冶金原理課件

第一篇冶金體，第一篇冶金體，冶金原理，第一章冶金體的概要，第一章冶金體的概要，許多高溫冶金過(guò)程，都是在熔融介質(zhì)中進(jìn)行的許多冶金過(guò)程，產(chǎn)物和中間產(chǎn)品是熔融狀態(tài)的物質(zhì)。 在冶金液高溫冶金過(guò)程中處于熔融狀態(tài)的反應(yīng)介質(zhì)或反應(yīng)產(chǎn)物冶金液的分類中，構(gòu)成熔融液的主要成分不同的金屬熔融鹽非金屬熔融锍、1.0概念、1.1金屬熔融液、金屬熔融液液狀的金屬和合金，例如鐵水、鋼水、粗銅、鋁液等金屬熔融液成為火法冶金過(guò)程的主要成分1.1金屬熔體，1.2熔渣，熔渣主要由冶金原料中的氧化物或冶金過(guò)程中生成的氧化物組成。 例如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3除了氧化物以外，爐渣中也可能含有少量氟化物、氯化物、硫化物、硫酸鹽等其他種類的化合物，1.2爐渣、2，常見(jiàn)的冶金爐渣的組成，1.2爐渣，結(jié)論：冶金爐渣通常為5、6種以上熔渣多含有氟化物、硫化物等其他化合物。 熔渣中含量最多的氧化物通常只有3種，其總含量達(dá)到80%以上。 許多有色冶金渣和渣的主要氧化物是FeO、CaO、SiO2高渣和有色冶金渣的主要氧化物是來(lái)源于CaO、Al2O3、SiO2、1.2渣、三、渣成分的礦石和精礦中的脈石，如高爐冶煉： Al2O3、CaO， 為了滿足SiO2等冶煉工藝需要而添加的焊劑，例如CaO、SiO2、CaF2等改善爐渣的物理化學(xué)性質(zhì)的冶煉工藝中的金屬或化合物(例如硫化物)的氧化物，例如煉鋼： FeO、Fe2O3、MnO、TiO2、P2O5等制锍對(duì)于被熔融金屬或熔渣侵蝕和沖洗的內(nèi)襯材料，例如堿渣煉鋼，MgO主要是鎂砂內(nèi)襯、1.2熔渣、4熔渣的主要作用和分類，不同熔渣的作用和在熔渣冶煉過(guò)程中的作用，這是1、冶煉或以礦石或精礦為原料、以粗金屬或熔融锍為冶煉物的冶煉過(guò)程中生成的主要作用，將爐材(礦石或精礦、燃料、助熔劑等)中的脈石成分、灰分及大部分雜質(zhì)聚集起來(lái)，從熔融的主要冶煉物(金屬、熔融锍等)中分離出來(lái)。 例如，在高爐煉鐵中，鐵礦石中的大量脈石成分與燃料(焦炭)中的灰分和添加焊劑(石灰石、白云石、二氧化硅等)反應(yīng)形成爐渣，與金屬鐵分離。 在制造锍熔化中，銅、鎳的硫化物和爐材中的鐵的硫化物熔融，成為熔融锍的鐵的氧化物與熔渣形成焊劑SiO2和其他脈石成分形成熔渣。 1.2渣、2、精煉渣(氧化渣)是粗金屬精煉過(guò)程的產(chǎn)物。 主要的操作捕獲粗金屬中的雜質(zhì)元素的氧化物，從主金屬中分離出去。 例如，煉制生鐵和廢鋼時(shí)，原料中的雜質(zhì)元素的氧化生成物和添加的熔渣焊劑融合成CaO和FeO含量高的熔渣，除去鋼水中的硫、磷等有害雜質(zhì)，同時(shí)吸收鋼水中的非金屬夾雜物。 1.2爐渣，3，富集爐渣是某種溶解過(guò)程的產(chǎn)物。 作用使原料中的某些有用成分豐富于爐渣中，在后續(xù)工序中回收利用。 例如，鈦鐵礦在電爐中還原熔化，得到所謂的高鈦礦渣，多從高鈦礦渣中進(jìn)一步提取金屬鈦。 在銅、鉛、砷等雜質(zhì)含量高的錫礦中，一般首先熔煉熔渣，將大部分錫(90% )放入熔渣中，只少量生產(chǎn)集中了大部分雜質(zhì)的金屬錫，然后熔煉含錫熔渣提取金屬錫。 1.2爐渣、4、合成爐渣是指為達(dá)到一定的冶煉目的，用一定的成分預(yù)先調(diào)制的爐渣融合而成的爐渣。 