任务八、配制火法冶金炉渣

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1、任务八、配制火法冶金炉渣上一章任务内容一、任务目标二、解决思路三、任务实践任务目标一）炉渣的概念二）炉渣的作用三）配制炉渣应该达到的要求一）炉渣的概念炉渣是火法冶金的必然产物，其组成主要来自矿石、熔剂中的脉石和燃料中的灰分。炉渣主要是由各种氧化物组成的共熔体。二）炉渣的作用1、冶金炉渣的主要作用是使矿石和熔剂中的脉石、燃料中的灰分集中，并在高温下与主要的冶炼产物金属、硫等分离。二）炉渣的作用2、炉渣是一种介质，进行着许多冶金反应。例如，在铅还原熔炼时，溶解在炉渣中的硅酸铅便可直接从炉渣中被还原剂（CO或C）还原。金属在炉渣中的损失主要决定于这些反应的完全程度。二）炉渣的作用3、在炉渣中发生

2、金属液滴或锍液滴的沉降分离，沉降分离的完全程度对金属在炉渣中的机械夹杂损失起着决定性的作用。二）炉渣的作用4、对鼓风炉这一类竖炉来说，炉内可能达到的最高冶炼温度取决于炉渣的熔化化温度。最高冶炼温度大致为炉渣熔化温度加上一定的过热度（423～523Ｋ）。在炉渣组成的一定的情况下，企图用向炉子增加热量的办法来提高炉温是不可能的，因为多供应的热量只能促使更多的炉料熔化。二）炉渣的作用5、在金属和合金的熔炼和精炼时，炉渣与金属熔体的组分相互进行反应，从而可以通过炉渣对杂质的脱除和浓度加以控制。在某些情况下，炉渣可用来覆盖在金属或合金之上，作为一种保护层，以防止金属熔体受炉气的饱和和氧化。二）炉渣的作

3、用6、在某些情况下，炉渣不是冶炼厂的废弃物，而是一种中间产物。例如，钛铁矿常用电炉冶炼成高钛渣，再进而提取钛。又如对铜、铅、砷和其它杂质很多的锡矿，常先进行造渣熔炼使90％的锡成渣，然后再冶炼含锡渣提取金属锡。二）炉渣的作用7、用矿热式电炉冶炼时，炉渣是电阻发热体，可用调节电极插入渣中深度的方法来调节电炉的功率。用反射炉熔炼时，炉渣是传热介质，通过它把热量传递给金属熔体。三）配制炉渣应该达到的要求要使炉渣在冶炼过程中发挥其有利的作用，就必须根据各种有色金属冶炼过程的特点，合理地选择炉渣成分，使之具有合适要求的物理化学性质，如适当的熔化温度和酸碱性、较低的粘度和密度等。下一节解决思路一）了解炉

4、渣中氧化物的分类二）通过硅酸度、碱度控制渣型上一节教学内容一）氧化物的分类二）炉渣酸、碱度的计算一）氧化物的分类1、冶金炉渣是极为复杂的体系，常由五、六种或更多的氧化物组成，并含有如氟化物、硫化物等化合物。2、炉渣中含量最多的氧化物通常只有三个，其总含量可达80%以上。对有色冶金中的大多数炉渣来说，这三种氧化物是SiO2、FeO、CaO,而另一些有色冶金炉渣则为SiO2、CaO、Al2O3表１-１某些有色冶金炉渣的成分（％质量）一）氧化物的分类1、碱性氧化物：能供给氧离子的氧化物O2-，如CaO、MnO、FeO、MgO等CaO=Ca2+＋O２-一）氧化物的分类2、酸性氧化物：能吸收氧离子而形

5、成配合阴离子的氧化物，如SiO2、P2O5等SiO2＋2O2-=SiO44-一）氧化物的分类3、两性氧化物：在酸性氧化物过剩时可供给氧离子而呈碱性，而在碱性氧化物过剩时则又会吸收氧离子形成配合阴离子而呈酸性的氧化物，如Al2O3、ZnO、Fe2O3、PbO等Al2O3＝2Al3+＋3O2-Al2O3＋O2-=2AlO2-二）炉渣酸、碱度的计算1、酸、碱度的表示方法：熔渣的酸性或碱性取决于其中占优势的氧化物是酸性或碱性。对于冶金炉渣，习惯上常用硅酸度表明渣的酸、碱性，有时也用碱度表示。酸性氧化物中氧的含量之和硅酸度＝————————————碱性氧化物中氧的含量之和二）炉渣酸、碱度的计算CaO(

6、%含量)碱度＝——————SiO2(%含量)二）炉渣酸、碱度的计算例题1某炼铜厂所产炉渣的成分为：SiO237.9%、Al2O3８.５％、FeO46.7%、CaO1.7%、MgO1.9%,求其硅酸度。二）炉渣酸、碱度的计算解：按100炉渣计算，渣中酸性氧化物为SiO2、碱性氧化物为CaO、MgO、FeO，两性氧化物Al2O3在渣中SiO2含量高时可将其看成碱性氧化物，该炉渣的硅酸度为：例题2某高炉炼铁渣含CaO44%、SiO240%,求其碱度？解：按100kg渣量计算，该炉渣的碱度为：碱度＝44/40＝1.1二）炉渣酸、碱度的计算小结硅酸度这个概念并不十分科学，它不能全面地表示出炉渣的本质，

7、但它在很大成度上确实表明了炉渣的酸碱性，对有色冶金炉选择耐火材料来说，炉渣的硅酸度是必须考虑的重要因素之一。下一节任务实践一）炉渣系状态图（相图）基本知识二）炉渣系二、三元状态图上一节教学内容一）炉渣系状态图（相图）基本知识1、SiO2-CaO二元系2、FeO-SiO2二元系3、CaO-FeO-SiO２三元系4、Al2O3-SiO2二元系5、CaO-AL2O3二元系6、CaO-Al2O3-SiO2三元系炉渣系