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出版者:中南大学出版社(中南工业大学)

作者:唐谟堂 编

出品人:

页数:339

译者:

出版时间:2003-11

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787810617987

丛书系列:

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• 冶金设备
• 火法冶金
• 选矿
• 冶炼
• 金属材料
• 工业设备
• 矿物加工
• 热处理
• 设备工程
• 资源利用

《金属的绽放：从矿石到文明的旅程》 序章：大地深处的低语 我们的世界，由无数奇迹构成。其中，金属无疑是最耀眼、最深刻的奇迹之一。它们是文明的骨骼，是进步的血脉，是人类创造力最直接的体现。从史前先民偶然发现一块闪光的石头，到如今我们手中精密的电子产品，金属贯穿了人类历史的每一个重要节点，塑造了我们的生活，定义了我们的未来。 本书将带领您踏上一段穿越时空的宏伟旅程，去探寻金属如何从沉睡在地壳深处、与岩石杂居的矿石，经过一系列充满智慧与勇气的转化，最终成为我们赖以生存、蓬勃发展的物质基础。我们将深入了解那些隐藏在光鲜亮丽产品背后的古老技艺，那些塑造了我们星球面貌的伟大工程，以及那些为我们点亮文明之火的幕后英雄——矿石与金属的转化之道。 第一篇：矿石的召唤——自然的馈赠与人类的发现 我们的旅程始于地球的深处，在那里，亿万年的地质变迁孕育了丰富的矿藏。这些矿石，并非生来就闪耀着金属的光芒，它们通常以复杂的化合物形式存在，被包裹在岩石之中，需要经过精心的辨识与提取。 第一章：星辰的碎片，大地的宝藏 矿石的诞生与分布： 矿石并非随机散布，而是与地球的形成过程、板块构造、火山活动以及水的热液作用紧密相连。我们将探索不同类型的矿床，例如斑岩铜矿、铁矿石、铝土矿以及稀有金属矿床，了解它们形成的地质环境和化学特征。 从山体到实验室： 矿物学家和地质学家如何通过肉眼、显微镜以及各种先进的地球化学分析手段，识别和评估矿石的价值？我们将揭示矿石勘探与评价背后的科学原理，以及那些标志着重要矿床发现的里程碑事件。 历史的记忆，文明的基石： 人类对矿石的认知和利用，是漫长而曲折的。从石器时代到青铜时代，再到铁器时代，每一次金属的发现与掌握，都标志着社会生产力的巨大飞跃。我们将回顾那些塑造了古代文明的金属，如铜、锡、铁，以及它们如何改变了农业、军事和日常生活。 第二章：提炼的艺术——从矿石到金属的初步分离 当矿石被发现并开采出来后，它还不能直接使用。它需要经历一系列的物理和化学过程，以去除其中的杂质，获得相对纯净的金属。这便是“选矿”的艺术，它是一门古老而精密的科学，也是金属冶炼的第一道关卡。 粉碎与研磨： 如何将坚硬的岩石变成细小的颗粒，以便后续的分离？我们将介绍各种破碎设备和研磨设备的工作原理，如颚式破碎机、圆锥破碎机、球磨机和棒磨机，以及它们在不同矿石处理中的应用。 浮选的魔法： 浮选是现代选矿技术中最重要的一种。它利用矿物表面性质的差异，通过引入特定的药剂，使目标矿物附着在气泡上浮，从而实现有效分离。我们将深入剖析浮选的化学原理，介绍各种捕收剂、起泡剂、调整剂的作用，并展示浮选在铜、铅、锌、钼等多种金属矿物提炼中的应用。 