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  • 冶金

    冶金,就是从矿石中提取金属金属化合物,用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。人类很早就学会了如何从大自然获取自身需要的物质。从石器时代到随后的青铜器时代,再到近代钢铁冶炼的大规模发展。人类发展的历史就融合了冶金的发展。随着物理化学在冶金中成功应用,冶金从工艺走向科学,于是有了大学里的冶金工程专业。冶金是一项从金属矿中提炼金属、提纯与合成金属,以及用金属制造有用物质过程的技术。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 冶金 英文名: metallurgy
    拼 音: yějīn

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    起源/冶金 编辑

    冶金冶金
    从古代陶术中发展而来。首先是冶铜。铜的熔点相对较低,随着陶术的发展,陶术需要的工作温度越来越高,达到铜的熔点温度。而在陶术制作过程中,在一些有铜矿的地方制作陶术,铜自然成了附生物质而被发现。随着经验慢慢的积累,古人也逐渐掌握了铜的冶炼方法。

    冶金的定义/冶金 编辑

    冶金 yějīn 〖metallurgy〗冶炼金属冶金,就是从矿石中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。 冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金,同时冶金在我国具有悠久的发展历史,从石器时代到随后的青铜器时代,再到近代钢铁冶炼的大规模发展。人类发展的历史就融合了冶金的发展。随着物理化学在冶金中成功应用,冶金从工艺走向科学,于是有了大学里的冶金工程专业。

    冶金的历史概述/冶金 编辑

    冶金冶金
    30~40亿年前,茫茫宇宙中诞生了地球。宇宙好比是一个高温冶炼炉,将还原的金属向中心聚集,沉在地球的中心成为地核(Fe、Ni金属熔体),然后金属的表面形成硫化物层(熔锍),再在表面形成氧化物层(渣) ,最后在金属熔体及渣的外表面包围一层大气层(相当于温度压力气氛),于是人类赖以生存的地球形成了。随后上帝在地球上创造了万物,也创造了人类。上帝对人类真的是太偏爱了,他不仅给与了人类赖以生存的各种物质,同时他让人类学会了思考和利用工具,于是人类成为了主宰世界万物命运的主人(仅指地球)。 从古代陶术中发展而来。首先是冶铜,铜的熔点相对较低,随着陶术的发展,陶术需要的温度越来越高,达到铜的熔点温度,而在陶术制作过程中,在一些有铜矿的地方制作陶术,铜自然成了附生物质而被发现。古人也慢慢掌握铜的冶炼方法。  

    人类很早就学会了如何从大自然获取自身需要的物质。从石器时代到随后的青铜器时代,再到近代钢铁冶炼的大规模发展。人类发展的历史就融合了冶金的发展。   

    随着物理化学在冶金中成功应用,冶金从工艺走向科学,于是有了大学里的冶金工程专业。

    冶金的技术/冶金 编辑

    火法冶金

    冶金冶金
    火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化,生成另一种形态的化合物或单质,分别富集在气体、液体或固体产物中,达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能,通常是依靠燃料燃烧来供给,也有依靠过程中的化学反应来供给的,比如,硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热;金属热还原过程也是自热进行的。 火法冶金包括:干燥、焙解焙烧、熔炼,精炼,蒸馏等过程。

    湿法冶金

    冶金冶金
    湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高,一般低于100℃,现代湿法冶金中的高温高压过程,温度也不过200℃左右,极个别情况温度可达300℃。湿法冶金包括:浸出、净化、制备金属等过程。
    1、浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿,使要提取的金属成某种离子(阳离子或络阴离子)形态进入溶液,而脉石及其它杂质则不溶解,这样的过程叫浸出。浸出后经沉清和过滤,得到含金属(离子)的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣(浸出渣)。对某些难浸出的矿石或精矿,在浸出前常常需要进行预备处理,使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。例如,转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等,
    都是常用的预备处理方法。
    1、净化在浸出过程中,常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液,从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。
    2、制备金属用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。

