有色金属冶金技术范文1
关键词：有色金属冶金 体系改革 建设
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0149-02
1 有色金属冶金课程体系的现状
有色金属是目前的高新技术发展的关键材料，也是非常关键的基础原材料，自进入21世纪之后，我国的有色金属冶金的冶炼和加工技术发展迅速，中国目前已经是全球重要的有色金属的成产国以及消费国，不过随着有色冶金行业的高速发展，也引起了环境的污染以及能源的消耗等问题，国务院已经顺应国家建立资源节约型和环境友好型社会的方针政策，推出了很多政策和措施，以引导有色金属冶金行业的方向逐渐趋向于提高能源和资源的利用率以及节能减排的方向，目的是尽量减少工厂废弃物的排放，节能减排、以弥补国内的矿产资源不足，帮助有色金属产业取得良好的社会效益以及经济效益。目前很多高校已开设有色冶金专业，并且随着学科的发展已经建立成了完备的有色冶金课程体系，贵州大学的有色金属学是属于冶金工程与冶金材料学科，且贵州省的有色金属资源储量丰富。有色金属冶金自1958年建校时开始招收本科生，1984年开始招收硕士研究生。有色金属冶金是隶属于冶金工程的一个二级学科，主要研究的是从二次资源、矿石等原料中对某种金属或者化合物进行提取，对于多相化学反应的规律进行研究，实现对反应的过程进行自动控制，并且逐渐优化反应器，体系一般是由冶金工艺、冶金原理、专业选修课、实践教学这四个模块，研究的领域主要包括湿法冶金、火法冶金、材料化学冶金、电冶金以及冶金分离过程等，国内很多学校的有色金属冶金的课程体系建立的时间较晚，所以教学模式以及目前的课程体系还有很多需要改进之处，长此以往，对于新形势下对于有色金属冶金专业的人才培养、就业都有影响，目前的有色金属冶金体系在课程的结构、课程的实施方式、课程的体系建设和地方经济的发展等方面需要改进。
有色金属冶金因国家的投入较少，在生产技术的必要需求下对于基础的研究也取得了成就，主要表现如下：（1）在矿产资源的分离与提取方面，对于浮选剂的分子设计应用和理论、生物的浸矿、硫化矿的原生电位浮选原理、拜耳法的优化选矿理论都得到发展和应用。（2）在冶金过程的相平衡、化学平衡以及有色金属体系的传输、电化学冶金的电机过程、生物催化、溶离子的交换、溶剂的提取等动力学的机理方面的理论已经逐渐成熟。（3）膜领域方面，对于膜材料的性能、成膜的机理以及膜内的理论设计和开发等研究。（4）冶金电化学方面，对于熔盐电解炭阳极上电催化的过程，湿法练锑、矿浆的电解等原理有了初步的进展。（5）冶金的设备以及过程的优化和数字仿真方面，发展了铝电解槽的槽膛内形的动态仿真、铜镍锍的吹炼过程、矿热电炉的节能和降耗技术。（6）冶金过程的自动化，开发了能解决冶金变量的特种检测技术，综合的应用建模的手段和现代的方法，来解决对于复杂的冶炼过程的控制，比如对铝电解的智能控制，开发了与冶金领域相对应的优化、控制软件。（7）冶金过程新技术新理论，对于机械活化冶金、串级萃取、具备高附加值的冶金技术以及纳米精细类的化工材料的制备技术都在与时俱进。
2 有色金属冶金课程的特点和改革目标
2.1 有色金属冶金课程的特点
（1）有色金属冶金课程的特性。
有色金属冶金工业是基础性的行业，主要以开发矿产和利用矿产为主，所以必然会受到能源、资源和环境的制约。对应的有色金属冶金课程体系会具有一定的特点：①政策性。该课程不仅仅会涉及到单纯的工程技术理论，还会关系到社会主义现代化建设中的各种政策，需要在项目中贯彻和体现这些政策。②传统性。教学内容很多都是需要遵循的一般性原则和理论，但是工艺和技术都比较传统，学生能够看懂文字，但是会产生枯燥无味、老生常谈的感觉。③复杂性。金属的提取工艺流程和条件都比较复杂，所以需要老师不仅培养学生的基础理论，还要培养对工程问题的分析和实践能力。
（2）有色金属冶金课程体系所存在的问题。
①有色金属产业发展很快，课程的内容滞后，随着目前低碳冶金、循环冶金、清洁冶金等生产模块和理念的发展，大量的新型生产工艺比如铝电解的节能降耗技术，大型预焙铝电解槽、闪速熔炼、铝冶金的拜耳法选矿工艺，真空冶炼稀贵金属工艺、直接荣连发提取重金属工艺等都得到了推广，但是课程体系对新工艺新的数据统计内容很少。②课程体系的设置不合理，现在很多高校存在着对于相同的知识点在不同的课程中都有交叉，以热力学相关理论为例，在冶金物理化学、有色金属冶金学、冶金原理、物理化学等课程中的部分章节都有解释。但是对于宏观动力学、微观动力学以及反应过程学等知识在课程中的介绍很少。有色金属中轻金属、重金属、稀有金属和贵金属的冶金过程内容很片面，没有成为一个体系，专业课程的设置不合理。③学科之间的融合，有色冶金和化工、材料、环境、管理、计算机等学科联系越来越密切，但是缺乏融合性，所以需要在课程上进行拓展。加强有色金属冶金和相关学科之间的融合，能够加速有色产业的发展，方面学生适应市场的需求增多就业方向。④缺乏实践教学，对于学生进行实践教育不仅是为了补充理论教育的不足，会提高学生科技创新和实践能力。目前该校现有的有色金属冶金课程体系还需加强实践性环节，与专业课相对于的实验设备和指导教材不足，相关专业的实习单位也比较少，导致实习内容单调，经费有限等问题。
2.2 有色金属冶金课程体系的改革目标
随着有色冶金工程专业发展的逐渐成熟，有色金属冶金学相关课程的教学质量会影响着整个行业的生存空间，我们该跟有色冶金课程体系的目标寻求有特色的教育模式和方法，通过增强目前的有色冶金工程的专业素养，让学生能够对有色冶金学的基本内容、原理、方法和工艺能够有较深入的理解和体会，并且能够将知识引用到具体的有色冶金的工程实践之中。
