【精品課件】任務(wù)十二硫化礦的造锍熔煉和锍的吹煉-資料下載頁
2025-02-28 13:52本頁面
【正文】 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化來可以判斷三種硫化物發(fā)生氧化的順序： FeS Ni3S2 ， 銅锍中的 FeS優(yōu)先氧化生成 FeO,然后與加入爐中的 SiO2作用生成 2FeOSiO 2(硅酸鐵渣 )爐渣而除去 。 任務(wù)實(shí)踐 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 在 FeS氧化時(shí) ， Cu2S不可能絕對(duì)不氧化 ， 此時(shí)也將有小部分 Cu2S被氧化生成 Cu2O。 可能按下列反應(yīng)進(jìn)行； Cu2O(1)+FeS(1)=FeO(1)+Cu2S(1) Δ Gθ =,J 2Cu2O(1)+Cu2S(1)=6Cu(1)+SO2 Δ Gθ =,J 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 比較以上反應(yīng)的吉布斯自由能變化可知 ， 在有 FeS存在的條件下 ， FeS將置換 Cu2O,使之成為 Cu2S， 而Cu2O沒有任何可能與 Cu2S作用生成 Cu。 也就是說 ，只是 FeS幾乎全部被氧化以后 ， 才有可能進(jìn)行 Cu2O與 Cu2S作用生成銅 （ Cu） 的反應(yīng) 。 這就在理論上說明了 ， 為什么吹煉銅锍必須分為兩個(gè)周期：第一周期吹煉除鐵 （ Fe） ， 第二周期吹煉成銅 （ Cu） 。 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 用類似方法比較下列兩式： Ni3S2(1)+2NiO(s)=7/2Ni(1)+SO2 (1) Δ Gθ =,J 2FeS(1)+2NiO(1)=2/3Ni3S2(1)+2FeO(1)+1/3S2(g) (2) Δ Gθ =,J 12冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 可見 ， 反應(yīng) （ 2） 較反應(yīng) （ 1） 易進(jìn)行 。但在煉銅轉(zhuǎn)爐的作業(yè)溫度范圍內(nèi) ， 含有少量Ni3S2的銅锍在吹煉過程中不可能按反應(yīng) （ 1）產(chǎn)生金屬鎳 （ Ni） 。 因?yàn)橹挥挟?dāng) T﹥ 1764K時(shí) ，Δ Gθ （ 1） ﹤ 0， 反應(yīng) （ 1） 才能向右進(jìn)行 ，生成鎳 。 而實(shí)際銅锍吹煉溫度在 1473K～1573K之間 ， 小于 1764K， 所以反應(yīng) （ 1） 不能正向進(jìn)行 ， 不能生成鎳 （ Ni） 。 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 與銅锍吹煉相似 ， 鎳锍吹煉同樣采用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行 ，作業(yè)過程為注入鎳锍之后吹風(fēng)氧化 ， 使 FeS氧化成FeO,加石英熔劑與 FeO造渣 ,吹煉過程的溫度的維持在 1473K～ 1573K， 可見鎳锍吹煉過程只能按反應(yīng)（ 2） 進(jìn)行到獲得高鎳 。 （ Ni3S2） 為止 ， 而不能按反應(yīng) （ 1） 產(chǎn)生粗鎳 。 近來有采用回轉(zhuǎn)式爐氧氣吹煉锍化鎳制取粗鎳的新方法 ， 由于用純氧氣和回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化爐內(nèi)攪拌 ， 改善了反應(yīng)條件 ， 可提高溫度到 1973～ 2073K，鎳锍已能吹煉成粗鎳 。 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 無論是銅锍或鎳锍吹煉都不可能生成金屬鐵（ Fe） ， 這是因?yàn)?， 反應(yīng) （ 3） 在吹煉銅锍或鎳锍的脫鐵溫度范圍 1473K～ 1573K內(nèi) ， 不可能向右進(jìn)行 。 FeS(1)+2FeO(1)=3Fe(1)+SO2 (3) Δ Gθ =,J 所以鐵只能被氧化成 FeO后與 SiO2形成液態(tài)爐渣 ，而與锍分層分離 。 與此同時(shí) ， 還將發(fā)生反應(yīng)： 6FeO+O2=2Fe3O4 (4) 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 反應(yīng) （ 4） 的 Δ Gθ 1573K=226000J， 顯然反應(yīng)（ 4） 可向右進(jìn)行 ， 生成難熔的磁性氧化鐵 ，將給操作帶來困難 ， 所以必須保持有足夠的SiO2， 使熔體中產(chǎn)生的 FeO迅速造渣 。 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 存在于銅锍中的雜質(zhì)鋅和鉛是以硫化物形態(tài)存在的 ， 在吹煉溫度下 ， 硫化鋅按下式進(jìn)行反應(yīng)： ZnS(1)+2ZnO(1)+3Zn(g)+SO2 金屬鋅呈鋅蒸氣揮發(fā) ， 在氧化氣氛中氣態(tài)鋅被氧化以 ZnO形態(tài)隨爐氣逸出 。 如果吹煉溫度小于 1473K， 鋅主要是生成 ZnO與 SiO2造渣 。 冶金原理精品課程 任務(wù)實(shí)踐 硫化鉛按下列反應(yīng)進(jìn)行： PbS+2PbO=3Pb+SO2 此反應(yīng)當(dāng)溫度為 1123K, Pso2=1 101325Pa時(shí)，能形成金屬鉛。但吹煉時(shí)形成的 pbO為揮發(fā)物質(zhì)，能隨爐氣逸出，且 PbO易與 SiO2造渣，故冰銅吹煉時(shí)，鉛不會(huì)留在其中，可被除去 。 下一章 冶金原理精品課程 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
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