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工业冶炼金属的方法范文1
关键词：有色冶金 废渣 有价金属 回收技术
中图分类号：TF8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0095-02
随着我国经济的发展，能源紧缺问题也日益突出。当前，我国经济发展已经面临着严重的能源紧缺问题。金属资源作为我国当前社会发展中的一种重要资源，金属资源的需求量正在与日俱增，然而在当前社会发展形势下，受计划经济的影响，依然采用粗放型的经济增长方式，进而造成许多金属资源得不到合理的利用，存在浪费严重、利用不合理等问题。在这个经济快速发展的社会环境下，实现经济的可持续发展，发展节约型经济已成为我国现代社会发展的主要内容，为了更好地满足我国现代社会发展的需求，针对有色冶金废渣中的有价金属进行回收有着重要的意义。
1 我国有色冶金废渣现状
随着我国工业的发展，对金属量的需求不断增加，我国为了更好地满足我国工业发展的需求，近年来，不断加大金属冶炼规模，为我国现代社会对金属资源的需求提供了保障。然而在我国当前社会发展形势下，受计划经济的影响，我国依然采用粗放型的经济增长方式，以至于金属冶炼行业中，存在着金属利用效率低、浪费严重等问题，不利于我国经济的可持续发展。据相关数据统计显示，我国有色冶炼金属废渣为1500万t，冶金废渣总量非常大，在这些冶金废渣总量中，含金属成分较大（如表1），且可以被利用。通过我国当前一些冶炼金属废渣中的金属含量中可以看出，许多有色金属含量较大，如果这些废渣被随便处理掉，就会造成巨大的浪费和损失。就我国当前社会发展形势而言，我国多有色金属的需求不断增加，而我国有色金属生产厂较少，如果将这些冶炼废渣中的有色金属进行回收将会给我社会发展提供更多的能源需求，创造更多的经济价值，促进我国经济的可持续发展。
2 有色冶金废渣中有价金属回收的意义
当前社会发展形势下，我国能源紧缺问题日益突出，而金属资源作为我国现代社会发展的一种重要资源，其作用和价值日益突出。我国当前有色冶金废渣总量大，这些废渣中的有价金属含量多，如果将这些有色冶炼废渣随机处理掉不仅会造成能源的浪费，同时还会给环境造成一定的危害。随着我国可持续发展战略的实施，加大循环经济的发展，加大资源的再生利用，发展节约经济已成为我国当代社会发展的主要内容。针对我国当前有色冶金废渣中的有价金属，加大这些有价金属的回收利用有着重要的意义。首先，我国经济发展对金属资源的需求不断增加，对有色冶金废渣中的有价金属进行回收可以从根本上解决我国的能源紧缺问题，不断满足我国经济及社会发展的需要，实现可持续发展。其次，保护环境。这些有色冶金废渣中的许多金属如果被排放到环境中，会对环境造成污染，为此，对有色冶金废渣中的有价金属进行回收可以减少对环境的危害，有效地保护环境质量。当前社会发展形势下，大力回收有色冶金废渣中的有价金属不仅是可持续发展战略的内在要求，同样也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求，更是开拓新的经济增长领域、促进经济转型的重要选择。
3 有色冶金废渣中的有价金属回收技术
3.1 溶剂浸出技术
溶剂浸出技术属于一种化学方法，主要是将有色冶金废渣加入液体溶剂，让有色冶金废渣中的有价金属溶解于液体溶剂，进而浸出有用的金属[1]。例如，利用盐酸浸出有色冶金废渣中的铜金属，在废渣中浸出二氧化钛等。
3.2 离子交换法
离子交换法作为一种主要的净化技术，在当前有色冶金废渣中利用离子交换法可以提高有价金属回收效率[2]。离子交换法中，XFS4195树脂和EDTA-DTPA-壳聚糖是许多金属（如Cu、Ni等）离子的良好吸附剂，XFS4195树脂Cu>>Ni（I）>>Co（II）>Zn（II）>>Al（III）；EDTA-DTPA-壳聚糖Cu（II）>Ni（II）>>Co（II）=Zn（II）>>Al（III）。而离子交换剂无毒、易再生、不挥发，环境污染轻微，用于有色冶炼废渣中有着显著的作用。
3.3 沉淀法
沉淀法属于一种化学制备方法，沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加入适当的沉淀剂，经过化学反应后，再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒[3]。在有色冶炼废渣中，利用沉淀剂对废渣中的Fe、Al、Mn等金属元素进行沉淀，通过控制温度和pH，沉淀出Fe和Al离子。
3.4 磁流体分选技术
磁流体分选技术术语一种物理技术，它是利用某种能够在磁场作用下磁化的现象，选取中索要分选的对象[4]。在有色冶炼废渣中，许多有色金属在磁场环境下都能产生磁化现象，产生吸力或者斥力，利用磁流体分选技术，可以有效地提高有色冶金废渣中有色金属的回收效率，如，将经过筛分或风力分选及磁选后的富含铝的垃圾放人水池中，通过调整水溶液的密度，使铝浮出水面，而其他物质仍沉在池底。这是最常用的铝回收法。