    电冶金

    电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同,电冶金又分为电热冶金和电化冶金。
    1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。在电热冶金的过程中,按其物理化学变化的实质来说,与火法冶金过程差别不大,两者的主要区别只是冶炼时热能来源不同。
    2、电化冶金(电解和电积)是利用电化学反应,使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液电解,如锕的电解精炼和锌的电积,可列入湿法冶金一类;后者称为熔盐电解,不仅利用电能的化学效应,而且也利用电能转变为热能,借以加热金属盐类使之成为熔体,故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中提取金属的生产工艺流程,常常是既有火法过程,又有湿法过程,即使是以火法为主的工艺流程,比如,硫化锅精矿的火法冶炼,最后还须要有湿法的电解精炼过程;而在湿法炼锌中,硫化锌精矿还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。

    企业/冶金 编辑

    涉及金属成型行业都算,比如矿石加工冶炼(黑色金属、有色金属)毛坯的粗炼;毛坯的在加工炼钢厂、炼铁厂、有色金属提纯(一般体现的是铸造厂居多) 冶金就是将金属溶液中的杂质(非意向元素)通过熔融(加热到熔点之上)进行造渣、除渣给予消除,同时某些化学成分通过、除渣、脱碳、去氧等得到相对的纯净合金成分的过程。再精细的精炼过程一般就属于金属铸造厂。

    分类/冶金 编辑

     冶金工业可以分黑色冶金工业和有色冶金工业,黑色冶金主要指包括生铁、钢和铁合金(如铬铁、锰铁等)的生产,有色冶金指后者包括其余所有各种金属的生产。   

    另外冶金可以分为黑色冶金工业、有色冶金工业、稀有金属冶金工业和粉末冶金工业。

    中国冶金工业的发展/冶金 编辑

    冶金冶金
    冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门,包括黑色冶金工业和有色冶金工业两大类,是重要的原材料工业部门,为国民经济各部门提供金属材料,也是经济发展的物质基础。   

    新中国成立50多年来,钢铁工业发展迅速。在大连、天津、上海等沿海城市发展钢铁工业的同时,在内地的包头、太原、武汉、重庆、攀枝花等地建设了一批大型钢铁和铁合金、耐火材料等辅助原料企业。在黑色冶金工业发展的同时,中国有色金属冶炼及加工业迅速发展起来,辽宁、黑龙江、山东、河南、四川、贵州、甘肃等地先后建设了一批大型氧化铝厂、电解铝厂和铝材加工厂。还在湖南、江西、贵州、广西等地建立了大型的有色金属生产基地。2007年,中国有色金属行业工业增加值(按可比价格计算)比2006年增长18.7%,增幅比全国规模以上企业工业增加值的增幅高0.2个百分点。 生产粗钢48924.08万吨,比上年增加6625.22万吨,增长15.66%;生产生铁46944.63万吨,比上年增加6189.22 ,总体呈较快增长态势。2008年第一季度中国钢铁产品出口同比下降了19.3%,但出口金额却同比上升7.6%。   

    中国冶金工业科技水平正在走强,“大而弱”的声音已经降调。中国应当以提高 一步提高冶金工业科技水平。冶金行业安全问题要引起高度重视,解决安全问题要采用综合性措施,常抓不懈。完善中国冶金行业的标准从一定意义上来讲是解决冶 构建安全标准体系保障行业健康发展。   

    今后中国有色金属行业要充分利用国内、国外两种有色金属再生资源,大幅度增加再生资源回收利 年主要有色金属、铝、铅、再生利用量达到650万吨的基础上,2020年再生金属利用量达到1200万吨,占总量的40%,再生资源循环利用能力显著增强。

    危险  /冶金 编辑

    炼铁生产 

    炼铁生产工艺设备复杂、作业种类多、作业环境差,劳动强度大。炼铁生产过程中存在的主要危险源有:烟尘、噪声、高温辐射、铁水和熔渣喷溅与爆炸、高炉煤气中毒、高炉煤气燃烧爆炸、煤粉爆炸、机具及车辆伤害、高处作业危险等。根据历年事故数据统计,炼铁生产中的主要事故类别按事故发生的次数排序分别为:灼烫、机具伤害、车辆伤害、物体打击、煤气中毒和各类爆炸等事故。此外,触电、高处坠落事故以及尘肺病、矽肺病和慢性一氧化碳中毒等职业病也经常发生。导致事故发生的主要原因为:人为因素、管理原因和物质原因三个方面。人为原因中主要是违章作业,其次是误操作和身体疲劳。管理原因中最主要的是不懂或不熟悉操作技术,劳动组织不合理;其次是现场缺乏检查指导,安全规程不健全,以及技术和设计上的缺陷。物质原因中主要是设施(备)工具缺陷,个体防护用品缺乏或有缺陷;其次是防护保险装置有缺陷和作业环境条件差。

