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铝合金加工技术

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铝合金加工技术百科

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钛铝合金制备加工技术

2018-12-29 11:29:12

钛铝合金的制备加工技术主要有如下几种:   (1)铸锭冶金技术;   (2)粉末冶金技术;   (3)快速冷凝技术;   (4)复合材料技术。   钛铝合金铸锭冶金技术存在铸锭成分偏析和组织不均匀等问题;快速冷凝技术制备的钛铝合金粉末,化学成分稳定,工艺性能良好,但随着热处理温度的变化,粉末的显微结构和显微硬度会发生相应变化复合材料技术制备的钛铝合金显示出良好的强化性能,但横向性能、环境抗力等问题仍有待解决;粉末冶金法可制备组织均匀、细小的制件,且可实现制件的近净成形,可有效解决T-i Al金属间化合物合金难于加工成形问题。目前主要制粉方法有两种:元素粉末法和钛铝预合金粉法。目前国内学者多采用元素粉末法制备钛铝合金。

铜加工技术

2017-06-06 17:50:10

  国际铜加工技术业的发展趋势是,企业和数量和规模相对稳定,在铜加工工艺、铜加工装备、企业建设上分别向着精细化、智能化、大而强、专而精方向发展。  经过多年发展,我国铜加工技术进步成效显著。铜加工材生产技术与装备,通过走引进、消化、吸收到自主创新的道路,经过30多年的不断努力,目前已经形成较为完整的生产体系,其中,铜管、铜线杆、铜板带等三大主导产品的技术装备得到很大的提高,且与国际先进水平的差距日益缩小,甚至近一两年新上项目,特别是一些铜板带大型项目的装备水平已处领先地位。  就诊个 行业 而言,对当前中国铜加工技术与制备的总体评价是:先进与落后并存,整体得到不断提升。先进的以国有大型企业为代表,如中铝洛铜、中铝上铜、中铝大冶、铜陵金威铜业等企业纷纷引进10万吨级的高精度铜板带生产线,都居于国际先进行列。  而一些中小型企业,特别是一些私人企业,其技术与装备还停留在上个世纪60 70年代的水平,甚至仍有采用逆光已经国家明文规定淘汰的落后工艺,比如“二人转”式生产黑杆的设备仍在使用。因此。这也形成了中国铜加工业大而不强,大而不精的现状,造成了国民经济所需高、精、尖产品主要依靠国外进口解决的被动局面。今后中国铜加工 行业 发展方向应该是精细化,做专、做精;发展节能、环保为特点的连续化生产线。  改革开放以来,中国铜加工业取得的重要技术进步主要包括: 传统的三级式铜及合金生产方式正在被打破,生产工艺流程进一步缩短,为节能和提高生产效率提供了广阔的发展空间。  光亮铜线杆连铸连轧技术和机列示铜加工材连续化生产的最成功的范例,现已经成为线坯生产的主导方法。  高精板带材带式生产法迅速取代了块式生产法,为停高产品质量、生产效率、改善环境打开了广阔的空间。  管材卷式生产法已成为中国管材生产的代表性先进技术,其中空调器用高效散热内螺纹铜管生产技术已走在世界前列。  铜加工材生产过程中重要工艺参数和产品质量的在线检查技术发展迅速,使铜加工材的尺寸精度、表面和内在质量水平近一步提高,生产过程自动控制成为现代加工生产的重要标志。  进入新世纪以来,我国铜加工技术在生产方法的创新中取得了重大进展,其中连续铸造技术,行星轧制技术、连续挤压技术三大技术的发展为中国铜加工方法的变革停供了有力的技术支持。

镁合金激光加工技术

2018-12-10 09:46:12

2月22日消息: 引言  镁的密度是1.78×103kg/m3,为铝的2/3,钢的1/4。镁合金具有高的比强度、比刚度、导热性、可切削加工性和可回收性,被称为21世纪的“绿色”工程材料。近年来,镁合金材料在各种机壳、“陆海空”交通运载工具、国防工业等方面获得了广泛的应用,随着镁的提炼及深加工技术的发展,镁合金材料已成为继钢铁和铝之后的第三大类金属材料,在全球范围内得到快速发展。  本文在综述国内外镁合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技术的基础上,对镁合金的激光加工技术进行了研究。  1 激光与镁台金材料的作用机理  镁合金材料的激光加工是基于光热效应的热加工,前提是激光被镁合金材料吸收并转化为热能。从原子结构理论分析,激光对金属材料的作用是高频电磁场对物质中自由电子的作用,材料中的自由电子在激光诱导作用下发生高频振动,通过韧致辐射,部分振动能量转变为电磁波向外辐射,其余转化为电子的平均动能,再通过电子与晶格之间的驰豫过程转变为热能。  不同材料对于不同波长的激光的吸收有很大的差别,吸收率AN。   3 镁合金的激光焊接技术  镁合金的焊接性能不好,是制约镁合金应用的技术瓶预之一。相比传统焊接方法,激光焊接具有焊接速度快、热输人低、焊接变形小的特点。镁合金激光焊接技术的研究处于起步阶段,国内外对镁合金的激光焊接研究主要集中在镁合金的连续CO2激光焊接和固体脉冲YAG激光焊接两个领域。  德国的R.S.Coe1h。等Coelho用2.2kW的Nd:YAG激光器焊接了2mm厚的AZ31B镁合金。得到了表面成形好、气孔少、HAZ区小且无品粒明显长大的焊缝。加拿大的H.Al-Kazzaz等用4kW的Nd:YAG激光器成功焊接了2mm-6mm厚的ZE41A。焊接过程中激光功率过高或过低都会导致加工表面功率密度降低,问时焊接形式从小孔聚焦转变为部分聚焦,最后为热传导模式。  激光复合热源焊接作为新型焊接技术日益受到关注,宋刚等用400W固体脉冲YAG激光加旁轴式TIG作为焊接复合热源,首次成功焊接2.5mm厚AZ31B镁合金板材,复合焊接的熔深可达TIG单独焊接的2倍、激光单独焊接的4倍,且焊缝与母材抗拉强度(240MPa)相当。为了提高镁合金材料在焊接过程中对激光的吸收率,孙昊等用500W固体脉冲YAG激光器研究了活性剂对镁合金激光焊接过程的影响,氧化物和氯化物能够增加镁合金激光焊接的熔深和深宽比,原因是活性剂微细粉末在激光作用初期增加了对激光能量的吸收。  我们已经进行了镁合金薄板的激光焊接和激光复合焊接,目前正在研究中厚板的激光焊接,为工程实践提供理论支持。  4 镁合金的激光表面改性技术  随着激光表面改性技术的不断完善,镁合金激光表面处理在镁合金表面耐蚀性、耐磨性等方面的应用越来越受到国内外研究者的重视。激光表面改性技术分为激光表而重熔、激光表面合金化及激光表面熔覆等。  4.1 激光表面重熔  镁合金激光表面重熔使材料表面组织晶粒细化、显微偏析减少、生成非平衡相,进而引起表面强化,使合金表面耐磨性增加。  巴基斯坦的Ghazanfar Abbas等利用1.5kW的半导体激光器对AZ31和AZ61镁合金进行表面熔凝处理,AZ31的硬度由基体的65HV提高到熔凝层的120HV, AZ61的硬度由基体的70HV提高到熔凝层的140HV,且磨损量都降低了一半,提高了其耐磨性。  高亚丽等用800W的CO2激光器对AZ91HP镁合金进行了激光表面熔凝处理。与原始镁合金相比,熔凝层的硬度约提高90%左右,耐磨性提高78%,耐蚀性显著提高。这是枝晶细化和熔凝层中相对较多的共同作用。我们用5kW横流CO2激光器研究了AZ31B的激光熔凝技术,微观组织见图2,可以看出,熔凝区晶粒比母材明显小很多。  4.2 激光表面合金化  国内外在镁合金表面采用合金化处理的研究较少,主要的研究是利用注人硬质颗粒来提高合金化层的耐磨性。  印度的Majurndar J D等利用l0kW连续CO2激光器对MEZ采用Al+Mn,SiC和Al+Al2O3合金粉末进行表面合金化处理,硬度由基体的35HV提高到合金化层的270HV,由于硬质相SiC的存在,同时耐磨性得到了提高。  陈长军等使用5kW的CO2激光器对表面上预置了Al-Y粉末的ZM5进行了合金化处理,涂层硬度可达到250HV-325HV,而基材的硬度仅为80HV-l00HV。同基材相比,激光处理后的涂层耐蚀性得到显著提高。  4.3 激光表面熔覆  与激光熔凝、激光合金化相比,国内外对于镁合金激光熔覆研究相对较活跃,镁合金激光熔覆主要围绕提高镁合金的耐磨和耐蚀性进行。  德国Maiwald T等用Al+Cu,Al+Si和AlSi30合金粉末对AZ91E和NEZ210进行激光熔覆,Al+Si熔覆层的耐蚀性好于Al+Cu熔覆层,AlSi30熔覆层的耐蚀性最好。德国Bakkar A在碳纤维强化的AS41表面上激光熔覆Al-S,粉末,得到了与基休有良好交界区的熔覆层,且熔覆层的耐蚀性提高了。  黄开金等采用3.5kW激光器在AZ9ID表面有效地熔覆了非晶复合粉末Zr-Cu-Ni-Al/TiC,在非晶和金属间化合物的作用下,熔覆层的硬度由基材的100HV0.1提高到850HV0.1左右,硬度提高了7倍左右,加人TiC后,硬度更是提高了9倍左右,同时熔覆层的耐磨性较基材提高了16倍。  通过表面改性来改善镁合金结构服役性能是一个重要的手段,将会成为镁合金研究的重要方向之一,但这方面的工作,还远远做得不够,可供实际借鉴的研究更是屈指可数。  5 镁合金激光加工的进一步研究  镁合金材料已经引起了世界各国研究与开发的兴趣,但是70%左右的镁合金材料主要以铸件或压铸件的形式被应用,只有10%左右用压力加工方法加工成厚板、薄板、棒材和型材、锻件和模锻件等,因此,开发镁合金的深加工是必然趋势。机电之家。  其中:c0为光速,c0=3×108m/s为入射激光的波长;为金属材料的导电率。  从式(1)可以看出,被加工材料一定时,激光的波长越短,材料对激光的吸收越多。金属中的大量自由电子由于集肤效应的作用,阻碍激光能量深入材料内部,使之大部分被反射掉,所以一般材料对CO2气体激光(λ=10.6μm)的吸收比对YAG固体激光(λ=1.06μm)的吸收低。当激光波长为一恒定值时,材料对该激光束吸收率的大小取决于材料的导电率,导电率越大,材料对激光的吸收越少。所以,镁合金材料对激光的吸收比一般金属材料对激光的吸收要低.这是对镁合金材料进行激光加工的难点之一。  2 镁合金的激光切割技术  切割是镁合金材料深加工的首要环节,良好的切割质量是材料深加工的保证。与传统切割方法相比,激光切割具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生产效率。目前,国内外对镁合金激光切割的研究尚属鲜见。  我们利用500W固体脉冲Nd:YAG激光对4mm厚AZ31B镁合金板材进行了切割工艺研究。激光切缝窄细,上缝宽0.45mm、中缝宽0.22mm、下缝宽0.35mm,切缝垂直度为0.05mm,切面波纹小且分布规露。热影响区不明显,切缝的整体宽度约为空气等离子弧切割的1/4。但是,切缝的下表面有轻微的氧化现象,切面有80μm厚的组织形貌为等轴晶的重熔层。工艺研究得出的结论是:切缝宽度随着放电电压、脉冲宽度、脉冲频率的增大而增大,切割速度与辅助气体对切缝宽度的影响不大。图1为AZ31B镁合金激光切割宏观形貌和微观组织照片。   (miki)

