黄金冶炼技术范文

时间:2023-11-30 17:12:39

黄金冶炼技术

黄金冶炼技术篇1

Abstract: High grade copper sulfide concentrate with high copper metal grade and low iron content, can be produced by wet process, and the cathode copper with high quality can be produced directly, but it needs to increase the roasting process, the process is long, sulfur recovery is difficult. The production of crude copper smelting by pyrometallurgical process, with short process, low investment and operating costs, but it needs to buy chalcopyrite pyrite or ingredients.

关键词:辉铜矿;湿法冶炼;火法冶炼

Key words: chalcocite;hydrometallurgy;pyrometallurgical process

中图分类号:F270 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)32-0232-02

0 引言

位于刚果金加丹加铜矿带的某大型铜矿山,产出的硫化铜精矿是独具特色的高品位硫化铜精矿,其含Cu 63.93%,Fe 2.16%,S 13.7%,SiO2 7.88%,CaO 1.26%。铜矿物主要为辉铜矿,由于精矿含铜高,其它杂质特别是Fe含量低,该类铜精矿没有生产实例,类似的高铜低铁硫化铜精矿在刚果金地区一般采用焙烧后采用湿法浸出工艺回收金属铜,在其它地区只能在火法冶金炉内作为配料处理,配矿比例一般不超过20%。本文探讨处理该类型铜精矿的不同冶炼工艺的优缺点。

1 原料

1.1 铜精矿处理量及组成

1.2 硫化铜精矿性质分析

硫化铜精矿存在以下特点:

①铜品位高。由于品位高,硫化铜精矿采用火法冶炼工艺不需要造锍熔炼,可以一步吹炼成粗铜,也可以焙烧脱硫后通过电炉还原成粗铜,火法冶炼流程短,渣率低,金属回收率较高。硫化铜精矿也可以焙烧后采用湿法冶炼,由于品质高,不需要萃取工艺,可以缩短湿法冶炼工艺流程。高品位的硫化铜精矿让火法冶炼和湿法冶炼工艺都成为可能。

②硫化铜精矿S/Cu低。硫化铜精矿S/Cu低,熔炼反应放热少,火法冶炼的能量平衡需要补充大量燃料。

③铜精矿Fe/SiO2低。铜精矿Fe/SiO2低,精矿中94%的Fe以氧化态存在,熔池熔炼需要造熔点较低的钙铁橄榄石炉渣(CaO-FeO-SiO2),Fe要以亚铁存在,熔池熔炼需要添加石灰石和黄铁矿调整炉渣组成。电炉熔炼对炉渣组成要求不高,可以不添加黄铁矿,但炉渣熔点要高很多,能耗相对较高。

④MgO、Al2O3相对含量较高。铜精矿中MgO、Al2O3的含量值并不高,但在总杂质组分中的比例比较大,由于渣率低,造渣组分中MgO、Al2O3的含量达到7~9%,提高了炉渣熔点,炉渣属于复杂的多元渣系。

2 冶炼工艺

2.1 湿法冶炼

硫化铜精矿采用湿法冶炼需要把铜的硫化物转化成在硫酸铜溶液或水溶液中可溶解的铜的氧化物,也就是在进入湿法冶炼之前增加一段硫化铜精矿的焙烧工序。(硫化铜精矿也可以采用细菌浸出,但应用规模都很小,本文不做讨论)。

焙烧分硫酸化焙烧和氧化焙烧,硫酸化焙烧就是把铜的硫化物直接转换成可以直接溶解于水的铜的硫酸盐,硫酸化焙烧可以省去烟气制酸工序,但工艺控制难度大。氧化焙烧就是把硫化铜精矿死焙烧,硫化态的铜全部转换成氧化态的铜,硫全部进入烟气回收,工艺可控性好。

实现硫化铜精矿焙烧的设备有沸腾焙烧炉和烧结焙烧炉,沸腾焙烧炉有湿式进料和干式进料之分,沸腾炉干式进料需要对硫化铜精矿进行脱水干燥,烧结焙烧炉需要对铜精矿进行制粒处理。

沸腾焙烧炉的焙渣产品为粉状,硫化铜精矿的脱硫率达到95%;烧结焙烧炉的焙渣产品为块状,由于块状原料透气性不好,脱硫率约70%左右。

焙烧炉产出的焙渣进入湿法流程,浸出后进行液固分离,浸出液由于铜浓度高杂质含量低,可以直接进入电积工序生产阴极铜产品。

2.2 火法冶炼

火法冶炼有两条工艺路线:强化熔炼和电炉还原熔炼,两种路线都能直接产出粗铜产品。

①强化熔炼技术。

强化熔炼就是把铜精矿和熔剂直接加入高温炉内,与鼓入炉内的氧气发生氧化反应,迅速完成脱硫和造渣过程,实现铜渣的分离,硫在烟气中回收。强化熔炼技术充分利用铜精矿的表面能和氧化反应热,能耗低、生产能力大。

强化熔炼技术分熔池熔炼和闪速熔炼,闪速熔炼配置复杂、投资高,适合20万吨以上的产能规模,本方案研究不讨论闪速熔炼技术。熔池熔炼的炉型很多,国内均有比较成功的应用,可选的有纯氧顶吹炉、澳斯麦特炉、底吹炉等。

强化熔炼方案以纯氧顶吹炉为主要研究方向。

强化熔炼技术在国内发展迅速,多金属的综合回收也是主要因素,强化熔炼过程中因为各种金属的行为不同,可以在金属相、渣相、气相(烟灰)中回收不同的金属。纯氧顶吹炉可以连续或间接的排放粗铜,直收率达到90%以上,炉渣进入一台还原电炉,通过还原回收其中被氧化的铜和金属钴,产出含钴粗铜,约90%的金属钴从炉渣中得以回收。硫化铜精矿钴金属的回收,采用强化熔炼技术是最为理想的手段。

②电炉还原熔炼技术。

电炉还原熔炼需要先把硫化铜精矿转化成氧化态的铜,通过在电炉中加入还原剂把氧化铜还原成金属铜。

采用还原电炉熔炼首先需要把硫化铜精矿进行死焙烧脱硫处理,焙烧脱硫有沸腾炉焙烧和烧结焙烧之分,沸腾炉焙烧脱硫率达到95%,但产出的是粉状焙渣,透气性不好不适合电炉熔炼,电炉熔炼的硫化铜精矿脱硫只能采用烧结焙烧脱硫。烧结焙烧需要对精矿进行制粒,脱硫率约70%左右。

烧结脱硫后的焙渣还有精矿总硫量约30%的硫会进入电炉,进入电炉内残余的硫理论上会与焙烧后的氧化铜进行交互反应再次脱硫,但电炉内的冶炼气氛总体属于还原气氛,该反应不会彻底,大概还会有占精矿总硫量约10%的硫会进入粗铜产品,导致粗铜品质不高。

电炉熔炼钴的回收率会低很多,为保证较高的产品质量,电炉不能控制很强的还原冶炼气氛,金属钴很难被彻底还原进入金属相。

3 冶炼方案技术经济分析

表2从湿法和火法两条工艺路线对硫化铜精矿的四种冶炼方案进行技术经济分析。(计算略)。

表2中计算没有考虑纯氧顶吹炉多回收的硫酸价值。

工艺优缺点对比(表3)

4 结论

以辉铜矿为主的硫化铜焙烧后焙渣走湿法流程生产阴极铜,流程长,投资高,耗电量大,铜回收率低,不管是硫酸化焙烧还是氧化焙烧,硫的走向不单一,硫回收难度大。

辉铜矿采用烧结氧化焙烧再进还原电炉生产次粗铜冶炼方案,虽然流程最、短运行成本低,但产品品质低、烧结过程中脱硫率低,烧结烟气和电炉烟气均含低浓度SO2,制酸难度大。

推荐采用纯氧顶吹炉―电炉冶炼方案,该方案投资和运行成本较低,铜钴回收率高,需要添加硫铁矿或黄铜矿造渣,配矿来源有待落实。

参考文献:

[1]兰兴华.从铜精矿中浸出铜技术进展[J].世界有色金属,2004(11).

[2]王海北,蒋开喜,邱定蕃,卢惠民.国内外硫化铜矿湿法冶金发展现状[J].有色金属,2003(04).

黄金冶炼技术篇2

关键词:锌冶炼;余热资源;利用实践

我国经济等各方面在一定程度上的飞速发展,造成了我国资源十分匮乏且相对不足的局面。因此,相关部门和组织单位一定要从宏观上进行把握和掌控,对于资源实行一定的节约和可再生的措施,努力实现我国节约型社会的目标和发展战略。

一、我国冶炼工程余热资源的状况

在对余热资源的利用和回收方面,我国与外国的回收利用水平和技术相比还有很大的差距。目前情况看来,我国的余热资源的回收利用率还达不到百分之三十。所以,目前我国的冶炼工程已经把对余热资源的回收利用作为一项十分重要和关键的工作。

二、锌冶炼的废渣处理

通常情况下,在锌冶炼的过程中会产生大量的废渣,在这些废渣中含有很多种类的金属,例如:金、银、铜等。为了能够有效利用这些废渣,避免造成一定的浪费和污染,就有必要对废渣进行高效的综合利用,进而做到对资源的充分利用。其中对于银金属的回收利用是比较普遍的,冶炼工程企业可以做到资源的效益最大化,采用一定的工艺从湿法炼锌剩余的废渣当中,对贵金属银进行提炼。

(一)浮选生产银精矿

在酸浸底流矿浆的密度、pH值、重量等一定的情况下,渐入一定量的硫化物捕收剂丁胺黑药,然后通过不断的三次精选和扫选工艺,这样做的结果就可以得到一定量的银金属了。(二)银精矿生产银锭

1.硫脲浸出工序

锌进过焙砂酸浸渣浮选之后,就会得到相应的银精矿。这样的银精矿的主要成分是以硫化银和单质银等形式存在的。在这道工序中,要在酸性的硫脲溶液当中加入一定量的双氧水,作为氧化剂,硫脲作为本身的络合剂。在这个化学反应中硫脲分子将氧化后的银精矿中的银从废渣当中分离出来。

2.锌粉置换工序

通过硫脲溶液得到的粗银粉,通过置换工序就会将银粉置换铜,得到贵铜渣。当然在这个置换过程中是需要一定的条件的,不管是温度还是锌粉的含量等。

3.粉碎酸浸等工序

银绵被粉碎之后,就会进行预焙烧,在焙烧过程中温度是相当高的。通过预焙烧,就会不断去除银绵中的有机物,并且在这个过程中把铜和锌转化为氧化铜和氧化锌。之后在使用稀硫酸进行浸泡,使废渣不断干燥,进入下一道工序中。然后再将氯化钠加入剩余的滤液当中,生成氯化银,进而用一定量的铁屑将其中的银置换出来,最后返回到粉碎工序当中。