3.5 电场分选
作为金属，首先它自身属于一种导体，在电力作用下，它能够产生电场，不同的金属在导电后的都会产生属于自己的运动轨迹，利用电场分选，对有色冶炼废渣进行分选，按照各种金属的运动轨迹来进行提炼、分离，达到废渣中有价金属回收的目的[5]。
3.6 电积法
用电积法制取金属是湿法冶金法的最后一道工序。文献[1]的反萃母液适于使Zn沉积在铝阴极上，使用锌电积槽标准条件，获得超纯金属锌[6]。用HCl浸出电弧炉烟尘并用置换沉淀法净化的溶液进行电解。阴极电流密度为300～2000Am-2，能耗为2.7～4.9Kwh/kg Zn，电流效率高，HCl损失
4 结语
近年来，我国工业规模不断扩大，对有色金属资源的需求不断加大，使得我国有色金属资源面临着较为严峻的局面。同时，我国现代有色冶金行业中，受粗放型经济增长方式的影响，有色冶金效率低，资源利用不高。在我国有色冶金行业中，有色冶金废渣总量，有色冶金废渣金属含量较大，且这些金属可以被回收利用。在发展社会主义现代化事业过程中，发展节约经济，提高资源利用效率，走可持续化发展道路已成为我国现代社会发展的主要内容。面对我国紧张的能源问题，加大有色冶炼金属废渣中的有价金属的回收利用既是我国现代社会发展的内在要求，也是我国实现经济的可持续发展的内在要求，加大有价金属回收技术的应用，加大有色冶金废渣中有价金属的回收利用，不仅可以为我国现代社会发展提供充足的能源需求，同时也是对我国环境保护的一种重要途径，有着重要的作用和意义。
参考文献
[1] 黄灿，向楷雄.有色冶金废渣回收技术的现状和未来趋势[J].科技与创新，2014（23）：6，8.
[2] 吴越，裴锋，贾路，等.废旧锂离子电池中有价金属的回收技术进展[J].稀有金属，2013（2）：320-329.
[3] 姚芝茂，赵丽娜，徐成.锌冶炼工业有价金属回收潜力与现状分析[J].中国有色冶金，2011（1）：49-54.
[4] 陈进利，吴勇生.有色冶金废渣综合利用现状及发展趋势[J].中国资源综合利用，2008（10）：22-25.
工业冶炼金属的方法范文2
关键词：有色冶金；废渣；有价金属；回收
中图分类号：X758 文献标识码：A
金属是我们工业生产与生活中所必须的重要资源，随着社会的发展我们对金属的需求量越来越高，但是金属作为一种有限资源，目前已经出现短缺的态势。为保证我国金属资源利用的可持续性，必须要从有色冶金废渣中有效回收有价金属，做好资源的重复利用工作，发展绿色循环经济。通过回收废渣中的有价金属，确保金属资源的合理利用，与此同时降低有色金属废渣的污染，推动经济的健康可持续发展。
一、有色冶金废渣中的有价金属
有价金属属于有色冶金废渣中的一部分，金属冶炼单位要重点关注有价金属的回收，提高冶金废渣的处理效率，以免浪费过多的有价金属。
1有色冶金废渣
有色金属是冶炼行业的主要资源，其在冶炼的过程中会产生较多含有金属的废渣，而且有价金属的种类丰富，如：铅渣、锌渣等，如果不采用回收利用，即会造成很严重的金属资源浪费，部分有价金属随着冶金废渣的排放，直接作为废物处理，无法得到再次利用，对金属资源开采造成一定的压力。有色金属废渣在金属冶炼中占有很大的比重，已成为冶金处理的一项重点。
2有色冶金废渣中的有价金属
此类有价金属是指包含在冶金废渣中的物质，有色冶金主金属以外的金属资源。有价金属并不是需要冶炼的主金属，但是具有回收利用的价值，所以冶金行业需要针对此类有价金属，采取回收利用，降低有色冶金过程中的资源消耗。
二、有色冶金废渣中有价金属的回收
有价金属在有色冶金废渣的回收中必须要采用科学合理的回收技术，提高回收效率，目前，比较常见的有价金属回收途径主要包括：火法冶炼、湿法冶炼及选冶技术三类。
1火法冶炼
火法冶炼对有价金属的回收主要是依靠高温条件实现提炼。火法冶炼的提炼方式比较简单，没有复杂的工艺。首先有色冶金废渣需要经过蒸压等措施，大概提取含有有价金属的物质，重复焙烧；然后采取电炉还原的方式，即可得到有价金属的合金；最后根据合金的状态，选择对应的浸出萃取方式，待溶液沉淀后，获取精度很高的有价金属。目前，随着有价金属回收的发展，火法冶炼处于相对的弱势地位，因为火法冶炼消耗的能源比较多，所以其在回收技术中处于发展缓慢的状态。
2湿法冶炼
有价金属湿法冶炼的条件主要是通过一系列的化学反应。湿法冶炼以有色金属废渣为处理对象，采用酸碱化学反应、电化学反应等多项途径，保障有价金属回收的效益。湿法冶炼并不能适用于所有的有价金属，具有一定的选择性，湿法冶炼常用于难熔化的有色金属废渣中，如镍-钴，因此，有色冶金废渣回收有价金属时，需要有针对性的选择湿法冶炼。有价金属在有色冶金废渣中的含量基本不同，湿法冶炼的过程中，提前采用氧化的方式，促使除有价金属以外的物质能够挥发，避免影响回收的效果。以粗铜冶金的废渣为例，该废渣中含有丰富的有价金属，如铜、锌，此类有价金属的回收，不能重新进行炉内冶金，以免影响有价金属的回收效果，因此只能采用湿法冶炼，先对冶金废渣实行充分的水浸，沉淀废渣内的不溶物质，促使铜、锌可以溶入水分中，便于回收，除此以外，还可将铜过滤出去，获取成品硫酸锌，完成有价金属的成品回收。