铝加工技术

2017-06-06 17:50:10

铝加工技术概论&nbsp; 世界铝(包括再生铝) 产量 的85%以上被加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、粉、自由锻件、模锻件、铸件、压铸件、冲压件及其深加工件等铝及铝合金产品。铝及铝合金材料的主要形式方法有铸造成型法、塑性成型法和深加工法。(1)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 制造成型法。铸造成型法就是利用铸造铝合金的良好流动性和可填充性,在一定温度、速度和外力条件下,将铝合金熔体浇注到各种模型中,以获得具有所需形状与组织性能的铝合金铸件和压铸件的方法。(2)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 塑性成型法。铝及铝合金的塑性成型法就是利用铝及铝合金的良好苏醒,在一定的温度、速度条件下,施加各种形式的外力,克服 金属 对于变形的抵抗,使其产生塑性变形,从而得到各种形状规格尺寸和组织性能的铝及铝合金板、带、条、箔、管、棒、型、线和锻件等的加工方法。(3)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 深加工法。深加工法是将铸造或塑性成型法所获得的半成品进一步通过表面处理或表面改性处理、机械加工或电加工、焊接或其他接合、剪断、冲切、拉伸、弯曲等方法,加工成成品零件或部件的方法。本部分着重论述铝材塑性成型技术,也称铝加工技术。1.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2铝及铝合金加工材的分类目前,世界上已拥有不同合金状态、形状规格、品种型号、各种功能、性能和用途的铝及铝合金加工材十余万种,通常分类如下1.2.2 按形状与规格分类铝及铝合金材料按形状与规格分类如下:(1)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 按产品形状分类。按产品形状铝材主要可分为板、带、条、箔、管、棒、型、线、粉、锻件和模锻件、冷压件等。(2)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 按断面积或质量大小分类。按断面积或质量大小,铝及铝合金材料可分为特大型、大型、中型、小型和特小型等几个类别。如投影面积大于2m2的模锻件,断面积大于400cm2的型材,质量大于10kg的压铸件等,都属于特大型产品;而断面积小于0.1cm2的型材,质量小于0.1kg的压铸件等都称为特小型产品。(3)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 按产品的外型轮廓尺寸分类。按产品的外型轮廓尺寸、外经或外接圆直径的大小,铝及铝合金材料也可以分为特大型、大型、中小型和超小型几个类别。如宽度大于250mm、长度大于800mm的型材为特大型型材,而宽度小于10mm的型材为超小型精密型材等。(4)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 按产品的壁厚分类。按产品的壁厚铝及铝合金产品可分为超厚、厚、薄、特薄等几个类别。如厚度大于150mm的板材为超厚板,厚度大于8mm的为厚板,厚度为2-8mm的为中厚板,厚度为2mm以下的为薄板,厚度小于0.5mm的板材为特薄板,厚度小于0.20mm的为铝箔等。有关铝及铝合金的产品品种、形状与规格范围将在其他章节详细论述。1.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3铝加工方法的分类与特点铝及铝合金塑性成形方法很多,通常按工件在加工时的温度特征和工件在变形过程中的受力与变形方式(应力-应力状态)来进行分类。1.3. 1按工件在加工过程中的温度特征分类按工件在加工过程中的温度特征,铝及铝合金加工可分为热加工、冷加工和温加工。1.3.1.1热加工热加工是指铝及铝合金锭坯在再结晶温度以上所完成的塑性成形过程。热加工时,锭坯的塑性较高而变形抗力较低,可以用能力较小的设备生产变形量较大的产品。为了保证产品的组织性能,应严格控制工件的加热温度、变形温度、与变形速度、变形程度以及变形终了温度和变形后的冷却速度。常见的铝合金热加工方法有热挤压、热轧制、热顶锻、液体模锻、半固态成形、连续铸轧、连铸连轧、连铸连挤等。1.3.1.2冷加工冷加工是指在不产生回复和再结晶的温度以下所完成的塑性成形过程。冷加工的实质是冷加工和中间退火的工艺组合过程。冷加工可得到表面光洁、尺寸精确、组织性能良好和能满足不同性能要求的最终产品。最常见的冷加工方法有冷挤压、冷顶锻、管材冷轧、冷拉拔、板带箔冷轧、冷冲压、冷弯、旋压等。1.3.1.3温加工温加工是介于冷、热加工之间的塑性成形过程。温加工的主要目的是为了降低 金属 的变形抗力和提高 金属 的塑性性能(加工性),最常见的温加工方法有温挤、温轧、温顶锻等。1.3. 2按工件在变形过程中的受力与变形方式分类按工件在变形过程中的受力与变形方式(应力-应变状态),铝及铝合金加工可分为轧制、挤压、拉拔、锻造、旋压、成形加工(如冷冲压、冷变、深冲等)及深度加工等,如图1-1所示。图1-1铝加工按工件的受力和变形方式的分类1.3.2.1轧制轧制是锭坯依靠摩擦力被拉进旋转的轧辊间,借助于轧辊施加的压力,使其横断面减小,形状改变,厚度变薄而长度增加的一种塑性变形过程。