4.熔炼、灰吹工序

在粉碎工序中干燥的渣要与捕集剂和造渣剂进行混合,并经过熔炉进行熔炼得到粗银。

5.电解、铸锭工序

将得到的粗银,铸成阳极板,用不锈钢板作为阴极板,再用硝酸银作为电解液进行电解,这样做之后就会得到颗粒状的银。这种银颗粒的含银量纯度是非常高的。

三、锌冶炼的主要技术

(一)湿法炼锌的技术

通常意义上的湿法炼锌法的主要方法是通过酸性将锌从焙砂中浸出,进而提取出来。并且在浸出的液体通过一定的净化工序,再加上电积就可以得到电锌的产品了。当然在这个净化过程中,采用的主要方法还是锌粉置换的方法,在置换的时候根据不同的需要加入一定剂量的添加剂,主要是不同的砷盐法和锑盐法。通常各个冶炼厂都是根据自己多年的经验和浸出液体的成分来选择适当的净化方法的。随着实践的广泛运用,证明常规浸出法和黄钾铁矾法是最有效和最快捷的以及最实用有效的方法。

1.常规浸出法

这种方法首先是对锌含量的精矿进行一定的焙烧处理,在处理的过程中,会有绝大多数的硫化锌转换为氧化锌和少量的硫酸盐。其中硫转化为二氧化硫气体,并且这种气体在余热回收利用的过程中会产生一定量的硫酸。

在焙砂浸出的过程中,通常采用的方法是中性浸出和酸性浸出这两种逆流的浸出过程。

2.黄钾铁矾法

这种冶炼方法主要是通过对锌含量的精矿进行焙烧,通过中性浸出在进行预中和,然后再进行热酸浸出,最后就是利用黄钾铁矾法出去其中的铁含量,进而得到锌。事实上,锌精矿的焙烧以及中性浸出过程都与常规浸出法是一样的。其中浸出的上清液被送到净化这道工序中,而比较浓密的就会进行综合。

在黄钾铁矾法中,预中和的作用是用热酸浸出的上清液的基础上,进而浸出还没有被溶解的氧化锌个少量的铁酸性,并且降低热酸浸出的上清液的酸度。而热酸的主要目的是在高温高酸的基础上溶解预中和中的铁酸锌。与此同时,会有大量的铁进入溶液当中,在过滤之后得到银渣。在黄钾铁矾法的过程中,反映温度应该控制在九十五摄氏度,反映时间应该在三到四和小时之间。

对于常规浸出法来说,黄钾铁矾法的主要特点就是通过高温高酸的状态将弱酸浸出,从而使铁酸锌溶液无法溶溶解,并且当铁酸锌荣与辱含量当中的铁和锌都进入溶液的时候,百分之十的铁会通过黄钾铁矾的方法被除去。此外,除了上述两种冶炼锌的方法外,还有针铁矿法和赤铁矿法以及喷淋除铁法等。虽然这些方法在实践中都取得了一定的成功的经验,但是在实际操作中的运用还是比较少的。同时,近年来,随着我国经济发展水平的不断提高,关于湿法炼锌的技术在一定程度上也有了长进。特别是在黄钾铁矾的方法技术上,又创新出具有低污染特点的黄钾铁矾的方法,在这个方法中巧妙地运用了硫化锌精矿氧压法,这种独特的方法已经成为了湿法锌冶炼技术中的心得发展方向。

四、锌冶炼中余热的处理

(一)余热的现状

余热产生的主要设备构造有:焙烧余热锅炉、挥发窖余热锅炉、自备电厂蒸汽、备用锅炉、生产用蒸汽等。其中焙烧炉余热锅炉和挥发窖余热锅炉产生的蒸汽会经过减温减压器,进入所属厂区的管网,进而供应生产使用。当出现多余的蒸汽就会直接在焙烧炉余热锅炉和挥发余热锅炉的蒸汽出口排出。

(二)余热的利用原则

为了能够将余热进行充分的利用,必须要坚持一定的原则,使余热的利用发挥到最大程度。具体原则为:首先,应该根据余热的特点,尽可能多的利用余热资源;其次在利用余热时,一定要减少对原系统的影响状况;最后在对余热进行利用设计方案时,一定尽量将系统简单化,减少成本。

(三)余热资源的利用

现如今,对于余热资源的利用,是一项比较普遍且重要的工作。而对于余热的利用是需要采取一定的方案的。通常来说主要利用焙烧炉余热锅炉蒸汽进行发电工作,而挥发窖锅炉产生的蒸汽主要是供生产使用,如果在生产过程中出现蒸汽不足,将会通过汽轮机抽气补充。

此外,为了在不影响生产工艺用热的基础上,且又能够对余热进行充分利用。相关单位采用的方法是:背压机+凝气式汽轮机方案。这种方法能够将焙烧炉余热锅炉产生的饱和蒸汽顺利进入背压汽轮机当中,然后在经过疏水排气的时候顺利进入凝汽式汽轮机。以此同时,背压汽轮机的出口管道是必须与厂区蒸汽管网相连接的。当在生产时需要用蒸汽的时候,背压汽轮机排气压力与厂区的蒸汽管网压力是一样的。所用的蒸汽首先是由挥发窖余热锅炉产生的余热给及提供的,如果这些热量不能够支持生产需要,就要通过连接将背压汽轮机进入厂区管网,以此来满足生产需要。同时,背压汽轮机还要根据厂区热网所需随时对流量进行调节。这样做不仅可以对外补充热网并满足生产所需,还可以在暂停生产时,最大限度地发电。事实上,这种方案的承载能力是十分强大的,它能够适应生产的最大需求。

另一方面,在余热利用设计方案的过程中一定也要注意各种参数的合理调试。例如余热锅炉压力和流量的参数设置;背压汽轮机压力流量等的参数设置;还有凝汽式汽轮机的压力、温度、湿度等的参数设置;以及发电机的处处压力的设置和汽轮机的抽油量的设置;最后还要实现自动化的并网连接和解列等。这些参数的设置,直接关系到运行余热利用机械的有效性以及余热利用的充分程度和合理程度。

五、余热利用方案的特性

首先,余热利用是采用背压机+凝气式汽轮机的方案,这个方案使现有的热力系统不得不增加一项除湿措施,为进一步确定汽轮机的湿度满足安全运作的要求。如果已经达到饱和程度的蒸汽被运送到汽轮机口的时候,一定会使蒸汽的湿度不断增加。通常,如果湿度超过了规定的标准,就会影响汽轮机的正常运转。因此,一定要在入口处安装相应的除湿仪器,确保湿度在一个适当的范围内。

其次,为了保证凝气气轮机不会出现一定程度的水蚀现象,只有提高凝汽汽轮机背压,并保证其湿度合理,并将背压设计在一个合理的数值点上。

最后,为了确保生产时候运用蒸汽,就一定要将相应的热力系统和管网相互连接。如果出现生产蒸汽不够用的情况就要将背压汽轮机所排的汽进入厂区的热力管网系统当中。这样不仅可以确保运用蒸汽进行发电,也可以使全厂区的蒸汽不受任何负面的影响。

六、总结

综上所述,本文从锌冶炼工程余热资源的基本现状出发,涉及到对锌冶炼废渣的处理和利用,从中也巧妙地提出了关于提炼贵金属银的有效方法和具体步骤,并以图列的形式对金属的提取步骤做了详细的展示。然后又对锌冶炼工程的余热利用和处理进行了详细的分析,从中包括余热现状以及余热的利用原则,还有余热的具体利用方案的选取。最后具体阐述了背压机+凝气式汽轮机的这种余热利用的方案的特性,在一定程度上肯定了这种方案的可行性和优越性。由此可见,随着我国经济和人口的不断发展与增加,我国资源出现了一定的不足现象。因此,在冶炼工程过程中,对于废渣的提取利用以及对于余热的充分利用,都有利于节约资源,保护环境。使我国不断实现建设节约型社会和循环性经济发展的战略目标,并且要不断促进我国资源利用的可持续性以及对资源的循环利用,使我国的发展没有后顾之忧。

参考文献:

[1]叶长虹,仝伟峰,陈巍峰.10万t锌冶炼工程余热资源的综合利用工程实践[J].有色冶金节能,2009,06:49-51.

[2]蒋继穆.我国锌冶炼现状及近年来的技术进展[J].中国有色冶金,2006,05:19-23.

[3]蒋继穆.我国锌冶炼现状及近年来的技术进展[J].中国有色冶金,2006,05:19-23.

[4]陈春霞.钢铁生产过程余热资源的回收与利用[D].东北大学,2008.

黄金冶炼技术篇3

——DYYS公司发展循环经济简介

DYYS公司是一家以铜采矿选矿、冶炼加工为主的国有特大型联合企业。多年来,在各级领导及相关部门的大力支持和帮助下,公司不仅注重企业经济效益的提高,更注重社会效益及环境保护,以科学的发展观指导企业的生产经营,全面实施循环经济,努力建设节约型企业。

一、DYYS公司简介

DYYS公司始建于1953年,是一家以产铜为主业,集采选、冶化、加工、科研、后勤于一体的大型联合企业。公司现有粗铜、阴极铜、铜精矿、硫酸、磷肥、黄金、白银和铁精矿、硫精矿、氟硅酸钠、无氧铜杆、彩色铝型材、水泥、复合肥等产品。“大江”牌注册商标为湖北省著名商标,阴极铜为中国名牌产品,黄金、白银、彩色铝型材为湖北名牌产品。公司取得上海黄金交易所可提供标准金锭企业交易资格。20__年通过ISO9000族标准认证。

20__年底,公司总资产48.38亿元。20__年实现营业收入38.52亿元,工业总产值39.64亿元,利润5475万元,实现利税2.35亿元。

二、DYYS公司发展循环经济概况

1、资源概况

DYYS公司现有一座自有矿山和三家控股矿山,自有矿山---铜绿山矿,目前年生产铜精矿含铜吨左右;三家控股矿山年产铜精矿含铜吨。公司目前冶炼能力已经达到万吨以上,自有资源仅能满足10的生产原料需要,其余90铜原料需要从国内、国外采购。

由此可见,DYYS公司按照可持续发展战略,有效利用并综合回收资源,实施循环经济,建设节约型企业十分必要。

2、资源综合利用情况

公司从事铜采选、冶炼生产五十多年,长期以来,不仅注重铜及其伴生铁、硫、金、银等资源在生产过程中的综合回收,而且建成并投入使用了多个“三废”治理项目,治理工业“三废”,保护生态环境,取得了显著的经济效益和社会效益。

