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出版者:冶金工业出版社发行部

作者:有色冶金炉设计手册编委会 编

出品人:

页数:1082

译者:

出版时间:2004-1

价格:199.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787502424916

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• 材料科学
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• 工艺设计

《有色金属冶炼工艺流程优化与能效提升》 本书内容简介 本书聚焦于有色金属冶炼生产的核心环节——工艺流程的优化与能效提升，旨在为有色金属冶炼企业提供一套系统、前沿且极具实践指导意义的技术解决方案。在当前全球能源结构调整、环保法规日益趋严以及市场竞争加剧的大背景下，如何实现有色金属冶炼的高效、绿色、低碳生产，是行业面临的紧迫课题。本书正是针对这一痛点，深入剖析了现代有色金属冶炼工艺的各个环节，并提出了切实可行的优化策略与创新技术。 第一章 绪论：新时代有色金属冶炼的挑战与机遇 本章首先回顾了中国及全球有色金属冶炼行业的发展历程，分析了当前行业所面临的宏观环境，包括资源约束、环境压力、技术进步、市场波动等。重点阐述了“双碳”目标对有色金属冶炼行业提出的转型升级要求，强调了能效提升和清洁生产的战略意义。在此基础上，本书指出了工艺流程优化在实现这些目标中的核心作用，并为后续章节的学习和实践奠定了基础。 第二章 有色金属冶炼工艺流程基础理论与分析方法 本章系统梳理了不同种类有色金属（如铜、铝、铅、锌、镍、锡、镁、钴等）的主要冶炼工艺流程，包括火法、湿法、电化学法等。深入讲解了各工艺流程中关键单元操作的原理，如焙烧、熔炼、吹炼、精炼、浸出、萃取、电积等。在此基础上，重点介绍了用于工艺流程分析和评估的各类方法，包括物质衡算、能量衡算、热力学分析、动力学分析、流程模拟软件（如Aspen Plus, UniSim等）的应用。通过对这些基础理论和方法的掌握，读者能够准确理解现有工艺的优劣，并为优化提供科学依据。 第三章 铜冶炼工艺流程优化与能效提升 本章以铜冶炼为例，深入探讨了现代铜冶炼工艺（如闪速熔炼、富氧顶吹熔炼、电解精炼、萃取电积等）的优化方向。详细分析了影响铜冶炼能耗的关键因素，如炉体结构、操作参数、物料配比、副产物回收等。针对性地提出了优化策略，包括： 火法冶炼优化： 改进焙烧技术以降低 SO2 排放并提高硫回收率；优化熔炼炉结构和操作参数，提高热效率，降低燃料消耗；研究新型熔剂体系，降低熔渣损失。 湿法冶炼优化： 提高浸出率和浸出选择性，减少酸消耗；优化萃取剂体系和萃取操作，提高铜收得率；改进电积工艺，降低电耗，提高阴极铜质量。 副产物资源化利用： 深入研究铜冶炼过程中产生的炉渣、烟尘的成分，探索其在建材、二次资源回收等领域的应用，实现循环经济。 余热回收与利用： 详细介绍铜冶炼过程中余热锅炉的设计与优化，以及余热发电、供暖等应用技术，实现能量的多级利用。 第四章 铝冶炼（氧化铝、原铝）工艺流程优化与能效提升 本章将分别对氧化铝生产和原铝生产的工艺流程进行深入分析和优化探讨。 氧化铝生产优化： 拜耳法优化： 探讨提高铝土矿浸出率和降低能耗的技术，如改进熟化工艺、开发新型助剂、优化沉淀条件等。研究粉尘、废渣的减量化与资源化利用。 烧结法/电熔法优化（针对特定铝土矿）： 分析其能耗关键点，提出节能改进措施，如优化烧结带温度控制、改进电熔炉结构等。 原铝生产（电解铝）优化： 电解槽结构与参数优化： 深入分析阴阳极材料、电解槽设计、电流密度、槽电压等对能耗的影响，介绍新型低压降电解槽技术、自动化控制技术，实现电解槽的节能运行。 氟化物循环与控制： 阐述氟化铝/冰晶石比（A/F）和氧化铝浓度（Al2O3）对电解槽性能的影响，提出精确控制策略，减少电耗波动。 阳极炭素优化： 研究高性能阳极炭素的制备技术，提高其导电性、降低氧化烧损，从而降低电耗。 