金属材料的制备冶金概括
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㈡、火法冶金的主要方法
③喷射冶金
利用气流输送将冶金用粉末 物料通过喷枪直接吹入金属 熔池内部，使金属得到精炼 的工艺。可用于金属的脱氧、 脱硫、脱磷、脱硅以及脱除 其他元素.
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法
④真空冶金
在低于标准大气压条件下进行的 冶金作业。可以实现大气中无法 进行的冶金过程，能防止金属氧 化，分离沸点不同的物质，除去 金属中的气体或杂质，增强金属 中碳的脱氧能力，提高金属和合 金的质最。
• 除了氧势图，实际生产中还有碳、硫、氯、 磷势图
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
火法冶金常用的燃料 固体燃料
煤和焦碳，其可燃成分为C 气体燃料
煤气和天然气，其可燃成分主要为和H2 液体燃料
重油等，其可燃成分主要为和H2
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
火法冶金常用的还原剂 固体还原剂
气体还原剂还原 用或H2作还原剂还原金属氧化物。 固体碳还原 用固体碳作还原剂还原金属氧化物。 金属热还原 用位于 G －T 图下方的曲线所表示的金属作还 原剂，还原位于 G －T 图上方曲线所表示的金属 氧化物（氯化物、氟化物）以制取金属。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
氧势图（Ellingham）的形成原理
✓ 还原剂在被提取金属中的溶解度要小或容易与之分离； ✓ 形成的炉渣应易熔，比重要小，以利于金属和炉渣的分离； ✓ 还原剂纯度要高，以免污染被还原金属； ✓ 应尽量选择价格便宜和货源较广的还原剂。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ③精炼
◆ 除去有害杂质，生产出具有一定纯度的金属；
◆
当金属中的杂质含量超过一定限度时，其物
氯化冶金就是将矿石（或冶金半成品）与 氯化剂混合，在一定条件下发生化学反应， 使金属转变为氯化物再进一步将金属提取 出来的方法。
• 20世纪20年代，氯化冶金除了应用于镁的 提取之外，还以氯化离析法用于提取有色 重金属（主要是铜）。50年代以来，氯化 冶金广泛用于稀有金属冶金中。
1.1 冶金工艺
理、化学和机械性能会发生变化。
◆ 生产出含有各种规定量的合金元素的金属，使其具 有一定的物理、化学和机械性能；如合金钢的生产
◆ 回收其中具有很高经济价值的稀贵金属“杂质”。
◆ 如：粗铅、粗铜中的金、银及其他稀贵金属。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ③精炼
利用主金属与杂质的物理和化学性质的差异， 形成与主金属不同的新相，将杂质富集于其中； 或者：将主金属全部转移至新相，而使杂质残留下来。
煤、焦碳等，其有效成分为C； 气体还原剂
和H2等 液体还原剂
、等 C、、H2为冶金反应提供所需要的热能 C、、H2是金属氧化物的良好还原剂
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
还原剂的选择
✓ 还原剂和被还原金属生成化合物的标准吉布斯自由能及生成 热应有足够大的差值，以便尽可能不由外部供给热量并能使 反应完全地进行；
金属材料的制备-冶金
目录
1.1、冶金工艺 1.2、钢铁冶炼 1.3、有色金属冶炼
1.1 冶金工艺
一、火法冶金
➢ 定义：火法冶金是指利用高温从矿石中提取金属或其化
合物的方法。（干法冶金）
➢ 工艺过程：
矿石准备 冶炼
选矿、干燥 、焙烧、球
化或烧结
氧化还原提 取金属
精炼
除去杂质 提纯金属
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法
①提炼冶金（不一定完全包括以下步骤） 焙烧 烧结（促进氧化还原反应） 还原熔炼（还原出金属、含巨多杂质） 氧化熔炼（烧掉一部分杂质） 造渣（用造渣剂把杂质变成渣后排出） 造锍（把要提取的贵金属杂质以硫化物的 形态富集ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锍中。） 精炼
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法 ②氯化冶金
• 主要过程：浸取、固-液分离、溶液的 富集、从溶液中提取金属或化合物；
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程
①矿石准备
选矿 焙烧 烧结(球化)
高炉炼铁生产前，将各 种粉状含铁原料，配入 适量的燃料和熔剂，加 入适量的水，经混合和 造球后在烧结设备上使 物料发生一系列物理化 学变化，烧结成块的过 程。
目的：促进反应的发生
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
为了直观地分析和考虑各种元素与氧的亲和能力，了解不同 元素之间的氧化和还原关系，比较各种氧化物的稳定顺序， 埃林汉曾将氧化物的标准生成吉布斯自由能数值折合成元素 与1mol氧气反应的标准吉布斯自由能变化即，将反应：
2x y
M
2＋O2＝
2 y
M
xO
y
把上式的rGθ与温度T的二项式关系绘制成图。该图又称为 氧势图，或称为埃林汉姆图，或称为氧化物标准生成自由能 与温度的关系图。
㈠、火法冶金的基本过程
①矿石准备
选矿 焙烧 烧结(球化)
不加添加剂的焙烧，也称煅烧：
I、分解矿石，如石灰石化学 加工制成氧化钙，同时制得二 氧化碳气体；
、活化矿石，目的在于改变矿 石结构，使其易于分解，例如：
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ①矿石准备 选矿 焙烧 烧结(球化)
、脱除杂质，如脱硫、脱除有机物和吸附水等； 、晶型转化，如焙烧二氧化钛使其改变晶型，改 善其使用性质。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
rGθ rH TrS
（1）斜率是反应的熵变 的负值
（2）转折点一定是在该 温度有反应物或产物的相 变 注意纵坐标是负数，越靠下， 表示ΔG<0 的程度越大，自 发进行的趋势越强。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼 • 氧势图用于判断氧的走向：从上往下走
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法 火法冶金的优点：简单粗暴，成本较低。 火法冶金的主要缺点： A、污染（粉尘、有毒气体） B、无法冶炼低品位矿石 C、很难冶炼高熔点金属
1.1 冶金工艺
二、湿法冶金 ➢难熔化或微粉状的矿石 ➢低浓度矿石（金、铀） ➢相似金属的分离（铪-锆）、（镍-钴）
• 湿法冶金是指利用溶剂的化学作用，在 水溶液或非水溶液中进行包括氧化、还 原、中和、水解和络合等反应，对原料、 中间产物或二次再生资源中的金属进行 提取和分离的冶金过程；
③喷射冶金
利用气流输送将冶金用粉末 物料通过喷枪直接吹入金属 熔池内部，使金属得到精炼 的工艺。可用于金属的脱氧、 脱硫、脱磷、脱硅以及脱除 其他元素.