(1)伴生金属的回收利用

DYYS公司目前自有和控股矿山四座,全部是以铜资源为主的铜矿山,矿山在回收铜金属的同时,通过采选工艺改进、设备更新等手段,综合回收金、银、铁、硫等有价成分。

冶炼生产的伴生金属回收,一方面是将铜电解的阳极泥处理纳入整个冶炼工艺系统,回收生产金银等贵金属;另一方面是对冶炼过程中产生的废气、炉渣、废液进行环保综合治理,回收其中有价元素。

(2)“三废”资源利用情况

DYYS公司现有生产工艺产生的主要“三废”有选矿尾砂、冶炼炉渣、废气、废水等,所有“三废”都实施了环保治理,进行综合回收。

----选矿尾砂

选矿尾砂综合利用的基本工艺是:铜矿石经破碎磨细后,浮选铜金属,对其尾矿再选铁、硫等有价成份,最终弃砂采用胶结工艺处理后,用于井下充填。

DYYS公司目前选铁规模达3500t/d,铁精矿品位64左右,选铁回收率60以上。20__年DYYS公司共生产铁精矿36.1万吨,产值1.85亿元。20__年11月经H省资源综合利用企业(项目)认定委员会认定,铜尾矿生产的铁精矿为资源综合利用产品。

----冶炼固体废弃物

DYYS公司冶炼固体废弃物主要有贫化炉渣、诺兰达炉渣、烟灰。

贫化炉渣:贫化炉渣是贫化炉在冶炼过程中产出的弃渣,年产出量在20万吨左右。因炉渣中有价金属含量低,用公司现有冶炼技术提纯回收,经济上不合理,且暂无其他成熟技术。因此,现阶段炉渣直接全部外销,一部分经破碎后作为磨擦材料,其余作为水泥生产企业的原材料。

诺兰达炉渣:诺兰达炉渣是诺兰达炉在生产过程中产出的冶炼炉渣,年产出量23—30万吨,含铜3—5。现采用引进消化的加拿大诺兰达公司的“缓冷—选矿贫化”工艺回收渣中的有价金属。其产品为含铜26左右的渣精矿,作为冶炼铜原料全部返回冶炼系统;选矿后的尾渣生产建筑用砖或作为水泥生产企业的原料,诺兰达炉渣全部得到综合利用。

烟灰:冶炼炉生产中产生的烟气全部经电收尘器收尘,收尘率95以上,含铜烟灰全部返回精矿仓,作为原料重新进入系统循环;部分烟灰因含有不利于铜冶炼的铅锌等杂质金属元素,不能进入铜冶炼系统,需单独处理。现阶段,大冶公司烟灰全部外销给大江集团,综合回收生产电铅、铅铋合金、硫酸锌、海绵铋等产品。

----冶炼烟气利用

DYYS公司诺兰达炉生精矿熔炼、转炉吹炼过程中,产生的冶炼废气26万Nm3/h,SO2浓度7.0左右。DYYS公司冶炼厂现有两套烟气回收装置,回收铜冶炼过程中产生的二氧化硫烟气,生产工业硫酸。两个系列均采用国内先进的稀酸洗涤净化、双转双吸制酸工艺。硫酸三系1998年投产,设计处理烟气量为10.5万m3/h,生产一级品硫酸23万吨/a。硫酸四系主要工艺从美国孟山都公司引进,整体水平达到国内一流、国际先进。工程于20__年2月15日建成投产,设计处理烟气量16万m3/h,生产一级品硫酸27万吨/a。

冶炼烟气经硫酸三、四系处理后,最终尾气含SO2浓度低于国家排放标准,具有较好的环保效应。20__年公司利用冶炼烟气生产硫酸41.55万吨,销售收入1.458亿元,创利4426万元。20__年11月经省资源综合利用企业(项目)认定委员会认定,DYYS公司冶炼废气制酸为资源综合利用产品。

----余热利用

铜冶炼过程中产生的大量烟气温度高,有较大的热能利用价值。烟气由余热锅炉进行热交换处理,一部分供作铜电解蒸汽,另一部分进行余热发电。

----水资源利用

DYYS公司十分重视水资源的节约及综合利用,一方面在工艺设计中大量利用循环水技术,最大限度降低水消耗量;另一方面对生产、生活废水进行净化处理,回收的净水返回生产系统循环使用。

公司建有专门的污水处理车间,原设计处理能力为2.4万M3/日,采用石灰中和法一级处理工艺,处理后的回用净水是公司冶化生产水的重要水源。20__、20__年公司先后投入资金20__多万元,对污水治理工艺实行技术改造,完善工艺,扩大污水处理能力。改造后,工业废水处理率达到100,工业废水基本实现零排放。

三、关于发展循环经济的有关建议

1、请有关部门积极支持并落

实已认定为资源综合利用产品的有关税收优惠政策。2、建议加大对环保、资源综合利用的扶持力度,对环保、资源综合利用的项目设立政府专项基金、提供政府低息或贴息贷款。

3、建议国家对有关环保、资源综合利用优惠政策进行修改完善,如:

①对现行政策“企业利用三废资源为主要原料进行生产可在五年内减征或免征所得税”规定中的五年期限取消,改为长期减征或免征。

②建议对矿山和冶炼生产中的资源综合利用产品实行增值税优惠政策:对有色冶炼企业回收的金银、铁精矿、硫精矿、冶炼烟气制酸、尾矿综合利用等产品减征或免征增值税。

③建议对有色矿山共伴生资源的开发免征资源补偿费;对开采未达到工业品位的表外矿、低品位矿及难选矿免征资源税和资源补偿费。

黄金冶炼技术篇4

在2007年召开的中国有色金属工业节能减排会议上,有资料表明,2007年1月至7月,中国主要有色金属产品总产量达到1309万吨,比2006年同期增加258万吨,增长24.58%。其中生产铜189万吨,同比增长10.92%; 生产原铝694万吨,同比增长36.28%,比2006年同期增加185万吨; 生产铅159万吨,同比增长7.21%; 生产锌208万吨,同比增长20.56%。

有色金属工业工作流程长,开采、冶炼、加工都需要消耗能源,同时还会产生大量的热污染、粉尘污染、气体污染,节能减排无疑成为有色行业严峻的客观命题。

有色节能减排遭遇尴尬

有色金属行业一方面想方设法淘汰落后的生产技术,一方面产量却又在急剧膨胀,这种“翘翘板”的格局让有色金属行业能耗和污染下降困难重重。

据中国有色金属工业协会会长康义透露,按照规划到2010年,中国电解铝综合交流电耗将低于14300千瓦时/吨,电解铝废气的集气效率大于98%,净化效率大于99%; 铜冶炼综合能耗达到700千克标煤/吨以下,铜冶炼回收率达96.5%以上。2007年上半年中国单位GDP能耗同比降低2.78%,规模以上工业单位增加值能耗同比降低3.87%,然而由于产量过快增长,有色行业单位增加值能耗却不降反升了1.58%。

据了解,国内很多铜冶炼企业仍旧在使用鼓风炉、反射炉等相对落后的粗铜冶炼工艺,所达到的粗铜生产能力大约有50万吨。大约有65万吨的铝电解仍在采用小型预焙槽,另外铅锌冶炼生产中分别有50%、30%左右落后的生产工艺装备需要更新和淘汰。但在目前有色金属产品处于高价位的形势下,淘汰落后产能有一定的难度。尤其是铅锌生产企业集中度低,中小企业居多,很多企业位于经济发展相对落后的地区,淘汰任务更加艰巨。

IT助力冶炼能耗降低

一边是约束性指标与达标压力,另一边是淘汰落后产能与有色金属产品高价位诱惑下的尴尬,有色金属行业该如何突围,走向节能减排的绿色目标?

江西铜业贵溪冶炼厂(下称“贵冶”)计控车间刘建群书记表示,要增加产量,势必会加大耗能污染。但产量降下来,又会影响企业的收益。因此目前引入先进技术,实施有效的IT应用,进行项目改造,已成为业界的共识。

据了解,目前中国有色金属矿产资源综合利用率为60%,与发达国家相比低10~15个百分点; 共伴生矿产资源综合利用率仅为40%,比发达国家低20个百分点; 粗铜综合能耗平均为1000千克标准煤左右,比国外先进水平高40%; 氧化铝综合能耗平均为1154千克标准煤,比国外先进水平高50%左右。

康义坦率地表示,中国有色金属工业的资源利用效率仍有待提高,提高资源利用率是有色金属行业实行节能环保循环经济的核心。

有色金属行业的能耗与污染主要集中在开采、冶炼、加工三方面。冶炼过程中产生的烟气排放到大气中不仅造成热污染,并且浪费了烟气的余热。而废渣、废泥中黄金、白银等贵金属的含量更是可观,可以说这些“废品”周身都是宝。过去传统的冶炼方式通过人工的间歇性作业将“三废”丢掉,既污染环境,又降低资源利用率。

江西铜业贵溪冶炼厂于1979年破土奠基,是“六五计划”期间,经国务院批准成套引进的22个工业项目之一。贵冶1985年正式投产,在当时全国有色金属行业还普遍处于“用眼看火候”的传统工艺中时,贵冶率先踢开“绿色”大门。

刘建群表示,有色行业对矿石进行初级加工的工艺有闪速炉、鼓风炉、反射炉等。通常它们也被称为冶炼流程中的“龙头”,节能减排的关键也就落在“龙头”上。传统的冶炼方法通常采用烧结块鼓风炉熔炼,这种方式获得的二氧化硫密度低,不易回收。为此贵冶在建设之初便采用闪速炉,并引进日本住友集团公司提供的全套设备和控制软件。对“龙头”进行参数设定和理化分析后建立数学模型,通过计算机应用进行流程控制,开始连续作业。由于冶炼矿石依靠重油燃烧来产生热量,计算机通过对鼓风机热风风量的控制,掌握进入闪速炉氧气量,从而达到控制闪速炉温度,节约冶炼成本,减少重油消耗的目的。

早在20世纪80年代,贵冶就自行改造数学模型,提高氧的效率,使得二氧化硫燃烧充足,以此提高热量,逐步减少油的用量。“全套系统在PDP1134小型计算机上运行。”刘建群说,“该系统是在线控制闪速炉冶炼的整个生产过程,调节和监控各种影响因素,如调节风、油、氧、硅酸矿比率等。控制好了闪速炉,就可以稳定地提高产品的产量、质量,提高生产装置的效率,获得最佳效益,为以后冶炼打好基础。但是从1993年开始,闪速炉中使用了多年的、引进的信息系统开始出现问题,随时面临崩溃的危险。”