3选冶技术
选冶技术在含量较少的有色冶金废渣中，具有较广泛的应用。部分有色冶金废渣中的有价金属含量少，如果采用其他回收技术，并不会取得高回收率，所以采用选冶技术回收有价金属。有价金属具有自身物理和化学特性，一般根据各类特性，合理的安排选冶回收。例如，某有色金属冶炼后产生的废渣，其中含有金、银、铁等有价金属，经过选冶技术后，比较明显的回收是铁精矿，而且回收的效率高达56.68%，具有很高的利用效率。近几年，选冶技术在有色金属废渣中回收利用的效益比较高，提升了有价金属的回收水平，有利于有价金属的资源应用。
三、有色冶金废渣中的金属制取
有色冶金废渣中的有价金属回收，还包括金属制取的工艺，此类工艺用于提炼金属，金属制取的方法主要分为电解法和联用技术两类。
1电解法
电解法是有价金属提取的核心，用于精炼废渣中的金属，而且电解法也能与回收技术相连，完善有价金属的回收。电解法在湿法冶炼中的最终环节，发挥电解的作用，电解有价金属溶解，由于电解法电极产生的电流效益好，密度可达1000A/m?以上，所以不会消耗太多的能量，体现高效率的电解回收，电解液盐酸基本不会发生损失，是有价金属回收中经常用到的方法。电解法在有价金属回收中能够得到纯净的金属物质，常用于有色冶金废渣的处理中，能够有效避免造成金属资源浪费。
2联用技术
有色冶金废渣中的金属种类多，废渣中含有不同特性的有价金属，其在回收过程中具有不同的物理表现和化学表现。因为废渣中有价金属的多样性表现，所以采用单一的回收技术，只能对一类有价金属产生作用，而利用联用技术则可以实现不同有价金属的回收，提高回收效率降低能源消耗，减缓资源开采利用压力。
结语
回收有色冶金废渣中的有价金属对社会经济发展及环境保护都是有利而无害的，对我国可持续发展战略的实行具有重要意义。有价金属的回收不仅提高了金属资源的利用效率，同时是对我国有色冶金行业发展的良好引导。但是关于回收技术还需要专业技术人员不断的研究、开发创新技术，降低回收成本的投入，利用更先进的技术提高回收效率，推进我国社会经济的健康可持续发展。
参考文献
工业冶炼金属的方法范文3
关键词：认知发展 教材素材 发现学习法
学校教育的目的是促进学生发展 ，而教学是促进学生认知发展的重要途径。因此 ，促进学生认知发展是化学教学目标之一。按照现代认知心理学派观点 ，学生的认知发展就是形成一个认识上、态度上、动机上和能力上有意义的、并相互关联 ，结构越来越完善的认知结构。在学科层面上 ，教材知识结构和教学方式、方法对学生形成认知结构具有关键作用。
高中化学必修课程中化学知识的逻辑性和系统性有所弱化，联系社会的知识和知识的应用相对较强。而为了提高学生的科学探究能力，对培养学生科学方法的要求则没有放松，在认识化学科学的主题下就有“认识实验、假说、模型、比较、分类等科学方法对化学研究的作用”的明确要求。知识是能力和方法的支架，知识的掌握对能力和方法的形成具有促进作用。为此“知识弱化了，怎样培养能力和方法”的问题摆在了我们面前，是教教材还是用教材，如何最大限度地发挥教材的作用，是我们高中化学教师值得探讨的问题。
以高中化学必修二第四章化学与自然资源的开发利用为例，纵观整个高中化学课程，在选修三，四，五课程中这部分内容没有再深入涉及，但在整个高中化学课程又占有举足轻重的作用，教师往往因为安排不当，对必修二处理重前轻后，对本章的处理过于轻率，匆匆而过，如何用好本章教材，构建学生认知结构，促进学生认知发展，谈谈我的一些教学实践。
一、树立一种思想――绿色化学思想
环境保护是人类可持续发展所面临的一个重大课题。本章教材主要使学生了解化学在环境保护工作中所发挥重要作用的三个主要领域，即环境情况的监测、三废的治理以及寻找源头治理环境污染的生产工艺（绿色化学）等。利用教材101页“思考与交流”活动，学生查阅资料交流汇报，认识含硫、氮氧化物形成酸雨及其化学控制的原理，分析水华、赤潮等水体污染的成因，联系现阶段环境问题，如雾霾的成因和控制，让学生学有所用。从环境保护的角度，讨论在化学实验中应该注意什么问题等等，归纳绿色化学的内涵――5R，即减量，重复使用，回收再生拒用，利用102页“思考与交流”活动让学生通过计算体会绿色化学对化学、化工提出的新挑战，让绿色化学思想贯穿化学体系。
二、做好两个实验――铝热实验和海带中碘的提取
“承前启后”在这两个实验中表现彻底，如学生已经具备的化学基本原理和基础知识，如①氧化还原反应原理及其应用，②金属活动性顺序，③典型非金属元素──卤素及其化合物之间的化学转化；化学实验基本操作──蒸馏、萃取；作为高中必修模块结尾的实验，对于学生总结复习，对将要选择的选修模块动手实践都很重要。
三、实践三个归纳――金属的冶炼，海水的资源的利用，化石燃料的利用
