熱力學(xué)在冶金中的應(yīng)用(文件)
【正文】 首先利用“加熱沸騰爐”傳熱快的特點(diǎn)，迅速將?3mm的礦石加熱到 780℃ ～ 830℃ ； 然后將熱礦石進(jìn)入充滿還原氣體的“還原沸騰爐中進(jìn)行還原。 OH5CO)Ni(NHOHNH4CO)(NHO21Ni 236343242 ?????浸出反應(yīng)為 : ? ? OH9)(CO)Co(NHOHNH6CO)(NH3O23Co2 23326343242 ?????氨浸焙砂需有空氣參加反應(yīng)，這樣浸出率高，對(duì) Ni可達(dá) 75%～ 80%，對(duì) Co可達(dá) 40%～ 60%。先還原 Ni，過濾后再還原 Co。而 Co則以形式析出。 60 從還原后的焙砂中提取 Co、 Ni a. 氨浸 焙砂在高壓空氣（ ～ 5 pθ ）和 55℃ ～ 65℃ 下用氨水并通 CO2浸出。即組成線不要超過 bc線。 這樣低的溫度不僅還原速度太慢，而且生成的Fe3O4不如 FeO中鐵含量高。C， (1)+(4) (1) (2) (3) (4) CO氣體還原氧化鐵平衡圖 ?CO 55 點(diǎn) ： Fe、 FeO、 Fe3O4多相共存點(diǎn)， b點(diǎn) 線 ：兩相共存 ab線 (Fe、 FeO共存 ) cb線 (Fe、 Fe3O4共存 ) db線 (FeO、 Fe3O4共存 ) 最下線 (Fe3O Fe2O3共存 ) 面 ：?jiǎn)蜗鄥^(qū) Fe單相區(qū) FeO單相區(qū) Fe3O4單相區(qū) Fe2O3單相區(qū) 570186。 關(guān)鍵問題：選擇適當(dāng)?shù)倪€原溫度和還原氣相組成。進(jìn)行選擇性還原的目的是使 NiO、CoO全部或大部被還原，F(xiàn)e的氧化物不能或少還原為金屬 Fe。 選擇性還原焙燒 選擇性還原 — 從紅土礦中提取鈷和鎳 49 直接還原與間接還原 在高爐內(nèi)，直接用 C還原的反應(yīng)稱為 直接還原 ，而用 CO還原的反應(yīng)稱為 間接還原 。所以一般是在電爐中為提高溫度而先期氧化掉一些Cr進(jìn)入熔渣，在去掉 C后，再將熔渣中的 Cr3O4部分還原回收。 當(dāng) [C]含量越高時(shí)，氧化轉(zhuǎn)化溫度越低。越小，氧化轉(zhuǎn)化溫度越低。 w[C]繼續(xù)降到 %時(shí)，吹煉溫度必須高于 1943℃ 。當(dāng) w[C]降到要求后，再補(bǔ)加一部分低碳鉻鐵，使 w[Cr]達(dá)到鋼號(hào)要求的 18%。 上述所升高約 290℃ ，主要靠吹氧氧化鋼液中的 [Cr]來(lái)實(shí)現(xiàn)。 加入鐵礦石只能大量氧化 [Cr]而不能去 [C]。 42 (1) 為什么吹氧發(fā)明前不能使用不銹鋼返回料？即為什么用鐵礦石作氧化時(shí)不能達(dá)到去碳保鉻的目的？ 回答問題 如若使用返回料，將 Cr配到 12%左右，則 w[C]從 %降到%時(shí)，吹煉溫度必須從 1549℃ 升高到 1728℃ 。?????? ???? 2)34138( t? =8 ℃ 即用鐵礦石氧化 1%[Cr]時(shí)，只能使鋼水溫度提高 8℃ 。（ 1 38 43 .93 + 21 131 . 8 ） t? =1 1 3 ℃ 即吹氧氧化 1%[Cr]時(shí)，可使鋼水溫度提高 113℃ 。 36 表 [C]和 [Cr]的氧化轉(zhuǎn)化溫度計(jì)算結(jié)果 實(shí) 鋼水成分 COp Gr? （ J/m o l ） 氧化轉(zhuǎn)化溫度 例 w [ C r ]% w [ Ni ]% w [ C ]% （ Pa ） TG 6θr???? （ ℃） 1 1 2 9 0 . 3 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 5 5 . 1 5 T 1 5 4 9 2 1 2 9 0 . 1 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 3 2 . 