在各方面权衡后,贵冶和江西铜矿与华北计算技术研究所合作进行了系统全面改造。在最短的时间内,以最少的花费,研发出全新的闪速炉计算机在线控制系统WAX4000,替换了运行了十多年的老化系统。经过几个阶段调试之后,2007年8月1日,新开发的闪速炉计算机优化控制系统一次投入运行,成功投入在线控制。

太极计算机股份有限公司副总裁兼企业信息系统事业本部总经理冯国宽介绍,有色金属行业中,计算机在线控制系统的运用非常普遍。但由于产品种类的不同,工艺流程的不同,计算机系统的应用平台不尽相同,贵冶全新闪速炉计算机优化控制系统属于在线过程优化控制系统。

据了解,这套在线优化系统通过实时采集闪速炉DCS系统和化验分析仪器的数据(矿石、炉料、干矿、闪速炉冰铜品位数据),根据冶炼物理变化和化学变化,利用物料平衡和热平衡原理,构建出多个优化模型,通过前馈和反馈计算,将计算得到的风量、氧量、重油量及其硅酸矿比例输入到DCS控制系统,从而控制相应的阀门,使得所产出的冰铜品位、冰铜温度、渣中铁硅比达到目标值。通过实施该系统,可使闪速炉冰铜品位稳定在62%左右,工艺氧量降低9.8千克/吨冰铜,工艺风量降低38千克/吨冰铜,并可显著减少重油的使用,从而达到节能减排的目的。

刘建群介绍,贵冶使用闪速炉计算机过程控制系统对闪速炉进行全面控制,除了从第一环节上减少油耗与污染,提高资源利用率外,其余工艺流程中实行在线控制能够大量进行余热回收。在闪速炉出口与制酸炉之间放置的中温锅炉,通过一套计算机芯片构成小范围监控系统,能够对闪速炉产生的热量进行回收,生产蒸汽,用来发电。实现了在冶炼过程中,“龙头、龙身、龙尾”都运用相互独立的计算机控制系统进行控制。

正是有了计算机系统的帮助,贵冶在对能耗污染控制中尝到了甜头,正常产品的产量不但得到稳定保持和提高,余热得到有效回收,重油消耗大幅减少。“贵冶的重油消耗已经从每吨消耗57.8千克一路递减达到22.10千克。”刘建群说,“如果没有闪速炉计算机在线控制系统,整个生产流程无法启动,计算机控制是关键!”

而且生产中造成的废渣中硫、黄金与白银也得到了高效利用。刘建群说: “过去生产只管冶炼,工艺流程中不但产生大量的硫,而且废渣中含的黄金和白银也被统统作为废物排放掉。现在把含硫的烟气制作成工业硫酸,一年的产量接近一百万吨。目前还对原矿中的黄金和白银进行回收,厂里每年产生黄金有十几吨,白银上千吨,实现了最大限度对矿产资源的利用。”

和贵冶一样,金隆铜业有限公司也是采用闪速炉熔炼,如今他们的整个生产系统也已全部实现计算机在线控制。据统计,贵溪冶炼厂与金隆铜业有限公司应用的闪速炉计算机在线控制系统使产量分别提高了8.4%与17.2%,烟尘发生率降低了21.4%,反应塔耗油减少45.2%。两家在不减产的情况下能耗都已经达标。

2006年,中国原铝产量935万吨,耗电1371.72亿千瓦时,占发电量的4.8%和全社会用电量的4.9%。国家进行的千家企业节能行动中,铝企业就有49个。另外,氧化铝生产耗能也不小,2006年中国生产氧化铝1370万吨,经过换算共耗能1224.66万吨标煤。同时,2006年中国铝加工材产量为815万吨,按照当年综合能耗为700千克标煤/吨计算,共耗能570万吨标煤。据统计,2005年电解铝和氧化铝生产能耗占全年有色金属能耗总量的69%。2006年氧化铝和电解铝产量增长幅度高于全国有色金属产量增长幅度,再加上铝加工方面的能耗,估计整个铝行业能耗占到整个有色金属行业能耗的75%左右。

中国铝业股份有限公司(下称“中铝公司”)是由中国铝业公司、广西投资(集团)有限公司和贵州省物资开发投资公司共同以发起方式设立的,氧化铝是中铝公司的核心主业产品。中铝公司在2007年自主开发的“预焙铝电解槽‘三度寻优’控制技术”为节能减排带来了新的发展方向。据了解,在铝电解的生产过程中,电解质温度、电解质初晶温度和过热度(简称“三度”)的控制是重要核心。“三度寻优”控制技术是以计算机在线监控为核心,通过对“三度”的有效控制而形成一套信息化、标准化生产管理模式。这项新技术能够有效地确保电解槽工作在高效率的“临界态”,从而提高铝电解槽的电流效率,降低效应系数,提高大型预焙槽炼铝的能量利用率。

2008年伊始,中铝公司提出,2010年力争实现原铝综合能耗低于14300kWh/吨,吨铝节电250kWh以上,氟化盐消耗再降低4千克/吨,槽寿命达到1900天以上,阳极效应系数降到0.08次/槽日以下,废槽衬基本实行无害化处理。这一目标的实现,将标志着中国电解铝生产技术步入世界领先行列。

信息部门独立是必然

有色金属行业里中小企业居多,这样的企业往往没有雄厚的资金来进行装备、技术的改进。对于“信息化”的要求是渐行渐远,成立独立的信息部门对它们来说更是不可能。“现在很多有色行业中的中小企业都还没有独立的信息部门。”中国有色金属工业协会综合业务部副主任杨云博说:“很多企业连二级计量都无法达到,信息化三个字更是闭口不谈”。

杨云博介绍,很多有色行业的中小企业在政策的压力下曾设立过信息化部门,但是一段时间后为了精简部门,节约成本,信息化部门也就被首先淘汰掉了,仍然保持“老作坊”的落后工艺。对于这样的中小企业,不是“未达标就关停”就可以解决问题。“很多中小型有色金属生产企业恰恰是地方的支柱产业,关停势必会引起当地一系列的连锁反应,这也正是有色金属行业进行节能减排的一大障碍。IT应用目前只是让大型企业得到滋润,要蔓延到中小企业,需要从观念到技术、设备的革新,这是一条很长的路。”杨云博感叹到。

对于中铝、江铜这样的大型企业,在国家政策的扶植下虽然较早地迈入信息化通道,但在信息化部门的建设上仍然走过很多的弯路。刘建群在贵冶工作了26年,他告诉记者,建厂之初厂里并没有专门的计算机部门,后来才慢慢建立起来。现在他所负责的计控车间,主要是在对工艺流程进行计算机控制与调试,信息化部门只负责企业的信息化管理,对于生产工艺这一块涉及不多,这使得双方工作起来不免会有摩擦。

信息化部门的独立是必然,这是IT技术助力节能减排需要扫清的障碍。刘建群认为,要实现信息化部门的独立,除了政策、资金的支持外,更为重要的是观念的转变、意识的苏醒。

采访手记

节能减排要实事求是

“十一五”期间,“节能减排”的话题被推到了风口浪尖。各行各业掀起节能减排“热”。然而过热并非好事,更多的意味着非理性。在硬指标的约束下,企业纷纷进行工程上马、技术改造、引进系统。但遭遇了2007年的达标失利后,2008年无疑成为节能减排的关键年,这个关键点上我们更应该回归理性,诚实对待这项复杂而艰巨的工程。

采访中记者发现,面对约束性指标,肯定与质疑的声音参杂其中。有专家表示2010年能耗降低总量的20%是空谈,也有业界人士认为目标实现是大有可能。

一路采访下来,记者最深的感受是有色金属行业经过产量为王的资本野蛮期到“三废”处理的环保觉醒期再到如今的发展循环经济,在意识与观念上已经有了很大的转变。但由于该行业企业分布与规模的特点,要在短期内进行大刀阔斧的改造还有很多障碍。最让人担忧的是在指标压力下,会不会有很多企业采取“上有政策,下有对策”的谎报、隐瞒的方式来保全自身,出现一片节能减排的虚假繁荣?一旦出现这样的情况,那么节能减排面对的不仅是是否能达到指标的问题,而是能否长远地有效执行下去的核心问题。

黄金冶炼技术篇5

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">第六届国际南洋珠首饰设计比赛获奖作品展示

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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 随着丝绸之路的贯通,多种多样的珠宝经过东西贸易来到西域,丝路首饰掀开了更加璀璨、华美的篇章摄影/叶金

精美的首饰,从古至今都是牵动人心的美妙精灵,无论坚硬的石块如何难以驾驭,都不能阻止人们探索创造的欲望和追求。于是上万年前的石器时代,人们在制造石器工具历程中,逐渐把自己心灵的意向与美丽的石头、动物骨骼、植物籽实等坚硬而不易腐朽的物质交融在一起,用饱满的激情创造性地打磨、雕琢、串联出一串串精美圆润的珠宝艺术童话。当冶金技术发明后,人们又通过金属矿石在火的历练中化石成水的现象,发现了自然宝藏相互交织的神奇变化:坚硬的矿物质变为柔和流动的液体,在坚实与柔韧的转换中,凝结为光华灿烂的金属;通过工匠们高超的技艺,幻化为绚丽的首饰。至西汉,随着丝绸之路的贯通,多种多样的珠宝经过东西贸易来到西域,丝路首饰掀开了更加璀璨、华美的篇。 首饰饰品缠绕在女性的颈间、指尖,衬托美貌,舞出一世芳华。摄影/孙洁

在西域史前至汉晋时期的文化艺术史上,有一类文化艺术一直以光华灿烂的面目呈现,那就是珠宝荟萃、华彩荣光的首饰文化艺术。我们所说的首饰,特指佩戴装饰在人身上的珠宝饰件。这些饰件在西域石器时代的早期历史阶段,大多取材于自然界各类矿物石料、动物骨骼牙齿、植物籽实、海洋类生物(如贝壳)等。当金属冶炼技术发明后,各类金属如黄金、白银、铜、铁等也都被用于首饰工艺品的加工创作中,但原有传统的宝石玉器及骨骼海贝类制品也在继续发展。

探索不朽的首饰神奇王国

众所周知,西域昆仑山、天山、阿尔泰山蕴含着丰富的矿藏,矿藏中包含的奇珍异宝―――各种宝石可能早在石器时代已经被生活在这里的居民们所认识并使用。人们为制造生产工具,把关注的目光投入千姿百态的石头王国,并不断发现那些闪烁着自然光华的宝石玉材,于是宝石玉材逐渐被视作自然界神明的化身而膜拜,并用坚忍的意志和信仰的精神雕琢打磨,当一粒粒圆融的珠串被打造完成后,人们感念与追随自然神奇造化的崇高精神意愿也饱含浸透其中。

西域青铜时代晚期,也就是距今3 000多年前,玉器宝石加工雕琢品在昆仑山麓克里雅河流水墓地被发现,据说是目前时代最早的昆仑玉制品。这件被琢磨光滑平整的扁圆形饰件,保持着圆形平面的完整性而把穿孔的开凿点选在了扁圆形玉器的上下两端,这样无疑增加了开孔的难度,却成全了玉器整体的美感。我们无法想象在生产力落后的远古时期,人们是怎样把坚硬的玉石凿穿的,其中融入了人们多少饱满而旺盛的精力与探索自然神奇的情怀!