3 有色金属冶金课程体系改革措施初探
3.1 增强有色金属冶金课程的连贯性和系统性
课程体系的优化需要在现有的课程体系的整合基础之上，保持冶金原理和工艺体系的核心位置，该校应该结合贵州省的地域特征和有色冶金行业的发展趋势，提高轻金属和稀有金属等矿产资源在教学体系中的比重。学校应该增加对于科技创新的基金，扩大创业孵化基地，加大对高水平的创新实验室的建设，营造一个良好的科研、学习、创新的环境和氛围，以提高学生的实践创新意识，增加创新、创业的能力。
3.2 提高基础知识以及基本的工艺的理论教学
教师可以结合传统的方法和启发式的教学方法，不断的完善多媒体的课件，把抽象的理论知识和工业实践相结合，使得学生能够非常直观的接受和理解知识，采取对比和举例的方法来调节课堂气氛，调动学生的积极性、创造性和主动性。引导学生参加到教学活动之中，不断的激发学生的兴趣与创新性，学校可以采取分层教学的授课方式，让学生感受到现代和传统并存，以学生为主体，教学方法应该以直观可感、情景生动、层次分明为原则。让学生感受到学习不再是掌握一些书本的知识，而是深入了解一种文化掌握一种技能，培养一种能力。
3.3 引入先进的教学的理念和方法，提高教师教学水平
有色金属冶金的专业课教学要注重理论知识和教学方法的结合，一些典型的冶炼过程要减少其繁琐的工艺操作，对于难以掌握、不易理解、内容复杂的知识点可以引入任务驱动法、比较法等方式，配合动画教学方式。通过教师和学生之间的互动，以逻辑推理的方式让学生层层深入，激发其学习的兴趣，加深对于课程的核心理念的掌握和理解。
3.4 增多对有色产品的深加工的教学
近年来，为了顺应国家的政策，有色冶金的生产工艺开始向节能减排、提高资源利用率、产品精细化的方向发展，很多新型的工艺得到了快速的应用和推广，比如重金属冶金工业的熔炼工艺、真空冶炼稀贵金属等。在改革课程体系的同时，要关注专业的前沿性成果和发展趋势，并且以企业的补充，对原教学的内容定时进行系统性的更新和调整。我国的航天、航空、船舰、机械制造业、现代交通迅速的发展，进而增加了对于有色金属材料的需求量，对于成品的性能要求逐渐提高，所以目前的有色金属制品正在向着“高、精、尖”的趋势快速发展，我国的有色冶金行业正走向提升目前新的有色金属材料的性能和技术，实现大型规模化生产的道路，与此同时，为了增加学生的未来就业，在新的有色金属冶金课程体系中要适当增加和有色产品的深加工方面相关的内容。
3.5 强化资源综合利用与环保等内容的教学
目前世界的经济发展主题是“绿色、循环、低碳、环保”，有色冶金过程排放的废气、废液、废渣是造成环境污染的严重因素，所以在今后相当长一段时间里，有色金属冶金技术的方向会沿着冶金过程的自动化、节能减排、对于低品位矿的开发、有色金属冶金产品逐渐精细化的趋势，有色金属冶金企业的工艺流程在21世纪已经趋向成熟，能快速提高有色金属企业的经济效益的有效途径是对冶金的二次资源有效的二次利用。因为想要实现社会、经济、环境之间的可持续的发展，就必须让冶金工艺走低污染的路线。学校应该在新的课程体系中，加大对于循环冶金、有色冶金的资源综合利用、清洁冶金等内容。有色冶金的相关领域的新工艺、新技术正发生着日新月异的变化，随着我国富矿资源的逐渐匮乏、日益增加的能源和资源危机、逐渐严格的环境保护，使得有色冶金工厂面临新的挑战和要求。对于学生的培养过程中增加一些当前学科的新技术、新工艺，专业发展的前沿趋势、有色工厂的新设计方向。比如焙烧过程中应用的流态化焙烧，火法炼铬过程中的熔池熔炼、闪速熔炼，以及一些新的浸出技术等，会帮助学生对当前的有色冶金工业发展有一个更清晰的构想，也会提高学生的视野，丰富专业知识和兴趣。
3.6 增加有色方向的选修课，以拓展学生的知识面
高校里对必修课的要求不一致，但是必修课的学时和内容非常有限。学校可以通过增加选修课的方向来拓展学生的视野和知识面，尤其是跟有色方向相关的选修课，有利于学生对有色冶金整个行业的把握，教师也应该向学生多介绍目前我国有色冶金行业中存在的漏洞和缺陷，以及我国在该行业与国外发达国家之间技术、人才等方面的差距。以激励学生献身于祖国冶金事业以及对冶金行业的热爱精神。为了在新的形势下提高有色冶金行业的发展，对于选修课的模块要增加环境类、资源类、材料类等有所交叉学科的选修课，这有利于对新形势下有色冶金行业复合型人才的培养。
3.7 加强实践教学环节
学校应该增加综合性的实验的比重和设计性，可以采取SRTP大学生的科研训练计划、教师的科研项目和学生实践的有机结合，来增加学生对于基本的原理、知识的掌握和理解。在实习的环节，学校应该积极开展高雪和地区的有色冶金行业之间的校企联合，为学生提供很多的实践机会，鼓励学生去积极的参加行业的调研，让学生感觉到自己参与到教学的过程中。学校应该鼓励教师开展开放性的教学，因为对单一的教学方法的改善和融合，根据不同的教学方法，取长补短，在教学实践中，根据实际灵活转变，相互协调和融合不同的教学方式，更高效的完成教学目标，培养出高素质高水平的人才。其次需要课内外相结合，关注学生的课外实践和学习，教师在课堂上要引导学生将学习延伸，使得学生能够在学习中发现问题，然后带着问题去课外寻找解决方法，提高学生的自学能力和创新能力。对于理论基础可以通过让学生去查阅资料，并且通过分析和调查信息、写文献综述、报告等方法来锻炼学生，鼓励学生参加高水平的基础知识竞赛和学术活动。
参考文献
[1] 华中胜，樊友奇，童碧海，等.有色金属冶金课程体系改革与建设[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2012（4）：97-98.
