有色金属综合利用

2020/4/30有色金属的综合利用1有色金属综合利用2020/4/30有色金属的综合利用2有色金属的分类1．轻有色金属材料指密度小于4.5g/cm3的有色金属材料，包括铝、镁、钠钾钙锶钡等纯金属及其台金。这类金属的共同特点是：密度小(0.53～4.5g/cm3)，化学活性大，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。其中在工业上应用最为广泛的是铝及铝合金，目前它的产量已超过有色金属材料总产量的1/3。2020/4/30有色金属的综合利用32．重有色金属材料指密度大于4.5g/cm3的有色金属材料，包括铜、镍、铅、锌、锡、锑、钴、汞、镉、铋等纯金属及其合金。其中，最常用的是铜及其合金，它包括纯铜(紫铜)、铜锌合金(黄铜)、铜锡台金(锡青铜)、无锡青铜(如铝青铜、锰青铜、铅青铜等)、铜镍合金(白铜)等产品，是机械制造和电气设备的基本材料；其他如铅、锡、镍、锌、钻等及其合金，在工业上也是用量较大的有色金属材料。2020/4/30有色金属的综合利用43.贵有色金属材料这类金属材料包括金银和铂族元素(铂、铱、钯、钌、铑、锇)及其合金，由于它们对氧和其他试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采与提取比较困难，价格较一般金属贵，因而得名。它们的特点是：密度大(10.4～22.45g/cm3)，熔点高(916～3000℃)，化学性质稳定，能抵抗酸碱，难于腐蚀(除银和钯外)。贵金属在工业上广泛应用于电气，电子工业、宇宙航空工业以及高温仪表和接触剂等。2020/4/30有色金属的综合利用54．稀有金属材料稀有金属通常是指那些在自然界中含量很少、分布稀散或难以从原料中提取的金属。(1)稀有轻金属材料稀有轻金属一般包括钛、镀、锂、铷、铯等5种金属及其合金，它们的共同特点是密度小、化学活性强。这类金属的氧化物和氯化物都具有很高的化学稳定性，很难还原。2020/4/30有色金属的综合利用6(2)稀有高熔点金属材料又称稀有难熔金属材料，它包括钨、铝、钽、铌、钴、铪、钒、铼等8种金属及其合金，其共同特点是熔点高(均在1700℃以上，最高的为钨达3400℃)、硬度大、抗腐蚀性强，可与一些非金属生成非常硬和非常难熔的稳定化合物，如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。这些化合物是生产硬质台金的重要材料。2020/4/30有色金属的综合利用7(3)稀有分散金属材料也叫稀散金属材料，它包括镓、铟、铊、绪等4种金属，其特点是在地壳中很分散，没有单独开采价值。(4)稀土金属材料稀土金属包括镧系元素以及与镧系元素性质很接近的钪、钇，共17种元素。这类金属的原子结构相同，理化性质相似，在矿石中总是伴生在一起。其特点是：化学性质活泼，与氧、硫、氢、氮等有强烈的亲和力，在冶炼中有脱硫、脱氧作用，能纯净金属且能减少或消除钢的枝晶结构，细化晶粒，并能使铸铁中的石墨球化，故在冶金工业和球墨铸铁生产中获得广泛的应用。2020/4/30有色金属的综合利用8(5)稀有放射性金属材料属于这一类的是各种天然放射性元素，包括钚、镭、锕、钍、镤和铀等6种元素，它们常常与稀土元素金属矿伴生。这类金属主要用于原子能工业。2020/4/30有色金属的综合利用9有色金属的分类按照生产及应用方式，有色金属可以做如下分类。1.有色冶炼产品：指以冶炼方法得到的各种纯有色金属或合金产品。2.有色加工产品（或称变形合金）：指以机械加工方法生产出来的各种管、捧、线、型、板、箔、条、带等有色半成品材料。3.铸造有色合金：指以铸造方法，用有色金属材料直接浇铸形成的各种形状的机械零件。4.轴承合金：专指制作滑动轴承轴瓦的有色金属材料。2020/4/30有色金属的综合利用105.硬质台金：指以难熔硬质金属化合物(如碳化钨、碳化钛)作基体，以钻、铁或镍作黏结剂，采用粉末冶金法(也有铸造的)制作而成的一种硬质工具材料。其特点是具有比高速工具钢更好的红硬性和耐磨性，如钨钴合金、钨钻钍台金和通用硬质合金等。