湖南省常宁市水口山有色金属集团公司见习报告

湖南省常宁市水口山有色金属集团公司见习报

告

Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

见习报告

学生姓名：

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见习时间：—

见习公司：水口山有色金属集团公司

水口山经济开发区氮肥厂

指导教师：

一、前言

2012年2月28日，我来到了湖南水口山有色金属集团有限公司第四冶炼厂、第八冶炼厂，湖南省康华化肥有限责任公司，水口山矿务局化验中心，开始了为期一个月的毕业实习。本次实习的主旨在于：针对我们开设的化工原理及实验课程，实践性的了解实际生产中的化学工艺流程、更好的巩固所学的化学原理知识、提高实际动手和操作能力，在真正踏上工作岗位前对工作内容的直观，细致的了解，从而更好的从学习转变为工作，把学习的书本知识应用到工作生活中。

二、工厂简介

湖南水口山有色金属集团有限公司坐落在衡阳市南面40千米的常宁市松柏镇，是集有色金属采矿、选矿、冶炼、加工、贸易于一体的大型国有企业。公司2004年加入湖南有色金属控股集团有限公司。2009年加入中国五矿集团公司。

公司前身水口山矿务局，始建于1896年，距今已有110余年历史。十九世纪末，“维新变法、实业救国”的思潮，催生了水口山铅锌矿局，首开全国西法采矿、选矿、冶炼之先河，赢得了“世界铅都”、“中国铅锌工业的摇篮”之美誉。

水口山具有光荣的革命传统。1922年，由毛泽东、蒋先云等人领导的水口山工人运动取得了胜利，宋乔生、耿飚等老一辈无产阶级革命家由水口山踏上革命征程。

水口山为我国国防事业的发展作出了杰出贡献。我国第一颗原子弹爆炸、第一颗导弹发射、第一颗人造卫星上天、“神舟”系列载人飞船成功飞行均有水口山提供的特殊材料，多次受到党中央、国务院、中央军委通令嘉奖。

公司现有在岗职工10210人。拥有铜铅锌矿山三座，铜、铅、锌、氧化锌、稀有稀贵金属和无汞锌粉冶炼厂各一座。其中，康家湾矿为湖南省最大的铅锌金矿山，柏坊铜矿为湖南省唯一的采、选、冶工艺完整的铜企业。公司拥有60万吨铜铅锌采选、20万吨铜铅锌冶炼、1000千克黄金、240吨白银生产能力，生产规模、销售收入等指标位居全省有色行业前列。

公司现有资产总额45亿元，预计2010年销售收入将突破50亿元。“十二五”期间，公司将朝着百亿集团的目标阔步前进。

第四冶炼厂以锌冶炼为主，始建于1951年4月，厂区占地面积万平方米，固定资产亿元，年产电锌10万吨、硫酸10万吨。

该厂主要产品有：电锌、硫酸、精铟、精镉等。“水口山牌”锌锭于2001年荣获湖南产品质量奖，2004年荣获湖南省名牌产品。

第八冶炼厂2005年8月建成，总投资亿元，厂区占地面积公顷，建筑面积45160㎡，绿化面积达30%以上，二氧化硫回收率达95%以上，废水循环利用率高于90%，尾气完全达到国家许可排放标准，是一个集先进工艺、先进管理、先进环保为一体的国内优秀的现代化铅冶炼生产基地。

该厂采用水口山自主知识产权“水口山炼铅法”生产工艺，年产粗铅10万吨，硫酸（100%）万吨，次氧化锌万吨。

三、见习内容

在参观四厂前，该厂的技术员首先为我们上了安全知识教育课及该厂的生产工艺流程流程，然后带领我们参观了锌的冶炼，该厂炼锌的方法是湿法炼锌；参观八厂时，由该厂的技术员带领我们参观铅的冶炼并结合实际为我们讲解冶炼的生产工艺，该厂炼铅的方法是火法炼铅。