[2] 代书华，班媛.《有色金属冶金学》课程教学方法现状及改革措施[J].课程教育研究，2015（1）：243.
[3] 韩召，华中胜.关于有色冶金课程体系建设的几点思考[J].中国科教创新导刊，2012（7）：142.
有色金属冶金技术范文2
关键词：有效元素；有色金属；回收
目前，世界上已探明的金属有86种之多，其中铁、铬、锰称之为黑色金属，其他金属都可统称为有色金属。冶炼工业中最常见的有色金属包括铜、镍、铅、锌、锡、铝、钨、钦等。这些有色金属在冶炼过程中由于冶炼工艺等原因除希望冶炼的元素外还会产生大量的其他元素，当前大多数有色冶金企业把这些有效元素当作了冶炼伴生的废渣进行了丢弃。丢弃的结果可想而之，既是对有效元素的浪费，又加重了当地的环境污染。因此，对“废渣”中的有效元素进行回收，二次利用，变费为宝，将会产生社会效益和经济效益的双赢。
1 有效元素回收方式
在有色金属的冶炼过程中产生的废渣元素种类很多，其中可回收，再次利用的有效元素也不少，可分为有效金属元素和有效的非金属元素，根据冶金的要求和用途，废渣中有效元素的回收方式也不相同。对于金属元素的回收，一般采用选冶、火法冶炼和湿法冶炼等技术，而非金属元素（如余热）的回收采用梯级利用法。有效元素回收的原则是减量化、资源化、无害化。
1.1选冶法
在冶金有效元素处理的初期，尾矿的选择上，需针对矿山物理表面的不同化学成分、性质，采用适合尾矿再选的选冶流程（螺旋溜槽-BL1500螺旋溜槽、浮选+尾矿氰化选冶联合流程、浮一重一磁联合流程、先铅后铜的优选浮选等），或通过新型药剂（如浸锌渣还原、浓缩脱液等），从粗精矿中直接选择出精矿。通过尾矿选治增加经济效益，避免因尾矿回收率低，引起的矿山企业开发、利用率积极性不高等原因引起的矿山的恶性开发，增强有色金属的综合利用，使矿山开发、有色冶金、回收利用良性循环、可持续发展。
1.2湿法冶金
湿法冶金是目前回收冶金过程中废渣有效元素最有效的方法和常用方式之一。它是通过酸、碱、微生物水溶液浸出方法提取所属金属元素，最后用电解水溶液的方法抽取金属。并且湿法冶金对冶金劳动条件要求不高，无高温和粉尘危害，况且排放的有毒气体极少，可以达到生产清洁的要求。所以，湿法冶金常作为复杂废渣冶金或尾矿再开发的新技术。
1.2.1湿法冶金步骤
在湿法冶金过程中分为三个步骤：（1）将矿石原料浸泡在水溶液中，这一过程简称原料浸出。（2）净化：再将浸取的溶液和残渣分离，进而通过溶剂萃取技术、离子交换技术、沉淀法、还原法将夹杂在冶金溶液与有用的金属离子洗涤回收。（3）金属抽取：采用电解法从净化液直接提取金、银、铜、锌、镍、钻等纯金属；而以含氧酸形式存于水溶液中的铝、钥、钨等金属，一般先进行析出氧化物，然后再还原得到有效金属。
1.2.2原料浸出
湿法冶金的浸出环节是冶金中的最重要的一步，由于废渣矿石中有效金属元素是呈硫化物、氧化物、硫酸盐、砷化物、碳酸盐、磷酸盐等形态存在，要想将有效金属从有害杂质中分离出来，需要谨慎的选择溶剂。浸出的方法也很多，要因材治宜，有酸浸出、碱浸出、盐浸出以及细菌浸出。可用HZSO4作为药物溶剂来处理含酸性的矿石浸出镍、锌、铜、钻等氧化物，回收率可高达99%以上，效果明显。用HCL处理含酸性的矿石浸出黄铜。用浓度巧%的HCL和浓度30%的HZSO4混合处理钨矿。用NH：处理含碱性的矿石浸出钻、镍、铜的硫化物；用Na多处理硫化锑、汞矿浸出HgS、53、SbZs3。NaCL处理含铅半产品的尾矿浸出PbSO4、PbCLZ。用NaCN处理金银矿、高铁盐作为氧剂使用浸出硫化铜、黄铜。用细菌、微生物作为水溶液浸出硫酸盐、氯化物等。
1.2.3 净化
经过原料的浸出后，会得到很高比例的有效金属，但仍然许多不需要的或有害的矿物质，它们随溶剂混合于想要抽取的有效金属中。净化的过程有两种，一是先从溶剂中析出待沉积的有效金属；另一种方法是先析出杂质，让有效金属保留在溶剂中。常用的净化方法有：溶剂萃取、离子沉淀、离子交换和还原法。
利用水溶液与有机溶剂分层液体相的原因而采用的溶剂萃取技术，再用稀释剂从有机相中分离金属离子离子。目前已有200余种萃取溶剂，其中有十几种是被广泛应用在工业冶金中的。对有机溶剂的选用上，还有非常大的进步空间，可利用现有的溶剂萃取液合成更加高效的、廉价的新型萃取液，并且，有机溶剂萃取的工艺上也有较的改善空间。
由于离子交换树脂合成简宜，并且不溶于其他酸碱盐溶液以及有机溶剂，所以在离子交换工艺中离子交换树脂是重要的转换物质。与溶剂萃取相比，离子交换技术具有操作方便、选择性好、性能稳定、容量大的特点。沉淀法也是一种最常用的净化提纯技术，可用于获得盐类、氧化物或金属产品。沉淀方法有硫化物沉淀法、水解沉淀法以及共沉淀法等。
1.3火法冶金
火法冶金是回收冶金过程中有效元素的最古老的方法，在昔日发挥了重要的作用，但由于其高耗能，对环境的污染大，在环保节能的今天，火法冶金逐渐要退出历史舞台。单纯使用高温进行火法冶金提取有效金属的方式基本上不再使用，但与湿法冶金相结合回收有效金属的混合技术仍有广泛的市场价值。24余热回收要充分合理地利用有色炉窑的烟气余热，就要根据烟气余热资源的数量、品质（温度）和用户要求，遵循能级匹配的原则，实现对其进行按质回收，温度对口的梯级利用。一般情况下具体的梯级利用原则如下。
优先考虑将烟气的余热回收利用于生产工艺过程本身。这样，将烟气中的余热直接带回生产工艺过程中，直接降低了生产工艺过程的能耗，比通过转换装置来回收烟温的余热更为经济和有效。其次，冶金过程产生的高温余热可应用于动力回收，使用水蒸汽进行循环发电，高温余热的热能转换成电能。最后，这部分的烟气余热最好直接应用于生产工艺本身，如加热物料、预热助燃空气等。如得不到以上利用时再考虑应用其冬季采暖，夏季制冷等其他利用方式。
有色金属冶金技术范文3
(桂林理工大学材料科学与工程学院，广西 桂林 541004)
【摘 要】从《有色金属冶金学》课程教学内容的调整, 教学手段的多样化、课程实验的设置及考试方法的改进等方面对该课程的教学改革进行了总结, 并对未来进一步改革提出了设想和建议。
关键词 冶金学；教学改革；建议
Teaching Reform of “Non-ferrous metal Metallurgy” Curriculum
LI Yi-bing YU Liang LUO Kun
（School of Material science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China）
【Abstract】The teaching reform of “Non-ferrous metallurgy” course about the adjusting teaching content，diversification of teaching method, renewing the experiment and examination means of course is summarized in the paper. Some advice and imagine with further reform is suggest in the future.
