冶金设备课后习题答案+复习要点

第一章 散料输送设备

21页1-2 带式输送机由哪几个主要部分组成？简述各部件的功能。

答：主要由输送带、传动机构、托轮、张紧机构、制动机构5部分组成； ① 输送带。 主要有橡胶带和钢绳芯输送带，用于承载并运送散料； ② 传动机构。给输送带提供能量，使其运动，多数采用双卷筒四电机驱动装置； ③ 托轮。 承载或托住输送带及其承载的物料，多数采用三托辊30°槽型结构； ④ 张紧机构。使运送带与传动机构张紧，能够把传动机构的力传给输送带，常见的有坠锤式和螺旋式两种；

⑤ 制动机构。发生事故时或希望设备载料停止时，能够停止系统运行。

21页1-3简述稀相气力输送设备的特点。

答：固气比低，压缩空气耗量大，动力消耗大，而且物料流速快，致使管道磨损严重、维修费用高、物料破损率高。

21页1-4：简述超浓相气力输送的原理？

答：超浓相气力输送的原理是：利用物料流态化后，转变成一种固气两相流动，使物料在封闭的溜槽内流动。

21页1-5浓相气力输送系统系统一般包括气源、发送器、管道及阀、控制和料仓五部分。气源是提供空气作为运输动力，发送器是为空气的流动提供能量，管道是运输气体和物料的路径，阀是用来控制气体和物料的运输和停止，控制则是掌握无聊的流速大小，料仓则是用来储存物料。

21页1-6 如何选用给料设备？

答案：根据被处理物料的物性和特点、物料的储存方式以及所需的给料能力。按照给料设备的工作原理分为直线运动式、回转式及震动往复式。 21页1-7比较浓相气力输送机与机械输送机的优缺点？

答：浓相气力输送机的特点：输送压力低，输送能耗低；气流速度小，对管道磨损小，维修费用低；输送距离可达1000m；输送线路灵活，可以垂直也可以水平输送；但是一般只用来输送粉状物料。

机械输送机包括链式输送机、槽式输送机和带式输送机；机械输送机结构简单，链式输送机可以实现单机水平、倾斜和垂直输送以及多机组合成各种特殊形式的输送，但是皮带输送机爬升坡度有限且对输送物料的温度有限制，一般不超过100℃；机械输送机可以用来输送块状或粉状物料，但运输块状料时会造成块状物料破碎。

第二章

51页2-2试述离心泵的工作原理，泵的安装高度与什么因素有关？

答：在蜗形的泵壳内，有一固定在泵轴上的工作叶片，叶片之间形成使液体通过的流道。泵壳中央有一个吸入口和吸入管连接。液体经底阀和吸入管进入泵内。泵壳上的液体压出口

与压出管连接，泵轴用电机或其他装置驱动。启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。启动后，泵轴带动叶片旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的流道从叶轮中心处甩到叶轮外围，以很高的流速进入泵壳内的蜗形流道后，由于流道截面逐渐扩大，大部分动能变为静压能，于是液体以较高的压力从压出口进入压出管，输送到所

需场所。如图：

离心泵的安装高度与其液体的密度ρ、允许吸上真空高度Hｓ、当地大气压Pａ和泵入口出的允许的最低压力p1有关。 Hｇ=

p?p0a?gf?Ha?u1??Hf2g2

?H：吸入管径时所损失的扬程

51页2-6鼓风机的工作原理及特点

答：常用的鼓风机有离心式和旋转式两种。

离心式鼓风机又称涡轮鼓风机或透媲平鼓风机其工作原理：原动机通过轴驱动叶轮高速旋转, 气流由进口轴向进入高速旋转的叶轮后变成径向流动被加速，然后进入扩压腔，改变流动方向而减速，这种减速作用将高速旋转的气流中具有的动能转化为压能（势能），使风机出口保持稳定压力。

特点：转速高，排气量大，结构简单。

旋转式鼓风机种类很多，最典型的是罗茨鼓风机，其工作原理：在一椭圆形气缸内配置两个“8”字形的转子在两个平行轴上，通过对同步齿轮的作用，使两个转子做反方向旋转。当转子旋转时，则推动气缸内的气体由一侧吸入，从另一侧排出，达到增压鼓风的目的。 特点：风量与转速成正比，转速一定时，风压不变，风量可基本不变。此外，此风机转速高，无阀门，结构简单，重量轻，排气均匀，风量变动范围大。 名词解释：

气缚现象：离心泵在启动前未充满液体，泵壳内存在空气，由于空气密度很小，所以产生的离心力也很小，此时在吸入口处形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，此现象称为“气缚”。

气蚀现象：当液体流经离心泵的叶轮时，其速度和压力是变化的，但在叶轮入口处最低，当此压力等于或低于液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体将部分汽化，生成大量的蒸气泡，当气泡进入高压区时，由于气泡周围的静压大于气泡内的蒸气压力，而使积聚在金属表面附近的气泡急剧凝聚而破裂，气泡消失产生真空，周围的液体质点以极高的速度连续打击在金属表面，叶轮很快就会被冲蚀成蜂窝状或海绵状，此现象被称为“气蚀”现象。

第三章

71页3-2换热设备有那几种方式？比较各设备特点。

答：A：方式

传热过程在工业上是靠各种传热设备来进行，特殊情况下还要借助载热体来输送热量，基本的换热方式有以下三种：

a：间壁式换热

高温流体与低温流体各在间壁的一侧，通过流体的对流、器壁的传导综合传热。 b：直接接触换热

热流体和冷流体直接混合，传质、传热同时进行，不需要传热面。 C：蓄热式换热

将高温气体通过热容量大的蓄热室，再使冷气体进入该蓄热室吸收热量，冷气体逐渐被加热。

B：比较 设备名称 特 点 蛇管式换热器 套管式换热器 结果简单、换热面积大、体积小 结构简单、紧凑，可按需要增加或减少传热面积，灵活性大 结构简单、制造容易、检修方便、应用广泛，更重要是结构紧列管式换热器 凑，单位体积设备有较多的传热面积，传热效果好可多种材料制造，工艺上使用范围广 板式换热器 结构简单，成本低，传热系数大，结构紧凑，操作灵活性大，金属材料消耗量低，加工容易，检修清洗方便：但可能产生较大的热应力，壳程不易机械清洗 结构简单，传热面积受器壁面限制，传热系数小 适用特殊场合，满足某些工艺的特殊要求 夹套式换热器 特殊形式换热器 71页 3-5为什么冶金中常用到蓄热式换热设备？

答：蓄热式换热器又称蓄热器，它主要是由热容量较大的蓄热室构成，蓄热室的填料一般是耐火材料或金属材料。当冷、热两种流体交替通过蓄热室时，即可通过蓄热室将热流体传给蓄热室的热量间接地传给冷流体，以达到换热的目的。蓄热式换热器的结构较简单，可耐受高温，但其缺点是设备体积庞大，冷、热流体之间存在一定程度的混合。它常用于气体的余热或冷量的回收利用。蓄热式换热设备具有结构简单，耐高温；可切换式操作等优点，所有在冶金工艺中广泛采用。

71页3-6 简述热风炉结构和工作原理。 答： 热风炉结构组成为：炉基、炉壳、大墙（即热风炉外围炉墙）、拱顶（连接燃烧室和蓄热室的空间）、隔墙（燃烧室和蓄热室之间的砌体）、燃烧室（煤气燃烧的空间）、蓄热室（充满栅格的空间）、支柱及炉箅子（支撑格子砖）、人孔 。

热风炉工作原理：热风炉是把鼓风加热到高炉要求的温度，是一种按“蓄热”原理工作的交换器。蓄热式热风炉是循环周期工作的，它的一个循环周期分为燃烧阶段和送风阶段。在燃烧过程中由热风炉内的格子砖将热量储备起来，当转入送风阶段后，格子砖又将热量传给冷风，把冷风加热后送至高炉炼铁。其实质是将煤气燃烧产生的热量以格子砖为媒介传给高炉鼓风的过程。

第四章

91页 4-2 粉料混合机有哪几类，各有何特点？

答：粉料混合机有：固定容器式混合机和回转容器式混合机。固定容器式混合机可分为：螺旋环带式混合机，立式混合机，立式行星式混合机。回转容器式混合机可分为水平回筒式混合机，斜Z形回转筒式混合机，V形混合机和对锥式混合机。

固定容器式混合机的特点有：配用动力小，占地面积少，一次装料量多，调批次数少；但每批料混合时间长，腔内物料残留量较多。另外，在机壳外壁可以加水套以加热或冷却腔内物料。混合需用时间为：小容量混合机2—4min,大容量混合机8—10min。

回转容器式混合机的特点：容器内没有搅拌工作部件，容器内的物料随着容器旋转方向自下而上依靠物料本身的重力翻转运动，已达到混合均匀的目的。回转容器式混合机的容器的回转速度不能太高，否则会因离心力过大，使物体紧贴容器内壁固定不动。正常工作时物料在容器内应发生漩涡运动。 91页4-3机械式搅拌机有哪几种？ 答：（1）按流体形式可分为：轴向流搅拌器，径向流搅拌器和混合流搅拌器。

（2）按搅拌器叶面结构可分为：平叶式搅拌器，折叶式搅拌器及螺旋面叶式搅拌器。其中，具有平叶和折叶结构的搅拌器有浆式，涡轮式，框式和锚式搅拌器等，推进式，螺杆式和螺带式的浆叶为螺旋面叶结构。