根据轧辊旋转方向不同,轧制又可分为纵轧、横轧和斜轧。纵轧时工作轧辊的转动方向相反,轧件的纵轴线与轧辊的轴线相互垂直,它是铝合金板、带、箔材平辊轧制中最常用的方法;横轧时,工作轧辊的转动方向相同,轧件的纵轴线与轧辊轴线相互平行,在铝合金板带材轧制中很少使用;斜轧时,工作轧辊的转动方向相同,轧件的纵轴线与轧辊轴线成一定的倾斜角度。在生产铝合金管材和某些异形产品时常用双辊或多辊斜轧。根据辊系不同,铝合金轧制可分为两辊(一对)系轧制,多辊系轧制和特殊辊系(如行星式轧制、V形轧制等)轧制。根据轧辊形状不同,铝合金轧制可分为平辊轧制和孔型辊轧制等。根据产品品种不同,铝合金轧制可分为板、带、箔材轧制,棒材、扁条和异形型材轧制,管材和空心型材轧制等。1.3.2.2挤压挤压是将锭坯装入挤压筒中,通过挤压轴对 金属 施加压力,使起从给定形状和尺寸的模孔中挤出,产生塑性变形而获得所要求的挤压产品的一种加工方法。按挤压时 金属 流动方向不同,挤压又可分为正向挤压反向挤压和联合挤压。正向挤压时,挤压轴的运动方向和挤出 金属 的流动方向一致,而反向挤压时,挤压轴的运动方向与挤出 金属 的流动方向相反。按锭坯的加热温度,挤压可分为热挤压和冷挤压。热挤压时是将锭坯加热到再结晶温度以上进行挤压,冷挤压是在室温下进行挤压。1.3.2.3拉拔拉拔是拉伸机(或拉拔机)通过夹钳把铝及铝合金坯料(线坯或管坯)从给定形状和尺寸的模孔中拉出来,使其产生塑性变形而获得所需的管、棒、型、线材的加工方法。根据所生产的产品品种和形状不同,拉伸可分为线材拉伸、管材拉伸、棒材拉伸和型材拉伸。管材拉伸又可分为空拉、带芯头拉伸和游动芯头拉伸。拉伸加工的主要要素是拉伸机、拉伸模和拉伸卷筒。根据拉伸配模,拉伸可分为单模拉伸和多模拉伸。1.3.2.4锻造锻造是锻锤或压力机(机械的或液压的)通过锤头或压头对铝及铝合金铸锭或锻坯施加压力,使 金属 产生塑性变形的加工方法。铝合金锻造有自由锻和模锻两种基本方法。自由锻是将工件放在平站(或型站)见进行锻造;模锻是将工件放在给定尺寸和形状的模具内,然后对工件施加压力进行锻造变形,而获所要求的模锻件。1.3.2.5铝材的其他塑性成形方法铝及铝合金加工材中以压延材(板、带、条、箔材)和挤压材(管、棒、型、线材)应用最广, 产量 最大,据近年的统计,这两类材料的年 产量 分别占世界铝材总年 产量 (平均)的58%和39%左右,其余铝加工材,如锻造产品等,仅占铝材总 产量 的百分之几。&nbsp;&nbsp; 更多有关铝加工技术请详见于上海 有色 网<

钴矿加工技术

2019-01-18 11:39:34

钴矿加工技术 加工生产金属钴和高纯度氧化钴的技术要求高,冶炼流程复杂,加上能耗高和污染等问题,一般不适合民间冶炼。根据不同炼钴原料主要有如下几种冶炼回收工艺。 1.钴土矿冶炼工艺 建国初期,钴土矿主要作为制取氧化钴的原料。工艺流程大体上是将钴土矿用鼓风炉或电弧炉还原熔炼成钴铁,经退火或焙烧后,用酸浸得到含钴溶液,再经净化处理,沉淀出亚硝酸钴钾,然后焙解和粉碎制得工业氧化钴粉。潮州冶炼厂和赣州钴冶炼厂等厂家曾采用此工艺回收过钴。现在已没有厂家利用这种原料生产钴产品了。 2.钴硫精矿的冶炼工艺 国内将含钴的黄铁矿和磁黄铁矿精矿通称钴硫精矿,是国内主要炼钴原料之一。南京钢厂、葫芦岛锌厂、湖北光化磷肥厂和山东淄博钴厂四个厂家利用这种原料。其中葫芦岛锌厂的产品是二号电钴,采用硫酸化焙烧→浸出→脂肪酸脱铁铜→沉钴→还原铸阳极→阳极液净化→隔膜电解的方法,因生产成本高,现已停产。南京钢厂曾采用氧化焙烧——烧渣中温氯化焙烧工艺,湖北光化磷肥厂采用氧化焙烧——烧渣硫酸化焙烧工艺。但由于钴硫精矿含钴太低,一般都小于0.3%,加上回收钴的工艺流程复杂,普遍无利可图,所以,这些厂在生产一段时间后,又停止了生产。山东淄博钴厂利用钴硫精矿和含钴原料生产硫化钴、氧化钴、氯化钴、硫酸钴等产品。 3.砷钴矿冶炼工艺 赣州钴冶炼厂是国内唯一使用这种原料的厂家,原料从摩洛哥进口,该厂采用电炉熔炼→脱砷焙烧→二段浸出除铁砷→Na2S2O3脱铜→沉钴→还原铸阳极→净化→隔膜电解法生产氧化钴和电钴。 4.冶炼副产品中提钴的冶炼工艺 镍电解液净化产出的钴渣为主要原料。甘肃金川有色金属公司的生产流程为钴渣→浸出除铁→二次沉钴→还原铸阳极→阳极液净化→隔膜电解。该公司在许多生产、设计和科研单位的协助下在大量试验研究基础上确定了转炉渣提钴新工艺,该工艺采用电炉贫化获得钴硫,转炉吹炼富钴硫,加压氧化浸出技术,镍、钴、铜的浸出率高,反应速度快,浸出渣沉降性能好,钴的冶炼回收率达50%左右。金川有色金属公司采用硫酸溶解法从镍电解系统净化钴渣中回收钴,钴的回收率达到85%以上,同时,硫酸溶解钴渣还生产纯氧化钴粉。 5.从含钴废料提钴的工艺 二次提钴的工艺较简单,原料便宜,又不一定非要产出金属钴,因此,国内一些厂家已经开始利用含钴废料生产钴产品了。镇江冶炼厂利用各种含钴工业废料及钴硫精矿生产各类钴盐,采用流程为钴原料→净化提纯→合成→各类钴盐。江苏阜宁化工厂利用磁钢熔渣和砂轮磨屑等废料生产钴盐,采用流程为钴原料→酸溶造液→除铁→萃取→结晶。另外,赣州钴冶炼厂处理过废触媒,葫芦岛锌厂处理过磁钢渣,上海和沈阳冶炼厂处理过高温合金。 目前,国内已能利用矿山生产的各种原料生产高纯度电解钴、氧化钴粉和钴盐,生产加工工艺也得到很大发展,溶剂萃取技术在湿法炼钴中普遍得到应用。