【Key words】Metallurgy; Teaching reform; Suggestion
基金项目：广西区冶金工程实验教学模式创新研究与实践（2014GJB152）。
作者简介：李义兵(1973—)，男，湖南嘉禾人，博士研究生,教授级高工，研究方向为有色金属冶炼。
1 课程简介
《有色金属冶金学》课程是桂林理工大学冶金工程方向和金属材料方向专业的一门主修专业课，这门课程在其它院校一般细分为《重金属冶金学》、《轻金属冶金学》、《稀贵金属冶金学》等[1]。教材内容主要由各种有色金属冶金工艺学组成，其中每一种有色金属冶金学内容包括前置概述部分，介绍该金属元素的性质、资源禀赋、资源分布概况、化合物分类和性质、金属主要用途和应用领域；后置内容主要以该金属冶炼提取工艺原理和控制参数介绍，包括详细工艺流程及各步骤、突出主要工序、重点设备构造和运行原理、工艺参数控制和操作实践等知识。随着科学技术的不断发展进步, 冶金工业新技术也层出不穷，在教学过程中已发现，某些出版周期较久的教材, 内容过时陈旧, 新技术、新工艺涉及少。例如较典型的铅冶炼工艺，现今查过好几个版本的教科书和指导书，发现铅冶炼工艺仍然以烧结焙烧-鼓风炉炼铅的知识进行重点介绍，仍然统计为90%的粗铅是采用该工艺生产；而实际情况是：近5年来我国铅冶炼行业已经把烧结焙烧-鼓风炉炼铅技术列入淘汰落后工艺技术目录中，国内90%以上铅冶炼企业均采用了直接炼铅工艺。这表明教材内容更新节奏完全没有赶上工业界技术革新步伐。面对此现状，必须要求授课老师改进教学内容，与时俱进地与工业界发展态势紧密联系，在教材基础上阐释好原理或机理，紧密联系工业发展的态势，及时地把一些革新的技术、工业装备介绍给学生，进一步改进教学方法来激发学生的学习兴趣, 化被动为主动, 让他们入工作岗位之前, 能较全面地了解行业发展方向及动态, 为以后的工作打下良好的基础。笔者对此进行了一些教学改革实践, 并进行了总结。
2 教学改革实践
2.1 教学内容调整，教学手段的多样化
有色金属冶金学课程内容多、涉及面广，是冶金工程专业必修的一门专业课程，该课程也是毕业生就业上岗发挥用武之地的专业知识。如上所述的铅冶炼技术陈旧过时的内容，在讲授这部分内容时，我们可以作为技术进步的一个案例反衬说明冶金工业快速发展的历程。针对新技术的发展，通过与相关冶炼企业紧密联系、通过交流沟通，获取行业内多方的最新技术革新动态，经讲授老师自身的消化理解，再传授给学生在教材上无法获得的这些知识点。
冶金学是一门较老的专业课，随着时代的变迁，知识结构内容也不断地在变化。大家都知道，冶金行业是一个高能耗、高排放、偏污染的行业，在现今大力倡导资源节约型（包括能源节约）、环境友好型社会（两型社会）时代，在专业课内容上也要兼顾对环境保护和资源节约（节能、资源综合利用）技术动态发展的介绍。从课堂开始，潜移默化地传授给学生一个这样的念头，环境保护和能源节约不是单纯的环保专家或能源专家能解决的问题，是冶金专业技术人员在工艺开发和设计过程就必须考虑到，工艺设计者是工艺的源头、建造师，环保专家和能源专家是在建造师的配合下才能把环境保护和能源节约措施无缝地对接起来。因此，教学内容上的改革设置必须将工艺与节能、环保、资源综合利用等一系列知识点串连上。
冶金工艺过程是一些物理化学方面的反应原理或机理，对于这些理论知识点的介绍，学生听讲过程很容易觉得枯燥，故教学手段的多样化是非常必要的。在讲授每一种金属概述内容时，我们要把该类金属实际用途和应用领域方面讲好，尤其讲与我们周边环境密切联系的例子，起好引子的头才能获得引人入胜的效果，这样学生会迫不及待地想来反问老师这种金属是如何分离提取的，如何去操作。通过这种抛砖引玉式的教学手段，吸引学生主动想去获取知识的念头，起到事半功倍的效果。讲授中还可以穿插更多的知识来吸引学生的注意力，如有色金属本身价格高，资源价值大，金属的市场行情、行业状况、技术经济水平等穿插进去。因为很多学生们都怀抱有早日实现经济独立的理想，老师能补充技术经济方面的内容，学生在学习过程中就能够切身感受到未来所从事工作的价值和重要性。能够把这样的知识点传授给学生，主讲老师的备课功夫就不能肤浅，时常多了解行业动态信息，与企业建立较好地合作关系都是必不可少的。