在塔里木盆地东部的罗布泊古墓沟、小河墓地,美丽的玉珠被串在色彩艳丽的毛线上做成最简单的手链,人们发现它们时,正被戴在逝者的手腕上。仅仅为了好看吗?问题可能不是这样简单。对自然神奇创造力的崇拜,早已变成虔诚的信仰,激励着人们不断探索的意志和精神。虽然目前我们无法探知西域先民们具象的思想观念,但透过西亚远古文明的神话记录,我们也可以感悟自然世界宝石玉材对人们精神的启示:古西亚神话中的英雄吉尔伽美什,在做穿越死亡的旅行时,经过神异的“石间之园”,“他匆忙赶来,丛林现于石间:光玉髓带来果实,其实累累美不胜收。天青石枝叶繁茂―――丰美异常景象喜人”。在远古人类的思维中,世间的一切美好事物都是有智慧的生命体,美玉具有神奇的功能,能够愉悦诸神,降益于人类并帮助人们躲避灾害,所以他们才不惜花费工夫雕琢打磨。 昆仑山克里雅河流水墓地发现的扁圆形玉器饰件

除了无机世界坚硬的石头给人不朽的感觉之外,有机世界里人及动物的骨骼、海洋中的贝类也给人们留下了不易腐朽的深刻印象,成为人们制作首饰品的另类材料选择。孔雀河流域的铁板沟和古墓沟墓地,分别发现了两串用骨材制作的特长串项链,铁板沟项链是串珠制作成长长的骨管状串联在一起,古墓沟项链串珠则是一粒粒细小的骨珠。当时的西域先民在万物有灵思想的影响下,产生了“生命个体的魂魄隐藏在骨骼中”的意识。精巧的骨雕做成的串珠饰品,一方面反映出畜牧文化内涵的代代传承,另一方面,人们花费巨大的精力雕琢骨珠骨管,也似乎透露出对骨头某种物质(不易腐朽性)与精神属性(藏魂纳魄)的信仰。

海洋中的贝类也很早就被人们当做装饰品使用,新疆各地早期文化遗存中都发现有或散落或串联成串的贝壳项链,典型如山普拉古墓地发现的用5颗贝壳、一颗琉璃料珠串在一起的手链。有研究者认为西域古代人类使用的贝壳,有些是来自于遥远的东海海岸。鄯善县洋海古墓出土的著名萨满古尸,其额头上佩戴的毛绦带上缝缀着两、三个一组的海贝。显然,贝壳不仅仅是为了装饰的作用,而且被赋予了某种魔法的意义。前苏联人类学家在哈萨克斯坦等地进行的民族学调查对于海贝有一种说法:“货贝―贝壳被称作热兰巴斯(蛇头),也被认为具有有效护卫的作用,把它们缝在儿童的衣服上,系在摇篮上。在亚洲的所有突厥语民族中,货贝―贝壳都被当做护符来使用,蛇的形象被仿制在哈萨克族人几乎所有常见的艺术品中,毡子、织物、绣品等。”这说明把海洋贝类用来做首饰的历史非常久远而且一直在西域各民族中传承。 手链

金石冶炼技术雕琢出美妙的珠宝童话

在距今4 000年前后的西域,金属冶炼技术的产生使首饰艺术创作的领域更加广阔。东天山地区的天山北路墓地发现的简洁精致的金耳环、塔什库尔干香妃墓地发现的喇叭形银耳环和青铜手镯、和硕乌什塔拉乡出土数量众多的金耳环、温泉县阿敦乔鲁墓地出的土包金铜耳环等等,都说明了金属冶金技术对西域早期首饰艺术的推动和发展。我们依然利用古西亚的泥版文书资料,来了解通过金属冶炼打造金属器物的一些具体情景:“工匠神走进用于锻造的风箱,哈西斯握住风箱的拉柄。他熔炼白银,他熔炼黄金,熔炼白银数以千计,熔炼黄金不可胜计。”从这则古代文献我们知道,金属冶炼技术的发明,被当时的人们神圣化,认为冶炼技术是由工匠神管理操作的,制造精美的金属器物也是为了祭祀神灵。由此推断,西域金属首饰的创造使用,也是与当时的宗教祭祀活动有关。

虽然金属冶炼开拓了首饰艺术制造的新天地,但传统的石材开发利用并没有因此而衰落,而是朝着更加多样化、丰富、精美的方向发展。当我们看到哈巴河县东塔勒德墓地发现的时代可能早在前8-5世纪的首饰时,不禁感叹西域古代人们在美石开采、加工领域所付出的心血和赋予其中的思想情感:这条项链上绿松石与红宝石相辉映,串联成串;再细看一块块绿松石或红宝石被规整地切割为圆环形片珠或圆柱形筒珠,那圆片形玉珠和圆柱状玉珠与中原地区早就盛行的玉璧、玉琮在形态上类似,只是大小和用法上有差异。

金属冶炼技术发明后,西域工匠很快把这项技术与珠宝加工结合起来,进行了金属镶嵌宝石的创新发明。哈密东黑沟遗址发现的黄金镶嵌红宝石与绿松石的耳坠都是利用黄金的柔韧性把不同色彩的宝石镶嵌串联在一起,增强了装饰效果,也进一步丰富首了饰艺术的文化内涵。对于各类宝石的物质特性和精神属性,古代人们有他们独特的见解与感悟。青金石往往与壮丽的蓝天相对应,红宝石则能与红彤彤的太阳相媲美,宏观与微观熔铸为一体,所以当古代西亚居民赞美太阳神的时候会说:“你的胡须来自天青石……光灿灿的唯有太阳,唯有你。”当宝石工匠把红蓝宝石串联在一起时,他们的精神也似乎与蓝天、太阳融合在一起,戴上这样的首饰,就是拥有了自然世界那最神圣的一部分。

人造宝石琉璃登上历史舞台

到了距今2 500年左右,珠宝首饰的加工使用显示出更加繁荣发展的势头,从北疆草原到南疆绿洲,各考古遗址和墓葬中都出土了数量较多的珠宝和黄金首饰制品。就珠宝而言,除了玛瑙、玉髓、绿松石等天然宝石外,人工冶炼加工制作的琉璃珠在各地都有发现,尤其需要提及的是人工制作珠宝琉璃的技术普遍传播开来。新疆各古文化遗存中,都发现了许多琉璃串珠,如塔什库尔干县曲曼遗址出土了各色各样的琉璃珠,并出现了在玛瑙串珠上用蚀花技法刻画各种图案的现象;额敏县库尔布拉克发现了各式琉璃珠和玛瑙珠,其中有的珠子上也使用了这种技术。洛浦县山普拉墓地发现了琉璃珠与各类串珠组合串联的项链等等。 用骨头制作的特长串项链

这些现象说明西域草原和绿洲居民对宝石及金银首饰的需求普遍增强。尤其需要特别强调的是金银珠宝镶嵌和珠宝打磨都表现出很高的技术水平与艺术水准。典型的例子如伊犁尼勒克县别特巴斯陶古墓中发现的一枚嵌红宝石的金戒指,戒面用细工围成椭圆形,内嵌红宝石。红宝石上雕琢了一位端坐的女性形象。女性侧身而坐,坐具像是一把靠背椅。她额头高阔,鼻梁挺直,眼睛深而大,下颌尖,颈项修长,胸脯丰满;上身穿着圆领低胸衣服;头上戴圆帽。帽前沿正中,有一个翘起的饰物,帽后沿有两条飘动的饰带;手中拿着一枝花朵;手腕上戴着手镯。形貌仪态雍容典雅,神情端庄凝重。环绕红宝石周围的,是一圈排布均匀的细小金珠。戒指两端,塑造着两个张口咧嘴的立体蟾蜍头形。蟾蜍的眼睛也用红宝石镶嵌。眼圈周围同样环绕着一圈细小金珠。两个蟾蜍之间,用细小金珠排列出五个三角形图案。从这枚戒指的构图寓意看,似乎是为祭祀大地丰饶女神而造。类似制作工艺的金戒指在伊犁昭苏夏特古墓也有发现,只是宝石上没有图像,风格相对简洁。

距今2 500年到1 800年这个时期,西域首饰装饰艺术更加多姿多彩。考古发现的宝石珠串,不但把玛瑙、琉璃珠等混合串联佩戴,还出现了红珊瑚串珠、碳精串珠等更多宝石品种,这些珠宝可能都通过丝绸之路上的东西贸易带到西域,登上了历史舞台。

丝路首饰演绎万种风情 伊犁尼勒克县别特巴斯陶古墓中发现了一枚嵌红宝石的金戒指 黄金镶嵌红宝石和绿松石的耳坠

西汉,张骞两次通西域,丝绸之路贯通,开辟了中外交流的新纪元,并成功将东西方贸易之间最后的珠帘掀开。到了汉晋时期,大约距今1 800~1 500年前后,西域珠宝首饰和黄金冶炼技术通过丝绸之路文化、经济的往来交流,饰品达到了近乎奢华的程度。无论是宝石加工还是琉璃制品的使用,或者是黄金珠宝镶嵌,其工艺和艺术造诣更加令人惊叹。例如若羌县楼兰古城出土的两串项链,分别用70颗大小不一的珠子串成,其用料分别有玛瑙、琉璃、彩石等混合串成,形状有圆球形、圆柱形、圆角方形、四方形、椭圆形等,色彩也多彩绚烂,有红、绿、白、蓝、黑、黄、金等色泽。新疆考古工作者在尉犁营盘墓地发现的金耳坠与金花饰上,镶嵌着红、蓝等色泽的珠宝,其较为复杂的造型和焊接工艺,使这些珠宝镶嵌艺术品看上去华美珍奇。