重力分离与磁选： 对于密度或磁性差异显著的矿物，重力分离和磁选是高效的手段。我们将探讨跳汰机、摇床等重力选矿设备，以及各种干式和湿式磁选机的结构与工作原理，理解它们在处理特定矿石时的优势。 化学浸出： 对于一些难以通过物理方法分离的矿石，化学浸出则显得尤为重要。如氰化法从金矿中提取黄金，氨浸法从铜矿中提取铜。我们将介绍浸出过程的化学反应机理，以及相关的提取工艺。 第二篇：烈火的熔炼——赋予金属新生的力量 经过选矿，我们得到了富含目标金属的精矿。然而，金属的真正诞生，需要更强大的力量——高温与化学反应，这便是“冶金”的核心所在。冶金，是人类驾驭火焰与化学，从矿物中剥离金属的伟大实践。 第三章：炉火的升腾——以高温改变物质 还原的本质： 金属元素通常以氧化物或硫化物的形式存在于矿石中，要获得游离的金属，必须将其还原。冶金过程的核心就是提供足够的还原剂和能量，促使金属氧化物或硫化物中的金属原子获得电子，变回金属单质。 氧化还原反应的奥秘： 我们将深入探讨冶金过程中常见的氧化还原反应，如碳还原氧化铁生成铁和一氧化碳，硫化矿的焙烧与还原等。理解反应的驱动力，以及如何通过控制温度、气氛和反应物配比来优化反应效率。 热能的传递与转化： 冶金过程需要巨大的热能。我们将介绍各种热处理方式，如焙烧、熔炼、精炼。了解不同炉型（如鼓风炉、平炉、电弧炉）的工作原理，以及它们如何有效地传递和利用热能。 化学药剂的协同作用： 除了高温，各种化学药剂在冶金过程中也扮演着重要角色，如助熔剂的添加，可以降低熔点，促进夹杂物熔化；除杂剂可以与有害元素反应生成易于分离的化合物。 第四章：炼铁之魂——钢铁之国的崛起 钢铁，是人类文明最伟大的成就之一。从农具到武器，从桥梁到建筑，钢铁无处不在。炼铁，是冶金史上最浓墨重彩的一笔。 鼓风炉的传奇： 鼓风炉，这个看似简单的巨大炉体，却是炼铁的灵魂。我们将详细解析鼓风炉的工作原理，从风口鼓入的热空气如何与炉料（铁矿石、焦炭、石灰石）发生复杂的物理化学反应。了解焦炭作为还原剂和燃料的双重作用，石灰石作为造渣剂的作用，以及炉料在炉内下降过程中的温度和化学变化。 炉渣的智慧： 炉渣并非废弃物，而是冶金过程的重要产物。我们将了解不同炉渣的成分和性质，它们如何包裹和去除杂质，以及炉渣的综合利用价值。 生铁的诞生与转化： 从鼓风炉中流出的不是纯净的铁，而是高碳的生铁。我们将探讨生铁的化学成分及其性质，以及如何通过进一步的脱碳和合金化，将其转化为我们熟悉的钢。 第五章：有色金属的华彩——铜、铝、金、银的秘密 除了钢铁，其他有色金属同样在人类文明中扮演着不可或缺的角色。它们的提炼，往往需要更精细、更复杂的工艺。 铜的古老智慧与现代奇迹： 从古代的铸造铜器到现代的电力传输，铜的应用贯穿始终。我们将了解铜矿石的选矿方法，如硫化铜矿的焙烧-熔炼-吹炼工艺，氧化铜矿的火法或湿法冶金。理解铜冶炼过程中氧化的重要性，以及电解精炼在获得高纯度铜中的作用。 铝的能量之争： 铝，是最丰富的金属元素，但其提炼却消耗巨大的能量。我们将揭示电解铝的赫尔-罗尔法（Hall-Héroult process）的神奇之处，高温下氧化铝在熔融冰晶石中的电解，以及阳极炭素的消耗。理解铝的高反应活性对冶炼工艺提出的挑战。 贵金属的魅力： 黄金、白银，自古以来便是财富的象征。我们将探讨金银矿的提取方法，如氰化法提金，以及火法精炼中的“铅银法”等，了解其高度的化学反应性与分离的复杂性。 