课堂案例分析是一种常用的教学手段，在讲授工艺知识的时候，也可以联系很多与行业相关的热点新闻和事件，例如血铅事件、水稻镉污染等，虽然是污染事件，但在课堂上用反举例来启示学生，以后作为从事这行的专业人才，冶金工艺还需更进一步的改进，少发生直至杜绝发生这样的污染事件，引起学生追求技术进步的求知欲望，以及从事专业工作的社会责任感。学生有求知欲望的时候，教师顺势可以提供一些参考书籍、文章给学生, 让他们进行课外阅读, 并要求提交读书报告, 这种作法比单纯布置具体的作业题目更能促进学生学习的主动性, 更好地吸取知识，使学生成为教学主体。
2.2 实验教学改革
合理的实验设置不仅可以加深学生对理论知识的理解，还能培养学生动手能力、观察能力、分析和归纳推理能力，从而提高学生的综合能力。综合性实验的开设可以有效地激发学生的参与兴趣，提高学生的动手能力。
针对湿法冶金工艺来说，设置一个黄钾铁矾除铁实验，这个实验具有很重要的代表性，因为有色冶金提取过程中，提取过程的实质就是主元素不断与其它杂质元素分离的步骤。铁元素是所有有色金属矿物中最普遍存在的元素，因而分离铁是大多有色金属提取过程中不可绕过的环节，火法冶金采用添加辅料除铁造渣过程，湿法冶金中用得最成熟的除铁工艺是生成黄钾铁矾除铁方法；该实验还具有一定综合性，可以与冶金化学分析紧密联系在一起。通过常规定量滴定法分析测试法，可以测定出除铁前铁元素的量和除铁后残留铁含量等考察因素，都要求学生自己动手来进行操作。这样相对综合性的课程实验，既锻炼了学生的动手能力，又增加了学生对课程理论知识的理解。实验设置上的改革，激发了学生动手参与实验的兴趣，反过来调动了学生对课程知识求知的积极性。
2.3 考核方式改革
《有色金属冶金学》是一门考试课程, 传统作法都是进行闭卷考试。这种方法有一定的缺陷, 容易造成学生死记硬背, 一旦考试完后就将内容还给了老师, 甚至有小部分学生平时上课不听课, 不做笔记, 考试前将别人的笔记进行复印, 然后背熟, 照样得高分。专业知识是为了提高学生对所学知识的综合应用能力，将闭卷考试改为开卷考试，考题以综合应用型题为主，试题以论述题的模式设置，例如某类矿石中含有一定量的各类有价金属元素，试用所学过的知识设计一个提取分离有价金属元素的工艺流程，并对设计的流程步骤分别说明之。这种试题没有标准答案，完全是一种主观性发挥的答卷方式，通过如此方式的改革，能够锻炼学生对专业知识的灵活运用。这种考核方式运用后, 同学们普遍反映如下: 他们的学习主动性得到了提高；所学的知识点得到了综合的应用，不再是以前死记硬背的知识点，考完就忘记；对专业知识点的理解力得到了提高，专业知识掌握后信心也得到很好地提升。
3 设想和建议
3.1 实验课的加强
《有色金属冶金学》理论课课时占用较多，现有的实验课学时少, 只有10个学时, 加之以前实验设备少的限制, 学生一般只能作2～3个实验, 这对于学生理论联系实际不利。现在学校对新办专业支持力度较大，实验设备逐步在增多，因此可以适当增加实验课的学时，另外，针对冶金工程专业的学生，可以实施开放式实验室, 学生可以随时进实验室学习和工作，甚至可以参与教师的科研项目研究, 充分挖掘和发挥学生的创造潜能，也可大大提高学生的动手能力。
3.2 教学方式不断改进
随着计算机仿真技术的发展和推广应用，冶金过程仿真和三维动画模拟场景在教学过程的导入，学生对有色金属冶金学知识的理解能够更加直观和形象，例如电解铝工业现场的操作动画仿真，这些三维动画完全模拟工业现场场景，包括对主要设备构造、工艺步骤进行详细的分解，学生可以利用仿真软件模拟工业现场操作进行实训，经过一段时间的实训后，可以在仿真软件平台上操作并进行考核评比[2]。随着仿真软件技术不断升级和推广，各种金属冶金过程的仿真软件开发齐全后，对教学质量的提升非常有利，对学生理解理论知识、掌握工艺控制要点也是大有利处，包括部分课程实验、见识实习都可以用三维动画仿真软件所替代。
总之, 教改手段都是为了把学生培养成为具有高素质的人才，教师的任务除了传授知识, 还要更专注学生创新能力、运用知识能力的培养，只有这样培养出来的学生才能在充满竞争中立于不败之地。
参考文献
［1］李明照.有色金属冶金工艺[M].化学工业出版社,2010:75-90.