（3）按搅拌用途可分为：低粘度流体用搅拌器和高粘度流体用搅拌器。其中，低粘度流体用搅拌器主要有推进式，长薄叶螺旋浆式，开启涡轮式，圆盘涡轮式，布鲁马金式，板框式，三叶后弯式，MIG型和改进MIG型等。高粘度流体用搅拌器主要有锚式，框式，锯齿圆盘式，螺旋桨式，螺带式（单螺带式，双螺带式）和螺旋-螺带式搅拌器等。 91页4--4搅拌的目的是什么？ 答：（1）、制备均匀混合物：如调和、浮化、固体悬浮、捏合以及固粒的混合等。 （2）、促进传质：如萃取、溶解、结晶、气体吸收等。 （3）、促进传热：搅拌槽内加热或冷却。 91页4-5如何选择机械搅拌设备？

答：在选用机械搅拌器时，除了要求它能达到工艺要求的搅拌效果外，还应保证搅拌功率小，制造和维修容易费用较低等条件。目前多根据实践选用，也可以通过小型实验来选用。

（1） 根据被搅拌液体的粘度大小选

用。由于液体的粘度对搅拌状态有很大影响，所以根据搅拌介质的粘度大小来选型是一种基本方法。随着粘度的增高，使用顺序为推广式、涡轮式、桨式等。

（2） 根据搅拌器类型的适用条件选用。 91页4-7 简述气体搅拌的特点和种类。

答：气体喷向或喷入熔池造成金属液的流动，形成金属液环流，从而给冶金带来多方面的好处，例如：环流是液体产生混合作用，达到成分和温度均匀；环流提高了融化固体料（如废钢，铁合金等）时固液相间的传热系数和传质系数，加快了熔化或溶解速度；若反应器内金属液面上存在熔渣，环流改善了渣与金属液面间的物质交换与热交换条件，提高了渣-金属反应速率；若向金属液喷入参与反应的气体反应物，由于反应气体在金属液中高度弥漫，提高了反应速率；若喷入不参与化学反应的惰性气体，它可以改变气液界面上的热力学平衡条件，促使某些反应向有利方向进行，起到净化金属液的作用；若气体夹带固体颗粒喷入金属液，由于改变了渣与金属的接触方法和增大了渣-金属接触界面，有利于提高反应速率和改善最终的冶金效果；若气体夹带所需的合金元素喷入，可以提高元素的回收率。所以说，气体搅拌不仅限于搅。

气体搅拌分类，用于搅拌的外部气体射流可分为两种：①冲击式气体射流;②浸没式气体射流。

第五章

135页5-2什么是间歇式沉降槽。什么是连续式沉降槽，为什么添加絮凝剂可以加快沉降速度？

答:（1）间歇式沉降槽通常为带有锥形底的圆槽，其中的沉降情况与间歇沉降试验时玻璃筒内放入情况相似。需要处理的原辅料将在槽内净值足够时间以后，增浓的沉渣由槽底排出，清液则有槽上部由排出管抽出。

（2）连续式沉降槽，主要是由底部略成锥形的大直径浅槽体，工作桥架，刮泥机构传动装置，传动立轴，立轴提升装置，刮泥装置（刮臂和刮板）等组成。

（3）絮凝是指是水溶液中的悬浮颗粒或胶质物集合起来，形成表观直径较大的絮团以利于固液分离。因此，为了加快悬浮颗粒的沉降速度，提高沉降槽的生产能力，常向悬浮物体系（如湿法冶金的矿浆）中加入适量的絮凝剂，促使悬浮液中呈交替装分散的颗粒凝聚成体积较大的絮团，使其快速沉降。

135页5-3沉降槽的深度设计是依据什么条件来进行的，为什么？

答：在设计沉降槽的深度时首先要确定压缩区的高度; 决定压缩区高度的因素主要有

单位时间内进入槽内的固体质量、原始矿浆中熔体密度、压缩时间、压缩区内液固比的平均值。

沉降槽的深度H=（0.3～2）＋2×0.7＋1.75×Hp 其中： 0.3～2——清液区高度；

2×0.7——加料区及浓度不均匀区的高度； 1.7——安全系数； Hp——压缩区高度。

135页5-7 密度为2650kg/m3的球形石英颗粒在20*C空气中自由沉降，计算服从斯托克斯

的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。

解：

m（?-?）gd2（1）.根据斯托克斯公式?0?s,（层流区10?4?Re?1）18?Re?又因为?0?d?p所以有：2Re?18?21?18?（181.?10?5） d=3?3?0.56?10?4m（?s-?）g??（2650-1205.）?9.81?1205.kg已知20?C空气的密度?=1.205.3,黏度?=1.81?10?5Pa?S.（2）.根据牛顿公式?0?1.74又因为?0?所以有：Re?d?pd（?s-?）g?，（湍流区103?Re?2?105）： d=22??Re2?21.205?（103）?（181.?10?5）??0.64?10?4m3.0276（?s-?）g??3.0276?（2650-1.205）?9.81?1205.

综上，服从斯托克斯公式的最大颗粒直径为0.56?10?4m；服从牛顿公式的最小颗粒直径为0.64?10?4m。

第五章 名词解释

1.絮凝：絮凝是指使水溶液中的悬浮颗粒或胶质物质集合起来，形成表观直径较大的絮团，以利于固液分离。

2．沉降分离：悬浮液的沉降分离是指在某种立场中，利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。

3.过滤：过滤是以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。

第六章

6—1液-液萃取操作得以实现的必要条件是什么？

答：第一萃取工程的传质前提是两个液相之间的相互接触； 第二两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质; 第三两相的分离需借助两相的密度差来实现的。

(1)分配比：当两相充分混合并达到萃取平衡时，被萃取物在有机相中的总浓度和在水相中的浓度之比称为分配比，以D表示：

式中 ----被萃取物在有机相中的总浓度，kg/ ; ----被萃取物在水相中的总浓度，kg/ ;

(2)交联度：交联剂与单体质量比的百分数称为交联度。

(3)溶涨性：指干树脂浸入水中，由于活性基团的水合作用使交联网 孔增大，体积膨胀的现象。

6—4 萃取塔有几种类型？简述其工作原理？

答：(1)萃取塔的类型有：A 脉冲萃取塔；B 往复振动筛板塔；C转盘塔。

(2)工作原理：A脉冲萃取塔：常见的有脉冲填料塔和脉冲筛板塔。在工作段中装置成组筛板(无溢流管的)或填料。由脉动装置产生的脉动液流，通过管道引入塔底，使全塔液体作往复脉动。脉动液流在筛板或填料间作高速相对运动产生涡流，促使液滴细碎和均布。脉动塔能达到更高的分离效能，但处理量较小，常用于核燃料及稀有元素工厂。

B 往复振动筛板塔： 将筛板连成串，由装于塔顶上方的机械装置带动，在垂直方向作往复运动，借此搅动液流，起着类似于脉动塔中的搅拌作用。

萃取塔设计主要是确定塔的直径和工作段高度。先从液体流量除以操作速度，得出塔截面，算出塔径。然后根据塔的特性以及物系性质和分离要求，确定传质单元高度和传质单元数，最后两者相乘即得塔的工作段高度。也有按当量高度与理论级数计算工作段高度的。

离心萃取机 萃取专用的离心机，由于可以利用离心力加速液滴的沉降分层，所以允许加剧搅拌使液滴细碎，从而强化萃取操作。离心萃取机有分级接触和微分接触两类。前者在离心分离机内加上搅拌装置，形成单级或多级的离心萃取机，有路维斯塔式和圆筒式离心萃取机。后者的转鼓内装有多层同心圆筒，筒壁开孔，使液体兼有膜状与滴状分散，如波德比尔涅克式离心萃取机。离心萃取机特别适用于两相密度差很小或易乳化的物系，由于物料在机内的停留时间很短，因而也适用于化学和物理性质不稳定的物质的萃取。

C转盘塔：在工作段中,等距离安装一组环板,把工作段分隔成一系列小室，每室中心有一旋转的圆盘作为搅拌器。这些圆盘安装在位于塔中心的主轴上，由塔外的机械装置带动旋转。转盘塔结构简单，处理能力大，有相当高的分离效能，广泛应用于石油炼制工业和石油化工中

6--5如何选择萃取设备？

答：①考虑萃取的产量;②设备费和维护费;③工厂可使用的空间和高度;④两相的混合及分离的难以程度。

6--6离心萃取器有什么特点，在什么情况下可以用离心萃取器？

答：1.圆通式离心萃取器的特点：在离心萃取器的制造中，加工 要求最高的是转鼓，圆通式离心萃取器的转鼓直径较小、转速较低、结构简单、便于制造，

无需特殊加工；它是单台单级设备 ，其多级逆流操作可由单级串联而成，级数不受限制；此外，不同规格的转鼓，其处理量范围为1-100m3|h，适于多种萃取体系；其转鼓是上悬式，浸在液体中的转动件没有动密封的问题；液体通道的截面积较大，而且适于处理含有一定量固体颗粒的料液。

圆通式离心萃取器的主要的不足之处是：该设备因是单台单级设备，每台设备都有单独的转动机构，其占地面积、溶剂滞留量、易损件消耗都应相应有所增加。而且，由于转鼓直径较小、转速较低，其使用于体系的分离因数均要求小于500。

2.波式离心萃取剂的优点是：处理量大，效率较高，提供较多理论级，结构紧凑，占地面积小，应用广泛。缺点是：能耗大，结构复杂，设备及维修费用高。波式离心萃取器适用于要求接触时间短、物流滞留量少、易乳化、难分相的物系。