1.利用课本89页表4-1常见金属的冶炼原理从熟悉的化学方程入手，减少陌生感再用多媒体展示多种金属矿物及当代矿物开发水平，展示从金属矿石中提炼金属的步骤，让学生身临其境，最后引导学生回顾所学有关金属制备的知识，由具体到一般进行归纳总结，造成表格――金属的活动顺序与金属冶炼的关系、强调几种常用金属冶炼方法。
引导学生得出结论：金属活动性序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。
2.利用课本92页图4-5海水综和利用联合工业体系作导航图，搜集海水资源开发资料，小组汇报 ，结合化学原理和实验操作相互评价，研讨，强调90页图4-3海水蒸馏原理示意图，复习蒸馏原理及操作；利用91页资料卡片海水提溴体会化学元素及化合物知识在化工生产中的具体应用。
3.利用96页图4-6原油的分馏及裂化的产品和用途示意图体会为了提高石油的利用率，应当将石油中的各种成分进行一定程度的分离，学生思考对于互溶的液体混合物应当如何分离？归纳石油分馏原理，各种石油馏分的用途，比较石油裂化和裂解。
学习是一个主动地形成认知结构的过程。认知结构是指一种反映事物之间稳定联（关）系或者规律的内部认识系统。一是学习过程中就是学习者主动在认知结构方面从就旧到新的过程，包括三种几乎同时发生的环节，即新知识的获得、转化和评价。二是强调对学科的基本结构的学习。知识是具有层次的结构，可以通过类目及其编码系统表现出来，教师通过提供的编码系统越好，越容易被学生理解和迁移。第三通过主动发现形成认知结构，提倡发现学习法。教学一方面要考虑现有知识结构、教材结构，另一方面要重视人的主动性和学习的内在动机；因此，采用发现学习法，特点是关心学习过程胜于关心学习结果，让学生主动去探索和发现；从而，挖掘智慧的潜力。教学的实效性是指在教学中，教师通过一定教学方法，帮助学生在知识技能、过程方法和情感态度等方面实现协调发展；也就是说，通过教学活动，使学生在态度上从不积极到积极，从不感兴趣到感兴趣；在认知上从不懂不会到既懂又会。
工业冶炼金属的方法范文4
随着我国经济的不断发展，一些工业企业也随之不断发展，它所产生的有害气体越来越多。在很多工业企业的生产过程中，势必会排放很多工业气体，而这些气体因为多含有的有害物质且不易在空气中消散，对我们的生活环境造成了严重危害。所以，文章对于如何治理现今的工业技术污染问题进行了详细的分析，在一定程度上对工业污染问题的治理提供良好的借鉴意义。
1 工业废气污染的种类及成因
社会上的工业生产种类繁多，对空气污染较为严重的是石油及与之相似的工业品种，这些工业行业在生产过程中会排出大量的有害气体，这些气体的有害物质在空气中无法分解，对空气造成了非常大的危害。而其中污染物主要包括两种：第一、固体颗粒污染物;第二、气体污染物。
1.1 固体颗粒粉尘污染物
固体污染物是空气污染物中比较常见的一种，除了被称为固体颗粒污染物外，它还有另外一种名称叫溶胶性污染物。顾名思义，颗粒污染物一般指的是大气中的固体或液体颗粒状的污染物。这些污染物主要来自化工厂、水泥厂及锅炉厂等这些地方所产生的废气污染。大部分是因为在这些工业企业的生产过程中，都需要烧煤等矿物质来完成生产，而在燃烧过程中，在很多时候燃烧物燃烧的并不彻底，随后被排放到空气中，其中所存有的不溶于大气的颗粒物就对空气造成了非常大的污染。
1.2 气体污染物
社会经济的不断发展推动着工业企业的不断发展，在现今工业企业的生产过程中，所排出的大气污染物对环境造成的大气污染问题越来越突出。其中主要包括以下几种污染物：
(1)含氮有机气体污染物。在我们的日常生活中，和汽车相类似的一些机械产品燃料的燃烧也会对空气造成污染。现代社会经济发展的越来越好，汽车作为一种新型、便利的交通工具被广泛使用，但同时也对环境造成了一定的污染，现今，绝大多数的汽车仍需要燃料的燃烧，才能进行工作。但在汽车燃料的燃烧过程中，会产生大量含氮有机气体污染物，对这些气体在燃料燃烧过程中被排放进大气中，使得空气中的含氮有机污染物不断增多，不利于空气的循环，对空气的正常循环结构造成了严重破坏。
(2)含硫气体污染物。含硫污染物是大气污染物中并不经常见得一种。它主要是由工业企业冶炼金属所产生的，是由有金属气体在冶炼的高温环境下产生的。这种污染物还能与空气中的水汽相结合，发生反应后所产生的物质就是我们所说的酸雨。酸雨除了对物体具有腐蚀作用外，同时也对人的身体健康有所危害，使人在酸雨的环境下产生呼吸系统的疾病。
(3)碳氢有机气体污染物。碳氢化合物统称烃类，是指由碳和氢两种原子组成的各种有机化合物，碳氢化合物主要来自天然源。其中主要包括四种污染：烷烃、烯烃、芳香烃、含氧烃。日常生活中，虽然人们还没有感受到它对人们生活的不良影响，但是它在不知不觉中已经对人们造成了危害，这一气体的排放，对空气中的臭氧层造成了严重的破坏，使太阳所发出的紫外线强度大大增加。不仅对社会环境造成了破坏，同时也严重危害人们的身体健康，增加了皮肤癌的患病几率。之前有研究表明，氟物质的使用过量对环境造成了很多的不良影响，因此，我们应该减少氟物质的使用量，对自己负责，对环境负责。