次日，老师带我们来到水口山经济开发区氮肥厂，该厂的技术员向我们系统的讲解了该厂液氨及副产品碳酸氢氨生产流程及工艺。

1.安全教育

湖南水口山有色金属集团有限公司

需要主页的安全事项有：

1.进厂不许抽烟；

2.按规定穿戴好防护，不许穿背心、吊带、裙子、拖鞋和高跟鞋进厂，头发不能过肩；

3.远离检修现场，不要围观；

4.上班前四个小时以前不能喝酒；

5.不允许随便乱动厂里的设备和装置；

6.不允许跨越传动设备和传输皮带；

7.现场行走时主要周围情况，上下楼梯时不要用手扶护栏；

8.注意交通安全。

在参观和生产工作过程中，尽可能走干燥和空旷的地方。冶炼厂中的副产品有硫酸，硫酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，对人体伤害极大，因此若遇到硫酸泄漏等意外情况，应该立即逃离现场，现场由相关技术人员处理。

2.锌锭的生产

锌的性质

化学名称：锌分子式：Zn 相对原子量。

蓝白色有光泽的金属。六方形晶体结构。质硬于锡而软于铜。常制成棒、片、粉、粒等多种形状。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中生成白色的碱式碳酸盐而复于表面。加热至100～150℃时变为有延展性，至210℃时变为脆性而易粉碎。在空气中燃烧发蓝绿色火焰。能被硫酸、盐酸缓慢地侵蚀，当有氧化剂或少量其他金属离子如铜、镍、钴存在时，反应加速。易溶于硝酸，溶于稀酸和氢氧化碱溶液，缓慢溶于乙酸和氨水并均能发生反应而放出氢气。易燃(锌粉)。

锌是一种蓝白色金属。密度为克/立方厘米，熔点为℃。在室温下，性较脆；100～150℃时，变软；超过200℃后，又变脆。

锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。

主氧化态：+2 ，其它：+1

锌的应用

锌主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域。

由于锌在常温下表面易生成一层保护膜，所以锌最大的用途是用于镀锌工业。锌能和许多有色金属形成合金，其中锌与铝、铜等组成的合金，广泛用于压铸件。锌与铜、锡、铅组成的黄铜，用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照相制板和胶印印刷板等。

生产原理及工艺流程

生产原理

现代炼锌方法分为火法炼锌与湿法炼锌两大类。火法炼锌包括平罐炼锌、竖罐炼锌、电热法炼锌和密闭鼓风炉炼锌，湿法炼锌即电解沉积法炼锌。湿法炼锌与火法炼锌相比，由于湿法炼锌具有金属回收率高、产品质量好、综合利用好、能量消耗较低、环境保护好、成本低等优点，近几十年来，特别是成功地采用热酸浸出（或称高温高酸浸出）——黄钾铁矾（或针铁矿）沉铁法后，湿法炼锌发展非常迅速，已取得了对火法炼锌的压倒优势。

工艺过程

冶炼四厂采用的是具有优势的湿法炼锌。

第一步，锌培沙浸出及沉铁，此步需要浸出槽，过滤机，如果需二次热酸浸出的话还需热酸浸出槽．所得硫酸锌溶液进入下一工序．

第二步，硫酸锌溶液净化，此步需净化除去铜、镉、钴及氟氯．此步设备需要机械搅拌槽，压滤机．所得净化后的硫酸锌溶液进入下一工序．

第三步，硫酸锌溶液电沉积，使锌在阴极上析出，人工剥离。

湿法炼锌工艺流程图

3. 硫酸的生产

硫酸的简介：

硫酸是重要的化学工业产品，是许多工业生产中所必要的重要原

料。株化集团生产的硫酸的规格主要有三种：浓度为98%的H

2SO

4

、%的

H 2SO

4

，以及105%的发烟硫酸。纯品为无色、无臭、透明的油状液体，呈

强酸性。有很强的吸水能力，与水可以按不同比例混合，并放出大量的热，为无机强酸，腐蚀性很强。化学性很活泼，几乎能与所有金属及其氧化物、氢氧化物反应生成硫酸盐，还能和其他无机酸的盐类作用。在稀释硫酸时，只能注酸入水，切不可注水入酸，以防酸液表面局部过热而发生爆炸喷酸事故。浓度低于76%的硫酸与金属反应会放出氢气。硫酸的用途十分广泛，主要应用在化肥、冶金、有机合成、无机盐工业等。生产原理及工艺流程：

3..以单质硫磺为原料生产硫酸

生产原理

硫酸纯度%%。

SO

2

+ O

2

＝ SO

3

； SO

3

+ H

2

O＝ H

2

SO

4

工艺流程

以硫铁矿为原料生产硫酸

生产原理

硫铁矿的主要成分是硫化亚铁，要求硫铁矿含硫率≥30%，含水6-8%，粒度≤3mm .