6.焊料：焊料是指焊接金属制件时所用的有色合金。7.金属粉末：指粉状的有色金属材料，如镁粉、铝粉、铜粉等。2020/4/30有色金属的综合利用11废有色金属分类①纯有色金属；②有色金属合金；③有色金属化合物；④附着有色金属；⑤混杂有色金属；⑥嵌入和包覆有色金属等。2020/4/30有色金属的综合利用12铝的应用铝广泛用於各种建筑中，如挢梁、塔楼和储罐等。虽然结构钢型材与板材的基建投资费用较低，但当人们考虑到工程的结构特点、独特的建筑设计、质轻和(或)抗腐蚀性时，就采用了铝。铝可用於挢梁与公路的辅助结构上，如挢梁栏杆、公路护栏、照明标准件、交通指挥塔、交通标志和连接围栏等。铝也普遍用於挢梁结构上，特别是长墩距挢梁或活动挢梁的平衡装置和嶺升挢的施工中。2020/4/30有色金属的综合利用13铝的应用脚手架、爬梯、变电所构筑物及其他公用工程构筑物，常使用的铝材形式主要是结构型材和特殊挤压型材。吊车、输送机和重载装卸系统包含了大量的铝材。储水大罐常用铝合金建造，以增强抗腐蚀性并形成引人注意的外观。2020/4/30有色金属的综合利用14铝的应用包装业一直是用铝的市场之一，且发展最快。包装业产品包括家用包装材料、软包装和食品容器、瓶盖、软管、饮料罐与食品罐。铝箔颇适用於包装，箔制盒，包用於盛食品与药剂，并可作家用。2020/4/30有色金属的综合利用15铝的应用变形铝制品和铸造铝制品在汽车结构中应用颇广。每台汽车的典型铝用量约70kg(150lb)，此数可望急剧增加，因为普遍的节省燃料的要求迫使如此，而且人们还不断强调回收铝的重要性。2020/4/30有色金属的综合利用16铝的应用卡车由于重量的限制及人们想增加有效载重量的愿望，制造商已增加铝在驾驶室、拖车和卡车设计中的应用。由于使用挤压的车身纵梁、车架下梁和横梁，卡车自重已减小。挤压的或模板及锻造的驾驶盘已常见。铁路车辆铝用於制造铁路底卸年、冷冻车和槽车。铝亦广泛用於铁路客车，特别是那些公共交通系统的车辆。2020/4/30有色金属的综合利用17铝的应用海上应用铝普及于各种各样的海上应用中，包括船舶的主要受力构件如船体与舱面室，以及其他应用如烟囱外壳、舱盖、窗框、空气出口、舷梯、通道、船尾、甲板、通风设备、船用家具、以铝代用的五金器材、燃料罐及面表光亮的平整件。航空航天铝实际上用于飞机、导弹和宇宙飞船工业的所有部分制造机身、引擎、附件、液体燃料和氧化剂的容器设备。铝因其高强度/密度之比率、抗腐蚀性和重量功效而得到广泛应用，特别是用在压缩的设计中。2020/4/30有色金属的综合利用18铝的应用家具：质轻、低维护费用、抗蚀、经久耐用和美丽的外观是铝制家具的主要优点。机械与设备:铝材也被广泛地应用在:加工设备纺织设备煤矿机械移动式灌溉管与工具2020/4/30有色金属的综合利用19镁的生产方法根据资源和种类不同，生产镁的种类有两大类，即氯化熔盐电解法和热还原法。一、电解法氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。其中后者以最大的难点是如何去除MgCl2.6H2O中的结晶水，生成MgCl2.3/2H2O。但MgCl2.3/2H2O在空气中加热时很容易发生水解反应，生成不利于电解过程的杂质，如Mg(OH)2。电解法生产镁的工艺很多，但基本原理相同，其中最有代表性的有DOW工艺、I.G.Farben工艺、Magnola工艺等。2020/4/30有色金属的综合利用20二、热还原法根据还原剂不同，又分为硅热法、碳化物热还原法和炭热法，其中后两种在工业上较少采用。硅热法又分为外热法和内热法。采用硅铁还原氧化镁生产金属镁的工艺有Pidgeon工艺(皮江法)和Magnetherm工艺。皮江法工艺属于外热法，马格内姆工艺属于内热法，根据生产的连续性又分为间歇式和半连式。皮江法工艺和马格内姆工艺应用极为广泛。2020/4/30有色金属的综合利用21镁的应用由于镁的密度小，比强度高，并能与铝、铜、锌等金属构成高强度合金，因此，镁是重要的合金元素。世界上镁的最大消费领域是作铝合金添加元素。