2 促进工业废气污染治理技术的应用和发展的策略
2.1 突出大气污染治理的重点
应该加大对空气污染的治理问题，这要从空气污染的主要源头工业行业抓起。对于工业污染问题的治理，只靠个人是不够的，政府必须加大对污染企业的管理力度，制定有效、合理的整治措施，对空气污染比较严重的非法型企业，政府应该予以取缔，空气污染问题在很大程度上已经对人们的日常生活产生了严重的不良影响，所以这就要求政府相关部门把治理好空气污染问题当成重中之重。对于空气污染治理的问题已经迫在眉睫，对于如何治理的策略性建议，每一个公民都应该参与进来，出谋划策，为空气污染的有效治理出一份力，同时结合政府的有效政策，使人民对保护环境的认识上升到一个新层面。团结统一，使空气的治理问题能够高效完成。
2.2 不断革新工业废气污染治理技术
对于工业废气的治理，为了减少排放气体的污染物质，相关部门已经推出了多种污染气体排放之前所能进行的有效处理方法，其中主要包括活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种处理方法。除以上方法之外，废气处理塔采用多重废气吸附过滤净化系统，工业废气处理设计周密、层层净化过滤废气，效果较好。但是相关的治理技术在在治理空气的过程中，还存在比较大的缺陷，这就要求我们在空气的治理的过新程中，不断实践、不断改良，不断推动着治理技术的革新，是全社会人民团结起来，钻研治理空气污染的新技术，从而使空气污染的治理上升到一个新高度。
2.3 注重政策的引导和环保宣传力度
对于空气的污染，很多都是传统的工业企业造成的，对于空气污染的治理，需要耗费大量的生产资金，有很多小企业因为资金不足，为了节约成本，对于空气造成污染的问题企业给予了置之不理得态度。在这问题上，政府应该加强对这一问题的宣传，使群众的环保意识得以有效提高，在今后环境的保护的实践中增加人民的自主意识。由于一些企业资金不足，无法完成本企业对所排放的污染气体的治理，这就要求政府对这样的企业给予一些资金上的支持，有了充足的资金，企业的污染治理才能有效进行。同时，政府还应该建立健全相应的法律法规，运用法律的手段强制企业进行气体污染物的处理。对于对空气治理问题置之不理的企业，政府应该进行通报批评，且根据企业所存在的问题，提出合理的治理方案，同时要求企业必须按照要求完成，否则就会得到更加严厉的惩处。
3 结束语
文章主要论述了工业废气污染严重的主要原因，并通过详细的分析提出了相应的治理建议，在文章的论述中，我们不难发现，空气污染的主要源头就是工业企业，所以工业企业在治理废气污染的问题上有着不可推卸的责任，企业必须要履行对于保护环境应尽的义务。另外，个人在也要加强自己的环保意识，监督好自己的同时也能对别人实行监督，团结一致，为保护环境出一份力，共同构建和谐、健康、美好的社会环境。
作者：杨伟鹏 来源：科技创新与应用 2016年20期
工业冶炼金属的方法范文5
关键词：材料专业；普通化学；绪论课；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0134-02
普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生，学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性，以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系，从而激发他们学习化学的兴趣，调动他们学习的积极性，是普通化学教学过程中面临的首要课题。
绪论课是普通化学课堂教学的第一课，在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1，2]。对于材料专业的学生来说，最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用，增加学生学习化学的兴趣，激发学生的学习热情。近几年，笔者通过对绪论课内容的不断更新完善，以及对多媒体课件的精心设计，使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性，取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。
一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史，增强学生的专业自豪感和自信心
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造，都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此，可以说，没有半导体材料，就不可能有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代，国际竞争日趋激烈，各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。