余热回收与利用： 介绍铝电解槽烟气余热回收技术，如用于预焙阳极生产、发电等。 第五章 铅、锌冶炼工艺流程优化与能效提升 本章重点关注铅、锌这两种重要基础有色金属的冶炼工艺优化。 铅冶炼优化： 火法铅冶炼（侧吹、富氧底吹）： 分析烧结、熔炼、吹炼等环节的能耗点，提出优化措施，如提高烧结料透气性、优化熔炼过程的燃烧控制、改进吹炼过程的氧利用率等。 湿法冶炼（选冶结合）： 介绍湿法提铅技术的优势，分析其浸出、净化、电解等过程的能耗，并提出优化方案。 副产物回收： 关注铅冶炼过程中的银、金、铋等贵金属的综合回收，以及含铅烟尘、渣的资源化利用。 锌冶炼优化： 氧化锌制备优化： 针对焙烧、烧结过程，提出节能改进，如提高焙烧炉效率、优化烧结机的操作参数。 湿法炼锌（浸出、净化、电积）： 详细分析浸出率、净化效果、电流密度、阴阳极材料对能耗的影响，提出优化策略，如开发新型浸出体系、高效净化剂，优化电积槽设计。 联合冶炼与副产物： 关注锌冶炼过程中的镉、铅、铟等金属的综合回收，以及硫酸、稀有元素的利用。 第六章 镍、锡、镁、钴等其他有色金属冶炼工艺优化与能效提升 本章将对镍、锡、镁、钴等其他重要有色金属的冶炼工艺进行有针对性的分析和优化探讨。 镍冶炼： 涵盖硫化物镍矿（火法、湿法）和氧化镍矿（火法、湿法）的工艺特点，分析其能耗关键，提出优化方向，如改进富氧熔炼、电解镍技术，以及氧化镍矿的低能耗处理。 锡冶炼： 重点关注火法（反射炉、电炉）和湿法（酸浸、电解）工艺的能耗控制，如优化还原剂使用、提高熔炼炉热效率、改进电解精炼技术。 镁冶炼： 详细分析电解法生产金属镁的能耗特点，提出优化电解槽结构、提高电流效率、降低槽电压的策略。同时关注镁合金的生产过程节能。 钴冶炼： 结合钴矿的特点，分析火法与湿法冶炼的能耗差异，提出氧化焙烧、浸出、萃取、电积等环节的优化建议。 稀有稀土金属冶炼： 简要介绍部分稀有稀土金属冶炼的共性技术挑战，并提出能效提升的潜在方向。 第七章 工艺流程优化与能效提升的共性技术与管理策略 本章将超越具体金属的限制，聚焦于实现有色金属冶炼工艺流程优化与能效提升的共性技术与管理策略。 先进过程控制（APC）与智能化： 介绍如何应用现代控制理论、大数据分析、人工智能等技术，实现对冶炼过程参数的精确控制，降低波动，提高稳定性和能效。 模拟仿真与数字孪生： 探讨利用流程模拟软件和数字孪生技术，对现有工艺进行虚拟优化，预测改进效果，降低实际试车风险。 设备选型与升级改造： 指导读者如何根据工艺需求，选择高能效的设备，并针对现有设备提出升级改造的思路和技术途径。 物料管理与循环经济： 强调优化进料配比，提高物料利用率，最大化回收副产物和二次资源，构建清洁生产和循环经济体系。 余热余能的综合利用： 总结不同冶炼环节的余热余能特点，推广余热发电、热电联产、工艺加热等多种利用方式，实现能量的梯级开发。 清洁生产技术与环保法规遵从： 结合最新的环保法规，详细介绍烟气净化、废水处理、固废处置等方面的先进技术，并探讨如何在工艺优化中实现环保与生产的协同。 企业管理与文化建设： 强调建立全员参与的能效管理体系，开展节能技术培训，培育节能文化，将能效提升融入企业日常运营。 第八章 案例分析：某某有色金属冶炼厂的工艺流程优化实践 本章将选取一个或多个典型有色金属冶炼厂的实际案例，通过详细的分析，展示本书介绍的工艺流程优化与能效提升技术是如何在实践中落地并取得显著成效的。案例将涵盖从工艺流程诊断、优化方案设计、技术实施到成效评估的全过程，力求为读者提供生动、可借鉴的实践经验。 第九章 未来展望：绿色低碳冶金技术的发展趋势 本章将展望未来有色金属冶炼行业的发展趋势，重点关注绿色低碳冶金技术的创新方向，包括： 低碳能源在冶金中的应用： 如绿氢、可再生能源电力等。 碳捕集、利用与封存（CCUS）技术。 生物冶金、等离子体冶金等颠覆性技术。 智能化与数字化工厂的深入发展。 全生命周期环境影响评估（LCA）。 本书力求以严谨的科学态度、详实的理论依据、丰富的实践案例，为有色金属冶炼行业的广大工程师、技术人员、管理者以及相关科研人员提供一份不可多得的参考。通过学习和应用本书的知识，期待能够推动我国乃至全球有色金属冶炼行业向着更高效、更绿色、更可持续的方向迈进。