煤系高岭土加工技术

2019-03-06 10:10:51

本文总述了我国煤系高岭土资源情况,出产消费现状,首要运用范畴,深加工技能与配备的现状,分析展望了煤系高岭土未来技能,产品的开展方向与方针商场的需求. 我国以共同而丰厚的煤系高岭土资源著称于世,以煤系高岭土为质料经过煅烧等深加工工艺处理的煅烧高岭土产品以其散射力强,油墨吸附功能好,活性和白度高,电绝缘功能和热安稳功能好,孔隙率和隐瞒率高,容重小等长处而在造纸,建筑涂料,陶瓷和日用化工等职业广泛运用,近年跟着我国经济和工业的高速开展,对高岭土产品的需求越来越大,我国煤系高岭土的开发运用技能和出产运用的规划也随之敏捷开展起来. 一 资源现状 我国是世界煤炭资源大国,在散布广,厚度大的含煤岩系中,蕴藏有很多可供趁便挖掘,归纳运用的共伴生矿产——煤系高岭土,煤系高岭土是我国特有,独具特色,有宽广运用远景的重要的非金属矿产资源.我国煤系高岭土在地质年代上从晚古生代到新生代各首要聚煤期的煤系中均有煤系高岭土的散布,而以晚古生代石炭~二叠系煤系中散布最广,厚度大,质量好,储量可观,开发运用价值大.现在,在我国东北,西北,西南一些较大的矿区现已在对该区域的煤系高岭土资源进行开发运用,如:大同,朔州,内蒙,淮北,秀山等地,有的矿区已构成可观的开发规划和经济效益.这关于当时煤炭厂商的工业结构,产品结构调整,无疑是一个新的工业和经济增长点.我国优质高岭土资源储量4.6亿吨,居世界储量的3.9%,坐落世界第9位,但上述的高岭土资源储量首要以水洗高岭土为主.我国的煤系高岭土估量储量在112亿吨左右,其间探明储量为17亿吨.现在因煤炭挖掘而排弃的煤矸石累计有30多亿吨,占地1.2亿万顷,是我国现在排放量最大的工业固体废弃物,这部分煤矸石中约50%为极具开发运用价值的煤系高岭土.因而将煤系高岭土核算在内,我国已成为高岭土资源的榜首大国.我国的高岭土资源分为硬质高岭土,软质高岭土,砂质高岭土三种质料类型和热液蚀变型,风化残积型,风化淋积型,河湖海湾堆积型,含煤缔造堆积型等成因类型.全国共有高岭土矿点700多处,其间200余处作过地质作业,探明储量超越31亿吨(煤系高岭土17亿吨,非煤系高岭土14.32亿吨)其散布为广东3.09亿吨,福建1.11亿吨,江西0.77亿吨,湖南0.54亿吨,江苏0.37亿吨,东部,西部,中部所占份额别离为25.17%,46.54%和28.27%. 二 加工技能现状 用煤系高岭土加工煅烧高岭土的要害技能在于超细破坏和煅烧,现在国内出产煅烧高,土的质料首要方针要求为:高岭石含量在97%以上,Fe2O3含量不超越0.5%.姑苏中材非金属矿工业设计研讨院暨国家非金属矿深加工工程技能研讨中心致力于煤系高岭土煅烧新技能,新工艺,新设备的研讨开发和技能辐射,推动我国煅烧高岭土职业的开展.经过国家"八五" ,"九五"科技攻关项目以及2002年度国家科技部专项研讨开发项目——高岭土剥片分级技能,不同类型煤系高岭土煅烧技能与工艺流程的研讨,煤系高岭土专用设备的研讨,煤系高岭土增白煅烧新工艺,强磁选除铁技能,归纳除杂技能,强化气氛动态煅烧技能,高浓度超细破坏技能的研讨构成了先进的,成套的煤系高岭土加工工艺技能,经过工艺技能开展的带动研发了煤系高岭土加工进程中的要害设备,如高浓度湿法超细破坏设备,直接加热或直接加热动态煅烧纯化设备,并开宣布了能在多个职业运用的系列化煅烧高岭土产品.这些技能与配备已成功的在国内进行了工程转化与运用,取得了较好的效果与明显的经济和社会效益. 首要工艺与技能简介: 1, 煤系高岭土加工新工艺流程: 原矿――破坏――归纳除杂提纯――高浓度湿法超细破坏――压滤――枯燥――打散――强化气氛动态煅烧――解聚――产品与传统工艺流程比较,新工艺流程具有以下一些特色: ① 普通工艺流程对质料质量的要求较高,一般要求质料的Fe2O3≤0.5%;TiO2≤0.8%,约束了铁钛含量高(Fe2O3≥0.5%;TiO2≥0.8%)的煤系高岭土质料的运用.该新工艺流程对质料的适应性十分强,可处理现在国内已发现的大部分的煤系高岭土原矿,并可出产白度大于90%,-2um含量大于90%的高级产品,大大进步了煤系高岭土的运用率(约70%); ② 该工艺流程为"先磨后烧"工艺,能够处理普通工艺流程存在的烧不透或过烧,产品白度低,超细磨矿功率低,能耗大等问题,可下降出产本钱15%以上; ③ 该工艺选用了先进的归纳除杂提纯技能,高浓度湿法超细破坏技能,强化气氛动态煅烧技能,保证了产品的质量方针; ④ 该工艺选用了先进的煤系高岭土加工专用设备,如BP系列磨剥机,强力破坏枯燥机,高压压滤机,打散机等,然后保证了整个工艺流程的技能可靠性和安稳性. 2, 要害技能 ① 归纳除杂提纯技能:依据煤系高岭土与杂质矿藏磁性,活性和密度的不同,针对煤系高岭土加工的特色,别离选用磁选,重选,化学等办法除掉煤系高岭土原矿中的含铁含钛杂质矿藏,研讨开宣布煤系高岭土除杂提纯新加工技能.运用煤系高岭土无磁性,部分含铁含钛杂质矿藏如磁铁矿,钛铁矿,菱铁矿等有磁性的特色,选用磁选法能够除掉部分含铁含钛杂质矿藏;煤系高岭土的密度为2.6g/cm3左右, 含铁含钛杂质矿藏的密度为3.4~3.8 g/cm3,运用两者间的密度差,在必定浓度和充沛涣散的条件下,完成重选别离,除掉部分含铁含钛杂质矿藏;化学除杂法则是选用氧化-复原漂白办法除掉部分铁杂质.经过归纳除杂提纯,可使产品的铁,钛含量别离下降至0.5%和0.8%以下. ② 高浓度湿法超细破坏技能:该技能选用我院暨国家非金属矿深加工工程技能研讨中心研讨开发的高岭土降粘技能,经过高强度机械剪切和增加无机,有机混合涣散剂,进行高浓度制浆,高浓度超细破坏,浓度可达50%,比普通技能)进步5%,大大进步了磨剥设备的作业功率,下降了吨产品出产本钱(约5%). ③ 强力破坏枯燥技能:枯燥作业是将压滤作业产品进行烘干,是保证煅烧进程顺利进行的手法之一.该技能打破传统枯燥办法(单一的加热枯燥办法),集破坏与枯燥两大功能为一体,在产品枯燥进程中不断将干块料破坏,一次作业即可取得水份含量低于0.5%的粉体,热功率可达65%,比其它枯燥技能的热功率进步10%左右. ④ 强化气氛动态煅烧技能:煅烧是获取高白度,高质量煅烧煤系高岭土产品的要害作业之一,质料质量,煅烧温度,煅烧时刻,煅烧气氛是影响煅烧产品白度的首要因素,其间尤以煅烧气氛操控最为重要.传统工艺技能一般选用氧化或复原气氛静态煅烧,对质料的铁钛含量要求严厉(Fe2O3≤0.5%,TiO2≤0.8%),难以加工处理铁钛含量较高的质料,且产品在堆积一段时刻后会返黄.