4FeS

2

+ 11 O

2

＝ 2Fe

2

O

3

+ 8SO

2

SO

2

+ O

2

＝ SO

3

； SO

3

+ H

2

O＝ H

2

SO

4

工艺流程

生产方法：

（1）塔式法：优点是充分利用了物料和热能，尤其是以单质硫磺为原料制硫酸的工艺，转化塔与换热器分离，充分的利用热能。

（2）接触法制硫酸，是以五氧化二钒为催化剂，提高了反应的速率和产品的纯度和浓度。

生产过程

以硫磺为原料的生产过程（两转两吸）

(1) 原料的预处理

通过蒸汽加热，使硫磺变成液体，然后通过过滤去除有机物。(2)焚硫炉

通过98%硫酸干燥的空气经过风机进入焚硫炉和打入炉内的液态硫磺充分接触，燃烧。

反应方程：S+ O

2

＝ SO

2

气体的大量热量由余热锅炉用蒸汽带走，用来发电，冷却后气体的温度控制在420 o C

(3) SO

2

的转化

采用的是四段转化器，并且换热器与转化器分离，其过程大致如下图所示：

再次把气体送入转化器与吸收器，从而形成二次转化二次吸收的过程。其转化率可达到%，故尾气可以不经过处理直接排除。

以硫铁矿为原料的生产过程（一转一吸）

(1) 原矿的预处理：硫铁矿中先要测得它的含硫率，然后来进行预处理。

a 配矿：配矿要根据沸腾炉的大小来配比。

b干燥：干燥窑中的温度要达到600o C～900o C，除去水分。

c破碎：破碎机的生产是连续的，它主要将矿粉碎，粒径≤3mm，且矿的颗粒越小，反应的速度就越快。

(2) 沸腾炉烧出SO

2

： 4FeS

2

+ 11 O

2

＝2 Fe

2

O

3

+ 8 SO

2

3 FeS

2

+ 11O

2

＝ Fe

3

O

4

+ 6SO

3

沸腾炉中温度约为850o C～900o C，硫铁矿在沸腾炉中，气固接触良好，而且气体剧烈混合，所以在沸腾炉中烧出率越高就越好，且要求烧出的矿渣含硫率≤%。反应传输出来的矿渣的温度约为850o C～900o C，先到输送筒中用水冷却到500o C，余热在余热锅炉里收集用来发电。

（3）烟气的净化和干燥：

SO

2

，SO

3

从沸腾炉顶部出来，温度约为1000o C，，压力很小，所以

沸腾炉上部有引风机。气体中混有水蒸汽、少量SO

3

、砷化物粉尘以及空气中的其它杂质气体。这些杂质会腐蚀管道，使接触室中的催化剂中毒，进而使反应不充分。所以必须进行一系列除杂工作。要经过除尘(旋

风除尘、电除尘、酸洗净化)，除酸和干燥，吸收混合气中的粉尘效率可达99%。

a 酸洗塔：主要是起冷却的作用，用循环水来冷却SO 2 ，从塔里出

来的SO 2的带有水分，形成了酸雾，酸雾要除去，且要求是≤L 。酸洗法的优点是产生的废水较少，酸雾的清除也比较的彻底。缺点就是它的设备庞杂，投资大。

b 干燥塔中的填料是拉西环，要求保证酸的浓度在%～%，温度控制

在50o C 以下.

（4）SO 2的转化：SO 2 + O 2 → SO 3 +Q

株化集团采用的是四段转化器，转化器的效率约为%。生产上对催化剂的要求是：活性大，反应活化能低，寿命长，不易破碎、老化和中毒，还要求原料易得，价格低廉。株化集团使用的钒催化剂，以硅藻土为载体，以五氧化二钒为活性物质，以钾、钡的硫酸盐为助催化剂。他们在一定程度上结合在一起，可以防止五氧化二钒气化而流失。降低了反应的活化能，加快了反应的速率。 （5）SO 3的吸收：SO 3 + H 2O → H 2SO 4