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我最近在研究一种新型难熔金属合金的熔炼工艺，市面上很多书籍要么内容陈旧，要么对前沿技术讳莫如深。幸运的是，我找到了这本名为《真空与电弧熔炼技术前沿》的著作。这本书的视角非常新颖，它没有将真空技术视为一个孤立的单元操作，而是将其置于整个冶金过程中——从原材料预处理的真空脱气到最终铸锭的定向凝固控制——进行全方位的剖析。关于电弧炉的稳定性控制，书中详细分析了等离子体射流与熔池表面相互作用的物理模型，并配有大量高分辨率的瞬态过程照片，这对于理解电极抬升和电流波动如何影响合金成分均匀性非常有帮助。此外，书中关于“洁净度”的探讨也令人印象深刻，它不仅关注宏观杂质，还涉及到了微量非金属夹杂物的去除机制，提出了通过精密的电磁搅拌和熔池净化来实现超低氧含量金属的新思路。这本书非常适合那些致力于开发航空航天级特种材料的研究人员和高级工程师。

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翻阅这本《高温材料科学基础》时，我最大的感受是其内容的广度和深度达到了一个令人敬佩的平衡点。它不像某些专业书籍那样，只关注单一的应用领域，而是为我构建了一个完整的知识框架。比如，书中对陶瓷基复合材料（CMCs）的制备技术，从化学气相沉积（CVD）到熔渗透法（IMPACT），每种方法的工艺窗口、成本效益和最终材料性能的权衡，都做了详尽的对比分析。我尤其欣赏作者在讨论材料失效模式时，那种严谨的科学态度。他们不仅列举了蠕变、疲劳等常见失效形式，还结合了先进的表征技术，如同步辐射X射线衍射，来追踪材料内部的微观损伤演化过程。这对于我们进行寿命预测和结构设计至关重要。这本书对我来说，更像是一部可以随时查阅的“兵法宝典”，当我面对新的特种合金开发项目时，总能从中找到关于晶界扩散、析出强化机制的最新研究成果和成熟的理论支撑。它要求读者有一定的基础知识储备，但一旦掌握，对整个高温工程领域的认知将会发生质的飞跃。

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《先进材料的凝固原理与控制》这本书，在我看来，更像是一本浓缩了数十年科研智慧的学术专著，其内容的严谨度和逻辑的缜密性非同一般。它完全避开了对传统铸造缺陷的简单罗列，而是将重点放在了控制凝固界面的形态学和微观结构演变上。作者对“溶质偏析”现象的解释尤为深刻，他们引入了马尔科夫链蒙特卡洛模拟方法来预测柱状晶到等轴晶转变的临界过冷度，而不是仅仅依赖经验公式。我特别喜欢书中关于快速凝固技术（如喷射成形）的章节，作者不仅阐述了其制备纳米晶结构的能力，还详细分析了极高冷却速率下液相分离动力学的影响，这为我们设计新型高熵合金提供了重要的理论基础。这本书的阅读难度不低，需要读者对相图理论和传热学有扎实的理解，但一旦克服了初期的阅读障碍，你将发现它提供的洞察力足以让你在材料设计和工艺优化方面达到一个全新的高度，是真正能推动技术革新的参考书。

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对于长期在一线操作的工程师而言，《工业炉热工操作与能效优化》这本书简直是如饮甘霖。它的实用性是压倒一切的优点。书中没有过多纠缠于高深的数学推导，而是聚焦于如何把热效率从80%提升到85%，这在大型冶金企业意味着每年数百万的成本节约。例如，对烟气余热回收系统的章节，作者详细介绍了不同类型的换热器（管式、板式）在处理高粉尘、腐蚀性烟气时的选型和维护要点，甚至给出了具体的清洗周期建议和故障排除流程图。最让我受益匪浅的是关于燃烧优化策略的介绍，它不仅仅是简单地调整空燃比，而是结合了在线气体分析仪的实时数据反馈，动态调整烧嘴的角度和火焰的长度，以确保炉膛内温度场的均匀性，这直接影响了钢水质量的稳定性。这本书的语言风格非常直接、务实，几乎每一页都能找到可以立即应用到我日常巡检和参数调整中的“金点子”，大大提升了我们车间的运行效率和安全性。

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这本新近入手的《现代铸造工艺学》简直是为我这种刚踏入金属材料领域的新手量身定做的指南。我特别欣赏作者在讲解复杂理论时的那种抽丝剥茧的能力。比如，书中对于熔炼过程中炉衬材料的化学反应机理的阐述，不仅仅停留在宏观现象的描述，而是深入到了微观层面，用清晰的图表和化学方程式展示了高温环境下氧化还原反应的动态过程。对于初学者来说，那些晦涩难懂的冶金热力学知识，在这里被巧妙地转化成了可以直接指导实际操作的经验法则。我记得有一次实验中，我的铸件出现了严重的针孔缺陷，翻阅这本书后，立刻定位到了可能是由于熔体中氢气溶解度变化控制不当所致。书中详尽介绍了如何通过精确控制炉温曲线和添加变质剂来优化气体含量，这些细节的指导价值，远超那些泛泛而谈的教科书。而且，它对不同炉型——无论是感应炉还是倾斜炉——在特定合金熔炼中的优缺点对比分析得非常到位，让我对选择最合适的生产设备有了更深刻的理解。可以说，这本书不仅教会了我“做什么”，更重要的是解释了“为什么这么做”，极大地提升了我解决实际问题的能力。

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