    炼钢生产

    炼钢生产中高温作业线长,设备和作业种类多,起重作业和运输作业频繁,主要危险源有:高温辐射、钢水和熔渣喷溅与爆炸、氧枪回火燃烧爆炸、煤气中毒、车辆伤害、起重伤害、机具伤害、高处坠落伤害等。炼钢生产的主要事故类别有:氧气回火、钢水和熔渣喷溅等引起的灼烫和爆炸,起重伤害,车辆伤害,机具伤害,物体打击,高处坠落,以及触电和煤气中毒事故。统计表明,炼钢生产安全事故的主要原因有是:人为的违章作业和误操作,作业环境条件不良,设备有缺陷,操作技术不熟悉,作业现场缺乏督促检查和指导,安全规程不健全或执行不严格,操作技术不熟悉,个体防护措施和用品有缺陷或缺乏等。

    轧钢生产

    轧钢生产主要由加热、轧制和精整三个主要工序组成,生产过程中工艺、设备复杂,作业频繁,作业环境温度高,噪声和烟雾大。主要危险源有:高温加热设备,高温物流,高速运转的机械设备,煤气氧气等易燃易爆和有毒有害气体,有毒有害化学制剂,电气和液压设施,能源、起重运输设备,以及作业、高温、噪声和烟雾影响等。根据冶金行业综合统计,轧钢生产过程中的安全事故在整个冶金行业中较为严重,高于全行业的平均水平,事故的主要类别为:机械伤害、物体打击、起重伤害、灼烫、高处坠落、触电和爆炸等。事故的主要原因依次为:违章操作和误操作,技术设备缺陷和防护装置缺陷,安全技术和操作技术不熟悉,作业环境条件缺陷,以及安全规章制度执行不严格等。

    冶金生产

    1.煤气生产过程中存在的主要危险及事故类别和原因
    冶金生产中大量产生和使用煤气的有:高炉煤气,焦炉煤气,转炉煤气,发生炉煤气和铁合金煤气。各种煤气的组成成分及所占百分比各不相同,主要成分为一氧化碳、氢气、甲烷、氮气、二氧化碳等。煤气是冶金生产中主要的危险源之一,其主要危害是腐蚀、毒害、燃烧和爆炸。煤气事故的主要类别有:急性中毒和窒息事故,燃烧引起的火灾和灼烫事故,爆炸形成的爆炸伤害和破坏事故。冶金生产过程中导致煤气事故发生的主要原因分别是:违章操作或误操作,设备(施)及防护装置的自身缺陷,安全技术知识缺乏,现场缺乏检查指导和监护措施,监护装置与个体防护用品缺乏或有缺陷,以及事故预防与及救护措施不完善等。
    2.氧气生产过程中存在的主要危险源及事故类别和原因
    冶金生产过程中大量使用氧气。氧气易助燃,几乎与一切可燃物都可进行燃烧,与其他可燃气体按一定的比例混合后极易发生爆炸,其主要危险是易燃烧和易爆炸。氧气燃烧时通常温度很高,火势很猛,灾害严重,氧气燃烧导致的灼烫和烧伤事故往往烧伤面积大、深度深,难以治愈。氧气爆炸时通常强度很大、很猛烈,冲击性、破坏性和毁灭性极强。冶金生产过程中导致氧气事故发生的原因主要是氧气燃烧或助燃造成的火灾、烧伤事故和氧气爆炸形成的爆炸事故,其伤害和破坏程度都很严重。分析统计表明,冶金生产中引发氧气事故的主要原因是:人为的违章操作和误操作,设备设施装置的缺陷,以及缺乏安全技术知识和操作不熟练等。

    有色金属

    有色金属冶炼生产包括铜、铅、锌、铝和其他稀有金属和贵重金属的冶炼和加工,其生产过程具有设备、工艺复杂,设备设施、工序工种量多面广,交叉作业,频繁作业,危险因素多等特点。主要危险源有:高温,噪声,烟尘危害,有毒有害、易燃易爆气体和其他物质中毒、燃烧及爆炸危险,各种炉窑的运行和操作危险,高处坠落事故等。根据对以往事故的统计分析,有色金属冶炼生产安全事故的主要原因是:违章作业和不熟悉、不懂安全操作技术,工艺设备缺陷和技术设计缺陷,防护装置失效或缺陷,现场缺乏检查和指导,安全规章制度不完善或执行不严,以及作业环境条件不良等。

