有色冶金原理课堂笔记

有色冶金课堂笔记
第一章冶金炉渣
第一节概述
1、火法冶金产物：炉渣、金属、烟气
2、炉渣的来源：来自脉石(SiO2)、溶剂、燃料灰分
3、炉渣的成分：各种氧化物组成的共同体
4、冶金炉渣的作用:a容纳废物，使金属或锍与脉分离
b沉降分离
c保护剂的作用
d中间产物
e炉渣的温度决定冶炼的最高温度
5、对炉渣的要求：a有较低的熔化温度
b有较小的密度。

与熔体金属互不相容，易分层
c适当组成最大容纳杂质
d对炉衬的腐蚀性要小
e要求具有一定的导电导热能力
第二节炉渣的组成
1、炉渣的各种氧化物：a碱性氧化物可以供给氧离子O2-
b酸性氧化物吸收氧离子SiO2P2O5
c两性氧化物Al2O3、ZnO
2、硅酸度的计算方法：硅酸度(K)=酸性氧化物中氧的质量之和/碱性氧化物中氧的质量之和
当SiO2>20%时，两性氧化物看作碱性氧化物当SiO2<20%时，两性氧化物看作酸性氧化物
当K>1时为酸性渣当K<1时为碱性渣
第三节炉渣的二、三元状态图！炉渣的温度：由组成决定（硅酸度）
温度升高变软一4糊状一^流动
2、二元状态图
厂液相线
曲线v
「液相组成线
物相组成线（垂线与曲线相交则为稳定化合物） 纯组元「稳定化合物 化合物" I 不稳定化合物 水平线j （分解型化学转变线J 共析 、化学转变线偏晶 <「包晶 化合型化学转变线V 1包析 I
晶型转变线 「共晶 L —>S1+S2 S —^S1+S2
L —^L1+L2
L+S1—►S2
S1+S2―►S3
2、三元系状态图
a自由度：在一定范围内，可以任意改变不致发生相变化的变数的个数f=4—^
b基元三角形的划分
划分规则：将三元不变点三个初晶面的固相组成相连，组成的三角形c 三元不变点性质的划分
(1)位于基元三角形的外面为包晶点；位于内部则为共晶点(2)根据箭头方向判断：都指向三元不变点为共晶点d化合物性质的区分
主要特征：化合物组成点是否落在该初晶区内，若是则为稳定的化合物，不是则为不稳定化合物。

«界面性质的划分
分界线上任意一点的切线与该边界线两边初晶组成点的连线的交点，在组成点连线内，为共晶线：在组成点连线外，为包晶线
f三元相图分析
①找初晶区②找三元不变点③划出基元三角形④判断界线性
质⑤判断三元不变点性质
第四节熔融炉渣的结构
一、熔渣结构的基本性质分类：分子理论和离子理论
分子理论基本内容：1、与固态渣相似存在离解-生成的平衡
2MeO•SiO2=2MeO+SiO2
Kc=(MeO)2•SiO22MeO•SiO2
当温度升高Kc随着温度的升高而增大，温度升高，复杂化合物离解
程度加大，游离的简单化合物浓度加大。

二元系中复杂化合物的离解特性：
稳定化合物能完全解离部分解离，且随着角度的减小，离解度减小2、熔渣中只有游离化合物才能参与反应。

复杂氧化物只有离解或被
置换出游离化合物后，才能参与反应。

3、认为熔渣是理想溶液
二、熔渣结构的离子理论
1、熔渣完全由阳离子和阴离子组成，阳离子所带电荷和阴离子
所带电荷总量相等，故熔渣本身不带电。

2、与晶体相同，熔渣中每个离子的周围都是异号离子
3、电荷相同的离子和邻近离子的互相作用力完全相等，与离子
种类无关。

详细分析：
1.、纯氧化物的结构主要是SiO2、CaO、FeO,其次是氧化铝、氧化
镁等。

纯氧化物在固态时结构是比较简单的，主要取决于离子半径。

鲍林第一定律在阳离子周围形成一个阴离子多面体，阳离子和阴
离子之间的距离取决于离子半径之和，而配位取决于半径之比。

鲍林第二定律在一配位结构中，顶点连结最稳定。

2、氧化物融化后的离解
⑴温度升高氧化物越容易离解，结构越简单
⑵氧化物中，若氧离子引力减小而离子分数打，熔化后易解离为金
属阳离子和氧阴离子，则这一类为碱性氧化物。

⑶若氧离子引力大，离子键分数小，易解离出阴离子和络阴离子，
这一类为酸性氧化物
4、碱性氧化物对硅酸盐结构的影响
炉渣的主要成分是SiO2和碱性氧化物，由于Si-O间的氧离子引力很大，因而炉渣中的络阴离子会吸收碱性氧化物离解出的O2-，并转变为结构更简单，离子半径变小的硅氧络合阴离子。

第五节熔融炉渣的物理化学性质
一。

、熔渣的黏度
1定义：当流体在管道中流动时，由于管壁与流体间的粘附力和流体内部的内摩擦力，使靠近管壁的立体速度最小，而中心的流速最大2,熔渣的黏度与成分及温度的关系：若SiO2含量增加，硅氧络合阴离
子的结构越复杂，离子半径越大，黏度越大。

任何组成的炉渣，其黏度都是随着温度的升高而降低的。

碱性渣有明显的转折点。

三、熔渣的密度
1、影响金属与炉渣之间分离难易
2、温度升高，密度降低
3、含较多质量大的氧化物，渣的密度会增大。

相反密度小
四、熔渣表面张力
计算公式：.渣=。