2 4 T 1 7 2 8 3 1 2 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 2 0 . 2 9 T 1 8 3 7 4 1 0 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 2 4 . 0 5 T 1 8 0 2 5 1 8 9 0 . 3 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 4 4 . 8 2 T 1 6 2 6 6 1 8 9 0 . 1 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 2 1 . 9 2 T 1 8 2 1 7 1 8 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 0 9 . 7 9 T 1 9 4 3 8 1 8 9 0 . 3 5 6 7 5 5 0 4 6 4 8 1 6 + 2 5 1 . 4 7 T 1 5 7 5 9 1 8 9 0 . 0 5 5 0 6 6 2 4 6 4 8 1 6 + 2 2 1 . 2 9 T 1 8 2 7 10 1 8 9 0 . 0 5 2 0 2 6 5 4 6 4 8 1 6 + 2 3 6 . 6 3 T 1 6 9 1 11 1 8 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 4 6 4 8 1 6 + 2 4 8 . 0 4 T 1 6 0 1 12 1 8 9 0 . 0 2 5 0 6 6 4 6 4 8 1 6 + 2 4 4 . 0 7 T 1 6 3 1 1 3 1 8 9 1 . 0 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 6 7 . 9 8 T 1 4 6 1 1 4 1 8 9 4 . 5 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 3 2 3 . 5 3 T 1 1 6 4 37 氧氣或鐵礦石氧化時(shí)，鋼水升降溫的計(jì)算： a. 用氧氣氧化 1%[Cr]提高鋼水溫度的計(jì)算 23 [ Cr] + O 2 （ g ） = 21 Cr 3 O 4 （ s ） ? r G ? = 7 4 6 4 2 6 + 2 2 3 . 5 1 T J ? m o l 1 ? rH ? = 7 4 6 4 2 6 J 在含 1% [ Cr] 的鋼水中， 23 m o l 的 [ Cr] 被 1m ol 的 O 2 氧化生成 21 m ol Cr 3 O 4 時(shí)，產(chǎn)生的熱為746 426 J 。 Cr9%時(shí)，渣中鉻氧化物為 Cr3O4。C)。這決定于元素同氧的親和力的大小，親和力大的先氧化。 ?? 這樣停吹后，由于吹氧損失 2%～ %的 Cr，熔池中含 Cr只有10%左右。 ?? 26 第二個(gè)階段 — 返回吹氧法（ 1939年） 該法在 1939年由美國(guó)發(fā)明，稱為不銹鋼冶煉史的一次革命。 如果使用這些返回料，那么由于熔化過程中，電極會(huì)向熔池滲碳 %左右，因此將造成鋼水中含碳量超標(biāo)。所以該法在電爐中只是個(gè)單純的熔化過程。 鋼號(hào)為 0Cr18Ni9的不銹鋼， C≤%。 巳知：廢鋼的比定壓熱容 c p , s cr ＝ 0 .69 9 kg )kJ /( K ? ；鋼水比定壓熱容 c p , s t ＝ 3 7 kg )kJ /( K ? ，廢鋼在 1 77 3K 熔化，其熔化焓 ?? Mf u s H 27 1. 96 kJ 。因此，碳氧化使 w [ C] 由 1% 降至 ％，可使熔池溫度升高 度。 ?????? H kJ 21 (2) 計(jì)算氧化 1％ C
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1