[工學(xué)]冶金原理課件中南第2章b-wenkub.com
2025-01-16 11:12 本頁面
【正文】 ?工業(yè)銅锍中硫的含量一般為 ~（ 質(zhì)量分數(shù) ） 。 平衡反應(yīng)： L + Fe (固溶體 ) = Cu (固溶體 ) + Cu2S (固溶體 ) 圖 2?42③ 熔锍的相平衡圖 ? L1——含有少量硫的液態(tài) Cu?Fe合金 ， L2——Cu2S?FeS假二元系完全熔融體 ， 即熔融銅锍 。 平面投影 圖 （ 簡示圖 ） 熔锍的相平衡圖 返 回 ① ② ③ 熔锍的相平衡圖 體系特點 （ 續(xù) ） ： ? 2個液相分層面 ? Vl (dDFfd面 )——析出 Cu2S固溶體的初晶區(qū) ， L1 ＝ L2 + Cu2S (固溶體 ) 兩液相的組成由 fF 和 dD 線上兩對應(yīng)點表示； ? V2 (DKFD面 )——析出 Fe固溶體的初晶區(qū) ， L1 ＝ L2 + Fe (固溶體 ) 兩液相的組成由 KF及 KD線上兩對應(yīng)點表示 。 ? 硫化鐵采用化學(xué)計量形式的 FeS。 ? Cu2S? ， 在940?C ~1191?C之間 。 ?在造锍熔煉中 ， 可能 析出 銅鐵合金 （ 熔點高 ）， 易沉積于爐底且難于清除 。 ? 含硫量增大將導(dǎo)致鐵的熔點降低 。 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 二 、 Fe?S 二 元系相圖 體系特點 ： ?生成一致熔融化合物： ? 純 含 S %（ 質(zhì)量 ） ， 熔點 1130?C； ? 易溶解硫或鐵形成固溶體 。 圖 2?36 ② 熔鹽的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 銅 锍 ?主要成分： Cu2S， FeS ? Cu、 Fe、 S三者之和約 80～ 90%（ 質(zhì)量 ） ?銅锍的基本體系： ? Cu?S二元系 ? Fe?S二元系 ? Cu?Fe二元系 ? Cu2S?FeS二元系 ? Na3AlF6?AlF3?Al2O3三元系 熔锍的相平衡圖 一 、 Cu?S 二 元系相圖 體系特點 ： ?生成一致熔融化合物： Cu2S ? 含 S %（ 質(zhì)量 ） ， 熔點 1130?C； ? Cu2S易溶解硫形成固溶體 。 三、 Na3AlF6AlF3Al2O3 三元系 熔鹽的相平衡圖 返回 ① ② I II IV III 熔鹽的相平衡圖 體系特點 （ 續(xù) ） ： ? 4個二元無變點： e1 —— Na3AlF6?Al2O3二元系的二元低共熔點 (961?C) e2 —— Na3AlF6?AlF3二元系的二元低共熔點 (694?C) e4 —— AlF3?Al2O3二元系的二元低共熔點 (684?C) e5 —— Na3AlF6?AlF3二元系的二元轉(zhuǎn)熔點 (740?C) 轉(zhuǎn)熔反應(yīng)： L + Na3AlF6 = Na5Al3F14 ? 5條界線： 界線 elP、 PE、 e2E、 e4E：二元低共熔線 界線 e5P：二元轉(zhuǎn)熔線 平衡反應(yīng)： L + Na3AlF6 = Na5Al3F14 圖 2?36 ① 熔鹽的相平衡圖 體系特點 （ 續(xù) ） ： ? 2個三元無變點： ?P點 ——三元轉(zhuǎn)熔點： LE + Na3AlF6 = Na5Al3F14 + Al2O3 P點組成 （ 質(zhì)量分數(shù) ） ： Na3AlF6 、 AlF3 、 Al2O3 。 ? 在鋁電解溫度下， Al2O3在電解質(zhì)中的溶解度不大。 CaOFeOSiO2三元系相平衡圖 熔鹽的相平衡圖 工業(yè)鋁電解質(zhì) ?主要成分： ?冰晶石 （ Na3AlF6） —— 熔劑 ?氟化鋁 （ AlF3） —— 熔劑 ?氧化鋁 （ Al2O3） —— 煉鋁原料 ?其它氟化物 （ CaF MgF LiF、 NaF等 ） —— 添加劑 ?鋁電解質(zhì)的基本體系： ? NaF?AlF3二元系 ? Na3AlF6?Al2O3二元系 ? Na3AlF6?AlF3?Al2O3三元系 熔鹽的相平衡圖 一、 NaFAlF3 二元系 體系特點 生成了一致熔融化合物 ——冰晶石 ? 熔點 1010?C ? 在固態(tài)下，冰晶石有三種變體：單斜晶系，立方晶系和六方晶系，相變溫度分別為565?C和 880?C。 ? 爐渣粘度較大，處于“返干狀態(tài)”，不利于脫磷和脫硫。 ?增大渣中 ∑FeO含量 ? 顯著降低 C2S初晶面的溫度； ? 破壞 C2S殼層，促進石灰塊的溶解。 ?爐渣成分在 LO1線段內(nèi)，石灰完全溶解，形成液態(tài)渣。 相圖特點（續(xù)） CaOFeOSiO2三元系相平衡圖 圖 2?31 CaO?FeO?SiO2三元系相區(qū)圖 CaOFeOSiO2三元系相平衡圖 CaOFeOSiO2三元系的等溫截面圖 (1400176。 ?靠近 CaO頂角和 SiO2頂角的區(qū)域 ， 其熔化溫度都很高 。SiO2 (CFS)，熔點 1230?C。SiO2 (CS)，熔點 1544?C； (2) 正硅酸鈣 2CaO ? 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 。 ? 8個 二元低共熔點 ， 5個 二元轉(zhuǎn)熔點 。 ? 共有 15個 組元 及與之相應(yīng)的 15個 初晶區(qū) 。Fe2O3：分解溫度 1218?C； ? CaOFe2O3（ C2F），熔點 1449?C。Fe2O3，分解溫度 1133?C。 ?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 。 ?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。 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
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