氧化气氛煅烧技能原理是:在煅烧进程中与煤系高岭土伴生的碳质和有机质经氧化反响生成CO和CO2逸出,煅烧产品白度一般可进步至80%以上,但一起铁钛物质在一般情况下也发作氧化反响生成FeO,Fe2O3,TiO2(别离呈黑色,砖赤色和黄色),影响产品白度;复原气氛煅烧则是经过增加煅烧助剂(如氯化物),操控三价铁的含量来进步产品白度方针,但该类煅烧助剂对设备会发生腐蚀效果,影响煅烧设备的运用寿命.针对以上问题,该技能对煤系高岭土煅烧技能进行了系统研讨,研讨开宣布先进的强化气氛动态煅烧技能,可保证煅烧产品白度大于90%,乃至高达96%.强化气氛动态煅烧技能即选用反转煅烧窑,经过增加一种或几种煅烧助剂(该助剂对煅烧设备无任何腐蚀效果),来操控煅烧气氛如氧浓度,浓度,二氧化碳浓度以及其它一些物质组分的浓度,调理上述各组分在煅烧气氛中的份额,在必定的温度和压力条件下,使物猜中的活性铁与气氛中的某些组分如生成安稳的羰基络合物—.在中,铁的氧化态为零,所以不显色.这种特殊络合物很安稳,在200—800℃,氧化气氛条件下对用强化气氛动态煅烧法取得的高白度煅烧高岭土产品煅烧4—5小时,产品仍为白色,并不变红.所以,选用该技能出产出的煅烧高岭土产品,在常温下运用或即便在腐蚀性较强的涂猜中运用仍能保持安稳而不显色.强化气氛动态煅烧技能就是经过调理和操控煅烧气氛,促进质猜中的铁在煅烧进程中生成铁的羰基络合物而不显色,然后保证取得高白度的煅烧高岭土产品.以煤系高岭土为质料选用不同煅烧技能出产煅烧高岭土产品效果比照:产 品 白 度(%)质料产地Fe2O3%TiO2% 氧化气氛静态 复原气氛静态 强化气氛动态 山西浑源 0.2 0.4 84.6 90 96 陕西榆林 0.25 0.45 88.5 90.5 92 辽宁北票 0.7 1.2 83.6 89.3 90.7 内蒙伊蒙 0.4 0.5 86 89 93.3 吉林白山 0.4 0.9 85.2 90 92 重庆秀山 0.6 1.2 84.5 89.6 91.4 安徽淮北 0.2 0.4 85.7 89.3 94.8 广西北海 0.4 0.5 85.6 86.9 94.5 注:除煅烧气氛外,其他条件均相同. ⑤.选用先进的加工设备:该技能中选用了我院暨国家非金属矿深加工工程技能研讨中心研发开发的BP系列磨剥机,高压压滤机,QGS强力破坏枯燥机,打散机,反转煅烧窑等.高效磨剥机在BP-80型的基础上进行了进步,研宣布BP-300型,BP-500型,BP-1000型系列磨剥机,除了在容积上进行扩展,还对拌和叶轮和筒体进行了改善,叶轮改为偏心轮,能够发生不等速紊流,增强剪切效果,进步磨剥功率,下降能耗10%左右,BP-80型磨剥机与BP-500型磨剥机首要功能比较拜见下表;磨剥机 BP-500型 BP-80型出产规划 万吨/年 1 1设备数量 台 4 20主机装机容量 千瓦 520 600吨产品能耗 千瓦时/吨 300 345高压压滤机的进浆压力可达3-4MPa,滤饼水分低达28-32%,大大进步了压滤作业功率,也减轻了枯燥作业的负荷;QGS系列多功能强力破坏枯燥机集枯燥和破坏于一体,是一种高效节能枯燥设备,热功率可达65%,比其它枯燥设备的热功率进步10%左右;煤系高岭土经高温煅烧后会发生烧结聚会现象,解聚的效果是将煅烧进程中构成的部分大颗粒打散,使煅烧产品康复超细粉状.我院暨中心在对国外软质高岭土煅烧产品加工用打散机进行了消化吸收的基础上,针对我国煤系高岭土煅烧产品的特色,对打散机的转子,传动装置等进行了改善,开宣布煤系高岭土煅烧产品解聚设备,现在,该设备除了运用于煤系高岭土加工,还运用于软质高岭土,碳酸钙,农药化肥等产品的打散和解聚.为施行煤系高岭土动态煅烧及强化煅烧气氛的调理,我院暨中心经过引入英国煅烧废物用反转窑炉,并对其进行改善(如传动装置,煅烧喷嘴等),使其成为煤系高岭土煅烧用最佳专用设备.该设备具有以下特色:①动态煅烧,可保证产品质量;②能够操控煅烧气氛,满意工艺要求;③连续出产,处理量大;④热功率高,能耗低;⑤操作简略,易于操控等. 三 出产现状 我国工业规划的以煤系高岭岩为质料的煅烧高岭土的出产起步于20世纪90年代,而白度大于90%,-2um含量大于90%的双90产品的规划化出产在1998年前后才开端,2004年我国煅烧高岭土产值到达18万吨,经过十几年的尽力,我国煅烧高岭土工业现已初具规划.现在,我国出产煅烧高岭土的供应商有近40家,总出产才能达30万吨,这些出产供应商建厂出资有多有少,多的上亿元,少的200万元左右,大都供应商年产值从几百吨至几千吨,首要以出产中,等级低产品为主,设计才能在1万吨以上的厂商有12家,在建和扩建万吨级厂商有9家,首要散布在山西,内蒙,陕西,河南,山东,安徽等省.出产高级高级煅烧土的有山西金洋,山西安格,大同银宇,内蒙三保,淮北金岩等;出产中档高岭土的有代县喜迪,大同同心,阳泉精锐,郑州金源.厂商名称 出产规划(万吨/年)产品品种山西金洋煅烧高岭土公司 5 HA-90,DB-80山西安格高岭土公司 3.5山西大同银宇高岭土公司 1 HA-90,HA -80安徽淮北金岩煅烧高岭土公司 1 GR-90,GR-80山西大同同心化工有限公司 1 1250目山西喜迪高岭土有限公司 1 GT01,K03-1,K04-1山西阳泉精锐化工有限公司 1 JR-TA,JR-TC山西琚丰高岭土有限公司 1 325目-1250目河南巩义高岭土有限公司 1 325目—1250目内蒙三保高岭土有限公司 2 CKT,CKZ 四 消费商场 1,消费商场煅烧高岭土首要消费商场是涂料,造纸,橡胶和塑料陶瓷等,其间油漆涂料,造纸是我国优质煅烧高岭土最首要的范畴,别离占国内超细高白度优质高岭土消费量的60%和20%左右.2003年国内煅烧高岭土在油漆,造纸,橡胶,塑猜中的消费量为20万吨,其间油漆,涂料消费量是11万吨,涂布纸等消费量是4万吨,橡胶,电瓷,塑料4万吨. 2, 消费报价 国内商场报价,高岭土原矿每吨供应价60~120元,产品:电陶产品300~900元/吨;造纸产品450~2000元/吨,涂料800~2600元/吨,一般煅烧土1000~2500元/吨,1250目煅烧土1900~2500元/吨,双90煅烧土2800~3700元/吨.山西金洋高岭土公司出产的双90煅烧土每吨报价为4000元/吨左右. 3, 方针商场 煅烧高岭土因其共同的物理功能在造纸,橡胶,电缆,塑料,医药中的运用效果十分好,现在这部分商场首要由进口煅烧高岭土占有,国产煅烧土也有部分在电缆职业得到了运用.煅烧高岭土的首要运用方向如下: 煅烧高岭土 造纸 涂料 橡胶 塑料 医药 其它铜板纸 白板纸 建筑涂料 其它涂布 高级涂布 中高级涂料 汽车漆跟着科技的开展,煤系高岭土正被开宣布越来越多的效果.