6—7 离子交换树脂按基团性质来分，有几大类？用于做什么？

答：离子交换树脂按基团性质来分可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂。

一、无机离子交换剂包括天然沸石和合成沸石，是一类硅质的阳离子交换剂，成本低，但不能在酸性环境下使用。

二、有机离子交换剂包括磺化煤和各种离子交换树脂，磺化煤是烟煤或褐煤经发烟硫酸碳化处理后制成的阳离子交换剂，成本适中，但交换容量低，机械强度和化学稳定性较差；在水处理中广泛使用的是离子交换树脂，它交换容量高，为球形颗粒，水流阻力小，交换速度快，机械强度和化学稳定性都好，但成本较高。

6--8什么是树脂的交换容量，离子交换交换树脂选择性和交换能力主要有什么决定？ 答：交换容量：定量表示树脂的交换能力；

离子交换树脂交换性由离子价态数和原子序数决定，离子价数越高，选择性越好；原子序数越大，即离子水合半径越小，选择性越好；

离子交换树脂的交换能力主要由膜扩散或颗粒扩散决定，通常，溶液浓度较低时，多为膜扩散控制；浓度较高时，多为颗粒扩散控制。

6--9简述固定床离子交换设备的结构和特点。

答：固定床离子交换器包括筒体、进水设备，再生液分布装置及体外有关管道和阀门。 （1） 筒体。固定床一般是立式圆柱形压力容器，大多用金属制成，内壁需配防腐材料。小径的交换器也可用塑料或有机玻璃制造。

（2） 底部排水装置。其作用是收集出水和分配反洗水。应保证水流分布和不漏树脂。常用多孔板排水帽式和石英垫层式两种。前者均匀性好，结构复杂，一般用于中小型交换器，后者要求石英砂中sio2含量在99%以上。

在较大内径的顺流再生固定床中，树脂层面以上150—200mm处设有再生液分布装置，常用的有辐射型、圆环形等几种。对小直径固定床，再生液通过上部进水装置分布，不另设再生液分布装置。

在逆流固定床中，再生液自底部排水装置进入，不需再设再生液装置。在小型反洗时，兼作反洗水进水配管。中排装置的设计应保证再生液分配均匀，树脂层不扰动、不流失。

第七章

7--1蒸发操作与一般换热过程的主要区别有哪些？

答：（1）加热被蒸发溶液所需的热量，可以通过间壁或直接接触地方法由热源供给。工业上最广泛的是通过加热管用水蒸气的蒸发器，为换热器的一种。操作时，水蒸气作为热源提供热量的同时，溶液本身易产生蒸汽。为了区别，前者称为加热蒸汽，后者称为二次蒸汽。在操作中，一般用冷凝的方法将二次蒸汽不断的移出，否则蒸汽与沸腾溶液趋于平衡，将使蒸发过程无法进行。

（2）蒸发操作可以在常温加压下进行，工业上的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空操作。蒸发操作的特点：

1）减压下溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；

2）溶液的沸点随所处的压强减小而降低，故对相同压强的加热蒸汽而言，当溶液处于减压时可以提高传热总温度差，但与此同时，溶液的黏度加大，使总传热系数下降；

3）真空政法系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。 单效蒸发：若将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作。

多效蒸发：若将二次蒸汽引到下一个蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种出串联蒸发操作称为多效蒸发。

蒸发的目的的特点：

目的：（1）得到含溶质浓度较高的溶夜，直接作为产品;而更多的是进一步通过结晶操作后得到固体溶质，作为蒸发的产品。

（2）分离出纯净的溶剂，如淡化海水，锅炉生产蒸汽等。

特点：(1) 传热性质；（2）溶液性质；（3）溶液沸点的改变；（4）泡沫夹带；（5）能源利用。

7--2中央循环管式蒸发器的工作原理？

答：中央循环管蒸发器，加热室内垂直安置着许多加热管束，管束中央有一根直径较粗的中央循环管。收到加热是，细管内单位体积溶液的受热面大于粗管溶液，汽化较多，因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小。这种密度差促使溶液做沿粗管下降而沿细管上升的连续自然循环运动。中央循环管也称降液管，细管成为沸腾管或加热管。为了使溶液有良好的循环，中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40%~100%。加热管束高度为1~2m，加热管径在25~75mm之间，比径为20~40。

中央循环管蒸发器具有溶液循环好、热传效率高等优点；同时，由于结构紧凑、制造方便、操作可靠，所以应用非常广泛，有“标准蒸发器”之称。

7--3．简述单效蒸发和多效蒸发的区别。

答：单效蒸发与多效蒸发的主要区别是在蒸发过程中，单效蒸发将二次蒸汽直接冷凝，而不利于其冷凝热；多效蒸发将二次蒸汽引到下一效蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，是一种串联的蒸发操作。所以，采用多效蒸发可以充分利用热能，即通过蒸发过程中，二次蒸发的再利用，以减少生蒸汽的消耗，从而提高了蒸发装置的经济性。

对于单效蒸发由于只有一效，所以对于操作流程的选择是无关紧要的，而多效蒸发的操作流程根据加热蒸汽与料的流向不同，可分为并流、逆流、平流、错流四种。

若多效和单效的加热蒸汽压强和冷凝器的压强各自相同，则多效蒸发的温度差因经过多次损失，总温度差损失较单效蒸发的要大。

采用多效蒸发虽然可提高经济效益，但降低了生产强度，两者是相互矛盾的，多效蒸发的效数应权衡决定．

7--4多效蒸发的原理是什么，多效蒸发的加料有几种方法？简述每种方法的优缺点。 答：由于在每一效蒸发中，二次蒸发的温度和压强总是比加热蒸汽的低，因此多效蒸发时，要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效的低，这样就可将前效的二次蒸汽作为后效的加热介质引入，即后效的加热室成为前效二次蒸发的冷凝器，仅第一次需要消耗蒸汽，这就是多效蒸发的操作原理。

分为并流加料法、逆流加料法、错流加料法、平流加料法。

并流加料法的优点：后效蒸发室的压强要比前效低，故溶液在各效间的输送可以利用效间的压强差，而不需要泵。此外，由于后效溶液的沸点较前效低，故前效的溶液进入后效时，会因过热而自动蒸发，因而可以多产生一部分二次蒸汽压。缺点：由于后效溶液的浓度较前效的高且温度有较低，所以沿溶液流动方向的浓度逐渐增高，粘度增大，致使传热系数逐渐下降。

逆流加料法的优点：溶液的浓度沿着流动方向不断提高，同时温度也逐渐上升，因此，各效溶液的粘度相差不至太大，各效的传热系数也大致相同。缺点是：效间的溶液需用泵输送，能量消耗较大；因此各效的进料温度均低于沸点，与并料法相比较，所产生的二次蒸汽量也较少。

7--5提高蒸发器生产强度的途径有哪些？ 答： U=Q/A×r＇=K×Δt/r＇

可以看出，欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高蒸发器的总传热系数K和传热温

度差Δt。

7—6试分析比较单效蒸发器的间歇蒸发和连续蒸发的生产能力的大小。设原料液浓度、温度、完成液浓度、加热蒸汽压强以及冷凝器操作压强均相等。

答：蒸发器的生产能力用单位时间内蒸发出水的质量，即蒸发量表示，蒸发器的生产能力的大小取决于通过传热面的传热速率，因此也可以用蒸发器的传热速率来衡量其生产能力。

(1)单效蒸发器的间歇蒸发将原料一次性投放入蒸发器中,受热后液体循环速度大,传热系数大；

(2)在蒸发初期溶液的浓度低,沸点温度低,传热温度差大,故应是间歇蒸发的生产能力更大。

7--7结晶方法共分为几类？分别叙述其过程。 答：可将结晶方法分为两大类：

第一：不移除溶剂的结晶。溶液的过饱和是通过冷却而获得，也称为冷却结晶法。适用具有正溶解度特性且溶解度随温度下降而显著降低的物质结晶，如硝酸钠（钾）、硫酸镍等。所用设备称为冷却结晶器，有水冷却式、冷冻盐水冷却式结晶器等。

第二：移除部分溶剂的结晶。溶液的过饱和是通过在常压或减压下蒸发部分溶剂后浓缩而获得。这类方法通用于具有正溶解度特性且溶解度随温度下降而变化不大的物质的结晶，如硫酸铜等；也适用于负溶解度特性的物质的结晶。所用设备有蒸发式、真空式和汽化式结晶器等。

第八章

8--2 说明电解沉积与电解精练的异同点。

答：电解沉积是采用不溶性阳极，使经过浸出、净化的电解液中待沉积的金属离子在阴极上还原析出，制得纯金属；而电解精炼则是采用可溶性阳极，即以其他方法（主要是火法冶金）炼制的粗金属作为阳极进行电解，通过选择性的阳极溶解及阴极沉积，达到分离粗金属中杂质和提纯金属的目的。电解精炼是火法冶金工艺提取高纯度有色金属的最后工序。电解沉积即是以电化学方法，使溶液中金属离子在阴极还原析出，是湿法冶金的最后工序。

8--5电解过程中，槽电压受那些因素影响，那些措施可以降低槽电压？

答：影响槽电压因素有：电流密度、 阳极与电解质润湿性、 氧化铝浓度、 电解质的电导率：

降低槽电压的措施：添加AL2O3和添加剂NaCL可以使阳极与电解质的润湿性变好；添加氧化铝；适当调节熔盐的性质、温度、阳极性质、添加剂浓度可以降低电流密度；添加MgF2可以间接提高电解质的电导率。

8--6铜、铅电解精炼和锌电解沉积所用的阳极和阴极是怎样制成的？ （1）铜电解精炼阴阳极制法：

在种板槽中用火法精炼产出阳极铜作为阳极，铜的阳极板准备工序有挂耳处理（挂耳变形处理、挂耳地面拔模斜度处理、导电接触面处理）、板面处理。用钛母板作为阴极，通过一定电流密度的直流电，是阳极铜发生电化学溶解，并在钛母板上析出0.5~1.0mm的纯铜薄片，称为种板。将其从母板上剥下后，经过整平、压纹，在于导电棒、吊耳装配成阴极板，既可作为电解精炼时的阴极。