通过一个个生动鲜明的事例，让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用，增加他们对自己所学专业的自豪感；通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景，激发学生学习材料科学的兴趣。同时，结合笔者的科研经历、科研体会，讲述一些新型材料设计合成的案例，激发学生的求知欲，增强学生的自信心。
二、介绍化学发展史，激发学生的学习兴趣，培养学生正确的价值观
人类化学知识的获得，是从认识自然现象开始的：动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火，不仅增进了健康，发展了智力，而且利用火能产生各种化学反应这个特点，开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下，使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品，改进农耕工具，而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞，住进了砖瓦房，并用陶制农具开展农业生产。同时，人们从烧陶工艺中掌握了高温技术，并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜；但纯铜质地较软，不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅，可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外，人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳，还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用，带动了农业和手工业的发展。这样，随着冶金技术的不断进步，生产工具的不断革新，在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。
此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到，但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验，发明了大批实验器具，制造出很多化学药剂，记录了大量的实验方法，写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作，开创了化学学科的先河。与此同时，人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说，人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化，逐渐形成了完整的化学体系，化学才真正成为一门科学。
到了19世纪末，随着X射线和电子的发现，人们对物质结构的认识逐渐深入，打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后，随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出，标志着现代化学的兴起；薛定谔方程的建立，更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘；而在量子力学基础上发展起来的化学键理论，使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍，使学生丰富化学历史知识，了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用，由此激发学生学习普通化学的兴趣，为以后的专业课学习打下坚实的基础。
除了激发学习兴趣，化学史的讲授还可以给人以智慧，即尊重事实、追求真理的科学情感和态度，百折不回、锲而不舍的科学品德和情操，勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养，描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度，锲而不舍、持之以恒的拼搏精神，对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用，更为重要的是，在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质，以及正确的人生观和价值观[5]。