当今世界年产40余万吨催化裂化催化剂,简直满是参加以高岭土为首要组分的"半组成"催化剂.用废碱和残次高岭土组成4A分子筛,其办法既节省了质料本钱,又削减了污染,在环保和经济效益方面都有十分重要的含义.有机改性的高岭土,其比表面积增大,对污染物的吸附,搬迁和降解有杰出效果,现在国内有机改性土的开发运用还处于起步阶段,有机改性高岭土作为挑选吸附剂具有适当大的工业运用远景. 4, 国内首要运用范畴对优质煅烧高岭土的需求预测 跟着我国经济和工业的敏捷开展,对优质煅烧高岭土的商场需求也将敏捷增长,估量到2010年,我国煅烧高岭土产品需求量将到达92万吨.2007年,2010年我国优质煅烧高岭土需求预测(万吨)消费范畴 2007年 2010年造纸 8 16涂料 15 26橡胶及塑料制品 7 10电缆 3 5其它 5 8出口量 7 25算计 45 90 五 开展趋势 现在,国家越来越注重我国煤系高岭土职业的开展.我国非金属矿"十五"开展规划指出以先进的技能配备和出产工艺,进步资源运用率,经过矿藏材料的深加工,使资源的价值得到更大发挥,要要害做好煅烧高岭土等产品的开发.我国动力节省与资源归纳运用"十五"规划指出施行可持续开展战略,要求节省资源,保护环境,树立共伴生矿资源归纳运用演示工程,环绕霸占高岭土超细,增白,改性等技能难点,安排一批归纳运用深加工项目,对煤系共伴生资源进行深加工和运用.国家经贸委《煤矸石归纳运用技能方针要害》指出煤矸石归纳运用技能以稳固,推行为主,完善,开发并重.稳固已有的技能效果,推行技能老练,经济合理,有商场远景的技能,逐渐完善比较老练的技能,研讨开发新技能,活跃引入国外先进技能和配备,在消化吸收的基础上尽力立异,不断进步煤矸石归纳运用的技能配备水平,促进煤矸石的扩展运用.2005年6月30日国务院关于做好建造节省型社会近期要害作业的告诉中再次着重推动废物归纳运用,要以煤矿瓦斯运用为要害,推动共伴生矿产资源的归纳开发运用.以粉煤灰,煤矸石,尾矿和冶金,化工废渣及有机废水归纳运用为要害,推动工业废物归纳运用,把煤矸石的扩展运用作为资源归纳运用的要害作业,并将煤矸石归纳运用作为一项长时间的技能方针加以鼓舞. 5.1 商场 5.1.1 造纸职业 造纸工业是煅烧高岭土的重要用户,造纸工业的开展已成为衡量一个国家现代化水平的标志,发达国家人均年用纸90公斤左右,93年我国人均用纸9公斤左右,96年已达26公斤/人,近年来我国造纸工业正以每年15%的速度递加.煅烧高岭土油墨吸收性好,隐瞒率高,可部分代替贵重的钛,特别合适高速刮刀涂布机运用,跟着我国造纸业的开展,产值的扩展以及高速刮刀涂布机的引入,煅烧高岭土的用量也在逐渐扩展. 5.1.2 中高级涂料 跟着国民经济水平的进步,人们对油漆涂料的需求量在不断增大.无论是大的涂料跨国公司,仍是国内的新式本钱,都对这块商场志在必得,世界闻名的立邦,ICI涂料公司对煅烧高岭土的需求正在逐渐扩展,因为大公司的样板和商场竞赛的效果,国内的各涂料供应商已越来越多地运用煅烧高岭土了.煅烧高岭土用于涂料职业可削减TiO2的用量,使涂膜具有更好的特性,可改善涂料的加工,贮存和运用功能.煅烧高岭土在涂猜中的用量为10~30%,运用的煅烧高岭土以-2μm含量为70~90%为主,现在该职业的年用量4.5万吨/年,据权威人士估量,近几年乳胶漆年产值将达80~100万吨,这是煅烧高岭土的一个潜在的更大的商场. 5.1.3 塑料,橡胶工业 在工程塑料,通用塑猜中,煅烧高岭土的充填量为20~40%,用作填料和补强剂.煅烧高岭土用于聚氯乙烯电缆,能改善塑料的电功能.多功能塑料棚膜也是一个很大的商场.我国的橡胶职业用高岭土量较大,在橡胶中充填的高岭土份额从15%~20%不等,煅烧后的高岭土(包含表面改性)可代替炭黑,白炭黑,出产淡色橡胶制品,轮胎等,具有很好的商场远景,有5~10万吨的商场潜力.总的来说,未来的煅烧高岭土商场,虽然有碳酸钙,滑石等矿藏的竞赛,有或许失掉一些等级低产品商场,但高级煅烧土因其共同的物理功能在世界和国内商场上仍具有适当大的竞赛力. 5.2技能开展 5.2.1 加工工艺的立异 限制我国煤系高岭土开发的要害是加工技能.煤系高岭土遍及含有铁,钛等上色杂质,曩昔的加工工艺对质料的要求比较高,这关于占适当大份额的高铁,钛煤系高岭土不能得到充沛的运用,很大程度的浪费了资源,姑苏中材非金属工业设计研讨院的科技攻关效果现已在国内多家煅烧高岭土厂商得到了运用,放宽了煅烧高岭土对质料的要求,运用残次煤系高岭土土也能制备出能够运用的煅烧高岭土产品.该工艺选用先磨后烧工艺道路,克服了普通加工工艺流程存在的产品烧不透或过烧,出产能耗高,出产本钱大,产品白度低的缺点;该工艺选用了强化气氛动态煅烧技能,处理了煤系高岭土深加工开发运用的技能要害,可保证煅烧产品的白度大于90%,且产品不返黄;一起该工艺选用归纳除杂提纯技能,扩展了煤系高岭土原矿的适用范围,使一些含铁钛杂质高(Fe2O30.5-5%,TiO20.-2%)的煤系高岭土原矿经该工艺技能深加工后,也能出产出高级煅烧煤系高岭土产品.估量在往后的数年内,国内煅烧高岭土厂商将很多选用该工艺计划,大大进步了我国煤系高岭土的可运用率,促进煅烧高岭土职业的开展. 5.2.2 要害设备的改善 国内煤系高岭土的加工设备很大程度的限制了煅烧高岭土的开展.现在,我国出产优质煅烧高岭土的煅烧设备首要依托进口,进口一台年产10000吨煅烧高岭土的反转窑需要约1500万人民币,对适当多的厂商来说是出资过大.因而,先进的煅烧设备国产化成为非金属矿深加工范畴急需处理的问题.姑苏中材非金属矿工业设计研讨院研发的直接加热动态煅烧纯化窑选用具有自主知识产权的专有技能,现已在山西大同银宇高岭土公司成功运用,出产出双90产品,该煅烧窑具有自动化程度高,出产才能大,单位产品能耗低,白度方针安稳的特色,很好的处理了煅烧设备依托进口出资过大的问题,促进了煅烧高岭土的开展.现在我院对该煅烧窑进行技能改善,研宣布直接加热动态煅烧纯化窑,成功运用于山西安格高岭土公司,经过改善可使双90煅烧高岭土产品吨出本钱钱减小40%,直接吨产品出产本钱减小20%.别的,该院研发的10M3大型磨剥机,选用大容量,高浓度的高效磨剥办法,进步了超细破坏的功率,增大了处理才能,也必定程度了减小了设备的出资,该院作为我国非金属矿职业工程转化的基地,具有了完善而先进的煤系高岭土加工技能和设备制作技能.在往后五年内,经过对煅烧设备的研发和工程转化,使一切加工设备悉数国产化,构成老练的成套的国产化的煅烧高岭土加工技能和设备,极大程度的下降出本钱钱,促进煅烧高岭土职业的开展.