（2）铅电解精炼阴阳极的制法：

将初步火法精炼后的阳极铅熔体，用圆盘浇注机铸成阳极板作为阳极。将电解精炼后所得精铅熔化后，用带铸法在水冷式制片滚筒上连续铸成带状薄片，经剪切、穿棒、压合、等工序，加工成阴极板作为阴极。

（3）锌电沉积所用的阴阳极制法：

锌电沉积一般采用含0.5%~1%Ag的Pb-Ag合金板做阳极，制作过程有：熔化、铸造、压延、裁剪、装配。

阴极由阴极板、导电棒及电头组成。阴极板导电棒用铝加工，铝板与导电棒焊接活浇注成一体。导电头一般用厚为5~6mm的紫铜板做成，用螺钉、焊接活包覆连接的方法与导电棒结合为一体。

8--7 自焙电解槽和预焙电解槽在结构上有何不同，它们各自有何特征？

答：自焙电解槽是在电解槽槽壳上部支撑一个钢制框套,将阳极糊加入框套中，插入阳极棒，导入直流电。阳极糊靠电解过程中自身产生的热量，焙烧成坚固的块状，故命名为自焙电解槽。自焙槽的结构主要有阳极框套、集气罩、燃烧器、炭阳极、阳极棒、铝合金导杆、阳极母线大梁。其中1)阳极框架 它有槽壳和钢板焊制而成，框在铝箱外围。2）炭阳极 在电解过程中，铝箱和炭阳极一同消耗，阳极糊不断烧结焦化，报纸椎体的稳定。3）阳极棒 它是通过爆炸焊焊接在铝合金导杆上的钢棒。4)集气罩 阳极气体汇集在集气罩内并在燃烧器内燃烧，然后再送去净化系统处理.

预焙电解槽是先把阳极糊永成形机（震动或挤压）制成块状，预先在焙烧炉中焙烧好，在与铝导杆、钢爪等构件组成阳极组（或叫阳极块）；然后，直接挂在电解槽的阳极母线上来进行生产，这样的电解槽简称预备槽。预焙槽的结构主要可分成：阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分。其中，1）阳极装置 他有三部分组成，即阳极母线大梁、阳极炭快组和升降机构。2）阴极装置 它有钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。3）导电母线系统 包括阳极母线；阴极母线、立柱母线和槽间连接母线。它们都是用大截面的铸造铝板。

8—9、阳极炭块组是怎样制成的？

答：预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2~3块预制阳极碳快。炭 块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中， 与炭块紧紧粘接，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊接在一起的。铝导 杆通过夹具与阳极母线大梁夹紧，将阳极悬挂在大梁上。炭素阳极组 由焙烧好的炭素阳极块、钢爪、铝-钢爆炸焊板和方形或矩形的铝导 杆等四部分组装而成。铝导杆与铝-钢爆炸焊板连接，钢爪与炭块用 磷铁环浇铸连接，为防止因此接点处的氧化而导致钢爪与炭块间接触 电压增高，许多工厂采用炭素制造的具有两半轴瓦形态的炭环，炭环 与钢爪间的缝隙用阳极糊填满。阳极炭块有单块组和双块组之分。阳 极炭块组常有单组三爪头、四爪头。

第九章

9--2说明干燥特性曲线的规律性。

答：整个干燥过程分为预热、恒速、降速和平衡四个阶段。

在预热阶段温度很低的湿物料与热气体开始接触后，物料中水分温度升到水汽化温度的汽化所需要的热量。预热阶段的时间很短，继而进入恒速阶段。在恒速阶段只要热气体的性质不变，它传给湿物料的热量等于物料表面水分汽化所需要的热量，则物料表面有充足的水分，汽化速度就恒定，只要物料内部有足够的水分向外扩散，干燥速度也必须定恒定，物料含水量则迅速恒速下降。降速阶段随着干燥的进行，当物料内部的水分不足以补充物料表面的汽化水分后，干燥的速率降低，物料表面将有一部分成干燥状态，物料温度逐渐升高，热量向内部传递，很可能使蒸发面移向内部，水汽有内部的向外部流动，流动阻力越来越大，姑干燥速率降低甚快。潮湿物料表面逐渐减少，当物料表面刚出现干燥状态时，称此时物料

的含水量为第一临界含水量Wk1；当外表面成干燥状态时，称此时物料的含水两位第二临界含水量Wk2。当物料含水量达到在该干燥条件下的平衡水分Wp时，干燥过程终了。

9--3 干燥的设备有哪几大类,如何选用？

答:干燥的设备分类：通风型干燥器，搅拌型干燥机，流化床式干燥机，输送型干燥机，热传导性干燥机，真空式干燥机。

如何选用：实际生产中根据物料性质（晶型、粒度范围、密度、含水率、水分结合方式、热敏性等）和形态（块状、粉状、浆状、膏状等）、产品质量（外观、色泽、含水量等）和生产能力，以及对所选干燥器的基建费和操作费用进行经济核算、比较后才能选定一种最适用的干燥器。

9--4回转圆筒式干燥机的结构一般有哪几部分组成？ 1：筒体和窑衬。 用于保护通体和减少热损失。

2：滚圈。筒体′衬砖和物料等所有回转部分的重量通过滚圈传递到支承装置上，是回转窑最重的部件。

3：支承装置。支承装置的套数称窑的档数。其中一档或几档支承装置上带有挡轮 ，挡轮的作用是限制或控制窑回转部分的轴向位置。

4；传动装置。筒体的回转式通过传动装置实现的。为了安全和维修的需要，较大型的回转窑还设有使窑以低转速转动的辅助传动装置。

5：窑头罩和窑尾罩。窑头罩式连接窑热端与流程中下道工序的中间体。窑尾罩是连接要冷热端与物料预处理设备以及烟气处理设备的中间体。

6：燃烧器。回转窑的燃烧器多数从筒体热端插入，通过火焰辐射与对流传热将物料加热到足够高的温度，使其完成物理和化学变化。

7热交换器。为增强对物料的传热效果。

8：喂料设备。根据物料入窑形态的不同选用喂料设备。干的散物料或快料，有螺旋给料器喂入或经流管流入窑内，

9--5简述流化床式干燥机的特点

答：流化床式干燥机是一种用气体搅拌、具有特殊形式的搅拌型干燥剂。他在各方面能呈现流体的特性，气流速度是流化床干燥机最根本的控制因素，适宜的气体流速应介于使料层开始呈流态化和将物料带出之间。

流化床式干燥机的干燥速度很快，流化床内温度均匀且易控制调节，时间也较易选定，可得到含水率极低的干燥物料。

流化床式干燥设备发展迅速、种类繁多，有连续、半连续、间断生产三大类。

第十章

10--1什么叫无焰燃烧？

答：所谓的无焰燃烧指的是煤气和空气在进入炉膛之前预先进行了充分的混合，这时燃烧速度极快，整个过程在烧嘴内就可以结束，火焰很短，甚至看不到火焰，这种“预混式”的燃烧通称为“无焰燃烧”。

10--4影响实际燃烧温度的因素有：

答：1．燃料的发热量：在一定范围内，提高气体燃料的低发热量，会提高实际燃烧温度。

2．预热空气和煤气：采取燃烧前预热空气和煤气的措施会提高燃烧温度。 3．使燃料完全燃烧：燃料的不完全燃烧会引起燃烧温度的下降。

4．空气消耗系数：在保证完全燃烧的前提下，应尽量降低空气消耗系数值。

5．富氧空气燃烧：现代先进的燃烧技术采用富氧空气或纯氧气作助燃剂，使燃烧产物体积大大减少，燃烧温度显著上升。

6．减少燃烧产物传给周围物体的散热：燃烧过程中散失于四周外界的热量，是使实际燃烧温度降低的因素之一。

7．提高燃烧强度：若燃烧技术合理，加快完全燃烧速度、提高燃烧强度，会使实际燃烧温度上升。

10--5.已知干煤气成分（%）为：COg28.40，H2g2.40，CH4g0.15，CO2g15.60，N2g53.27，求在25℃时湿煤气的成分和低发热量。

解：组分的换算,由公式：

COs= 27.62; H2s=2.33; CH4s= 0.14; CO2g= 15.17; N2g= 51.80

即湿煤气的组成为：COs27.62，H2s2.33， CH4s 0.14;，CO2g15.17; N2g51.80 求低位发热量QDW

QDW=126.2 COs+107.8 H2s+359.1 CH4s 经计算得 QDW =3787.1kJ/m3 10--6高压无焰喷射烧嘴的结构。

答：高压无焰喷射烧嘴主要是有煤气喷射管、空气吸入管、混合管、扩张管、烧嘴喷头、燃烧坑道等结构组成。各部分组成及作用如下：

（1）、煤气喷管. 高压的介质由此喷出。

（2）、空气吸入管。 空气通过调节阀由此吸入。

（3）、混合管。 吸入空气和煤气在此混合，使混合的气流的速度场均匀化。 （4）、扩张管。主要把一部分动能转化为可利用的压力能，减小喷射介质所必需的开始压力，且有助于浓度场的均匀化。