吸收塔的结构和干燥塔的结构是一样的，主要是采用98%的H 2SO 4来做吸收剂，吸收温度控制在55o C 以下。但实际上采用—93%的H 2SO 4来做吸收剂。吸收温度控制在60-80o C 。

（6）尾气处理： 尾气中要求排放到空气中的SO 2标准是≤

400ppm 。吸收塔中总是有少量的SO 2反应不完全，所以可以用氨接触法、石灰、柠檬酸钠或催化转化。

该厂采用氨接触法来吸收转化器中剩下的4%的SO 2。

2NH 3 + H 2O + SO 2 ＝(NH 4)2SO 3 + Q (NH 4)2SO 3 ＝ NH 4HSO 3 +NH 3↑

(NH 4)2SO 3 + H 2SO 4 ＝ (NH 4)2SO 4 + SO 2↑+H 2O

氨接触法剩下的用SO 2压缩机压缩，变成液体SO 2。用于医药、食品工业等，以及返回到生产H 2SO 4的流程中。对赢利的企业来说，尾气处理耗资巨大。

综合看两种制备硫酸的方法，前者的转化率比后者要高出不少，而且工艺简单，排放的污染物少。在今天环保越来越受重视的情况，前者将渐渐的取代后者。但也可能不会完全取缔，因为硫磺的价格飞涨。

4 铅锭的生产 铅的性质

铅是最软的重金属，也是比重较大的金属之一，展性良好，易与其他金属形成合金。铅最大的特性是能吸收效射线，如X 射线和γ射线等。常见的化合价+2、+4。

铅的物理性质

铅的化学性质

在空气中铅表面会生成碱式碳酸铅，这些化合物阻止了铅的进一步氧

化。铅是两性金属，可形成各种铅酸盐。铅能与H

2SO

4

和HCl作用在表面

形成几乎不溶的PbS0

4和低温下不溶的PbCl

2

，防止铅继续被腐蚀。二价

铅的标准电极电位为，电化当量为克／(安培·小时)。

生产特点

①、水口山炼铅法属熔池熔炼炼铅法，它是在一个熔池里送入富氧空气，同时加入炉料，形成强烈搅动的熔池，同时完成加热、熔化、氧化、造锍、造渣等过程。具有高的传热、传质功能；

②本方法从底部送入富氧空气，气体射流与熔池介质充分混合，由于气液运动轨迹的特性，保证了单位时间内气液两相的混合程度和速度，充分体现了富氧底吹工艺在冶金反应动力学方面的优越性，翻腾状态稳定，无喷溅，无死角；

③采用空气冷却底吹氧枪，是本工艺一项成功的创举，在改进氧枪操作技术和参数后，每支氧枪平均寿命为21天左右；

④本工艺可实现全自热熔炼；

⑤本工艺无炉膛积铁故障，单体硫问题能得到妥善解决。

生产原理

水口山炼铅法是由湖南水口山有色金属集团有限公司独立开发的一权新型专利炼铅工艺。水口山炼铅法属熔池熔炼范畴，当物料投入炉内，同时完成加热、熔化、氧化、造渣、造锍等过程，具有很高的传质、传热功能；所不同的是，它采用了独特而简单、具有优越冶金动力学功能的设备——水口山熔炼炉。从熔炼炉顶部加入炉料，底部送入富氧空气搅动熔池，入炉物料在熔池中完成熔炼过程，产出粗铅、高铅渣和烟气，分别从放铅口、放渣口、排烟口排出。

水口山熔炼炉是一个密闭的长圆筒型卧式转炉，钢板外壳内衬铬镁砖，炉身有传动装置，可旋转，设有加料口、排烟口、放渣口、放铅口，底部装设氧枪，氧枪及其套砖可以更换，端墙燃油烧嘴供开炉和保温使用。

水口山炼铅法是连续熔池熔炼和吹炼过程，它是将含水6～7%的含铅物料和熔剂经混合制粒后，连续、均匀地加入到底部配有射流氧枪的氧气底吹炉中，完成物料的干燥、熔化、氧化造渣、沉铅过程，实现渣铅分离，产出粗铅，烟气和熔炼渣。产出含SO2浓度高，成分和流量稳定的烟气，经净化后制酸。