钴选矿和加工技术

2019-01-25 13:38:15

(一) 选矿    钴多伴生在铁、铜和镍矿中,国内主要有以下四种钴矿石:铜镍钴矿石、铜钴矿石、铁钴矿石和钴土矿石。对于不同的主矿产需采用不同的选矿方法。    1.铜镍钴矿石    矿石中钴多与铜、镍呈类质同象存在于同种矿物中,在选矿过程中镍钴不能分离,因此,无需设计单独选出含钴矿物的流程,选出的精矿为含钴铜镍精矿和含钴镍的硫精矿,钴是在冶炼阳极电解泥和炉渣中回收的。    2.铜钴矿石    生产这种矿石的主要有山西中条山有色金属公司的篦子沟、湖北大冶有色公司的铜录山和四川会理拉拉厂等矿产地。主要含钴矿物为黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿等硫化物矿物。采用浮选法可将黄铜矿与后二者分离,产出铜精矿和钴硫精矿。冶炼铜精矿的阳极电解泥中仍可回收少量的钴。    3.铁钴矿石    生产这种矿石的有淄博北金召北、山东金岭铁山、山东莱芜铁矿和湖北黄石铁山等矿产地。主要含钴矿物为黄铁矿、磁黄铁矿以及少量黄铜矿等硫化物矿物。采用浮选法可将硫化物和磁铁矿分离,再以浮选法将少量黄铜矿和黄铁矿、磁黄铁矿分离,同时以磁选分离出磁铁矿,产出铜精矿、钴硫精矿和铁精矿。硫是炼铁的有害组分,此类矿石入炉前必须将硫化物选出,因此,设有选厂的矿山一般都具备浮选流程。所以此类矿山都可以回收钴硫精矿。    4.钴土矿石    湖南长沙戏楼坪钴土矿目前由乡镇企业开采,衡阳冶炼厂回收。海南安定居丁钴土矿矿石品位高,钴品位为1.632%,目前有一钴业公司正设计筹备开采。它的含钴矿物主要为氢氧化物和含水氧化物氢氧化物。选矿试验流程见图3.11.4,根据有关选矿实验结果表明,可配合海南石碌铜钴矿一同生产,并且可露天开采。 [next]     (二) 加工技术    加工生产金属钴和高纯度氧化钴的技术要求高,冶炼流程复杂,加上能耗高和污染等问题,一般不适合民间冶炼。根据不同炼钴原料主要有如下几种冶炼回收工艺。    1.钴土矿冶炼工艺    建国初期,钴土矿主要作为制取氧化钴的原料。工艺流程大体上是将钴土矿用鼓风炉或电弧炉还原熔炼成钴铁,经退火或焙烧后,用酸浸得到含钴溶液,再经净化处理,沉淀出亚硝酸钴钾,然后焙解和粉碎制得工业氧化钴粉。潮州冶炼厂和赣州钴冶炼厂等厂家曾采用此工艺回收过钴。现在已没有厂家利用这种原料生产钴产品了。    2.钴硫精矿的冶炼工艺    国内将含钴的黄铁矿和磁黄铁矿精矿通称钴硫精矿,是国内主要炼钴原料之一。南京钢厂、葫芦岛锌厂、湖北光化磷肥厂和山东淄博钴厂四个厂家利用这种原料。其中葫芦岛锌厂的产品是二号电钴,采用硫酸化焙烧→浸出→脂肪酸脱铁铜→沉钴→还原铸阳极→阳极液净化→隔膜电解的方法,因生产成本高,现已停产。南京钢厂曾采用氧化焙烧——烧渣中温氯化焙烧工艺,湖北光化磷肥厂采用氧化焙烧——烧渣硫酸化焙烧工艺。但由于钴硫精矿含钴太低,一般都小于0.3%,加上回收钴的工艺流程复杂,普遍无利可图,所以,这些厂在生产一段时间后,又停止了生产。山东淄博钴厂利用钴硫精矿和含钴原料生产硫化钴、氧化钴、氯化钴、硫酸钴等产品。    3.砷钴矿冶炼工艺    赣州钴冶炼厂是国内唯一使用这种原料的厂家,原料从摩洛哥进口,该厂采用电炉熔炼→脱砷焙烧→二段浸出除铁砷→Na2S2O3脱铜→沉钴→还原铸阳极→净化→隔膜电解法生产氧化钴和电钴。    4.冶炼副产品中提钴的冶炼工艺    镍电解液净化产出的钴渣为主要原料。甘肃金川有色金属公司的生产流程为钴渣→浸出除铁→二次沉钴→还原铸阳极→阳极液净化→隔膜电解。该公司在许多生产、设计和科研单位的协助下在大量试验研究基础上确定了转炉渣提钴新工艺,该工艺采用电炉贫化获得钴硫,转炉吹炼富钴硫,加压氧化浸出技术,镍、钴、铜的浸出率高,反应速度快,浸出渣沉降性能好,钴的冶炼回收率达50%左右。金川有色金属公司采用硫酸溶解法从镍电解系统净化钴渣中回收钴,钴的回收率达到85%以上,同时,硫酸溶解钴渣还生产纯氧化钴粉。    5.从含钴废料提钴的工艺    二次提钴的工艺较简单,原料便宜,又不一定非要产出金属钴,因此,国内一些厂家已经开始利用含钴废料生产钴产品了。镇江冶炼厂利用各种含钴工业废料及钴硫精矿生产各类钴盐,采用流程为钴原料→净化提纯→合成→各类钴盐。江苏阜宁化工厂利用磁钢熔渣和砂轮磨屑等废料生产钴盐,采用流程为钴原料→酸溶造液→除铁→萃取→结晶。另外,赣州钴冶炼厂处理过废触媒,葫芦岛锌厂处理过磁钢渣,上海和沈阳冶炼厂处理过高温合金。    目前,国内已能利用矿山生产的各种原料生产高纯度电解钴、氧化钴粉和钴盐,生产加工工艺也得到很大发展,溶剂萃取技术在湿法炼钴中普遍得到应用。