把宝石雕琢成动物形状或者利用块状宝石镶嵌成动物形样的饰件,也体现出西域首饰艺术造型的另类风格。哈巴河县东塔勒德古墓出土的绿松石羊形饰件以及吐鲁番地区出土的嵌绿松石牛头状饰件就是典型代表。发现于伊犁波马古墓的黄金面具及其他黄金珠宝镶嵌制品,因其体量特大、工艺精细以及所包含文化理念的奇特,而达到了非常奢华的程度。波马金器把新疆古代延续近千年(从公元前5世纪-公元后5世纪左右)的草原贵金属及珠宝镶嵌艺术推向了高峰,之后游牧文化艺术中黄银珠宝装饰艺术虽然一直传承,但艺术思想及表达形式和社会文化功能都已经发生了变化。

另外,还有一种现象需要特别提及:金粒(也称小金珠)焊接工艺较为普遍地出现在首饰珠宝镶嵌中,即在宝石镶嵌的周缘排布密密麻麻的微小圆珠颗粒,形成别具风格的装饰带,有的还排布成三角形、菱形等图案,或者营造一种围绕宝石而垂坠的累累果实的形状。这样的一种艺术创意,其社会文化的思想基础应该来自于人们对植物籽实的崇尚:山普拉墓地中发现用薏籽、沙枣核等植物籽实作为珠饰串成的项链,也有把植物籽实与其他各类珠宝串联在一起佩戴使用的情况。

把植物种子收集起来穿孔链接起来做项链,是先辈们对自然界植物生长规律长期观察认知,并对种子的重要性有了充分认识的结果。各种植物春生夏长、秋收冬藏的规律,说明植物成长的全息生物密码都浓缩在种子里,种子的好坏直接影响来年庄稼生长的结果,所以人们对种子有着特殊的感情。用种子做项链,可能基于这种淳朴的思想情感;也有可能这种项链是在特殊的农业祭祀仪式中使用的。

尉犁营盘墓地还发现了用红色的丝绢包裹填充物,做成圆珠串联成串作为项链使用的现象。所有这些现象都说明,随着汉代丝绸之路的开通,东西方各种文化在西域交融荟萃,使西域的首饰艺术也呈现出繁荣发展的景象。

黄金冶炼技术篇6

2.烟气排放控制技术的工艺现状E.H.Weaver,N.Confuorto

3.AH800复合硅酸盐在硫酸转化器及管道保温上的应用

4.广西鹿寨400kt/a硫铁矿制酸装置丁华

5.尾气脱硫装置在金隆公司的应用梁海卫

6.阳极保护不锈钢分酸器及管道在大型冶炼烟气制酸装置中的应用沈国栋,许波,梁惠泉,高平,温世军

7.不锈钢塔器在硫酸装置中的应用G.C.Miller

8.热管省煤器在硫磺制酸中的应用刘淑芸,杨长华,王瑞广

9.硫磺制酸系统长期停车后升温开车总结

10.330kt/a硫磺制酸装置风机驱动汽轮机的特点及运用唐云辉

11.云硫集团利用硫酸烧渣生产电子和色料专用材料项目获国家批复

12.80kt/a硫铁矿制酸装置扩产改造的几点体会廖卫国

13.NORAM和CECEBE公司为Cargill公司设计焚硫炉

14.40kt/a硫铁矿制酸装置技改简述硫酸工业 徐永强,陈炳华

15.更换塔填料以降低压降增加产量

16.80kt/a硫磺制酸装置干吸工序技改总结李绍刚

17.硫磺制酸专用TC-F型二氧化硫分析仪预处理装置的设计与使用姚卫,陈怡,谢立新,庄际,李国安

18.基于Web技术的远程监控系统在硫酸生产过程中的应用李含光,王爱群

19.容积法二氧化硫自动分析的设计与实现江光灵,王永红

20.DW15系列大容量断路器的改进沈鸿星

21.诚信质量服务是营销成功的关键因素--淄博钴业股份有限公司25年硫酸营销回顾张龙银

1.2004年上半年磷肥硫酸行业态势齐焉

2.大冶转炉烟气制酸工程介绍曹龙文,杨斌,左宏宜

3.金川公司冶炼烟气综合治理回顾及展望刘玉强,常全忠

4.促进我国硫铁矿制酸的发展黄新

5.用新型静电沉降器"CAROLA"分离SO3气溶胶M.LEHNER,W.GEIPEL

6.硫酸和贱金属生产P.SEARLE

7.XRQ-Ⅱ型开车燃烧控制系统的结构及应用唐云辉

8.阳极保护槽管式不锈钢分酸器的应用沈国栋,李崇贵,古新,曹刚,唐云辉

9.2001-2003年世界主要硫酸生产国的生产和消费情况

10.空心环管壳式换热器在20kt/a硫酸系统中的应用周开敏,蔡掛才

11.2004年全国硫酸工业技术交流会优秀论文

12.新型煤气烧嘴的结构与应用徐湘

13.250kt/a硫磺制酸系统酸冷却器存在的问题及对策曹留庆

14.2004年7-8月全国硫铁矿、磷矿石、硫酸及磷肥产量

15.6MW汽轮发电机组故障分析与处理姜华

16.液硫输送金属软管破裂原因分析韩海青

17.硫磺回收装置存在的问题及改进张宇

18.WSA制酸系统在株冶的应用及改进彭建国

19.硫酸工业 40kt/a硫酸装置干吸系统技术改造总结李春华

20.浅析硫酸供需情况与市场格局姜伟民

21.反击式破碎机传统转子体及板锤的改进

1.用于低含硫气体处理的托普索WSA工艺F.Jensen,A.Kristiansen,黄新

2.冶炼酸的供给与需求M.KITTO,胡小云

3.从废液和废渣中回收硫并获得效益N.G.Ashar,纪罗军

4.我国硫磺回收现状及发展前景张义玲,达建文,ZHANGYiling,DaJianwen

5.硫回收装置的内冷式催化反应器F.Marold,M.Heisel,M.Colozzi

6.浅谈硫酸厂区给排水管路的敷设马燕邻,MAYanlin

7.含重金属离子废水处理过程中pH值的设定张同胜,ZhangTongsheng

8.驰宏公司40kt/a硫酸系列的改造及运行张绍芝,ZhangShaozhi

9.干吸塔分酸装置的改造李小伟,LiXiaowei

10.硫酸装置尾吸系统的改造田文泽,姚佐胜,TianWenze,YaoZuosheng

11.铜冶炼烟气制酸若干问题分析与建议刘伏,LiuFu

12.两种高压直流电源的比较及在铜冶炼烟气制酸装置电除雾器中的应用林先彬,LinXianbin

13.热管省煤器在120kt/a硫磺制酸系统中的应用张如庆,姚大卫,郭美燕,周克荣,王鹏,ZHANGRuqing,YaoDawei,GuoMeiyan,ZhouKerong,WangPeng

14.临时停车期间阳极保护酸冷却器出现的问题及解决方法刘灿辉,LiuCanhui

15.氰凝堵漏技术在净化工序洗涤塔的应用曾鸿涛,ZengHongtao

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2.酸塔和转化器的技术综述《Sulphur》编辑部,黄新

3.威顿公司宏福二期400kt/a硫磺制酸装置设计魏而宏,潘木俊,WeiErhong,PanMujun

4.江铜-瓮福400kt/a硫酸项目介绍张志军,ZhangZhijun

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6.LD30型电收尘器结构特点及安装运行硫酸工业苏伟峰,张玉华,SuWeifeng,ZhangYuhua

7.100kt/a硫酸装置沸腾炉的设计袁精华,YuanJinghuahHTTp://

8.脱除SO2并回收硫磺的冶炼烟气处理工艺L.Micucci,A.Danieletto,P.D.Clark,N.I.Dowling,M.Huang

9.炼厂酸性气制取硫酸生产总结丁世亮,DingShiliang

10.硫酸再生阳离子交换树脂的实践余琴花,YuQinhua

1.2006年我国硫酸生产情况齐焉,QiYan

2.2006年我国硫磺市场行情分析黄居欧,HuangJu'ou

3.信息拾零

4.我国硫酸工业废水处理技术综述蒋少军,俞守业,梅建辉,JiangShaojun,YuShouye,MeiJianhui

5.有色冶炼烟气制酸技术的现状及发展趋势郭智生,黄卫华,GuoZhisheng,HuangWeihua

6.冶炼烟气网络配置技术的应用刘玉强,刘世和,LiuYuqiang,LiuShihe

7.硫酸装置技改措施与体会申屠华德,张志孝,唐周弟,ShentuHuade,ZhangZhixiao,TangZhoudi

8.电除尘(雾)器的高压供电技术及装置赵振华,曾劲松,ZhaoZhenhua,ZenJingsong

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10.动力波洗涤器在硫铁矿制酸中的应用张耀庆,王敬涛,钱德涛,ZhangYaoqing,WangJingtao,QianDetao

11.JHXL悬臂式高温硫磺液下泵在液硫过滤中的应用赵骏,陈兴,ZhaoJun,ChenXing

12.大冶污酸处理装置的设计和运行曹龙文,黄伟,李波,CaoLongwen,Huangwei,LiBo

13.浅谈新建硫酸库的设计李琼,LiQiong

1.全球硫磺供需形势赵增泰,ZhaoZengtai

2.2007年中国硫磺进口情况统计分析易贸资讯(上海)有限公司,CBI(Shanghai)Co.,Ltd

3.韩国COSMO600t/d硫酸项目阳极保护设备的制造与安装孙林宝,丁云朋,王颖,Sunlinbao,DingYunpeng,WangYing

4.矩形管束换热器的结构特点与设计比较邓先和,何兆红,陈祥明,张志孝,DengXianhe,HeZhaohong,ChenXiangming,ZhangZhixiao

5.金属硫化物精矿的干燥特性及干燥设备李盈海,赵旭,张毅,岳永飞,LiYinghai,ZhaoXu,ZhangYi,YueYongfei

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7.硫酸工业 文氏管式稀释器的开发与应用洪玉麟,HongYulin

8.信息拾零

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10.镍冶炼烟气制酸的酸性废水减排及再利用刘玉强,刘世和,LiuYuqiang,LiuShihe

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2.间歇冶炼工艺烟气制酸装置的设计D.LOUIE

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6.电絮凝技术在锌冶炼废水处理中的应用陈寒秋,CHENHanqiu

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8.SO2主风机汽轮机驱动节能改造硫酸工业 杨毅,岑祖望,YANGYi,CENZuwang

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10.信息动态

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12.低温Claus尾气加氢催化剂浅析张义玲,赵双霞,徐兴忠,ZHANGYiling,ZHAOShuangxia,XUXingzhong

