[工學(xué)]冶金原理課件中南 第2章b-文庫吧
2025-01-04 11:12 本頁面
【正文】 1205176。 C時，反應(yīng)向左進行。 ? FeOSiO2（ FS）僅存在于熔體中，不會在熔度圖中出現(xiàn)。 重要的二元熔渣系相平衡圖 返 回 ① ② ③ 重要的二元熔渣系相平衡圖 體系特點 （ 續(xù) ） F2S將 FeO?SiO2二元系分成 SiO2?F2S和 F2S?FeO兩個分二元系。 F2S?FeO分二元系：簡單低共熔型 ， 低共熔溫度1180?C。 SiO2?F2S分二元系：靠近 SiO2一側(cè) ， 當(dāng)溫度高于1698?C時 ， 體系中出現(xiàn)一個很寬的液相分層區(qū)； 此分二元系包含一個低共熔點 （ 1175?C） 。 體系中還存在一些高價鐵的氧化物 ， 如 Fe2O3或Fe3O4。 圖 2?25 ① 重要的二元熔渣系相平衡圖 附： Fe2O3含量的折算 ? FeO為非定組成化合物 ， 而是溶解有 Fe3O4的固溶體 ， 其中一部分 Fe以 Fe2O3形態(tài)存在； ? FeO的硅酸鹽熔化后易分解： 3FeO = Fe2O3 + Fe， ? FeO容易氧化為 Fe2O3 ； ? 在大氣壓力下 ， 沿液相線溫度 ， 相應(yīng)組成的熔體中含有的 Fe2O3由正硅酸鐵 （ F2S） 處的 %增高至純 FeO處的 %； ? 在作該二元系狀態(tài)圖時 ， 須將 Fe2O3折算為 FeO： ∑(%FeO) = %FeO + y (%Fe2O3) %FeO —— 體系中 FeO（ Fe2+） 的化學(xué)分析數(shù)據(jù) （ 重量百分數(shù) ） ； %Fe2O3 —— 體系中 Fe2O3（ Fe3+） 的化學(xué)分析數(shù)據(jù) （ 重量百分數(shù) ） ； y —— 折算系數(shù) 。 圖 2?25 ② 重要的二元熔渣系相平衡圖 ?全氧折合法 3FeO ＝ Fe2O3 + Fe y全氧 ＝ ?全鐵折合法 2FeO ＋ (1/2) O2 ＝ Fe2O3 y全鐵 ＝ ?通常采用全鐵折合法 在相平衡實驗中或取樣分析過程中，試樣（特別是表面層）中的低價鐵很可能部分地被空氣氧化為高價鐵。 重要的二元熔渣系相平衡圖 體系特點 （ 續(xù) ） 當(dāng) SiO2含量為 30%左右時，亞鐵硅酸鹽爐渣的熔化溫度約為 1200176。 C。 ?理論上，這樣的熔化溫度符合有色金屬礦物的造流熔煉及還原熔煉的要求。 實際選用的爐渣中 ， FeO含量不宜過高 。 ?這種熔渣的比重大 ， 不利于渣 –锍或渣 –金屬的分離 。 ?隨 FeO含量增加 ， 重金屬硫化物在渣中的溶解度 （ 損失 ） 增大 。 ?用高鐵質(zhì)堿性爐渣進行還原熔煉時 ， FeO也可能部分地被還原為金屬鐵 ， 可能造成爐缸積鐵 。 ? 加入 CaO， 改善爐渣的性能 。 圖 2?25 ③ 重要的二元熔渣系相平衡圖 五、 CaOFeO 二元系 體系特點 此體系不是一個真正的二元系，而是與金屬鐵平衡的 CaO?FeO?Fe2O3三元系相圖在CaO?FeO邊的投影。 體系中有一個不一致熔融化合物2CaOFe2O3，分解溫度 1133?C。 2CaOFe2O3與 FexO形成低共熔體 ， 低共熔溫度 1125?C。 重要的二元熔渣系相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 六、 CaOFe2O3 二元系 體系特點 兩性氧化物 Fe2O3與 CaO形成一個一致熔融化合物： 2CaOFe2O3（ C2F），熔點 1449?C。 2個不一致熔融化合物： CaOFe2O3（ CF）和CaO2Fe2O3（ CF2） ? CaOFe2O3：分解溫度 1218?C； ? CaO2Fe2O3僅在 1150~1240?C范圍內(nèi)穩(wěn)定存在。 CF和 CF2的熔化溫度均在 1440?C以下 ? Fe2O3是石灰（ CaO）的有效助熔劑。 重要的二元熔渣系相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 CaOAl2O3SiO2三元系的應(yīng)用 冶金爐渣 如高爐煉鐵爐渣 、 鑄鋼保護渣 、 爐外精煉渣 、 錫電爐爐渣 、 氧化鋁生產(chǎn)熟料 硅酸鹽領(lǐng)域 如耐火材料 、 玻璃 、 水泥 、 陶瓷 …… CaOAl2O3SiO2三元系相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 1 — 硅酸鹽水泥 2 — 高爐渣 3 — 玻璃， 4 — 耐火材料 5 — 陶瓷 6 — 高鋁磚、 莫來石、 剛玉 圖 2?28 CaO?Al2O3?SiO2體系中各種材料的組成范圍 重要的二元熔渣系相平衡圖 ? 該體系有 10個 二元化合物 和 2個 三元化合物 。 ? 共有 15個 組元 及與之相應(yīng)的 15個 初晶區(qū) 。 ? 可劃分為 15個 子三角形 ， 對應(yīng) 15個 無變點 。 其中 8個 低共熔點 ?? 8個 獨立三角形 ； 7個 轉(zhuǎn)熔點 ?? 無對應(yīng)的獨立三角形 。 ? 23條 二元低共熔線 ， 5條 二元轉(zhuǎn)熔線 。 ? 8個 二元低共熔點 ， 5個 二元轉(zhuǎn)熔點 。 CaOAl2O3SiO2三元系相圖及其特點 重要的二元熔渣系相平衡圖 返 回 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 重要的二元熔渣系相平衡圖 ? 在靠近純 SiO2 附近有一個不大的液相分層區(qū) 。 當(dāng) Al2O3含量達到 3％ 時 ， 液相分層區(qū)消失 。 ? SiO2初晶區(qū)內(nèi) ， 有一條 1470?C的方石英與鱗石英之間的晶型轉(zhuǎn)變線 。 ? 組成位于以三元低共熔點 1和 2（ 1170?C 和 1310?C ） 為中心的周圍區(qū)域中的爐渣體系具有較低的熔化溫度 。 ? 高爐渣的組成通常位于此區(qū)域內(nèi) 。 體系特點（續(xù)） 圖 2?29 ① 重要的二元熔渣系相平衡圖 化 合 物 熔點或分解溫度 / ? C 化 合 物 熔點或分解溫度 / ? C 鈣長石 CA S 2 1553 莫來石 A 3 S 2 1850 鋁方柱石 C 2 AS 159 3 鋁酸三鈣 C 3 A 1 5 3 5 ( 分解 ) 硅灰石 ? ? CS 1544
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