稀有金属的隐秘力量： 钛、钨、钼、锂等稀有金属，虽然用量不大，但其独特的性能决定了它们在现代高科技中的关键作用。我们将简要介绍这些金属的提炼难点，如钛的氯化物还原法，以及它们如何支撑着航空航天、新能源等领域的发展。 第三篇：熔炼之后的升华——金属的精炼与应用 从炉火中诞生的金属，往往还不是最终形态。它们需要经过进一步的精炼，以去除残余的杂质，调整其化学成分和物理性能，才能满足各种严苛的应用需求。 第六章：精炼的艺术——追求极致的纯净 电解精炼的精度： 对于高纯度金属的需求，如电解铜、电解镍、电解锌，电解精炼是不可或缺的手段。我们将解析电解槽中的电化学原理，如何利用金属离子的电化学电势差异，将粗金属作为阳极，在电解液中溶解，并在阴极上沉积出高纯度的金属。 真空与气氛的控制： 对于某些对氧、氮等气体敏感的金属（如钛、锆），真空冶金和保护气氛冶金是必须的。我们将介绍真空感应熔炼、真空电弧熔炼等技术，以及它们在去除气体杂质、防止二次氧化方面的作用。 区域熔炼与晶体生长： 对于半导体材料等具有极高纯度要求的领域，区域熔炼技术能够实现更极致的提纯。我们将简要介绍这种通过移动熔区来分离杂质的先进技术。 第七章：合金的智慧——塑造金属的无限可能 单一的金属往往难以满足所有需求，通过将不同金属或非金属元素按比例混合，形成合金，可以赋予金属全新的、优异的性能。 合金的构成与相图： 我们将了解合金的微观结构，如固溶体、化合物等，以及相图在理解合金凝固过程、确定合金成分和性能方面的指导意义。 常见合金的诞生与应用： 从青铜、黄铜等历史悠久的合金，到不锈钢、铝合金、镍基高温合金等现代工程材料，我们将探讨不同合金的成分特点、性能优势，以及它们在建筑、交通、航空航天、电子等领域的广泛应用。 强度、韧性与耐腐蚀性： 如何通过合金化来提高金属的强度、韧性、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及导电导热性？我们将揭示合金设计背后的科学原理。 第八章：金属的未来——循环与可持续的挑战 金属是不可再生资源，其开采和冶炼过程往往伴随着环境的挑战。面对日益增长的需求和有限的资源，金属的循环利用与可持续发展已成为我们必须面对的课题。 回收的价值： 废旧金属的回收，不仅能够节约能源和资源，还能显著减少环境污染。我们将探讨废钢铁、废铜、废铝等的主要回收途径和再生工艺。 绿色冶金的探索： 传统的冶金过程往往伴随着大量的废气、废水和固体废弃物。我们将介绍绿色冶金的发展趋势，如新型还原剂的应用、清洁能源的利用、废弃物的资源化利用等，以及如何通过技术创新来降低冶金过程的环境影响。 新材料的曙光： 随着科技的进步，新型金属材料不断涌现，如形状记忆合金、金属玻璃、轻质高强合金等，它们将为未来的科技发展提供强大的物质支撑。 尾声：金属的回响——贯穿文明的血脉 从矿石到金属，再到我们手中五彩斑斓的制品，金属的转化之旅，是一部关于智慧、勇气与耐心的史诗。它塑造了我们的历史，定义了我们的现在，并将继续书写我们的未来。 本书的每一章，都试图展现金属转化过程中蕴含的科学原理、工程挑战以及人类的创造力。我们希望通过这段旅程，您能够对我们身边那些看似平凡的金属制品，有更深层次的理解和敬畏。它们不仅是物质的堆砌，更是人类智慧与劳动的结晶，是大自然慷慨馈赠与人类不懈探索的完美融合。 金属，是大地深处的低语，是烈火的绽放，更是文明不息的回响。让我们一同去聆听，去感受，去创造属于我们的金属时代。