（5）、烧嘴喷头。在燃烧混合物进入燃烧坑道以前，使速度场进一步均匀化，以免火焰沿速度较小的地方窜入管内，产生回火现象。

（6）、燃烧坑道。它将可燃混合物迅速加热到着火温度，保证稳定燃烧。 P286 10-7 简述气体燃料燃烧的特点。

答：冶金生产过程中的气体主要指煤气。根据煤气与空气在燃烧前混合方式不同，将煤气的燃烧方法分为两类，即有焰燃烧法和无焰燃烧法。

有焰燃烧的特点：有焰燃烧的火焰黑度大，辐射能力强；沿火焰长度上的温度分布均匀；有的烧嘴可改变火焰情况、调节火焰长度，因而能控制沿长度上的温度分布；要求煤气的压力较低，一般为50~300Pa即可；对煤气含尘量、含焦油量要求不严，可以使用未清洗的发生炉煤气；一般不发生回火，因此预热温度不受限制，有利于回收废热和节约燃料；烧嘴结构紧凑，每个烧嘴的燃烧能力较大，调节比也较大;混合较差，因而燃烧强度低，需

要较大的燃烧空间和空气消耗系数（ =1.10~1.25）才能完全燃烧；理论燃烧温度较低；空气管道、风机等系统较复杂，尤其用于烧嘴数量很多的炉子上，较为不便。

无焰燃烧的特点：无焰燃烧的反应速度快，火焰中的游离炭粒比较少，火焰清彻透明、黑度小、辐射能力弱，火焰长度短，且不容易控制。高温区集中在烧嘴附近，要求煤气的压力较高，对于燃烧不同煤气的喷射式烧嘴，所需煤气的压力大约在500~3000Pa范围内。无焰燃烧时，空气、煤气的预热温度受到限制，原则上不能高于混合气体的着火温度，一般空气最高预热至550℃。煤气最高预热至300℃。由于无焰燃烧速度快，而且燃烧空间的热强度（指1m3燃烧空间在1h内由于燃料的燃烧散发出的热量）高，比有焰燃烧时大100~1000倍之多，所以用较小的空气系数（ =1.02~1.05）就能达到完全燃烧，且理论燃烧温度较高。为了防止回火和爆炸，每个烧嘴的燃烧能力不宜过大。无焰燃烧可省掉一套鼓风机等送风设备，对于使用冷风的炉子，可省去全部的空气管道，使炉子结构简单、紧凑。

10-9简述冶金过程燃烧计算的内容与意义。

答：所谓的燃烧计算，实际上是燃烧反应的物质平衡和热平衡的计算，在进行计算时应知道燃料的种类和成分，空气消耗系数，燃料的低发热量，空气和燃料的预热温度等条件。燃烧计算的内容有：

（1）空气需要量的计算；

（2）燃烧产物的体积，成分和密度的计算； （3）燃烧温度的计算。 意义：

在燃烧计算中，工作量最大是燃烧产物成分的计算。在计算燃烧成分的常用方法有平衡常数法，怀特发，布林克莱法等。求解复杂系统燃烧产物的平衡成分宜采用最小自由能法，但较为复杂，难以掌握。而平衡常数法只需具备一般的化学和数学基础知识就能掌握。巴雷尔认为，杜宇含有C, H ,O ,N, 及少数cl的燃料，只要是由水煤气反应控制主要燃烧产物成分的浓度，采用平衡常数法计算就可得到十分精确的数据。因此掌握冶金过程燃烧计算是非常有必要的。

第十一章

11-1带式烧结机有什么优点 ？ 答：带式烧结机类似一环形的运输带，由许多紧密联接的小车组成小车沿上轨运行到吸风箱时，小车底部两侧滑行在吸风箱的滑板上，构成密封。密封装置有多种形式，采用较广的是水力密封。小车通过吸风箱（分为若干室）后达到卸料端，再沿吸风箱下端的倾斜导轨回到扣链轮上。吸风箱下有导管和排风机相连，小车通过时便有大量空气通过其料层而下吸。

小车用生铁或钢做成，底部铺有炉篦。短边有拦板，长边彼此紧密连接起来，因此小车长度就是烧结机的有效宽度。烧结机的有效长度即为所有抽风箱上面的长度。烧结机有效烧结面积即为抽风箱上的宽度与长度的乘积。

烧结机的尾部设有单轴破碎机以破碎落下的烧结块。其下卸为阶梯形的倾斜钢条筛。尾部上方设有烟罩，与收尘设备连接，大型烧结机在整个吸风箱上都设有烟罩。 烧结块卸下后，温度很高，一般在烧结块仓内喷水冷却，也有采用盘式冷却器和空气冷却的。 带式烧结机是钢铁工业的主要烧结设备，它的产量占世界烧结矿的99%。它具有机械化程度11-2回转窑进行分类的？试说明长短窑的意义。 答：回转窑的窑型分类：

（1）直筒型（2）热端扩大型（3）冷端扩大型（4）两端扩大型 长短窑的意义：

一般窑段的长度是2.1米左右，在烧成区或预热区加入一些长1.8米左右的短窑段，有的是以加大单位窑长供给的热功率为目的，有的是以使沿窑长方向的温度更为均匀为目的 高、工作连续、生产率高和劳动条件好等优点。 11-3回转窑有什么用途？回转窑的优缺点是什么？

答：用途：（1）铅锌挥发。冶金过程中，将各种含铅锌及挥发性元素的渣料，如锌焙砂浸出残渣，铜、铅鼓风炉的含锌炉渣，配以少量的还原剂进行还原挥发，最终以氧化物形态提取铅、锌。

（2）焙烧。用于锌烟尘的二次脱硫焙烧、镍锍的二次焙烧，硫化铜精矿氧化焙烧、含硒阳极泥的硫酸化还原挥发焙烧、铅精矿电炉熔炼的制粒二次焙烧等。

（3）稀有元素的挥发富集。用于处理竖罐炼锌的罐渣，也可用来处理氧化锌浸出残渣。只要残渣中含碳量大于30%，即可不必添加还原剂，直接挥发、富集其中的铟、锗、镉等元素。

（4）氯化焙烧。应用回转窑氯化焙烧的黄铁矿烧渣球团和难选锡中矿球团，以氯化物形态提取有色金属，最后产出球团渣，用于高炉炼铁。

（5）离析。目前主要用来处理难选的氧化铜矿，即在原矿中配以少量还原剂和氯化剂，，在回转窑中进行还原氯化反应（利息反应），使之成为海绵铜，然后浮选获得精铜矿。

（6）干燥。用于原料及产品的干燥，如硫化锌精矿的干燥。

优点：回转窑生产能力大，机械化程度高，维护及操作简单，能适应多种工业原料的烧结、焙烧、挥发、煅烧、离析等过程，广泛应用于冶金、水泥、耐火材料、化工等领域。

缺点：（1）窑中逸散的烟道气，带走大量的热量，因此使窑中的热效率降低，约低于轮窑或隧道窑的一半左右；

（2）窑中的加热情况和烧火的气氛情况变动无常，很难控制和调节，容易产生废品； （3）操作条件较繁重，工序较复杂；

（4）装窑和出窑过程不可能完全机械化，因而不可能最有效地利用时间，降低劳动强度，提高生产率。

第十二章

12—7简述奥斯麦特炉各部件的功能和特点？

答：奥斯麦特炉是由炉壳、炉衬、炉底、炉墙、炉顶、喷枪、喷枪夹持架及升降装置、加料装置、上升烟道以及产品放出口等组成。

1、 炉壳是一个直立的圆筒，由钢板焊接而成。炉身上部向一边偏出一个角度，以便让开中心喷枪，设置烟气出口。

2、炉衬全部用直接结合镁铬砖砌筑。

3、 炉底可以是平底，向放口倾斜约2%；也可也是反拱形炉底，同样也向放口倾斜约2%。 4、 炉墙的工作条件非常恶劣，下部受强烈搅动熔体侵蚀、冲刷，上部受喷溅熔渣的侵蚀和高温烟气的冲刷，早期的炉墙寿命较短。

5、炉顶可以是斜的，也可以是水平的，斜炉顶的烟气流动比较畅通。

6、 喷枪直立于顶部的上方，在吹炼过程中用升降、固定装置对其进行升降和更改作业。

361页12-9 简述氧气顶吹转炉的结构和作业步骤。

答：氧气顶吹转炉结构主要由炉壳、炉帽、炉口、炉身、炉底5部分组成。 氧气顶吹转炉作业步骤：补炉 → 铁水入炉 → 兑冷料（石灰、萤石、铁矿石） → 吹炼 → 加入渣料 → 取样测温 → 终点出钢 →脱氧、合金化（加入脱氧剂和铁合金） → 挡渣 → 溅渣 → 残渣入罐。

第十三章

13-3简述袋式收尘器的工作原理及特点？

答：袋式收尘器的工作原理是:粉尘通过滤布时，因其产生筛分、惯性、扩散、黏附和静电等作用而被捕集。

袋式收尘器的特点：收尘效率高，属于高效收尘器，收尘效率一般大于99%。袋式收尘器适应性强、烟尘性质对收尘效率影响不大，运行稳定。与电收尘器相比，无复杂的附属设备及技术要求，造价较低；与湿式收尘器比，粉尘的回收和利用较方便，不需要冬季防冻，对腐蚀性粉尘的防腐要求较低。但袋式收尘器不适宜处理含有易潮解、黏性粉尘气体。

13-4简述静电收尘器的工作原理及特点

答:原理:静电收尘器工作时，在收尘器两极上通以高压直流电，在两极间维持一个足以使气体电离的静电场，含尘气体通过收尘器并通过该电厂时，产生大量的正、负离子和电子并使粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力作用下向集尘机运动并在收尘极上沉积，从而达到净化收尘的目的。当收尘器上的粉尘曾达到一定厚度时，通过清灰机构是灰尘落入灰斗中排出。