有色金属冶金技术范文4
关键词:冶金；自动化技术；现状；发展
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
随着电子信息技术及智能控制技术的快速发展，近年来，冶金电气自动化技术取得了很大进步，推动了钢铁、冶金产业的发展，为实现冶金行业的现代化，发挥了有效的促进作用。把握当前冶金电气自动化技术的发展形势，全面分析其发展现状，掌握其发展趋势，对于解决行业问题，推动我国冶金电气自动化技术的应用与发展，有着重要的现实意义。
一、自动化技术在冶金行业的发展
80年代左右，我国钢铁冶金行业还普遍采用单回路控制，一般控制设备都为常规仪表，控制水平简单。而在90年代以后，自动化技术开始在我国冶金行业中普及，大部分企业的控制装备方面都以PLC、DCS、FCS为主，控制水平可以达到准无人化水平。最近这几年，冶金行业自动化技术再一次升级，部分钢铁企业已经实现了全厂信息化，控制系统也更加优化了，出现了BPS/MES/PCS三级结构。自从我国加入WTO后，再加上金融危机的影响以及国际钢铁市场的持续低迷，钢铁冶金企业现今正面临着严峻的考验，所以为了适应全球冶金行业的大环境，为了我国冶金行业更好的发展，提升我国钢铁行业自动化技术的水平势在必行。
二、我国冶金工业的自动化现状
1.冶金工业的生产控制体系
在冶金工业的生产过程中，主要是由四大分级结构控制体系完成的，它们分别为:①O级是采集执行层，也就是传感器和执行器，主要是完成物理量的测量、执行控制命令②1级是基础自动化，集中控制生产工艺的过程。③2级是过程自动化，控制生产的优化④管理自动化，调节个程序之间的工作，使其分工合作。
2.我国冶金自动化技术的现状
随着21世纪的发展，我国的冶金自动化的程度得到了很大的提高，从冶金生产的各个工序现场可以随处可见自动化的设备，不仅有比较先进的单机操作系统，还有完善的集散式分布系统。目前我国的大型冶金企业都从国外引进了先进的自动化控制系统和设备，然后应用这些设备和技术，进行消化吸收和自我创新，改造出适合我国冶金企业的生产实际情况的设备，使我国的自动化水平己经赶上了国际的水平。但是发展是不断的，所以对我国的冶金工业的要求会越来越高，使得一些落后的技术和生产设备被淘汰，配备了很多新的自动化系统和单机自动化系统生产设备。
三、有色冶金行业未来发展及制约因素
我国虽然是目前世界上最大的有色金属产品生产国，但是国内有色金属矿产资源保证程度比较低，同时我国有色金属深加工产品和新材料开发水平与发达国家差距较大，短时期内难以实现大量出口，有色金属产品进出口贸易长期存在巨额逆差。来自中国有色金属协会的数据：2011年我国有色金属进出口贸易总额创历史新高，达到1607亿美元，同比增长28%，增幅比,十一五-期间的平均增幅高7.3%，全年进出口贸易逆差额为744亿美元，同比增长8%；2013年我国有色金属行业运行情况仍为不振，而影响行业的主要问题还是下游需求不旺，产能过剩，有色金属行业销售收入利润仅为3.56%，同比下滑了0.36%。有色行业未来在种类和质量两方面的发展都存在着很多制约因素。在产能增加方面，首先是资源缺乏的矛盾日益突出，例如按目前的消耗水平，现有冶金矿产资源将很难保证本世纪内生产的需求；其次，能源结构不合理，二次能源利用还很不充分，能耗高；第三，推行高效、低耗、优质、污染少的绿色清洁生产虽已有了初步成效，但从总体上看还处于初始阶段。在品种质量方面，首先是淘汰落后工艺装备的任务还未完成，流程的全面优化和工艺装备的进一步优化还受各种条件的制约，大型设备依赖进口。其次在新品种开发方面原创性自主创新不多，产品质量的技术保障体系尚需完善。
四、冶金自动化发展趋势
（一）过程控制系统的完善
虽然很多企业已经进行了过程系统控制,但是和世界先进技术水平相比,我国的冶金控制系统应用并不全面。冶金工程的工作流程已经可以采用比较新型的传感技术、光机电一体化技术、数据融合以及数据处理技术,除此之外,还有一些关键工艺技术,例如参数闭环控制、产品物流跟踪、能源的平衡控制以及环境控制和产品质量控制。实现冶金流程在线检测和监控系统,包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报,钢水纯净度检测和预报,钢坯和钢材温度、尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断,全线废气和烟尘的监测等。
（二）信息技术进一步得到发展应用
受市场影响，我国冶金产业面临着激烈的竞争，因此需要通过降低成本、提高质量，以获得竞争优势，提升核心竞争力。所以，信息技术必然会得到进一步地重视和加强，新技术的创新和应用愈加突出。在冶金企业的生产控制方面，为增强生产过程的安全性、稳定性和可靠性，智能仪表、模型技术、高性能控制器和集中管控将得到更加广泛应用。可以预见，在MES、ERP等系统继续应用的基础上，物流管理、商务智能、客户关系管理、供应链管理、电子商务等信息系统，未来将全面铺展，获得广泛应用。信息技术将变得无所不在。未来，云计算、物联网、虚拟化等技术的创新和应用，将为冶金企业信息和智能化管理提供有力的技术支撑。
（三）进一步提高智能化程度
在过去，电气自动化受限于电子化和机械化，新世纪以来计算机技术才被慢慢引入电气自动化程序并发展成为主导的。信息化和工业化的融合，还有待加强。这是节省劳动力，提高生产效率的需要。生产过程的信息化主导，有利于实现自动化和机械化，从而改善生产模式，提高生产质量。把电气自动化技术与计算机技术两者相融合，将进一步促进冶金生产过程自动化和机械化。特别是互联网技术的高速发展对于促进电气自动化的进一步发展发挥了十分关键的作用。我国冶金电气自动化技术发展，渐趋于将信息化和工业化相互深度融合，逐步淘汰落后生产方式，加强兼并重组，使得产业集中化提高，产业链游资源得到整合，工艺及管理水平不断提升，冶金企业向精细、集约化管理转变。
（四）能源管理控制一体化的构建
我们知道，冶金行业是一个耗费资源和能源较多的行业，耗费的这些能源和资源会严重阻碍到冶金工业的不断发展。当前，我们国家的冶金工业逐渐从粗放型的生产模式转化为精细型的生产模式，用耗费的能源和资源作为核定产能的标准在未来可能成为现实。因此，能源的节约与利用对冶金工业的发展有相当重要的意义。其中自动化技术在冶金工业中的广泛运用，可以为节能减耗、低碳减排做出很大的贡献。冶金行业的能源管理控制一体化的构建，要是只处于数据采集阶段的话，那么作用并不大，但这也是目前普遍存在的现象。根据冶金工业在能源管理控制方面的特点，也就是耗费大量的能源与资源以及在冶金生产过程中所产生的气体，我们将能源控制与管理的重点放在了建设能源控制与管理中心。能源控制与管理中心主要是以控制模型与管理模型的建立为基础。可以看出，能源控制与管理的工作重点是能源运用的合理化、二次能源运用得合理化、多种能源介质共同运行、转变过去的能源计算方式以及能源安全警告等内容。
结束语
随着我国经济发展,冶金自动化技术不断提高,但是和发达工业国家相比,在技术方面还存在很大差距,我国企业需要不断改进生产技术,提高生产效率,积极促进冶金自动化技术的发展。钢铁工业是我国的基础工业,关系到各行各业的生产,尤其是工业和建筑产业,没有钢铁就无法进行下一步具体工作。我国正处于社会主义建设高峰阶段,很多工业发展处于品质提升及转型阶段,今后对高品质钢铁的需求量会不断增加。然而目前市场高品质钢铁供应不足,高端品质种类较少,不能完全满足市场需求。所以,冶金自动化技术是推动钢铁产量和质量提高的主要渠道。我国冶金行业在今后的发展当中要不断吸收借鉴国外冶金自动化技术的发展,制定适合我国冶金自动化发展的目标,不断拓展我国工业的发展。
参考文献：
[1]曾波.自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势[J].山西冶金,2014,05:6。7+66.