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这本书的另一大亮点，在于其对设备安全和环保方面的重视程度。在这个时代，任何一本技术手册如果回避了安全与环保问题，那都只能算是残缺的。这本《火法冶金设备》在这方面做到了近乎苛刻的程度。光是关于粉尘和烟气处理系统的章节就占据了近四分之一的篇幅。书中详尽介绍了各种除尘技术，从旋风分离器到布袋除尘器，再到湿法电除尘器，每一种技术的适用范围、除尘效率以及维护要点都分析得非常到位。更难能可贵的是，它将安全操作规范融入到了设备的每一个操作环节描述之中。例如，在介绍密闭加料系统时，书中特别强调了惰性气体保护的重要性以及紧急泄压阀的设置标准。这种“安全先行”的设计理念贯穿始终，让人感到无比踏实。我个人认为，对于工厂的管理层和安全主管来说，这本书的后半部分几乎可以作为内部培训的绝佳教材，它不仅仅是告诉你设备如何运行，更是在提醒你如何安全、负责任地去驾驭这些庞然大物。

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从阅读体验上来说，这本书的排版和插图质量，简直是业界良心之作。很多技术书籍，图纸都是黑白、模糊不清的，看着费劲。但这部作品显然投入了大量的精力在视觉呈现上。设备的结构图、流程图，都采用了高清彩印，不同部件的材质和热影响区都用不同的颜色区分，一目了然。尤其值得称赞的是，它收录了大量的不同年代、不同国家建造的冶炼厂的实景照片，这些照片不仅具有历史文献价值，更直观地展示了设备在真实工作环境中的状态，比如炉衬磨损的痕迹、烟囱排气口的壮观景象等等。这种将工程美学与实用信息完美结合的处理方式，极大地降低了阅读门槛。即便是对设备不甚熟悉的初学者，光是浏览那些精美的插图和图表，也能对火法冶金的复杂性和宏伟感有一个初步的认识。可以说，这本书在“可读性”和“专业性”之间找到了一个极其平衡的支点。

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坦率地说，这本书的理论深度绝对超出了我的预期。我原本只是想找一本关于设备操作维护的指南，没想到里面竟然包含了如此扎实的物化基础知识。作者对传热学、流体力学在冶金设备中的应用讲解得极为透彻，特别是关于气固两相流在竖炉内的流动特性分析，简直是教科书级别的论述。书中引用了大量的国内外最新研究成果，那些复杂的数学模型和计算公式，虽然初看起来有些让人头皮发麻，但作者总能在公式后紧跟着一个现实中的工程案例来印证其重要性。我特别欣赏它在“过程优化”一章中的处理方式，它没有简单地罗列参数，而是深入探讨了如何通过调整设备几何尺寸和操作变量来提高金属回收率和能源利用效率。这部分内容无疑是为那些致力于工艺改进和节能降耗的专业人士量身定制的。虽然对基础物理知识不太扎实的读者来说，可能需要反复研读和辅以其他参考书，但对于追求技术前沿的工程师而言，这无疑是一座知识的宝库，它教会的不是“怎么做”，而是“为什么这样做”。这种深层次的理论支撑，使得书中的所有设备介绍都具备了无可辩驳的说服力。

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我发现一个非常有趣的现象，这本书的编撰团队显然具有跨国视野和极强的行业整合能力。它不仅仅局限于介绍某一特定地区或某一特定公司的技术路线。在讨论连续式冶炼技术时，它会对比欧美成熟的技术体系与亚洲新兴技术体系的优劣势，分析彼此在原料适应性和经济性上的差异。书中对一些国际上具有里程碑意义的冶炼技术（比如闪速熔炼、苏尔福技术等）的原理介绍，都引用了原创文献的精髓，并配以简洁明了的流程图进行消化吸收。这使得这本书的知识体系显得非常全面和公正。我尤其关注了它对未来发展趋势的展望部分，作者并没有做空泛的预测，而是基于现有设备的技术瓶颈，探讨了人工智能、新型传感器技术如何融入到下一代火法冶金设备的设计中去，这使得这本书不仅是一本优秀的技术参考书，更像是一份为行业指明方向的前瞻性报告。总而言之，这是一部集大成之作，内容涵盖面广、深度足够、视角国际化。

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这本《火法冶金设备》的装帧设计实在是太引人注目了，封面那种深邃的金属质感，配上烫金的字体，一下子就让人觉得这本书的分量十足。我原本以为它会是一本晦涩难懂的教科书，但翻开之后才发现，作者在内容组织上真是下足了功夫。首先，它并没有直接跳入复杂的设备原理，而是非常详尽地介绍了火法冶金的历史演进和它在现代工业中的核心地位。书中对不同类型的冶炼炉的结构图解说得极其清晰，尤其是那些传统的高炉和反射炉的剖面图，每一个细节都标注得一丝不苟，简直就像是给工程师准备的精确蓝图。更让我感到惊喜的是，它居然花了相当大的篇幅去讨论设备在实际操作中如何应对极端温度和腐蚀性气氛的挑战。比如，关于耐火材料的选择和维护策略，书中给出的建议非常具有操作性，我甚至能想象出工人们在车间里如何根据书中的指导进行日常点检和故障排查。它不是那种只停留在理论层面的学术著作，而是真正扎根于工程实践的宝典，阅读过程中，我仿佛亲身站在了那灼热的炉膛边，感受着金属提炼的震撼。我对这部分内容的评价是：详实入微，图文并茂，极具现场感。

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