電渣再熔化用渣、鑄鋼用保護(hù)渣、鋼水爐外精煉用渣等。 這些熔渣所起的冶金作用大不相同。例如，電渣的再熔融渣作為發(fā)熱體，可以提供精煉所需的熱量，同時(shí)還可以排除金屬液中的雜質(zhì)，吸收非金屬夾雜物。 保護(hù)渣的主要作用是減少熔融金屬液面與大氣的接觸，防止其二次氧化，減少金屬液面的熱損失。 1.2爐渣、5、爐渣的其他作用是作為金屬液滴或锍的液滴聚集，通過(guò)生長(zhǎng)和沉淀的介質(zhì)冶煉生成的金屬液滴或锍的液滴最初分散在爐渣中，這些分散的微小液滴的聚集、生長(zhǎng)和沉淀在爐渣中進(jìn)行。 在豎爐(鼓風(fēng)爐等)的冶煉過(guò)程中，爐渣的化學(xué)組成直接決定了爐缸的最高溫度。 在低熔點(diǎn)爐渣模型中，燃料消耗量的增加使?fàn)t料的熔融量增大，不能進(jìn)一步提高爐的最高溫度。 在許多金屬硫化礦物的燒結(jié)燒結(jié)過(guò)程中，熔渣是粘合劑。 燒結(jié)時(shí)，熔融溫度低的爐渣粘接細(xì)粒爐材，冷卻形成具有一定強(qiáng)度的燒結(jié)塊或燒結(jié)顆粒。 在金屬和合金的精煉時(shí)，熔渣復(fù)蓋金屬熔體的表面，可以防止金屬熔體被氧化性氣體氧化，減少有害氣體(例如H2、N2)在金屬熔體中的溶解。 1.2爐渣，6，爐渣的副作用，爐渣大大縮短了爐襯的化學(xué)侵蝕和機(jī)械清洗，爐子的壽命爐渣吸收了大量熱量，燃料消耗爐渣中所含的各種有價(jià)金屬降低了金屬的直接收率，1.2爐渣，1.3熔鹽， 熔融鹽鹽的熔融狀態(tài)液體通常是無(wú)機(jī)鹽熔融體中常見(jiàn)的熔融鹽由堿金屬或堿土金屬的鹵化物、碳酸鹽、硝酸鹽和磷酸鹽等構(gòu)成。 熔鹽一般不含水，具有不同于水溶液的性質(zhì)。 比如熔鹽的高溫穩(wěn)定性好、蒸汽壓低、粘度低、導(dǎo)電性好、離子遷移和擴(kuò)散速度高、熱容量高、能溶解各種物質(zhì)等。 廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)部門的冶金、材料、化工、核工業(yè)、能源技術(shù)、環(huán)境保護(hù)等。 1.3在熔鹽、冶金領(lǐng)域，熔鹽主要是金屬及其合金的電解生產(chǎn)和精煉熔鹽電解法中廣泛應(yīng)用的鋁、鎂、鈉、鋰等輕金屬和稀土類金屬的電解提取和精煉均為負(fù)金屬，不能從水溶液中電解析出，例如， 鋁的熔鹽電解是工業(yè)鋁生產(chǎn)的唯一方法，堿金屬、堿土類金屬鈦、鈮、鉭等高熔點(diǎn)金屬以及某些重金屬(鉛等)的熔鹽電解法利用熔鹽電解法可以合金或化合物，例如鋁鋰合金、鉛鈣合金、稀土類鋁合金， 取WC、TiB2等，熔鹽冶金應(yīng)用(1)、1.3熔鹽，某些氧化材料(TiO2、MgO等)的熔氯化CaO、MgO含量高的鈦渣或金紅石工藝短，原料適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備生產(chǎn)率高，生成物雜質(zhì)含量低。 為了減少用某種金屬的焊劑精制法精制的焊劑，例如粗鎂中的非金屬雜質(zhì)和某種金屬雜質(zhì)，用堿金屬和堿土類金屬的氯化物、氟化物的混合焊劑進(jìn)行精制。 助焊劑精煉中的作用：去除鎂中的一些雜質(zhì)，在熔融的鎂表面形成保護(hù)膜，隔絕鎂和空氣，防止燃燒。 熔融鹽的冶金應(yīng)用(二)、1.3熔融鹽、1.3熔融鹽、1.4熔融锍種金屬硫化物(如FeS、Cu2S、Ni3S2、CoS等)的共熔體中，少量的金屬氧化物和金屬工業(yè)中眾所周知的冰銅熔融锍為銅、鎳， 鈷等重金屬硫化