主要的反应方程式如下：

氧化造渣反应：

2FeS + 3O 2 + SiO 2 = 2FeO?SiO 2 + 2SO 2

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

2PbS + 3O 2 + SiO 2= 2PbO?SiO 2 + 2SO 2

2PbS + 3O 2 = 2Pb + 2SO 2 2Pb + O 2 = 2PbO

PbS + 2O 2 = PbSO 4

沉铅反应：

PbS +O 2 = Pb + SO 2

2PbS +O 2 = 2PbO + 2SO 2

PbS +2PbO = 3Pb + SO 2

生产工艺流程图

水口山炼铅法（SKS 法）工艺流程

5 液氨及碳铵

液氨及碳铵的性质

液氨的性质及用途

分子式：NH

3

气氨相对密度(空气=1)：

分子量：液氨相对密度(水=1)：(25℃) CAS编号:7664-41-7自燃点：℃熔点(℃)：-77．7 爆炸极限：16%～25% 沸点(℃)： 1%水溶液PH值：蒸气压：882kPa(200℃)

比热kJ(kg·K) 氨（液体）氨（气体）

存在自偶电离: 2NH

3→← NH

4

+ +NH2-

液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可用作医药和农药的原料。液氨在国防工业中，用于制造火箭、导弹的推进剂。可用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂。液氨还可用用于纺织品的丝光整理。

碳铵的性质及用途

碳铵是一种速效氮素肥，分子式为NH

4HCO

3

，外观为白色结晶，易溶

于水，易分解。

化学名：碳铵；酸式碳酸铵；重碳酸铵，碳酸氢铵式量：

英文名： ammonium bicarbonate，ammonium hydrogencarbonate 物化性质：白色单斜、斜方晶体或不规则晶体，大多数结晶粒度为20--60目，吸湿，有氨味。密度,容重。易溶于水，溶解度随温度升高而增大。不溶于醇和丙酮。水溶液呈碱性。熔点℃)，加热则升华分解。不稳定，超过293K(20℃)即开始分解，至333K(60℃)分解加快。是合成氨厂的副产物。用为化肥，施用时要深施盖土以防日晒分解，保管时要放于阴凉处且勿弄破包装袋。俗称气肥。

液氨及碳铵的生产

液氨的生产

合成氨由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。

工艺流程：

(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。

(2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。

①一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气

都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H

2

和

N

2

，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：

CO + H

2O → H

2

+ CO

2

由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变

为CO

2和H

2

；第二步是低温变换，将CO含量降至%左右。CO变换反应既是

原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。

②脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前

加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。粗原料气经CO 变换以后，变换气中除H2外，还有CO 2、CO 和CH 4等组分，其中以CO2含量最多。CO 2既是氨合成催

化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO 2的脱除必须兼顾这两方面的要求。一般采用溶液吸收法脱除CO 2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA 法，MEA 法等。

③气体精制过程 经CO 变换和CO 2脱除后的原料气中尚含有少量残

余的CO 和CO 2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO 和CO 2总含量

不得大于10cm 3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO ，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO 、CO 2与H 2反应生成CH4和H 2O 的一种净化工艺，要求入口原料

气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于%。甲烷化法可以将气体中碳

的氧化物(CO+CO 2)含量脱除到10cm 3/m 3

以下，但是需要消耗有效成分H 2，并且增加了惰性气体CH 4的含量。甲烷化反应如下：

CO+3H 2→CH 4+H 2O

CO 2+4H 2→CH 4+2H 2O

(3)氨合成将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。

碳铵的生产

利用本厂内的浓氨水与二氧化碳在碳化塔副塔逆流接触生成碳化氨水，碳化氨水从碳化塔主塔顶部进入与二氧化碳逆流接触，生成碳酸氢铵晶浆液，经加工处理制得碳酸氢铵。

6.铁矿的冶炼 铁矿的基本化学、物理特性及其冶炼过程

钢铁的概念

铁是一种化学元素，仅仅由铁原子构成的物质叫纯铁，纯铁灰白色，延展性好，磁性好，易氧化，熔点为1530℃，用途不广。

纯铁（熟铁含碳量小于% ）、生铁（含碳%以上）、钢（含碳%－%） 。

四、见习感想

两天的时间很快的就过去了，在这短短的时间内，我收获了很多的东西。这是我第一次进化工厂，学到的都是在学校里和课本上找不到的，现在我们已经是大三了，马上就要踏入社会，这些实践性的东西对

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