三、阐明材料专业只有以化学为基础，方能引领科技的发展，进一步激发学生的学习热情
材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础，是现代化革命的先导，人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今，材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等，制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力，增强经济实力，甚至是强化军事优势的重要手段。
当前，化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用。化学首先是基础的核心科学，它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质，提供分析手段，还可以预测、裁剪、设计分子，揭示物质结构、性质和功能之间的关系；其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用，化学研究不仅带动了其他学科的过程研究（工业、农业、环保、能源），而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计，只有以化学为基础，才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识，使学生了解材料与化学之间的密切联系，提高学生对学习化学重要性的认识，激发学生学习化学的热情，为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。
四、多种教学手段的综合运用，进一步改善教学效果
兴趣是学好知识的基础和保障，也是学生学习的源动力。为吸引注意力，提高兴趣，在课堂教学中，笔者运用多种教学技巧提高教学质量，改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果，根据绪论课的特点，结合学生的专业特色，通过精心设计，恰当使用图片、文字、声音、动画等形式，充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势，创造生动的教学氛围，增强趣味性，激发学习兴趣，达到最佳教学效果。其次，通过查阅相关历史及文献资料，以材料知识为主线，以化学知识为背景，通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一，激发学生的学习热情。最后，结合自己的科研方向和研究成果，讲授材料领域的前沿学科进展，让学生产生共鸣，拉近师生间的距离，提高他们学习的主动性。总之，通过多种教学技巧的运用，增加课堂表现力和感染力，从而有效地激发学生的兴趣。
普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程，是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才，激发学生的求知欲，增强学生的自信心，培养学生正确的人生观和价值观，做好绪论课教学，至关重要。俗话说，“良好的开端是成功的一半”，“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验，讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实，集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课，不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣，还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。
参考文献：
[1]周春生，王书民.论无机化学绪论课教学的加强与改进[J].商洛学院学报，2013，27（6）：25-27.
[2]王淑涛.上好绪论课，培养大学化学的学习兴趣[J].广州化工，2010，38（4）：247-249.
[3]张艺，雷艳虹.绪论课对大学化学课堂教学的重要性[J].保山师专学报，2006，25（2）：29-30.
工业冶炼金属的方法范文6
关键词:选矿技术 设备 磁选 设备保养
随着经济的不断发展,各制造行业对钢铁的需求量越来越大,随之而来的是我国的钢铁企业对铁矿石的需求越来越大。但是我国的现状是矿山生产不能满足钢铁企业的需求,且我国的铁矿资源正在逐渐减少,我国每年都需要从国外进口大量的铁矿石。面对这种现状就需要我国加紧对选矿技术及设备的研究,提高铁矿石的供给量。选矿技术和选矿设备二者是相辅相成的,在研究中既要注重选矿技术的研究,也要重视选矿设备的开发和保养维护。