特点:他对各种粉尘、烟雾直径极其微小的颗粒都有很高的收尘效率，收尘效率在99%以上；设备阻力小，运行费用低；耐高温、高压；耐磨损；操作劳动条件好。但基建费用高，操作管理要求严格。

第一章 散料输送设备

散料：指各种堆积在一起的块状物料，颗粒物料和粉末物料。

散料性质：粒度、堆积密度及堆积重度、堆积角、磨琢性、含水率、粘性和温度。 粒度(块度):表示散料颗粒的大小，以颗粒的最大线长度表示。

堆积密度（简称堆密度）:是指散料在松散的堆积状态下所占据的单位体积的质量，其单位

为t/m3。

堆积重度（简称堆重度）:是指散料在松散的堆积状态下所占据的单位体积的重量，其单位

是kN/m3。

堆积角:散料在平面上自然形成的散料堆的表面与水平面的最大夹角。散料的流动性与堆积角有关。

磨琢性 :是指散料在输送和转运过程中，与输送设备接触表面磨损的性质、程度。与散料品种、粒度、硬度、表面形状有关。

含水率 :散料中除本身的结晶水之外，还有自空气中吸入的收湿水和充满散料颗粒间的表面水。收湿水和表面水的质量之和与干燥散料质量之比称为含水率（湿度）。 粘性 :散料与相接触的物体表面粘附的性质，与含水率有关。有色金属精矿，含水率达6%~8%时，都表现出较强的粘性。

温度:凡未说明温度的散料，其温度等于环境温度。高于150~200℃的散料称为高温散料。

有色金属工厂散料的特点：

粒度大小不一，要么大块，要么粉料。 含水范围广，要么是浓泥浆，要么不含水。 粘度大，如烟尘或浓泥。

温度较高，如烧结块高于400℃。 有色金属工厂散料输送的特点：

输送、给料设备的类型多，输送线路复杂。 高温热料及时输送。

必须避免环境污染和保证操作人员的身体健康。

一般情况下，有色金属冶金块状散料采用机械输送，而粉状散料则采用皮带输送和气力输送。

机械输送设备包括链式输送机、槽式输送机和带式输送机。 气力输送

按气源的动力学特点分类分为：吸气输送和压气输送

按气流中固体颗粒的浓度分为：稀相输送、浓相输送和超浓相输送

作业题：

1. 有色金属工厂的散料有哪些特点？

⑴粒度大小不一，要么大块，要么粉料。⑵含水范围广，要么是浓泥浆，要么不含水。 ⑶粘度大，如烟尘或浓泥。⑷温度较高，如烧结块高于400℃。

2. 试述浓相输送和超浓相输送的原理和特点？

浓相输送原理：浓相输送系统是由特殊结构的系统产生的静压力推动料栓输送物料。其特点：（1）固气比高，输送能耗低；（2）对管道的磨损小，维修费用低；（3）输送距：离远，可达2000米；（4）输送线路灵活，可以垂直上升，也可水平。

超浓相输送原理：是利用物料流态化后转变成一种固气两相流体，再根据流体动压能的

转化原理，使物料在封闭的流槽内流动。其特点：（1）体系为水平或倾角很小的输送，输送距离长时需要中继站；（2） 低的物流速度，设备磨损小，寿命长，维修费低；（3） 固气比高，输送相同固体所需的压缩气体少，动力消耗低；（4）系统排风自成体系，独立完成粉体输送，无机械运动；（5）输送的粉体摩擦破碎少，粉尘率低。

3. 有色冶金工厂散料输送设备的类型及工作原理

第一章 流体输送设备

流体的流动性

流体的密度与相对密度 流体的压缩性和膨胀性 流体的粘性(牛顿型流体)

流体的流动形态(雷诺准数)：雷诺准数意义:反映流体惯性力与粘滞力之间对比关系。即Re为惯性力与粘性力之比。

1.若流体流速大，或粘度小时，Re数值较大，表明流动时惯性力占主导地位，易促使扰动的发展和扩大，使流动湍动程度增大而呈现紊流状态，惯性力是加速滞动的。

2.若流体流动速度较小或粘度较大时，Re值较小，表明粘性力占主导地位，能够削弱甚至消除因干扰造成的流体扰动，使流体保持在层流状态，粘性力是抑制湍动的。 伯努利方程：

流体阻力计算：直管阻力（因次分析法）和局部阻力（当量长度法、局部阻力系数法） 流体输送设备：液体输送设备（离心泵、往复泵、隔膜泵、高压油泵、旋转泵)和气体输送设备（通风机、鼓风机、压缩机、真空泵）

气体输送设备的主要特点：

1. 气体密度小，体积流量大，因此气体输送设备的体积大。

2. 流速大。在相同直径的管道内转送同样质量的流体，气体的阻力损失比液体的阻力

损失要大得多。

3. 由于气体的可压缩性，当气体压力变化时，体积和温度同时发生变化，这对气体输

送设备的结构形状有很大的影响。

作业题：

1. 为什么要了解管路特性，怎样表达管路特性？ 离心泵总是安装在特定的管路中运行的，泵在实际工作中的流量和压头等不仅取决于离心泵的特性，而且还与管路特性有关。两者必须统一，并使泵在高效下运行，完成流体输送任务。 管路的特性可用管路特性方程(管路中流量(或流速)与压头的关系)和管路特性曲线来表达。

2.离心泵工作时，什么是气蚀现象和气缚现象？

离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小在叶轮中心中只能产生很小的低压，形不成所需要的压差，虽启动离心泵，但液体仍不能上升到叶轮中心，不能完成输送液体的目的，该现象称为“气缚”现象。

当叶轮旋转时，液体在叶轮上流动的速度和压力是变化的。通常在叶轮入口处最低，当此处压力等于或低于液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体将部分气化，生成大量的蒸气泡。 含气泡的液体进入叶轮而流至高压区时，由于气泡周围的静压大于气泡内的蒸气压力，而使气泡急剧凝结而破裂。气泡的消失产生了局部真空，使周围的液体以极高的速度涌向原气泡中心，产生很大的压力(几万kPa)，造成对叶轮和泵壳的冲击，叶轮很快就被冲蚀成蜂窝状或海绵状，使其震动并发出噪音。这种声音作气蚀现象

2. 液体输送主要有哪些设备，简述一种设备的工作原理？

第二章 冶金传热设备

传热的基本方式：传导、对流和辐射三种；

冶金过程基本的换热方式主要有三种： 间壁式换热：高温流体与低温流体各在间壁的一侧，通过流体的对流、器壁的传导综合传热。 直接接触换热:热流体和冷流体直接混合，传质、传热同时进行，不需要传热面。

蓄热式换热：将高温气体通过热容量大的蓄热室，再使冷气体进入该蓄热室吸收热量，冷气体逐渐被加热。

根据结构形状，换热设备分为以下类型: （1） 蛇管式换热器

（2） 套管式换热器 特点：设备结构简单、紧凑，可按需要增加和减少传热面积，灵活性

大。

（3） 列管式换热器 特点：结构简单、制造容易、检修方便，应用很广泛。更为重要的是

结构紧凑，单位体积设备具有比较多的传热面积，传热效果好，可采用多种材料制造，工艺上范围广。

（4） 板式换热器 特点：结构简单，成本低；但可能产生较大的热应力，同时壳程不易机

械清洗。适用于壳程流体不易结垢或化学清洗容易的情况；壳体与传热管壁温度差小于50℃，否则需加膨胀剂。

（5） 夹套式换热器 特点：结构简单，但传热面受容器壁面限制，传热系数小。 （6） 特殊形式换热器

热风炉的结构有三种形式：内燃式热风炉、外燃式热风炉和顶燃式热风炉 蓄热式热风炉的工作原理：是在燃烧过程中热风炉内的格子砖将热量储存起来，当转入送风阶段后，格子砖又将热量传给冷风，把冷风加热后送至高炉炼铁。其实质是将煤气燃烧产生的热量以格子砖为媒介传给高炉鼓风的过程。 内燃式热风炉（考贝蓄热式热风炉）：包括燃烧室、蓄热室两大部分。并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。

第三章 混合与搅拌装置

浸出：用浸出试剂将固体颗粒中的有用组分选择性地提取出来的操作，属液固传质过程。 影响浸出过程是否经济的因素有：反应速率、试剂消耗、固液分离和能耗； 浸出剂的选择原则：（1）必须与被浸出矿物润湿且对欲浸出组份的选择性；（2）浸出后固液分离能力好；（3）浸出剂易再生利用；（4）价格便宜。 浸出方法按使用的浸出剂分酸法、碱法、细菌浸出和水浸；

浸出方法按固液相接触方式分渗滤浸出（原地浸出、堆置浸出、渗滤槽浸出）、拌酸熟化、

流态化浸出和搅拌浸出（机械搅拌浸出、空气搅拌浸出） 浸出方法按操作的工作压力分常压浸出和高压浸出；

典型的浸出设备：渗透浸出槽、立式机械(空气)搅拌罐、卧式机械(空气)搅拌罐和高压釜

搅拌与混合的目的：

(1)制备均匀混合物：如调和、乳化、固体悬浮、捏合以及固体混合； (2)促进传质：如萃取、溶解、结晶、气体吸收等； (3)促进传热：搅拌槽内加热或冷却。 混合机理：

（1）主体对流扩散 （2）湍流扩散 （3）分子扩散

流体混合的流型：切向流、轴向流和径向流

搅拌器类型：浆式搅拌器、涡轮式搅拌器和推进式搅拌器 搅拌与混合的方法及原理

（1）机械 搅 拌：靠机械动力进行的搅拌，有桨式、涡轮式和推进式； （2）电磁 搅 拌：靠电磁感应产生的电磁力施加于搅拌介质； （3）超声波搅拌：靠超声波振动产生的力而施加于搅拌介质； （4）气力 搅 拌：靠气体带动周围的液体运动形成搅拌； 气力搅拌的类型

喷射式气力搅拌：靠空气的射流带动周围的液体流动，达到搅拌的作用。

底部弥散式气力搅拌：靠气泡上升时带动周围的液体运流动，达到搅拌的作用。

沉没切向式气力搅拌：靠沉没的空气从切向处流出带动周围的液体流动，达到搅拌的作用。 气力搅拌原理：用空气的射流或气泡上升时带动周围的液体运动，达到搅拌的作用。 气力搅拌的特点：

A 使流体成分和温度均匀；

B 提高了固-液相间的传热系数和传质系数；

C 由于反应气体在金属液中高度弥散，提高了反应速度；或惰性气体气泡改变在气-液相界 面上的热力学平衡条件，促进反应； 作业

1、搅拌与混合的目的是什么？ 2、简述搅拌的方法与原理。 3、气力搅拌的特点?

