.8不稳定传热5.4无相变的对流传热5.4.1影响对流传热的因素5.4.2对流传热系数经验公式的建立方法5.4.3管内强制对流传热5.4.4管外强制对流传热5.4.5大空间自然对流传热5.4.6非牛顿型流体的传热5.5有相变的对流传热5.5.1冷凝传热过程简介5.5.2纯蒸气膜状冷凝的对流传热系数5.5.3影响冷凝传热的因素和冷凝过程的强化5.5.4沸腾传热过程简介5.5.5沸腾传热机理5.5.6影响沸腾传热的因素及强化沸腾传热的途径5.5.7沸腾传热系数的计算5.6辐射传热5.6.1热辐射的基本概念5.6.2物体的辐射能力5.6.3物体间的辐射传热5.6.4气体的热辐射5.6.5对流和辐射的联合传热5.7换热器5.7.1间壁式换热器的类型及选用5.7.2换热器传热过程的强化5.7.3列管式换热器的设计和选用习题思考题讨论题及题解符号说明参考文献6蒸发6.1蒸发设备6.1.1循环型蒸发器6.1.2非循环型（单程型）蒸发器6.1.3各类蒸发器的性能比较6.1.4蒸发的辅助设备6.2单效蒸发的计算6.2.1物料衡算6.2.2热量衡算6.2.3传热面计算6.2.4单效蒸发计算小结6.3多效蒸发器及其计算6.3.1多效蒸发流程6.3.2多效蒸发的温度差损失和有效温度差6.3.3多效蒸发最佳效数的确定6.3.4多效蒸发的计算6.4蒸发过程的设计习题思考题符号说明参考文献附录A化工常用法定计量单位附录B常用单位的换算附录C一些气体的重要物理性质附录D一些液体的重要物理性质附录E干空气的物理性质（101.33kPa)附录F水的物理性质附录G饱和水蒸气表（按温度排列）附录H饱和水蒸气表（按压力排列）附录I一些有机液体的相对密度（液体密度与4℃水的密度之比）共线图附录J液体的粘度共线图附录K气体及蒸气的粘度共线图附录L液体的质量定压热容共线图（常压下）附录M气体及蒸气的质量定压热容共线图（常压下）附录N常用固体材料的密度和质量定压热容附录O一些固体材料的导热系数附录P一些液体的导热系数附录Q气体的导热系数共线图（常压下）附录R蒸发潜热（汽化热）共线图附录S液体的表面张力共线图附录T壁面污垢的热阻附录U无机盐溶液在101.33kPa下的沸点附录V101.33kPa下溶液的沸点升高与浓度的关系图附录W管子规格（摘录）附录X泵规格（摘录）附录Y4?72型离心通风机规格（摘录）附录Z换热器规格（摘录)