    黄金冶炼


    黄金冶炼生产过程中存在的主要危险源有:高温,噪声烟尘危害,氰化物和汞中毒,易燃易爆气体和其他物质中毒,燃烧及爆炸危险,以及高处坠落事故等。根据对以往事故的统计分析,违章操作或误操作、设备(施)及防护装置自身缺陷,安全技术知识缺乏,现场缺乏检查指导,监护措施、监护装置与个体防护用品缺乏或有缺陷,以及事故预防与救护措施不完善等。

    中国古代冶金名著/冶金 编辑

    《盐铁论》

    盐铁论》是汉代(公元前206年~公元220年)关于煮盐、冶铁和铸钱等经济政策的重要著作,反映了西汉中期某些冶铁的技术、经济状况。全书共60篇,前41篇追溯公元前81年朝廷讨论盐铁官营政策的言论,后19篇是余论和著者的后序。著者桓宽是中国中部河南省汝南人,汉朝宣帝皇帝的侍从官,后任庐江太守丞

    《盐铁论》记载盐铁会议上关于义和利(精神和物质关系)、官营和民营(政权和经济关系)、本和末(农业和工商业关系)、贫和富(生产和消费关系)的原则争论,深刻反映封建经济的内部矛盾、其影响久远,是研究中国古代经济思想的重要资料,并为后世处理复杂的经济问题,提供了宝贵的经验。

    《浸铜要略》

    《浸铜要略》是北宋(公元960年~公元1127年)时期张潜撰写的一本从含铜矿水(或称胆水)提取铜的著作,见于《宋史·艺文志》著录。元代(公元1279年~公元1368年),张潜的后代张理将此书献于朝廷。明代(公元1368~公元1644年)早期危素为此书作《浸铜要略序》,称赞此书所述胆铜法具有“用费少而收功博”的优点。

    《铁冶志》

    中国明代时期傅浚编著的《铁冶志》二卷,现已失传。《明史》记载,傅浚字汝源,福建南安人,弘治时期(公元1488年~公元1505年)进士,任职工部郎中,正德年间(公元1506年~公元1521年)曾管理遵化铁厂。遵化是明代重要的铁冶场所。《铁冶志》在一定程度上反映遵化和明代冶铁的生产技术状况。

    《天工开物》

    《天工开物》是中国古代著名的综合技术著作。初刊于明代崇祯十年(公元1637年)。全书有十八个门类。其中“冶铸”、“锤锻”和“五金”三类专门论述矿冶技术;“作咸”、“陶埏”、“燔石”、“丹青”和“珠玉”五类,则全部或部分论述非金属矿产的开采和加工技术。

    明代手工业生产技术先进,金属冶炼和加工工业的生产规模、产量和技术都居于世界前列。《天工开物》用了约占全书四分之一的篇幅,比较系统和全面地反映了这方面的成就。特别是在“五金”中比较详细而系统地介绍了中国明代晚期金、银、铜、铁、锡、铅、锌等七种金属矿的开采、洗选、冶炼、加工的方法。其中记录了关于生铁熔炼和炒炼(即炒钢)的生产过程以及木风箱、焦炭冶炼、铸锅、铸千钧钟、锻千钧锚、炼锌等中国劳动人民在冶炼技术上独特的发明创造。作者宋应星(公元1587年生)字长庚,江西奉新县人,《天工开物》是他在江西当官时撰写的。

    《铸炮铁模图说》

    《铸炮铁模图说》是世界上最早的论述金属型铸造的专著。中国清代(公元1644年~公元1911年)时期龚振麟编著,公元1842年刊印,后收入魏源所编的《海国图志》。

    编著者曾任浙江嘉兴县丞,平时注重研究科学技术。1840年鸦片战争期间,被调到宁波军营监制军械。为赶铸铁炮打击侵略者,他首创铁模(即铸铁金属型)铸炮。随后写成此书,刊发沿海地区。书中详述由泥范翻铸铁模,再由铁模铸制铁炮的工艺过程和有关技术措施,指出铁模具有可以多次使用、生产费用低、产品质量好、能适应战时紧急需要等优点。

    扩展阅读
    1《中国冶金专用设备制造行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》

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