有色金属冶金技术范文5
针对上述有色冶金企业安全工程中存在的众多安全问题，笔者认为当务之急是积极转变观念，利用现代科学技术，完善有色冶金企业安全设施。现阶段，一些现代科学技术在有色冶金安全工程中便发挥着重要作用。
（一）隔板式沉降室
有色冶金炉窑烟气收尘系统通常是受粗收尘与布袋收尘的共同作用，而粗收尘是对烟气中粗颗粒进行收集，但因为存在阻力损失大等问题，致使其不能全部将烟气拉过来，导致炉口冒烟严重，所以只起到一定的辅助收尘作用。而隔板式沉降室有独特的几何尺寸，能显著降低气流速度，促使粉尘受重力作用影响而沉降，从而在一定程度上降低尘毒危害。此外，水平隔板在沉降室的运用，还能对粉尘沉降高度进行减缩，极大提升除尘效率；也可辅以垂直挡板，促使沉降室内的气流出现折转流动，间接增加室内长度，从而发挥惯性除尘作用。且沉降装置有较小阻力，结构简单，容易进行维护。但是，值得注意的是，隔板式沉降室只能用于粗收尘，其优越性在面对粒径较粗的尘粒时才能得到最大发挥。
（二）烟气导向式双室熔炼炉
烟气导向式双室熔炼炉能有效解决传统反射炉排烟温度高、反射炉热效率低等问题，有着高效的节能保护、减少尘毒的作用。其结构包括：在熔炼炉中利用隔墙分隔成两个室，并留下适当的炉内烟气通道，在两个室内各设置一个加料口、烧嘴口、放渣口、液态金属放出口。其中放渣口和液态金属放出口能够根据不同的熔炼物料及工艺需求而设置成从一个口放出或分别放出。比如在对废铅酸蓄电池进行熔炼时，可从同一个口放出，渣铅分离在炉外的渣包内进行。炉顶两端分别设置烟道，将水冷闸板水平设置在烟道上，炉顶则是隔墙处最高向炉子两头倾斜的弧形拱顶。与传统反射炉相比，烟气导向式双室熔炼炉能最大限度将燃料产生的热量用到物料的熔炼中，还能有效减少排烟温度和烟气含尘量，降低烟气危害性，实现节能减排环保的要求。
（三）以太网
有色冶金工作中工序较为复杂，需使用腐蚀性较强的化学产品，因此有较大危害性。所以为实现有色冶金安全工程，就必须采用自动化技术来完成这些危害性高的工序。而以太网是全自动化的控制网络，能将各种类型网络化仪器仪表连接到工业计算机上，控制所有网络系统。以太网的应用，还能降低人工分析原材料铜矿石成分的步骤，而通过网络化实现这些分析，并能直接将检测结果传递到相关部门，还可以实现数据资源的共享，便于企业成员及客户随时查询。此外，以太网还能智能管理有色冶金质量、实时监测、故障诊断等，有着较高的应用价值，能有效提升生产效率和产品质量。另外，还能极大降低生产成本和劳动力成本，减少工作人员实际操作的危险，降低安全风险。因此我国有色冶金企业应该加大对科研人员的培养力度及资金投入，积极开发自动化技术，全面提升我国有色冶金工业自动化水平，实现安全工程，推动有色冶金企业健康和可持续发展。
（四）低温碱性熔炼
低温碱性熔炼是有色冶金工业中一种有效的清洁生产技术，有着金属直收率高、节能、环保、安全性高等特点。主要是混合含金属物料与碱性介质，在低于900℃的温度下熔炼，从而利用两性金属与碱的反应来分离金属。低温碱性熔炼既能处理二次资源，还能有效实施原生矿的冶炼，不管是从资源有限性，还是生态环境保护及安全工程上，都充分符合现代低碳环保安全发展的需要，在有色冶金安全生产中有着重大的意义。
二、结语
有色金属冶金技术范文6
关键词：稀氧燃烧技术；铜冶炼；应用
应用在各种熔炼以及精炼工艺的氧气在有色金属冶炼工艺中是不能缺少的工艺气体，而稀氧燃烧技术的使用对于冶炼企业完成耗能以及节能减排的目标已经成为一种成熟的低碳冶金的手段。回转式精炼炉是火法精炼厂中标准的精炼设备，各国的铜冶炼常已经成熟且广泛应用了拥有降耗节能优点的稀氧燃烧技术。
1概述
稀氧燃烧技术现今，吹炼的工艺以及铜熔炼、有色金属冶炼等都广泛运用氧气来控制烟尘排放以及对冶炼过程进行强化。被有色行业广泛使用的利用富氧助燃的稀氧燃烧技术具备低排量的烟气、高效的热效率、控制容易的炉内气氛以及更加快速的提问速度。
1.1稀氧燃烧技术原理分析以普通空气为助燃剂的传统燃烧技术应用于冶金行业的燃烧方法具备耗能高、烟气大、热效低的缺点，比如烟气在温度达到1400摄氏度左右的时候就可以将热量带走60%以上，这种方式是铜冶炼中不合理的方法。相对传统燃烧技术，稀氧燃烧技术的使用能够对热量的利用提高了效率，其就是将传统燃烧方式的空气摒弃，取而代之的是富氧作为助燃剂；不同喷嘴将富氧和燃料高速地射近高温的炉膛内，燃料与氧气经历了在炉膛内高速的搅动以及卷吸过程形成了一种稳定且均匀分布的火焰分布的加热体系。
