【正文】 高溫度而先期氧化掉一些Cr進入熔渣，在去掉 C后，再將熔渣中的 Cr3O4部分還原回收。 47 ? ? ? ? ? ?34 s31C r +2CO= C r O +2 C22? ?? ? ? ?22C033 2023C r C O%Cln% C rfG G RTf p p?? ? ? ???3). 對某一定的平衡 C和 Cr， pCO愈低，轉(zhuǎn)化溫度愈低，即吹氧溫度也愈低，根據(jù)這些結(jié)果可知，利用真空或半真空技術(shù)冶煉高碳金屬料沒有問題。 48 紅土礦因以赤鐵礦和褐鐵礦為主而得名，包括古巴、希臘、阿爾巴尼亞等產(chǎn)地的紅土礦都富含 Ni、 Co、 Cr等重要合金元素，但無法進入高爐進行冶煉，原因可以從埃林漢圖中得到。 如果將紅土礦放到高爐內(nèi)冶煉，所有的有用元素Ni、 Co、 Cr都將進入生鐵并且影響后面的煉鋼過程的成分控制，所以必須在紅土礦進入高爐以前對 Ni、 Co等進行分離。 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 。 直接還原 主要發(fā)生在爐腰－爐缸的高溫區(qū)，而且在這些高溫區(qū)發(fā)生的反應(yīng)生成物主要是 CO，然后 CO在上升過程中進入爐料的加熱段，于是發(fā)生 間接還原 ，生成物為 CO2，顯然，爐內(nèi)大部分區(qū)域進行的主要反應(yīng)是間接反應(yīng)。 直接還原： 間接還原： ? ? ? ? ? ? ? ?s s g sC M O C O Mxyy y x? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?2s s g sC M O C O M22 xyyy x? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?2g s g sC O M O C O Mxyy y x? ? ?50 原礦 → 破碎篩分 → 還原焙燒（回轉(zhuǎn)窯或 沸騰還原焙燒爐 ）→ 惰性氣氛下冷卻焙砂 → Ni、 Co以金屬態(tài)存在。 目標 ： 還原順序：Co、 Ni、 Fe、Cr。進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。 51 紅土礦中鐵的還原 鐵的還原為逐級還原。即 Fe2O3?Fe3O4?FeO。 為了提高紅土礦中總含鐵量，應(yīng)控制還原條件使礦石中的 Fe2O3還原為 FeO，但不能還原成 Fe，以便與已經(jīng)還原成 Co、 Ni等金屬分離。 關(guān)鍵問題：選擇適當?shù)倪€原溫度和還原氣相組成。 52 繪制 CO氣體還原氧化鐵平衡圖（ ?CO~T） ? ? ? ? ? ? ? ?2 3 3 4 2s g s g3F e O +CO 2F e O C O??? ? ? ? ? ? ? ?3 4 2s g s gF e O +CO 3 F e O C O??? ? ? ? ? ? ? ?2s g s gF e O +CO F e C O??? ? ? ? ? ? ? ?3 4 2s g s g13F e O +CO F e C O44 ?? (1) (2) (3) (4) θr 1G? = 2 6 5 20 5 7 . 0 3 T J ? m ol 1 θr 2G? =35 120 T J ? m ol 1 θr 3G? = 175 00 + 0 T J ? m ol 1 θr 4G? = T J ?m ol 1 4lg 2 ??? TK θ 3 ?? TKθ 4 ??θK l g K ? = 40 ?T 53 如何作出氧化鐵還原的平衡圖？ 3 ?? TK θ 914//lglg3 ??? TppppKθCOθCOθ 2代入上式得：1??θCOθCO 2pppp //1lgθCOθCO ???Tpppp在壓力不高時，用 CO 氣體的體積分數(shù) CO? 代替分壓 θCO / pp ，則 COCO ???T??取不同的 T 即可得到 不同的 CO? 值 氧化鐵還原平衡圖 54 570186。C Fe FeO Fe3O4 Fe2O3 ? ? ? ? ? ? ? ?2 3 3 4 2s g s g3F e O +CO 2F e O C O??? ? ? ? ? ? ? ?3 4 2s g s gF e O +CO 3 F e O C O??? ? ? ? ? ? ? ?2s g s gF e O +CO F e C O??? ? ? ? ? ? ? ?3 4 2s g s g13F e O +CO F e C O44T570186。C， (1)+(2)+(3) T570186。C， (1)+(4) (1) (2) (3) (4) CO氣體還原氧化鐵平衡圖 ?CO 55 點 ： Fe、 FeO、 Fe3O4多相共存點， b點 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 ：單相區(qū) Fe單相區(qū) FeO單相區(qū) Fe3O4單相區(qū) Fe2O3單相區(qū) 570186。C Fe FeO Fe3O4 Fe2O3 56 Co、 Ni、 Cr的還原 Co O （ s ） + C O （ g ） =C o （ s ） + C O 2 （ g ） ? r G ? = 40170 2 .0 9 T J ?m o l 1 Ni O （ s ） + CO （ g ） = Ni （ s ） + C O 2 （ g ） ? r G ? = 4 0 5 9 0 0 .4 2 T J ?m o l 1 31 Cr2 O 3 （ s ） +C O （ g ） = 32 Cr （ s ） +C O2 （ g ） ? r G ? = 9 4 3 5 0 1 .2 6 T J ? m o l 1 由以上數(shù)據(jù)可以繪制出 CoO、 NiO及 Cr2O3還原平衡圖，并將其與氧化鐵的還原平衡圖放在一起 。 1?? θCOθCO 2pppp結(jié)合57 CoO和 NiO非常容易被還原，而 Cr2O3不能被還原。 氧化物還原平衡圖 a b c d 58 選擇性還原條件的確定 如果還原溫度選在 T?570℃ （約為交點溫度 841K），那么為了避免生成金屬 Fe， ?CO2 / ?CO必須大于1。 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。 假如還原溫度大于 1000℃ ，則沸騰爐床篩板及管道鋼件燒損嚴重。 一般選擇在 700℃ ～ 800℃ 范圍內(nèi) 。 為了避免生成金屬鐵， ?CO2 / ?CO不要 ?1/2。即組成線不要超過 bc線。 59 生產(chǎn)中還原焙燒用兩個沸騰爐，一個用于加熱，一個用于還原。 首先利用“加熱沸騰爐”傳熱快的特點，迅速將?3mm的礦石加熱到 780℃ ～ 830℃ ； 然后將熱礦石進入充滿還原氣體的“還原沸騰爐中進行還原。 還原后的焙砂在惰性氣體下冷卻，還原后的 Fe以 FeO存在，而 Ni、 Co以金屬態(tài)存在。 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。 Ni與 Co生成絡(luò)合物溶于溶液中，而過濾后的殘渣，即鐵精礦渣，送高爐煉鐵。 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 Ni可達 75%～ 80%，對 Co可達 40%～ 60%。 61 b. 氫氣還原 從還原后的焙砂中提取 Co、 Ni 含 Ni、 Co的絡(luò)合物濾液先蒸去 NH3和 CO2， Ni則以堿性碳酸鎳形式析出。而 Co則以形式析出。 將混合的晶體用硫酸銨溶解，然后在一定的 pH值下，通入氫氣還原。先還原 Ni，過濾后再還原 Co。 62 作業(yè) 練習 43, 44, 45 63 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