1、选矿技术和设备的进展
随着钢铁工业对原料的要求不断提高,这就需要在选矿中提高铁的品位,降低二氧化硅的含量。铁矿石选矿的主体是磁铁矿,而提高磁铁矿的品位,离不开一些必要的工艺和设备,下面就介绍一些选矿技术和设备。
1.1 磁团聚重选机及其发展
1985研制的磁团聚重选机得到了很好的分选效果,该设备在分选区中形成了一个分布均匀的弱磁场,且该磁场的梯度很小,这样就可以依据重力和上升水流将磁性颗粒与脉石颗粒分选出来。磁团聚重选机可以在上升水流较大的情况下进行分选,增加了磁性颗粒的回收率。在磁团聚重选机的基础上近年来又研制成功了变径磁团聚重选机,也得到了一定的应用。为了克服磁团聚重选机不能调节磁场的缺点,又研制了电磁聚机,电磁聚机可以调节磁场,适应能力强,又进一步提高了品位,使的精矿的质量得以稳定。
1.2 磁选柱及其发展
磁选柱主要由筒体、励磁线圈和电控装置组成,是一种结构简单的新型选磁设备。磁选柱的工作原理是:弱磁场将物料形成弱磁聚团,由于自身重力,弱磁聚团便向下运动,在磁聚团向下运动的过程中还要经过多次的淘洗,淘洗之后,品位也在不断地提高。而之间夹杂的脉石经过上升水流向上运动,与磁聚团分离。在磁选柱的基础之上,东北大学又研制了一种脉冲振动磁场磁选柱,种脉冲振动磁场磁选柱这个设备采用的技术特点是在线圈内形成了一种振动磁场,经过振动磁场和上升水流的共同作用,对磁性夹杂消除的力度就加大了,品位得到了进一步提高。
1.3 BX多级磁选机
BX多级磁选机相比于原来的磁选机级数达到了十级,增加了一倍,磁系包角也增大了不少,磁场强度也增加了,另外有高压冲洗水。这样的设计使得相同条件下比原磁选机的精矿品位提高了接近百分之五,同样也使得尾矿品位和尾矿的含铁量有所降低,除以上介绍的几种外,磁铁矿反浮选工艺,还有低场强脉动磁选机,低场强自重介质跳汰机,都是选矿技术和设备进步的表现,都提高了精矿品位,使精矿的质量有了保证。
2、菱镁矿的选矿工艺及其改进
菱镁矿,化学式为MgCO3,是一种呈菱面体结晶的碳酸盐矿物,纯的菱镁矿主要由氧化镁和二氧化碳组成。我国的菱镁矿储量集中,选矿设备比较先进。菱镁矿主要用来冶炼金属镁,其中MgO溶渣可以用来做耐火材料,轻度煅烧的MgO还可以用来做镁质水泥原料,菱镁矿在工业中的用途比较广泛。下面介绍一下菱镁矿的选矿工艺中的浮选工艺。
2.1 菱镁矿浮选工艺选用的药剂及作用
菱镁矿的浮选工艺利用了矿物表面的疏水性和亲水性的不同来分选矿物。一般情况下,用反浮选的方法选取含钙和铁低的高品位矿石,用正浮选工艺选取低品位的矿石。反浮选工艺脱除含硅矿物,正浮选工艺除去含钙和铁的矿物。在浮选的过程中需要捕收剂,起泡剂,抑制剂,调整剂这几种重要的药剂。其中捕收剂（十二胺阳离子）的作用是可以吸附在矿物的表面并形成疏水薄膜,增加了矿物的疏水性和浮游性。起泡剂（主要成分为萜品醇的2号油）的作用是可以降低气泡表面的张力,使气泡稳定且持续时间长。抑制剂（水玻璃和六偏磷酸钠）可以削弱捕收剂与矿物作用,降低和恶化矿物可浮性。调整剂（碳酸钠）用来调整矿浆的性质,调整捕收剂与矿物表面的作用,可以提高浮选的选择性。
2.2 浮选工艺的改进
虽然目前菱镁矿的浮选工艺已经取得了相当不错的效果,但是在降低钙的含量方面还是做的不理想,降低钙的含量的同时精矿的产率也就降低了。为此可以尝试捕收剂选用十二烷基磷酸酯,抑制剂选用水玻璃,经试验证明这一可以更有效地分选菱镁矿和白云石。
3、选矿设备的保养
选矿的工艺技术与选矿的设备在选矿过程中同等重要,只有保证选矿设备的正常,安全,稳定运行,才能更好地完成选矿工作。所以需要做好选矿设备的日常保养,在日常的保养中需要注意一下几点。（1）注意设备的防腐蚀,一定要将腐蚀介质与设备隔开,最好采取电化学的方法进行养护。（2）要对设备进行定期强制保养,一但对某种设备制定了保养方案就要严格执行,不能因生产紧张而推迟保养时间。（3）保养时要注意安全。一些采选矿设备高大,在养护时需要工作人员登高作业,还有一些化工机械设备中还有有毒物质,这些养护时有危险的设备,一定要提高安全意识,以防出现养护安全事故。（4）要对常用设备进行例行保养。选矿设备运行正常的情况下,工作人员在换班前和换班后都要对设备进行一次保养,来保证设备的易损伤部位安全正常。
4、结语
钢铁工业在国贸经济发展中占有重要的地位。由于我国矿石资源的紧缺和分布的不均匀,加之以选矿难度大,所以加强选矿技术和选矿设备的研究一直是采矿业的长期工作内容和面临的巨大挑战。虽然现在选矿技术已经取得了不错的效果,但是在今后还需要加强对各种磁选设备和反浮选工艺的研究,争取提高的资源的利用率。
参考文献
[1]赵春福,吴建华,王辉．磁团聚重力选矿机的研制、发展与应用[J].金属矿山,2005.(8)增刊．
[2]张泾生,邓克,李维兵.磁选--阴离子反浮选工艺应用现状及展望[J].金属矿山,2004.(5)．
[3]熊大和.Slon磁选机分选东鞍山氧化铁矿石的应用[J].金属矿山,2003.(6)．