第四章 固液分离设备

固体微粒的物理性质 （1）颗粒的大小与形状 （2）颗粒的密度与堆积密度 （3）颗粒填充性与磨擦角

悬浮液的分离方法：沉降分离、过滤分离、离心分离

悬浮液的沉降原理：在重力作用下，由于固体与液体的密度差，固体沉于底部，清液从槽上

部沿周边溢流排出。最适合于处理固液密度差比较大，固体含量不太高，而处理量比较大的悬浮液。 沉降目的 ：（1）浓缩：目的是将悬浮液增稠；（2）澄清：从比较稀的悬浮中除去少量的悬浮物

沉降设备：（1）间歇式沉降槽：完成间歇沉降操作的设备.特点是清液和沉渣是经过一段时间后才能产出。(2)连续沉降槽：保持沉降槽内的各个区域，即连续加入悬浮液，并连续产生清液和沉渣的沉降槽。

沉降槽的构造：槽体、工作桥架、刮泥机构、进料框架、传动与转动装置、清液出口和底流出口

沉降槽的工作区：清液区、均一浓度区、非均浓度区和压缩浓度区 絮凝剂的作用：对于含有大量胶状微粒的悬浮液，为提高沉降槽的生产能力，加快沉降速度，可向矿浆中加适量的絮凝剂，使悬浮液中呈胶体状分散的颗粒凝聚成絮团，促使其沉降。 絮凝剂的分类：无机絮凝剂、天然高分子絮凝剂、合成高分子絮凝剂 过滤分类：重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤 工业上应用的过滤方式：深层过滤、滤饼过滤

过滤介质：刚性过滤介质、扰性过滤介质、松散性过滤介质 滤饼性质：

(1)可压缩滤饼：当滤饼由无定形的颗粒如胶体氢氧化铝、氢氧化铬或其它的水合物沉淀组成时，颗粒间的孔道则随过滤压强的增加而变小，对滤液的流动起障碍作用。

(2)不可压缩滤饼：当滤饼由不变形的颗粒如晶体的碳酸钙、硅藻土等组成时，各个颗粒间的相互排列的位置以及颗粒之间的孔道均不因床层所受压强的增加而有所改变。 助滤剂：预涂层助滤、体加料助滤

过滤设备按操作方法分类：间歇式过滤机（如叶滤机、板框压滤机）和连续式过滤机（转筒式真空过滤机）

过滤设备按过滤推动力的类别分类：加压过滤机、真空过滤机和离心过滤机 间歇式过滤机：过滤、洗涤、干燥、卸料四个阶段在设备的同一部位，但在不同时间内进行。

连续式过滤机：过滤、洗涤、干燥、卸料四个阶段是在设备的不同部位 同时进行。

典型的过滤设备：间歇式过滤机-板框式压滤机、连续式过滤机-转鼓真空过滤机

第五章 萃取与离子交换设备

萃取的定义：有机溶剂与被萃取的水溶液混合，经充分搅拌后，根据两者相对密度的不同，经过澄清分层，一层为有机相(萃取相)，另一层为水相(萃余相)。在两相平衡时被萃取物质按一定的浓度比分配于两相中，从而达到分离、净化或富集的目的。 萃取操作过程：萃取、洗涤（除去萃取中的杂质）、反萃取（萃取剂再生利用） 分配比：当两相充分混合并达到萃取平横时，被萃取物在有机物中的总浓度和在水相中的总

浓度之比称为分配比，以D表示。

相比R:有机相体积Vo与水相体积Vw之比，即：R=Vo/Vw

萃取因数e：萃取液中被萃物的量与萃余液中的被萃物的量之比

萃取率q：被萃取物进入到有机相中的量与两相中的被萃取物总量的百分比。

萃取剂的分类 ：中性萃取剂、酸性萃取剂(阳离子交换剂)、螯合萃取剂、碱性萃取剂(阴离子交换剂)

萃取剂选择原则：

(1)对被萃取的金属有较高的选择性 (2)有较大的萃取容量

(3)相对密度小、粘度低，表面张力大；沸点高，蒸气 压小，闪点高；在水中溶解度小 (4)化学稳定性好，不易水解，毒性小，腐蚀性小 (5)反萃取容易，不发生乳化，不生产第三相 (6)来源丰富，制备、纯化、再生容易以及价廉

萃取工艺流程按水相和有机相仅接触的次数分：单级萃取、多级萃取（串级萃取） 萃取工艺流程按水相与有机相流动方式分：错流萃取、逆流萃取、分馏萃取、回流萃取 错流萃取特点：每一级都加入新的萃取剂的萃取。

逆流萃取特点：有机相和水相逆流通过多级萃取室的萃取。 分馏萃取: 料液从中间加入，水相和有机相从两端流出，萃取和洗涤同时在一个设备中完成。 常用的萃取设备：混合澄清器、萃取塔、转盘塔、离心萃取器

作业题

1. 阐述错流萃取、逆流萃取和分馏萃取工艺的特点。

2. 比较逐级接触式萃取器与连续接触式萃取器的特点和应用范围？ 逐级接触式 萃取设备 特点 混合澄清 级效率高，处理能力大，操作弹性好 应用范围 溶剂滞留量大，占地面积大，费用高 脉冲筛板 处理能力大,容积效率高，塔内无运动部件 难处理两相密度差小的体系，不能高流比操作，对乳化无法 往复振动 处理能力大，结构简单，操作弹性好 连续接触式 转盘塔 离心萃取 处理能力大，效率较高，结构简单 设备体积小，传质效率高，溶剂滞留结构复杂，制造和维修费量小，适合两相密度差小的体系 高

离子交换的定义: 利用离子交换剂与溶液的离子发生交换作用，使欲提取的组分与其它组分进行分离的工艺过程.

选用原料: 天然沸石、人造沸石的磺化煤、离子交换树脂

应用领域: 用于除杂、废水处理、离子转换以及分离和富集微量有价金属

特 点: 优点：设备简单、分离效率高、所用的离子交换树脂有再生能力，重复使用性能

好。缺点：工艺过程周期长，操作比较复杂。

离子交换反应过程：在树脂表面进行、在树脂内部进行（溶液中欲交换离子穿过树脂颗粒表面液膜离子继续在树脂颗粒内扩散达到交换位置进行交换反应交换下来的离子在树脂内扩散，扩散到颗粒表面离子穿过颗粒表面的液膜，进入溶液中）

离子交换树脂的理论交换容量：树脂所含反离子全部发生交换时的交换容量。 工作交换容量：实际测得的交换容量。

离子交换势的定义：树脂对预交换离子的吸着(交换)能力，把这种吸着能力称为“势”。 离子交换势的规律:

离子交换的操作方式: 静态交换(固定床)和动态交换（周期性、连续性）

离子交换设备：固定床离子交换设备、移动床连续交换设备、流化床离子交换设备 离子交换的应用：除去杂质、离子转换、废水处理、分离或富集微量有价值金属 离子交换膜原理：

离子交换膜的应用：制备浓溶液和稀溶液、两性离子与非两性离子的分离 作业

1.阐述离子交换反应过程，并举例说明离子交换反应的原理？ 2.举例说明离子交换反应的应用？

第六章 蒸发与结晶设备

蒸发的定义:借加热作用使溶液中所含溶剂汽化以提高溶液浓度的物理操作。 加热蒸汽：作为热源供给热量的水蒸汽 二次蒸汽：被加热溶液本身产生的蒸汽

蒸发的分类：单效蒸发（将二次蒸汽不再利用的蒸发过程）和多效蒸发（将二次蒸汽用于其它蒸发器的加热过程）

蒸发操作的目的: ① 获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半产品② 脱除溶剂，获得固体产物③ 脱除杂质、制取纯净的溶剂

蒸发操作的特点: ①浓溶液在沸腾时常在加热表面上析出溶质形成垢层恶化传热过程②溶液的性质往往对蒸发器的结构设计提出特殊的要求③蒸发操作是大量耗热过程，节能应重点考虑

典型的蒸发装置: 1.蒸发器由蒸发室和加热室组成。2.加热室中装有加热管，热蒸汽在加热管外流动，溶液在管内沸腾 、蒸发。 多效蒸发的原理：二次蒸气循环再利用的过程，即前一效蒸发器产生的二次蒸汽继续作为下一效蒸发器的加热蒸气使用。 多效蒸发的方法：