黄金冶炼技术篇7

关键词:炒钢炉渣磷酸钙判定标准

一、引言

炒钢工艺作为中国古代重要制钢技术之一。关于炒钢最早的文献记载见于东汉的《太平经》,明清时期宋应星的《天工开物》、屈大钧的《广东新语》、唐顺之的《武编・前编》、方以智的《物理小识》及朱国祯的《涌幢小品》等书中也有相关记载。这些文献描述了炒钢的具体操作过程,系将生铁于开放式环境下,加热至半熔融态,搅拌后锻打成器。其过程与钢铁精炼基本原理相似,但伴随搅拌过程。民间土法炼钢也为类似的操作方式。《天工开物》用图像展示了生铁冶炼与炒钢连续操作的景象,并有向炒钢池内撒“污潮泥”的操作,但“污潮泥”为何物尚不十分清楚,推测是一种助熔剂。

炒钢与块炼铁冶炼、钢铁精炼等具有较为类似的冶炼环境和产物,但目前中国发现的明确属于精炼或炒钢的遗址遗物较少,影响了炒钢技术及炒钢制品的判定。块炼铁是将铁矿石固相还原的产物,黄全胜等在广西贵港地区发现与土法炼钢相似的块炼铁冶炼地炉,其炉渣基体以铁橄榄石为主,分布有浮氏体以及少量玻璃相等,渣中铁主要为铁素体组织。钢铁精炼是指将生铁在熔融态或半熔融态进行脱碳的处理过程,目前确切为精炼的遗迹主要发现于欧洲,多为矮型竖炉。国外对已知精炼渣的分析显示,渣体主要为玻璃态硅酸盐,分布有大量浮氏体,存在少量氧化铁与铁橄榄石等,渣中铁除熟铁或钢组织外,可能残留有生铁@。北京延庆水泉沟冶铁遗址发现了疑为炒钢的地炉:河南舞钢石门郭和沟头赵遗址、辽代饶州城和昌图永安冶铁遗址@、广西平南六陈遗址等地发现的炉渣具有与国外精炼渣相似的显微组织结构,但部分样品的浮氏体形貌略有差异。因此,从炉渣分析角度确认炒钢炉渣的性质,并进而判定炒钢中夹杂物元素组成和显微结构,是关于炒钢技术研究的正确路径。

关于炒钢技术及炒钢制品的判定标准问题已有不少研究,主要集中于炒钢制品、夹杂物和炉渣分析等方面。陈建立、韩汝玢总结了前人观察及判断结果,提出由铁器夹杂物类型来判断冶炼技术的方法:生铁夹杂物较少,质地均匀,为单相硅酸盐夹杂:铸铁脱碳钢锻打样品夹杂物与生铁夹杂基本相同,但沿加工方向排列、变形;块炼铁、块炼渗碳钢的夹杂物沿加工方向排列、变形,质地不均匀,主要为大块氧化亚铁一铁橄榄石型硅酸盐共晶夹杂,可能存在氧化亚铁夹杂,夹杂物元素成分铁高硅低,各种元素含量不均匀,特别是磷、钙、锰等元素波动较大,基本不含或含极少量钾、铝、镁;炒钢夹杂物沿加工方向排列、变形,以氧化亚铁一硅酸盐夹杂为主。李延祥指导杨菊、檀剑等对分析的铁器进行初步归类,发现归入炒钢的铁制品中普遍存在含磷非金属夹杂物或磷钙相,提出这些物相可以作为炒钢判定的依据,从而打开了炒钢判定标准研究的新局面。PhilippeDillmann等对法国中世纪建筑钢材中的精炼制品进行分析,并综合欧洲已知材料,通过对夹杂物中若干元素成分之间多个比值的数理统计分析,来区分欧洲中世纪炒钢、生铁,并以该结果对欧洲同时期其它样品进行验证,多数结果理想,但仍存在同地区样品难区分的现象。

中国炒钢制品出现时间较早,与国外钢铁精炼技术可能存在差异,如使用的矿石、助熔剂等炉料有所不同,脱碳等去除杂质的操作流程也有所不同,因此需根据中国材料的特点对炒钢的判定标准等问题进行综合判定。炉料是影响炉渣成分的主要因素,Philippe Dillmann等人的分析方法直接采用欧洲地区钢铁制品夹杂物成分比值分析的线性拟合系数等参考标准,是否适用于中国材料,尚存疑问。另外,在古代炒钢原理、炒钢炉渣的判定标准等方面仍有较多空白,从而需要开展更加深入的理论研究。

近年来,我们分析了若干中国古代冶铁遗址(如山东章丘东平陵、河南鲁山望城岗、鲁山黄楝树、登封杨村冶铁遗址)发现的铁器、炉渣和积铁等样品,观察到一些与炒钢有关的现象。本文对山东章丘东平陵故城冶铁遗址发现的高铁炉渣和积铁样品进行深入分析,尝试从生铁、块炼铁、炒钢冶炼过程中的物理化学变化过程,初步解释不同冶炼过程高铁炉渣的形成原理,并对中国古代炒钢制品的判定标准作出补充。

二、章丘东平陵遗址炉渣分析

1、样品情况

山东章丘东平陵故城冶铁遗址经多次调查及两次主动性发掘工作,遗址年代、考古学背景明确,已基本明确冶铁遗址建设于大范围的夯土台基之上,内部冶炼设施丰富完善,功能分区明确,冶炼活动集中于西汉中期到魏晋时期,存在生铁熔炼与铸造、生铁退火脱碳及炒钢等技术⑩。东平陵炉渣分析过程中,发现6件不同于玻璃态生铁炉渣,均呈锈疙瘩状,质体比较大,外观呈锈色,表面黏附较多砂石粒与木炭(图一),本文称之为“高铁炉渣”。

本次将该6件高铁炉渣样品分别进行取样,包括4件发掘样品(14048、14059、14196出土于冶铁遗址的西汉中期至魏晋文化层,14130出土于东汉建筑遗址内的窖藏坑)和2件采集于2012年冶炼遗址发掘区东部区域样品(2012ZPVs1、2012ZPV s6)。同时,于冶炼遗址区调查过程中,发现遗址某区域地表散布较多碗状积铁,约排球大小,表面凹凸不平,宏观质地与高铁炉渣类似,质地比较大,表面呈锈色,孔隙率较大,夹杂有木炭等(图二),本次采样1件,编号14187。

2、高铁炉渣的检测分析

对6件高铁炉渣样品进行取样、镶样、打磨、抛光后,使用3%硝酸酒精溶液浸蚀,于北京大学考古文博学院使用Leica DM4000M型金相显微镜进行金相显微组织观察,于清华大学摩擦学国家重点实验室使用Philip FEI ouanta200 FEG场发射扫描电子显微镜-EDX能谱仪进行显微结构观察与成分测定,分析条件为加速电压15kV,工作距离11~13mm,激发时间≥60s。

6件高铁炉渣金相组织结构相似,均呈大量浮氏体间分布少量玻璃相,少量球形铁颗粒分布于浮氏体边缘,均为熟铁组织。其中14048、2012ZPV s1组织部均匀,总体玻璃相少,存在大面积灰色流体相,局部浮氏体间隙夹杂深色流体相或玻璃相。14048中夹裹的不规则流体状金属铁与灰色流体相分界明显,铁样为铁索体组织。14059、2012ZPVs6玻璃相基体中有析出有灰色相。为探究显微观察到的未知物相成分,分别进行分析,高铁炉渣的成分分析结果见表1,显微组织的背散电子像见图三一图四。其中磷钙相即为磷酸钙(3CaOp2O5)。3、积铁块的检测分析

积铁块主要由炉渣(后文称“渣样”)及其间聚合成块的金属铁(后文称“铁样”)组成,SEM-EDS分析时将铁样、渣样两个部分分别进行检--_测分析,分析数据为多次测定的平均结果。成分分析结果见表

表三,显微组织见图五一图九。14187为渣铁混合样品,中央为铁样上分布较多细小的球形夹杂与不规则形夹杂物,边缘部分渣铁交错,渣样主要为灰色流体相。

4、炉渣性质的判定

由实验结果可见,东平陵高铁炉渣与积铁显微组织也存在一定的相似,但与登封杨村的积铁样品存在较大差异。

6件高铁炉渣金相组织结构相似,均呈大量浮氏体间分布少量玻璃相,玻璃相中铁含量较高,不含铁橄榄石,少量球形铁颗粒分布于浮氏体边缘,均为熟铁组织,如图三至图六。多数样品中还观察到浮氏体间隙夹杂有流体态3CaO・P2O5,如14048、14130、2012ZPV s1(图五)。其中14048、2012ZPV s1玻璃相极少,存在大面积流体状FeO(氧化亚铁),14048中夹裹的不规则流体状金属铁与流体状FeO分解明显,铁样为铁索体组织。除14048、2012ZPV s1外,其余样品玻璃相基质中钙含量普遍高于10%,多集中在20%以上,且14059、2012ZPV s6玻璃相基体中析出有钙铁辉石(图六)。

积铁14187为渣铁混合物(图七至图一二),铁样部分为铁素体组织(图七),渣样部分主要为FeO。所取样品大部分为金属铁,铁外侧边缘与不规则流体状FeO分界明显,FeO向金属内部拱入(图八)。流体状FeO内分布有流体状Fe2O3(三氧化二铁)或灰色条状Fe3O4(四氧化三铁,其中的大晶体可为正方型长方体,或正方菱型体),表现为存在Fe2O3的FeO内不析出Fe3O4,析出Fe3O4的FeO内不包含Fe2O3,(图九、图一一)。金属铁为铁索体组织间,夹裹有较多流体态3CaO・P2O5与大量细小的球形夹杂物,流体状3CaO・P2O5;内有少量球形浮

三、从炉渣的分析判定炒钢技术

1、冶炼技术判定

目前,关于古代冶炼技术的判定多依据遗物的检测及考古发掘信息(如炉型结构、设施性质、遗物类型等)的综合分析,其中最直接且应用最多者为金属、炉渣等样品显微组织结构观察与成分测定,并已建立起较完善的判定模式,尤其是对金属器物、常见的玻璃态生铁渣、橄榄石为主要成分的块炼铁炉渣等,但对于非典型炉渣类型的分析较少。本文涉及的7件样品与常见的生铁渣、块炼铁渣有差异,需从物理化学的角度深入探讨。

中国古代开放式环境下冶铁技术有炒钢、精炼、锻造等。炒钢与钢铁精炼目的主要在于生铁的脱碳,其初始炉料为生铁、燃料、助熔剂、铁矿石等。有学者在研究铜矿冶炼过程中指出气态氧化剂(主要指O2)的氧化效率远远低于固态氧化剂,并提出冶炼过程中多会加入铁矿石为氧化剂的可能@。