1.2稀氧燃烧的组成装置控制系统、控制阀组、燃烧烧嘴组成了稀氧燃烧技术的装置；第一，重油管路以及氧气管路是在控制阀组管路上的；其中重油管路的入口出设计有过滤器，重油需要被过滤之后进入油枪，其中分别会经过过七动切断法、流量计以及流量调节阀。第二，单通道雾化氧气的氧枪、喷射重油的油枪以及压缩空气的烧嘴砖构成了稀氧燃烧烧嘴；和常规空气火焰的烧嘴相比，传热的均匀性以及火焰峰值温度的不高并且能够具有均匀的燃烧火焰的特点是稀氧燃烧烧嘴的主要特点，主要的效果是能够控制热点的产生。第三，控制系统的作用就是对进入燃烧控制阀组的氧气根据系统所需要来控制其进入氧枪以及中心油枪；自动控制的燃烧系统使得人机界面对所有的燃烧过程有关工艺的参数可以调节。铜冶炼过程中的氧流量会在铜精炼炉的不同工作阶段能够自动按比例来对重油的流量进行跟踪。
2稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用
稀氧燃烧技术的时候以后，拥有了简单的操作，以及能够有效避免由于煤气燃烧引起的安全隐患；同时也提高了单位时间内处理冷态粗铜锭的能力。具体表现在利用稀氧燃烧烧嘴来代替回转式的精炼炉的传统烧嘴，并且使用以柴油或者天然气作为主燃料的双燃料系统，这样能够提高燃烧的效率以及作业过程中的安全性。其中，莱克斯的稀氧燃烧技术被广泛应用在金属熔炼炉和金属加热的作业中，而重点的烧嘴具备几个特点：一是能够将燃料的消耗降低将近50%；二是热效率在作业的过程达到70%左右，并且强化了传热和传热的控制。而相对空气的燃烧只是在20%到30%之间而已；三是提升加热的效率以及使物料熔化的比率，并且能够有效加快物料熔化和加热的速度[1]。
2.1提高铜的回收率传统燃烧方式是利用空气来助燃的，由于大量不是助燃的气体进入燃烧的炉膛的烟气废弃内，对烟气的浓度进行稀释，必须经过脱硫塔的洗涤之后的烟气才能够达标进行排放。以富氧为助燃剂的稀氧技术应用之后，明显减少了烟气量，而高速的运转燃烧中会挺高单位时间内烟尘浓度。应用稀氧燃烧技术的布袋收尘系统拥有不少优点：第一，不仅能够缓解洗涤塔面对烟气含尘量脱硫时候的压力、确保环保标准排放的达标，而且能够对烟尘内的铜进行回收效率的提高，从而对于精炼系统内铜的总回收率也进行的提升。第二，相对传统燃烧模式在被洗涤后剩余的含有1%-2%铜的石膏渣只能作为弃渣而难以回收，但是在稀氧燃烧技术的基础上，经过布袋收尘系统的石膏渣内只含有0.1%-0.4%的铜，使得回收铜的效率得到很大的提高[2]。
2.2解决燃烧过程中的安全隐患铜冶炼的生产过程中对于传统烧嘴在利用煤气燃烧的时候，还会利用柴油进行辅助燃烧；这种方式在整个生产过程，就会因为操作不慎的原因导致管道内，特别是弯管的地方有煤焦油记忆大量的冷凝水的存在。所以，必须要对暂停精炼炉的作业来进行疏通的工作；然而对于堵塞的疏通工作，耗费时间且程度上的繁琐姑且不说，如果管道里煤气的置换没有彻底，会存在不可挽回的安全隐患；管道内的少量煤气因为没有置换干净，会外泄出来令工作人员中毒甚至在接触明火导致爆炸事件的发生。稀氧燃烧技术应用在铜冶炼的优势这时候就能够看到了，主要以天然气或者柴油的主要燃料在稀氧烧嘴的应用，而较小孔径的燃料以及较大燃料供给的压力是其技术使用的特点。只要工作人员需要精心的维护燃料、设备以及使用过程，就避免对烧嘴孔的清理堵塞的工作，就更不用担心会发生类似传统燃烧系统中在堵塞情况下发生的祸事；所以，利用稀氧燃烧技术之后，对于有效作业的时间得到了提高以及更加连续化的生产过程降低了操作工的劳动强度。
2.3提高处理物料的能力铜冶炼的过程中，在传统的燃烧方式过程中，熔化冷态粗铜锭的速度是每小时3.75吨；对比在稀氧燃烧技术运用的生产过程中，该速度能够提高到每小时熔化7.5吨的冷态粗铜锭，而单炉期的作业速度也能够从原先的一天提高到16小时的程度，如此整个作业的成本得到了降低以及提高了有效的生产率。有关数据部门统计，与传统煤气的燃烧模式相比，使用稀氧燃烧技术每年能够为铜冶炼厂节约将近一半的能耗，节约的能耗价值将近750万元。
2.4保证能源供给的稳定性稀氧燃烧技术的使用过程中，既能够使用天然气燃烧又可以燃烧柴油的双燃料燃烧系统是铜冶炼中能源稳定供给的保证，这种使用模式是我国独特拥有的模式，是根据安全性、地理性的基础上进行考虑的。我国幅员辽阔且地理位置各异，如果在天然气的使用受限的一些地区，就能够在铜冶炼作业过程中利用双燃料燃烧系统进行柴油燃烧模式的切换。
3结语
可持续发展一直是我国经济建设中坚持的伟大战略，是确保国家长久发展的保证。在有色冶金的过程中氧气拥有不可代替的重要角色，环保意识在大众内心逐渐受到重视以及不断发展的有色冶金技术促使了稀氧燃烧技术在各种冶金过程得到了成功运用。所以，稀氧燃烧技术是目前在铜冶炼中的一种节能、减排、环保的有效方法。
参考文献：
[1]任晓雪.稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用[A].中国有色金属学会冶金设备学术委员会、中国有色金属学会重有色金属冶金学术委员会.第九届全国有色金属工业冶炼烟气治理专利技术推广及三废无害化处置研发技术研讨会论文集[C].中国有色金属学会冶金设备学术委员会、中国有色金属学会重有色金属冶金学术委员会,2012:5.