2002年世界主要地区原镁消费中，共用了14.56万吨镁生产铝合金，占原镁消费总量的40%；我国2003年共用2.1万吨镁作为铝合金添加元素，占消费总量的41%。一般来说，镁与原铝的消费比率约为0.4%。2020/4/30有色金属的综合利用22镁的应用2002年世界主要地区原镁消费中，压铸占35%。在镁压铸生产行业中，北美、拉美、西欧用量最多，因为汽车制造业促进了市场对镁需求量的增长。有关统计数字表明，在过去10年里，镁合金压铸件在汽车上的使用量上升了15%左右，而且这种发展趋势还会继续。2020/4/30有色金属的综合利用23镁的应用欧美、俄罗斯等地区和国家的不少钢厂都采用镁脱硫。2002年世界主要地区原镁消费中，5.73万吨用于炼钢脱硫，占总量的15.70%。我国2003年钢铁脱硫用镁8000吨，占总消费量的15.62%。使用镁粒的脱硫效果比碳化钙好，虽然镁的价格比碳化钙高，但其用量仅为碳化钙的1/6—1/7，镁脱硫总费用较碳化钙经济。一般来说，吨钢消耗镁粒0.4—0.5公斤，脱硫后含硫量0.001—0.005%。2020/4/30有色金属的综合利用24镁的应用使用镁牺牲阳极进行阴极保护，是一种有效的防止金属腐蚀的方法，镁牺牲阳极具有以下特点：防腐性能好、不需外加直流电源、安装后自动运行、不需维护、占地面积少、工程费用低、与外界环境不发生任何干扰。镁牺牲阳极广泛用于石油管道、天燃气、煤气管道和储罐；港口、船舶、海底管线、钻井平台；机场、停车场、桥梁、发电厂、市政建设、水处理厂、石化工厂、冶炼厂、加油站的腐蚀防护以及热水器、换热器、蒸发器、锅炉等设备。2020/4/30有色金属的综合利用25镁的应用在人体细胞内，镁是第二重要的阳离子，它能激活体内多种酶抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定性，参与体内蛋白质的合成、肌肉收缩及体温调节。近代研究证实，动脉硬化、心脑血管病、高血压、糖尿病、白内障、妇女痛经、骨质疏松、抑郁症均与缺镁有关。镁在医药领域的应用越来越受重视。2020/4/30有色金属的综合利用26镁合金的应用领域镁合金作为目前密度最小的金属结构材料之一,广泛应用于航空航天工业、军工领域、交通领域（包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等）、3C领域等。镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。从20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。2020/4/30有色金属的综合利用27镁合金的应用领域在国外，B-36重型轰炸机每架用4086kg镁合金簿板；喷气式歼击机“洛克希德F-80”的机翼用镁板，使结构零件的数量从47758个减少到16050个；“德热来奈”飞船的起动火箭“大力神”曾使用了600kg的变形镁合金；“季斯卡维列尔”卫星中使用了675kg的变形镁合金；直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。2020/4/30有色金属的综合利用28镁合金的应用领域我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件：一个型号的飞机最多选用了300-400项镁合金构件；一个零件的重量最重近300kg；一个构件的最大尺寸达2m多。在军工方面需要镁合金板材以提高结构件强度,减轻装备重量,提高武器命中率。目前国内需要的板带材不得不从国外进口。2020/4/30有色金属的综合利用29镁合金在汽车工业的应用近二十年来，世界汽车产量持续增长，年均增长率为2.5%。汽车工业发展程度是一个国家发达程度的重要标志之一，而金属材料是汽车工业发展的重要基础。出于节能与环保的要求，汽车设计专家们想方设法减轻汽车体重，以达到减少汽油消耗和废气排放量的双重效果。镁合金作为最轻的结构材料，能满足日益严格