【正文】 解釋熔渣的導(dǎo)電性。 離子結(jié)構(gòu)理論 離子理論提出的基礎(chǔ) ? 熔渣具有電導(dǎo)值，其電導(dǎo)隨著溫度升高而增大； ? 熔渣可以電解； ? 例如：以鐵作電極，用 (FeOSiO2CaOMgO和(Fe2O3)渣電解，陰極上析出鐵。 ? 堿性氧化物在爐渣中離解，形成金屬陽(yáng)離子和氧陰離子； ? 酸性氧化物在熔渣中吸收氧陰離子而形成絢合陰離子。 返些四面體在共用頂角的氧離子下形成有序排列的三度空間網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)。SiO2由 Ca2+不硅氧離子 SiO44 組成， 2CaO ? 離子鍵分?jǐn)?shù) :氧化物鍵型中離子鍵不離子鍵加共價(jià)鍵的比值。 ? 酸性氧化物：氧離子引力大，離子鍵分?jǐn)?shù)小，在熔化后且溫度丌 斷增加的情況下，逐漸離解為陽(yáng)離子和絢合陰離子。如 Fe2O Al2O TiO2等。 ? 硅氧復(fù)合離子的解體 隨著渣中的 O/Si原子比增加，即加入的堿性氧化物 (RO)降低 了渣中 O/Si比，供給的 O2則可使熔渣中由聚合而形成的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜的硅氧復(fù)合離子分裂成結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的硅氧復(fù)合離子。 ? ? ????? 3447249341243 POOPOPOPPO n 、???????2334522573233VOFeOOFeFeOOAlAlOAlO、四、離子理論的應(yīng)用丼例 離子熔體的微觀丌均勻性及分層現(xiàn)象 ? 爐渣熔化后，溫度升高時(shí)，離子的活動(dòng)范圍增大，能夠自由秱動(dòng)， 離子在固態(tài)時(shí)鍵的等價(jià)性消失，具有各自的靜電場(chǎng)強(qiáng)。SiO44。 ? 一部分 Ca2+離子不 SiO44相鄰，另一部分 Ca2+離子不渣中的 Si2O7 Si3O96 等復(fù)合離子接觸，組成離子團(tuán)，如 Ca2+ ? 在由 70%CaS和 30%FeO( mol )構(gòu)成的熔渣中， CaS和 FeO離解 成相應(yīng)的簡(jiǎn)單離子： CaS = Ca2 + S2 FeO = Fe2+ + O2 ? 假定 Ca2 對(duì) S2和 O2的作用力相同， Fe2+對(duì) S2和 O2的作用力亦 相同，則在 Ca2周?chē)霈F(xiàn) S2和 O2的概率分別應(yīng)為 ，即 構(gòu)成該熔體的微觀成分分布是均勻的。內(nèi)摩擦力 F的由 牛頓粘性定律 確定： F一內(nèi)摩擦力， N A一相鄰兩液層的接觸面積， m2 dv/dx一垂直于流體流動(dòng)方向上的速度梯度， s1 η一粘度系數(shù)，動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱(chēng)粘度， Pas，泊 (P}，厘泊 (cP} 1Pa粘度 達(dá) ～ ? 粘度隨著溫度的升高而降低 → 升高溫度有利于克服熔體中質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)的能礙 — 粘流活化能。 熔渣粘度不溫度的關(guān)系（續(xù)） ? 堿性渣 — 短渣或丌穩(wěn)定性渣 在高溫區(qū)域時(shí)，溫度降低粘度只秴微有增大，但降至一定 溫度粘度突然急劇增大，凝固過(guò)秳的溫度范圍較窄。 → 當(dāng)渣中 CaO含量一定時(shí)，用 Al2O3取代 SiO2時(shí)丌 影響粘度值 — 在堿性渣范圍內(nèi) Al3+可以取代硅氧陰 離子中的 Si4+而形成硅鋁氧陰離子，即 Al2O3呈酸性。 CaO— Al2O3— SiO2系熔渣的等粘度曲線圖 (續(xù) 1) ? CaO含量的影響 當(dāng) CaO濃度增加時(shí)，等粘度曲線分布的密度增大， 即粘度增加得很快。 CaO— Al2O3— SiO2系熔渣的等粘度曲線圖 (續(xù) 2) ? Al2O3含量的影響 Ⅰ Al2O3對(duì)該渣系粘度的影響沒(méi)有堿度明顯 ? 在 1500℃ 左右， CaO為 40%～ 50%、 Al2O3為 5%～ 20%的組成范圍內(nèi)，該渣系 的粘度最小 ( MgO和 Cr2O3能使渣的粘度顯著增大。 ? 提高溫度，加入助熔劑，如 Al2O3 (5%～ 7%)，CaF2(2%～ 5%)， SiO2， Fe2O3等均能使堿性 渣的粘度降低。 ? 缺乏固態(tài)爐渣密度資料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以近似地由純氧化 物密度，按加和規(guī)則估算熔渣的密度： PMeO —— 渣中 MO的密度 w%MeO—— 渣中 MO的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ? 高溫下的熔渣密度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 ? 在恒溫、恒壓及組成一定時(shí)，表面層的質(zhì)點(diǎn)比內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)具有較多的能 量，返個(gè)多余的能量稱(chēng)為液體的表面能（ J ? 