锻造过程中加入的砂子、粘土等材料会影响铁制品夹杂物中硅的含量。本次分析样品皆未有成型的痕迹,基本可排除锻造产物的可能。东平陵高铁炉渣、积铁样品中均有发现流体状3Cao・P2O5。由氧势图可知,还原气氛下,磷在800℃以上可被还原为气态单质,仅在碱性氧化物存在的情况下,与之生成高温稳定的复杂化合物,并淬冷才得以保存,上世纪末工业上多用此法制备磷酸钙。笔者在分析我国古代钢铁冶炼过程中的磷时,详细地讨论了磷在炉料、炉渣、炉渣中的铁颗粒、铁水、铁器中的存在形式、转化、转移方式等,可概括为:在生铁冶炼时,高温下低熔点物相率先熔融进入炉渣,若炉渣中钙含量高,炉料中的磷多与钙形成高温稳定的复杂化合物进入炉渣中,炉渣冷却过程中再次分解,部分进入炉渣中的铁颗粒中,部分挥发,是故生铁炉渣中不含或含有极少量的磷:若炉料钙含量低(能与磷化合的成分低),磷多被还原为单质,均匀进入铁水中,并伴随铁器后期加工。块炼铁冶炼过程中未加入助熔剂,炉料中能与磷发生高温化合的元素(如钙、锰等)多来自于脉石,含量少,高温熔融进入炉渣后,仅能吸收少量的磷,并均匀分布于分布于渣中,充斥在熔融浮氏体间隙。当浮氏体被还原为单质铁时,磷也能被还原,并与铁形成固溶体进入铁中并伴随后期加工,剩于磷在炉渣冷却析晶过程中仍保留于玻璃

2、从高铁炉渣与积铁夹杂物看炒钢制品

钢铁制品的夹杂物与冶炼过程炉渣、后期加工添加物、铁器原有夹杂物等有密切关系,其中炉渣可能混入铁器并伴随后期加工形成夹杂物,锻造过程的添加物也会影响铁器中炉渣的组成成分,铁器原有夹杂物可能会在炒炼过程中发生一些化学变化并继续留在铁器内部。生铁冶炼过程中,渣铁分离度高,炉渣多为非金属玻璃相,这与铸铁及铸铁退火产品观察到的结果相符。块炼铁冶炼过程还原气氛不佳,还原效率低,渣铁分离度不高,炉渣中残留大量铁,导致冶炼初产品往往为渣铁混合物,即使后期锻打排渣也难于排尽,使得铁制品中仍存在较多夹杂物,且目前观察到的常规块炼铁制品夹杂物同炉渣相似度高。

四、结论

本文通过6件高铁炉渣和1件积铁样品的分析,了解到东平陵冶铁遗址除生铁冶炼技术外,还存在炒钢技术,且炒钢过程中有意加入含钙助熔剂。

在研究古代钢铁冶炼技术时,需综合判断冶炼气氛、冶炼环境、炉料组成、加热与停止加热过程中的物理化学反应、炉渣物相与显微组织结构等情况,来讨论遗物对应的冶炼技术。其中判断反应环境时主要参考炉渣中含铁析出相;判断冶炼生产过程时需综合考虑生产的初始炉料、物料转化过程及引起的相关结果。对于炉渣或钢铁制品夹杂物中析出浮氏体或铁橄榄石的现象,主要取决于铁、硅、钙等元素含量、冷却环境与速度等。在显微组织为玻璃相上分布有浮氏体的炉渣中,浮氏体间出现3Cao・P2O5时,可确定该炉渣为精炼或炒钢的产物。在此基础上,区分炒钢与精炼在于炉渣中金属铁内部是否存在磷钙化合物。若炉渣内金属铁内部或钢铁制品中发现磷钙复杂化合物时,基本确定为炒钢的产物。

黄金冶炼技术篇8

关键词:有色金属;冶炼项目;环境影响评价

有色金属是除了钢铁之外的所有金属总称,所以有色金属的种类众多,在化学元素周期表中包含的112种金属元素,有95种金属都属于有色金属范畴。有色金属在现今社会中的使用效果广泛,在航空航天、卫星、手机、电视等所有行业中都有着有色金属的存在,并且在其中起到了很大的作用,有色金属的冶炼工作也成为了主要研究的重点,但是随着近些年对于环境问题的关注,也不可避免的渗透到了有色金属冶炼的工作中,确保冶炼工作过程不会对于环境造成影响也成为了评估重点。

1 有色金属冶炼概述以及其对于环境的影响

近些年随着社会各行业对于有色金属需求的增多,作为没有天然生产的金属物质,有色金属的获取主要是通过矿石的冶炼获取的,所以对于矿石进行冶炼工作的需求也不断增多。目前进行有色金属冶炼的主要方法有三种,分别是电冶金、火法冶金以及湿法冶金。这三种工艺通常在有色金属的冶炼过程中混合使用,但是三种冶金手法都会在不同程度上对于环境造成影响。

1.1 电冶金。电冶金在有色金属冶炼的使用过程中,由于会应用电热和电化两种方式进行,在电气冶金的过程中会产生废气以及有害地灰尘;在电化冶金的过程中也会有电解废渣以及电解废水产生,都会对周边环境造成严重的影响。

1.2 火法冶金。在对于有色金属进行冶炼过程中,如果应用火法冶金的方法进行,就会导致在冶金过程中,由于高温的影响,产生烟气以及粉尘等污染现象。

1.3 湿法冶金。湿法冶金在有色金属的冶炼中,也不可避免的会对于环境造成影响,主要是由于在进行冶金的过程中,会应用到危险性较高的化学物质进行,就会在冶炼某些含有放射性元素的有色金属时,对于环境和施工操作人员造成要种的辐射伤害。放射性污染相较于其他污染更加难于治理。

2 有色金属冶炼项目选址分析

在进行有色金属的冶炼过程中,首先需要进行的就是对于项目进行选址,在进行选址的过程中,需要对于金属的运输、施工条件以及安全条件进行纤细的分析,以确保有色金属冶炼过程的安全稳定以及经济性。在进行选址的时候,还要尽可能的考虑选址区域是否符合城市规划以及土地利用的需求,避免在环境敏感区域进行项目的选址。并且也要排除各种生态脆弱区域以及环境保护区域等受到社会关注的地区。

3 冶炼工程分析

3.1 产污环节分析

火法冶金的工艺过程主要由备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼等环节组成。要在工艺流程图上列出各个生产环节和产污节点,产污环节包括废气、废水和固体废物。废气从原料制备、熔炼一直到精炼都存在废气,但以熔炼、吹炼、阳极炉精炼、制酸系统、电解酸雾为主。

虽然有色金属的主要冶炼工艺有三种,但是实际上在有色金属的冶炼过程中,还有许多其他的较为不常用的冶炼工艺许多种。在进行有色金属冶炼的过程中,无论最后选择了哪种冶炼工业,都要对于冶炼工作的进行和结束所有过程进行分析,以保证冶炼工作在进行的过程中污染物的处理符合相关规定,在对于有色金属污染物进行防治的时候,要尽可能的对于其进行精细化的分析,以保证对于污染物的处理效果。

3.2 清洁生产分析

清洁生产是减少有色金属冶炼过程污染出现的主要措施之一,可以有效地减少冶炼过程最后的污染处理流程,并且确保减少项目低于周边环境的影响。在现有的冶炼工艺中,清洁生产的主要手段包括阴极电解工艺、氧气吹底等。

有些项目尚未有清洁生产标准,可以计算能耗、物耗、水耗、单位产品污染物产生量与排放量等技术指标,并与国内外同型先进生产工艺进行对比,分析清洁生产水平。

4 环境质量调查与评价

4.1 现状调查

有色金属冶炼项目现状调查,除收集尽可能全面的相关资料以外,更应重视现场踏勘和环境状况的监测。现场踏勘要深入细致,充分掌握大气环境、地表水与地下水环境、土壤、农田等状况。做好背景浓度的监测,如监测有害物质在大气、土壤、植物、水中的浓度及噪声背景等。对改扩建项目还应开展无组织监控点的测试。

4.2 环境质量评价

应根据《环境影响评价技术导则》的要求确定环评工作等级和范围,围绕项目产污特点筛选评价因子。例如环境空气评价因子除SO2、烟尘或颗粒物、硫酸雾以外,还应根据矿源特点考虑评价因子,在矿石含砷、铅较多时要将这两项确定为评价因子。

5 环境影响评价中需要关注的问题

5.1 环境影响预测

有色金属冶炼项目环境影响预测可采用《环境影响评价技术导则》推荐的模式,但废水预测应根据其中的特征污染物确定,例如铜冶炼项目废水中的特征污染物是重金属,所以水质预测模式应选用重金属衰减模式;而钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼项目酸性污水含氟化物、少量重金属、放射性核素,放射性元素也是特征污染物,水质预测模式可选用放射性核素模式。

5.2 无组织排放污染问题

从有色金属冶炼项目气态污染状况分析,无组织排放造成的污染严重性并不都为人所知,应在污染源处就将其收集起来,变成有组织的排放。例如钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼废气中含有大量氟化氢、氨气、硫酸雾等强腐蚀、刺激性气体,若任其外泄,对人和动植物伤害很大,因此除了生产设施严格密封以外,还要在无组织排放口设置吸气罩,另外整个生产车间也应采用负压操作,并且二次收集的废气也要经过相应处理后排放。但对排放源浓度的计算不能仅按达标结果来考虑,因为污染物起始浓度很难推算。在这种情况下,应结合物料平衡、生产能耗和实际工程经验来确定污染物的流向。

5.3 卫生防护距离问题

在有色金属冶炼项目中,不同类型金属的污染物种类、数量是有差别的,卫生防护距离也应有所区别,但现有标准的覆盖面太窄,除了铜冶金(鼓风炉法)以外,其他的没有列入。可参照其他文件规定,如钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼项目可参照《钨、锡行业准入条件》,确定卫生防护距离为1km。

6 结论

有色金属是一个数量庞大的家族,要将每一种或每一类金属的环评特点一一讲明是很困难的事情。本文将有色金属冶炼项目中的一些共性问题拿出来分析和讨论,希望发挥抛砖引玉之效,激起更多的共鸣和见解,为促进社会经济和谐发展和环保事业更上一层楼而努力。

参考文献

[1]张萍,和丽萍,王瑞波,等.建设项目环境影响评价报告质量存在的问题及对策建议[J].环境科学导刊,2013.

[2]邵朱强.有色金属行业清洁生产现状分析[J].中国科技投资,2012(29).

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