(1)并流法：溶液与蒸汽并流的方法 (2)逆流法：溶液与蒸汽成逆流的方法

(3)错流法：溶液与蒸汽在有些效间并流，在有些效间逆流的方法 (4)平流法：每效都加入原料液的方法

几种常用的蒸发设备: 中央循环管式蒸发器、外加热式蒸发器、强制循环蒸发器、液膜蒸发器（升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、旋转刮片式蒸发器）、多级闪急蒸发器

降低蒸汽消耗量的方法：多效蒸发、冷凝水自蒸发、蒸汽再压缩

结晶操作的定义：从液相（或气相）析出结晶性固体物质的工艺过程。

结晶操作的方法：（1）移除一部分溶剂的结晶（适用于溶解度随温度的下降而变化不大的物质的结晶如硫酸铜等）（2）不移除溶剂的结晶（适用于溶解度随温度的下降而显著降低的物质的结晶如硝酸钠、硫酸镍等） 结晶设备的分类：

按结晶方法不同可分为：移除一部分溶剂结晶设备（蒸发式结晶器、真空式结晶器、汽化式结晶器）和不移除溶剂结晶设备（水冷却式结晶器、冷却盐水冷却式结晶器） 按控制方式不同可分为：自然结晶器和搅拌结晶器 按操作方法不同可分为：间歇式结晶器、连续式结晶器 溶液的过饱和的两种途径：

第一种：通过溶液在常压或减压下的加热蒸发,采用蛇管式或夹套式蒸汽加热。 第二种：通过溶液在常压 或减压下冷却获得。 几种典型的结晶设备：自然结晶槽、蒸发式结晶器、真空式结晶器、机械搅拌冷却式结晶器、奥斯陆结晶器、真空蒸发悬浮结晶器

作业题

1、多效蒸发的原理是什么？多效蒸发的加料有几种方法？简述每种方法的优缺点。 2、蒸发过程中为节约蒸汽所采取的方法和原理？

第七章 电解与电积设备

电解、电积及熔盐电解基本知识： （1）定义 ：

电解精炼(电解法)：以火法冶金获得的粗金属为阳极(可溶性阳极)，以精金属片或不锈钢板为阴极，以预提取某种金属的盐溶液作为电解质，在直流电的作用下，阳极金属不断溶解以离子形式向阴极迁移沉积，获得纯净的金属。

电解沉积(电积法)：采用不溶性阳极(如Pb、Pb-Ca、Pb-Ag、Pb-Ti等)，在经过浸出、净化处理的电解液中，预提取的金属离子在阴极还原沉积，制得纯金属的过程。 熔盐电解冶金：以某种特殊的熔体为电解质，通入直流电、在碳素阳极及阴极的共同参与下，电解质发生电化学反应而产生液态金属，用真空设备定期从电解槽中将金属液体吸出，经精炼后铸成金属锭的过程。（主要用于铝、镁和其它碱金属的电解生产(电极电位很负，不能从水溶液阴极还原析出，必须由熔盐电解法制取)以及一些非金属(如氟、硼、硅等)的制取。） （2）工作电极 （3）电解质 (4)工艺参数

电解、电积及熔盐电解工作过程：

(1)铜电解的原理、方法、工序、阴阳极工作过程及特点

(2)锌电积的原理、工序、阴阳极工作过程及特点

（3）铝熔盐电解的原理、工序、阴阳极工作过程及特点 电解、电积及熔盐电解过程中出现的一些现象 (1)锌板电极过程的三种状态 (2)铝熔盐电解时产生的阳极效应

作业题

1.综述电解、电积和融盐电解的特点和实用性。 答：特点:

(1) 都是离子在电场作用下的电化学反应，都遵循法拉第定律；

(2) 水溶液电解是靠水的极化使金属盐形成离子，熔盐电解是靠高温使金属盐形成离子； (3) 电解是火法冶炼的最后工序；电积是湿法冶炼的最后工序；熔盐电解是活泼金属冶炼的最后工序；

(4) 都需要槽面作业，保证电解液正常循环，保证不短路、不断路，按正常周期装槽和出槽； (5) 电积时阳极上放出气体，阳极不溶解；电解时阳极溶解，阳极上不放出气体；都有阳极泥产生。

实用性:

(1) 电解、电积和熔盐电解的槽电压依次增高，电解过程消耗的能量也一样。故能用电解就不用电积，能用电积就不用熔盐电解；

(2) 对实际析出电位比氢的实际析出电位更负的金属，必须用熔盐电解。

2.简述铜、铅、锌电解作业的主要工序？

第八章 干燥设备

物料去湿的方法：机械去湿、化学去湿、热能去湿 需要干燥的物料：原料、半产品、产品

干燥概念--借热能使固体物料中水分汽化，随之被气流带走而脱除水分的过程 。既是传热过程，也是传质过程。

干燥本质--被除去的湿分从固相转移到气相中，能较彻底地除去物料中的湿分，但能耗较大。 干燥过程按操作工艺分为间歇和连续干燥两种；

按除水分所使用的物理条件可分为常压干燥、真空干燥和冷冻干燥； 按加热方式则可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥、微波干燥、介电加热干燥和冷冻干燥， 对流干燥：热能以对流的方式由热气体(干燥介质,既是载热体又是载湿体)传给与其直接接触的湿物料。

对流干燥方法包括气流干燥、沸腾干燥、喷雾干燥、转筒干燥等。 湿空气的性质： 湿度： 温度： 热焓量：

绝热饱和热焓量： 比容：

水分与物料结合方式：化学结合水、吸附水分、毛细管水分、溶胀水分

物料中的总水分：平衡水分（不能除去的结合水分）和自由水分（能除去的结合水分+非结合水分）

干燥特性曲线：物料预热阶段、物料加热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段

干燥设备：对流式干燥器（箱式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、转筒干燥器、流化床干燥器、沸腾干燥器）和非对流式干燥器（换热干燥器、真空干燥器、红外线干燥器、冷冻干燥器）

第九章 熔炼设备

奥斯麦特炉与艾萨炉的工作原理：

奥斯麦特法与艾萨法与其它熔池熔炼一样，都是在熔池内的熔体-炉料-气体之间造成强烈的搅拌和混合，大大强化热量传递、质量传递和化学反应速率，以便在燃料需求和生产能力方面产生较高的经济效益。奥斯麦特法与艾萨法的喷枪竖直浸没在熔渣内，喷枪结构较为特殊，炉子尺寸比较紧凑，整体设备简单。

艾萨炉和奥斯麦特炉的结构基本上是一样的，由炉壳、炉衬、炉底、炉墙、炉顶、喷枪、喷枪夹持架及升降装置、加料装置、上升烟道以及产品放出口等组成。

瓦纽科夫炉的工作原理：

炉子的熔池深度为2-2.5m，侧墙上有上、下两排风口，冶炼用的富氧空气通过风口鼓入熔池，使熔池处于强烈搅拌状态。通过炉顶料管加入的炉料直接落入强烈搅拌的熔池，被卷入熔体，与吹入的氧快速反应，被迅速熔化，生成的铜锍和炉渣分别从两端的虹吸池放出。

瓦纽科夫炉内分为熔炼室、铜锍室和渣池三个部分。

瓦纽科夫炉由炉缸、炉墙、隔墙、炉顶、风口、加料口、上升烟道、铜锍和炉渣放出口等主要部件组成。

奥托昆普闪速炉由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池和上升烟道四个主要部分组成

第十章 烟气收尘与净化设备

收尘的定义：将烟尘(悬浮固体颗粒)或雾沫(液体微滴)从气体中分离出来的操作。分散介质是气相，分散物质是固相或液相微滴，粒径0.1~100μm 。 收尘的目的：净化分散物质、收分散物质、除不安全的因素

电收尘的定义：利用烟尘颗粒受到电晕作用而带电，带电颗粒在电场力作用下，向收尘极移动沉积在电极上而除去的一种固气分离方法。 电收尘的工作原理：

（1）气体电离（电压较小阶段(AB)、临界电离电压(C)、临界电晕电压(D)、火花放电(E)或弧光放电(F)）

（2）颗粒荷电 （电场荷电：在电场力作用下，离子与颗粒碰撞荷电。适用于粒径大于0.5μm的颗粒。

扩散荷电：是离子在扩散作用下附着在颗粒上的过程。粒径小于0.5μm的颗粒。） （3）荷电尘粒运动 （带负电的荷电尘粒，驱向收尘电极运动；绝大多数带正电的尘粒向电晕电极运动，运动过程中碰上电子而带负电荷，最后驱向收尘极。） （4）荷电颗粒放电(颗粒上电荷与电极上的电荷中和，颗粒恢复到中性。） 影响颗粒荷电的因素：尘粒导电性、粒的体积及质量、体含尘量 静电收尘器选用注意事项：

? 适用于烟气温度低于250℃的情况。

? 烟气含尘浓度超过60g/m3时应预设净化装置，否则产生电晕闭塞。

? 对粒径过小、密度又小的粉尘，要适当降低电场风速，否则易产生二次扬尘，影响

收尘效率。

? 适用于捕集比电阻在104~5×1010Ω〃cm范围内的粉尘，当低于或高于这个范围时，

就要采取相应的措施改变含尘气体的性质，或者选择合适的收尘器型号。 ? 气流分布要求均匀，一般在收尘器入口处设1~3层气流分布板。

? 电场风速一般在0.4~1.5m/s范围内，风速过大会造成二次扬尘，对比电阻、粒径和

密度偏小的粉尘，也应选择较小风速。

? 静电收尘器的漏风率尽可能小于2%，以减少二次扬尘。

? 净化湿度大、露点温度高和含黏结性粉尘烟气宜采用湿式静电收尘器。

作业题：

1.简述布袋收尘器主体构造，工作原理及特点？ 2.简述电收尘器的工作原理、特点及适用性？

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