钨矿选矿与加工技术

2019-01-21 09:41:30

钨矿石含钨量低,必须经过选矿富集成精矿才能作为冶炼的原料。按矿石类型钨选矿分为黑钨矿选矿和白钨矿选矿两大类型。我国现阶段开采的以石英脉型黑钨矿为主,占采出矿石量的90%以上。因此,在原统配钨矿山中的43座钨选厂中,黑钨选厂有37座。        钨矿的主要选矿方法有手选、重介质选、重选、浮选、磁选和电选等方法。黑钨矿以重选为主,白钨矿以浮选为主。我国黑钨矿多数是易选矿石类型,而白钨矿矿石组成复杂,多数属难选矿石,加之品位低,因而未能大量开发。此外,还有钨矿石氧化物钨华等目前也尚未回收利用。      钨矿选矿方法,除上述采用的常规选矿方法之外,针对矿石组成复杂,共伴生元素繁多的难选物料,采用选—冶联合流程,但这一方法目前处于试验研究阶段,尚未工厂化。       我国钨矿的选矿,选厂大规模工厂化起步于1952年在大吉山钨矿建立125t/d的重力选矿厂,50年代后期,由原苏联米哈诺布尔(Механобр)研究设计院为大吉山、西华山和岿美山钨矿设计的3座大型钨矿选厂相继建成投产。40多年来,在生产实践中不断总结经验,并吸收国外选矿先进技术,经过不断改进,使选矿工艺流程日臻完善,选矿技术经济指标达到了世界先进水平。如具有代表性的南昌有色金属公司的钨矿选矿指标,尽管近10年来在原矿品位逐年下降的情况下,钨矿的回收率仍保持在84%以上的高水平,精矿品位(WO3)66.7%~68.9%(达到一二级钨精矿国家标准:WO3含量不小于65%),原矿品位(WO3)0.25%~0.27%,尾矿品位(WO3)0.036%~0.046%。      选矿试验是评价矿床是否有商业开采价值的重要依据之一。因此,在详查和初期阶段应进行矿石可选性试验,对矿床物质成分复杂的大型、超大型矿床和没有选矿实践的新矿石类型,应做实验室规模的扩大试验。必要时工业部门还应做半工业试验或工业试验。在做选矿试验之前,地质勘探单位应做好矿石物质成分研究,查明有益有害元素赋存状态,鉴定矿物种类,矿石结构构造、嵌布粒度特性,为选冶试验制定合理工艺流程提供基础资料。      钨的冶炼有火法和水法冶炼两种。冶炼时使用黑钨精矿或白钨精矿,但由于冶炼工艺流程各不相同,因此矿床既有黑钨矿又有白钨矿时,要分别圈定矿体,各自计算出储量。当矿石中黑钨矿、白钨矿共生在一起,要分别选出黑钨精矿和白钨精矿,以便分别冶炼。      作为钨的冶炼矿物原料钨精矿,含WO3应达到或大于65%。经火法冶炼成钨铁合金(含W>70或>65%);经水法冶炼成正钨酸钠,仲钨酸铵或钨酸钙等。最后,进一步处理成三氧化钨(含WO3≥99.9%),再用还原剂(通常用氢)还原成钨粉(含W≥99.9%)等。

钛合金深孔螺纹加工技术

2019-01-25 13:37:11

对特殊材料零件进行深孔螺纹加工是比较困难的。例如,在一个钛合金零件上进行深孔攻丝是非常具有挑战性的。如果在一个接近完工的零件上,由于丝锥破损产生的刮削作用而导致零件报废,这是非常不经济的。因此,为避免刮削,要求使用正确的刀具和攻丝技术。     首先需要定义什么是深孔,为什么它需要特殊的考虑。在钻削中,那些孔深大于3倍孔径的孔称为深孔。而深孔攻丝意味着攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍以上。如当用一只直径为1/4″的丝锥加工深度为3/8″的螺纹时,这种情况通常称为深孔攻丝。     加工一个深孔螺纹,意味着刀具与工件之间需长时间的接触。同时,在加工过程中会产生更多的切削热和更大的切削力。因此在特殊材料(如钛金属类零件)的小深孔中进行攻丝容易产生刀具破损和螺纹的不一致性。    为解决这个问题,可以采用两种方案:(1)增大攻丝前孔的直径;(2)使用专为深孔攻丝设计的丝锥。     1.增大攻丝前孔的直径     合适的螺纹底孔对于螺纹加工是十分重要的。一个尺寸稍大的螺纹底孔能有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但它也会减小螺纹的接触率。     国家标准和技术委员会规定:在深孔中,允许在孔壁上只攻出螺纹全高的50%。这一点在对特殊材料和难加工材料的小孔攻丝时尤其重要。因为尽管由于孔壁上螺纹高度的减少导致螺纹接触率下降,但由于螺纹长度的增加,因此仍可保持螺纹可靠的连接。     螺纹底孔的直径增量主要取决于所要求的螺纹接触率和每英寸的螺纹头数。根据上述两值,利用经验公式可计算出正确的螺纹底孔直径。     2.切削参数     由于钛金属零件难于加工,因此需要对切削参数和刀具几何尺寸做充分考虑。     切削速度     由于钛合金具有大的弹性和变形率,因此需要采有相对较小的切削速度。在加工钛合金零件的小孔时,推荐采用的圆周切削速度为10~14英寸/分。我们不推荐采用更小的速度,因为那样会导致工件的冷作硬化。另外,也需注意刀具破损而导致切削热。     容屑槽     在深孔攻丝时,需减少丝锥槽数,使每个槽的容屑空间增大。这样,当丝锥退刀时,可以带走更多的铁屑,减小由于铁屑堵塞而造成刀具破损的机会。但另一方面,丝锥容屑槽的加大使得芯部直径减小,因此,丝锥强度受到影响。所以这也会影响切削速度。另外,螺旋槽丝锥比直槽丝锥更易排屑。     前角和后角     小前角可提高切削刃强度,从而增加刀具寿命;而大前角有利于切削长切屑的金属。因此在对钛合金加工时,需综合考虑这两个方面的因素,选用合适的前角。     大后角可以减小刀具和切屑之间的摩擦。因此有时要求丝锥后角为40°。在加工钛金属时,在丝锥上磨出大的后角,有利于排屑。另外,全磨制丝锥和刃背铲磨的丝锥也有利于攻丝。     冷却液     当加工特殊材料时,必须保证切削液到达切削刃。为改进冷却液的流量,推荐在丝锥的刃背上开冷却槽。如果直径足够大的话,可考虑采用内冷却丝锥。     3.应用实例     某飞机零件制造商需在一个零件上进行深孔攻丝。该零件材料为7级钛合金。加工中,圆周切削速度为13英寸/分,同时采用冷却液。     为保证零件精度,操作者在丝锥磨钝前要及时更换。当丝锥磨损时,切削过程中产生的声音会发生变化。通过听这些声音,在加工前,操作者能确定在丝锥磨损前所能加工的螺纹孔数。     该厂在每一个攻丝设备上,都有2个攻丝工位,装有相同的丝锥。当其中一只丝锥磨损时,可以方便及时地更换。

锡矿选矿与加工技术

2019-01-18 09:30:15

目前云锡公司大都沿用大屯选厂硫化矿车间30多年的浮-重选矿工艺,其流程是:原矿碎至20mm,一段闭路磨矿至0.074mm(200目)占60%~65%,混合浮选一粗二扫一精;铜硫分离磨至0.074mm占95%一粗二扫三精,产铜精矿、硫精矿;混合浮选尾矿再选硫化物后上重选。经一、二段床选;一次复洗;泥选;锡粗精矿除硫浮选,产锡精矿、富中矿。 长坡选矿厂为大厂矿务局所属选厂之一,其选矿流程。首先将原矿碎至-20mm后经筛分分成20~4和4~0mm两个粒级,20~4mm进入重介质旋流器预选。重介质旋流器重产品经一段棒磨后采用跳汰预选,跳汰尾矿用2mm振筛筛除+2mm作为废弃尾矿,-2mm进入摇床选别。跳汰和摇床精矿及中矿按品级分成富贫两系统,分别进行再磨并进行混合浮选。混合浮选尾矿进行摇床选别产出合格锡精矿;混合浮选精矿再经细磨进行铅锌分离浮选,并分别产出铅锑精矿和锌精矿。重选矿泥进入Φ300mm旋流器,溢流再经Φ125和Φ75mm水力旋流器组脱除细泥,沉砂经浓缩、浮选脱硫后进行锡石浮选。