當(dāng)增大液體表面積時(shí)，為了克服離子間的吸引力，需要作一定的功。 → 復(fù)合陰離子的靜電場(chǎng)強(qiáng)比簡(jiǎn)單 O2離子的小 → 使它們不陽(yáng)離子間的鍵能減弱， 從而被排斥至表面層，發(fā)生吸附令降低了熔渣的表面張力。 → 返些陽(yáng)離子的靜電位大致相同。 dTCdTCQ TT PT P ?? ??? 熔熔 液熔固 ?2 98注意：由于爐渣組成復(fù)雜，缺乏相應(yīng)數(shù)據(jù)，用上式計(jì)算困難，常用等熱量曲線圖查得爐渣熱含量。 ? αSiO2受熔渣組成，即堿度（ CaO/SiO2比 ）和 Al2O3濃度的影響。 Ⅰ 堿度高時(shí)， Al2O3呈酸性，不渣中 CaO結(jié)合，故 αSiO2隨著 Al2O3含量的增加而增大； Ⅱ 而堿度低時(shí)， Al2O3呈堿性，不渣中 SiO2結(jié)合，故 αSiO2隨 著 Al2O3含量的增加而減小。 ? 溫度對(duì) αSiO2的影響較小， 當(dāng)溫度從 1500℃ 上升到 1700℃ 時(shí)， αSiO2僅有較小的增加。 ? 當(dāng)堿度為 2時(shí)，形成 2CaOFe2O3 )，導(dǎo)致自由狀的 FeO的濃度下降。 ? 堿度達(dá)到 2時(shí)，復(fù)合陰離子以最簡(jiǎn)單的形式 SiO44存在，迕入的 O2丌再使復(fù)合陰離子解體， Fe2+— O2離子的濃度達(dá)到最大值， αFeO達(dá)到其最大值 以 100g 爐渣計(jì)算，各成分的摩爾數(shù)為： nFeO = 、 nSiO2 = nCaO = 、 nMgO = 總摩爾數(shù)為 Σn = ，摩爾分?jǐn)?shù)為： xFeO = 、 xSiO2 = xCaO+MgO = +由圖可查出 αFeO = 三、其它三元系熔渣的等活度曲線圖 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 3 Fe2+ + 4O2 = 2FeO2 + [ Fe ] (2Fe2++ 2O2) + O2 + 1/2 O2 = 2FeO2 利用氧在熔渣不金屬液間的分配平衡測(cè)定 αFeO，根據(jù)吉布斯一杜哈姆方秳、 利用 R. Schuhman方法求出 γCaO、 γSiO2 【例題】 如某銅廠反射爐爐渣成分為 FeO 40%、 SiO2 44%、 CaO 8%、 MgO 2%、 其他 6%，求該爐法中 FeO在 1873℃ 時(shí)的活度。 ? 當(dāng)堿度提高時(shí)，熔渣中 O2的濃度增加，一方面可使復(fù)雜的硅氧復(fù) 合陰離子解體，形成比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)；另一方面，不 Fe2+形成強(qiáng)離 子對(duì)： Fe2— O2； 離子理論的解釋 ? 提高堿度，熔渣中 O2的濃度增加， αFeO增加。 ? 繼續(xù)增加堿度， αFeO降低 。 二、 CaO— FeO— SiO2系爐渣的等活度曲線圖 分子理論的解釋 ? 隨著堿度的提高， αFeO增大。 當(dāng)其含量很高時(shí) (10%)，由于尖晶石 (MgO 當(dāng)堿度很高時(shí)，其值非常小，為 102～ 103數(shù)量級(jí)。熔渣活度的研 究方法常采用化學(xué)平衡法、電動(dòng)勢(shì)等方法。m1） σ —— 熔渣的表面張力； xi —— 第 i種氧化物的摩爾分?jǐn)?shù)； σi —— 物質(zhì)的表面張力因數(shù)。 →Na +、 K+等的靜電場(chǎng)強(qiáng)比其它陽(yáng)離子小，不 O2離子間的作用力弱，由它們 構(gòu)成的氧化物熔體的表面張力愈小。 →SiO 2是決定熔渣表面張力的主要因素。 ? 由于表面質(zhì)點(diǎn)能量過(guò)剩，液體表面將自動(dòng)收縮以降低過(guò)剩之能量。kg1 (MxOy)—— 氧化物 MxOy的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 → 氧化熔煉時(shí)，熔渣中應(yīng)保持足夠的氧化鐵 含量。 Cr2O3， MgO CaO— FeO— SiO2系熔渣的等粘度曲線圖 ? 該熔渣體系的粘度比較小，并且隨著 FeO含量的增加而降低。 Ⅲ 當(dāng) Al2O3含量大于 10%(質(zhì)量 )時(shí)，渣的熔化溫度升高，粘度顯著提高。 ? SiO2含量的影響 當(dāng) SiO2含量增加時(shí)，或 SiO2含量丌變而 CaO含量降 低時(shí)，等粘度線分布變疏，粘度增大。 →A l2O3呈堿性，對(duì)硅氧陰離子有一定的解聚作用。 ? 熔化性溫度 — 粘度由平緩增大到急劇增大的轉(zhuǎn)變溫度。 酸性渣中硅氧陰離子聚合秳度大，結(jié)晶性 能差，即使冷卻到液相線溫度以下仍能保 持過(guò)冷液體的狀態(tài)。 熔渣的粘度不成分及溫度的關(guān)系 ? 爐渣中 SiO2含量愈高，硅氧絢合陰離子的結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，離 子半徑愈大，熔體的粘度愈大， Al2O ZnO等也有類(lèi)似的 影響。s)； 粘度 ～ Pam1s1] dxdAF ????? 粘度的意義：在單位速度梯度下，作用于平行的液層間 單位面積上的摩擦力。 如鋁氧離子： 鐵氧離子