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法
④真空冶金
在低于标准大气压条件下进行的 冶金作业。可以实现大气中无法 进行的冶金过程，能防止金属氧 化，分离沸点不同的物质，除去 金属中的气体或杂质，增强金属 中碳的脱氧能力，提高金属和合 金的质最。
• 除了氧势图，实际生产中还有碳、硫、氯、 磷势图
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
火法冶金常用的燃料 固体燃料
煤和焦碳，其可燃成分为C 气体燃料
煤气和天然气，其可燃成分主要为和H2 液体燃料
重油等，其可燃成分主要为和H2
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
火法冶金常用的还原剂 固体还原剂
气体还原剂还原 用或H2作还原剂还原金属氧化物。 固体碳还原 用固体碳作还原剂还原金属氧化物。 金属热还原 用位于 G －T 图下方的曲线所表示的金属作还 原剂，还原位于 G －T 图上方曲线所表示的金属 氧化物（氯化物、氟化物）以制取金属。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
氧势图（Ellingham）的形成原理
✓ 还原剂在被提取金属中的溶解度要小或容易与之分离； ✓ 形成的炉渣应易熔，比重要小，以利于金属和炉渣的分离； ✓ 还原剂纯度要高，以免污染被还原金属； ✓ 应尽量选择价格便宜和货源较广的还原剂。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ③精炼
◆ 除去有害杂质，生产出具有一定纯度的金属；
◆
当金属中的杂质含量超过一定限度时，其物
氯化冶金就是将矿石（或冶金半成品）与 氯化剂混合，在一定条件下发生化学反应， 使金属转变为氯化物再进一步将金属提取 出来的方法。
• 20世纪20年代，氯化冶金除了应用于镁的 提取之外，还以氯化离析法用于提取有色 重金属（主要是铜）。50年代以来，氯化 冶金广泛用于稀有金属冶金中。
1.1 冶金工艺
理、化学和机械性能会发生变化。
◆ 生产出含有各种规定量的合金元素的金属，使其具 有一定的物理、化学和机械性能；如合金钢的生产
◆ 回收其中具有很高经济价值的稀贵金属“杂质”。
◆ 如：粗铅、粗铜中的金、银及其他稀贵金属。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ③精炼
利用主金属与杂质的物理和化学性质的差异， 形成与主金属不同的新相，将杂质富集于其中； 或者：将主金属全部转移至新相，而使杂质残留下来。
煤、焦碳等，其有效成分为C； 气体还原剂
和H2等 液体还原剂
、等 C、、H2为冶金反应提供所需要的热能 C、、H2是金属氧化物的良好还原剂
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
还原剂的选择
✓ 还原剂和被还原金属生成化合物的标准吉布斯自由能及生成 热应有足够大的差值，以便尽可能不由外部供给热量并能使 反应完全地进行；
金属材料的制备-冶金
目录
1.1、冶金工艺 1.2、钢铁冶炼 1.3、有色金属冶炼
1.1 冶金工艺
一、火法冶金
➢ 定义：火法冶金是指利用高温从矿石中提取金属或其化
合物的方法。（干法冶金）
➢ 工艺过程：
矿石准备 冶炼
选矿、干燥 、焙烧、球
化或烧结
氧化还原提 取金属
精炼
除去杂质 提纯金属
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法
①提炼冶金（不一定完全包括以下步骤） 焙烧 烧结（促进氧化还原反应） 还原熔炼（还原出金属、含巨多杂质） 氧化熔炼（烧掉一部分杂质） 造渣（用造渣剂把杂质变成渣后排出） 造锍（把要提取的贵金属杂质以硫化物的 形态富集ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锍中。） 精炼
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法 ②氯化冶金
• 主要过程：浸取、固-液分离、溶液的 富集、从溶液中提取金属或化合物；
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程
①矿石准备
选矿 焙烧 烧结(球化)
高炉炼铁生产前，将各 种粉状含铁原料，配入 适量的燃料和熔剂，加 入适量的水，经混合和 造球后在烧结设备上使 物料发生一系列物理化 学变化，烧结成块的过 程。
目的：促进反应的发生
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
为了直观地分析和考虑各种元素与氧的亲和能力，了解不同 元素之间的氧化和还原关系，比较各种氧化物的稳定顺序， 埃林汉曾将氧化物的标准生成吉布斯自由能数值折合成元素 与1mol氧气反应的标准吉布斯自由能变化即，将反应：
2x y
M
2＋O2＝
2 y
M
xO
y
把上式的rGθ与温度T的二项式关系绘制成图。该图又称为 氧势图，或称为埃林汉姆图，或称为氧化物标准生成自由能 与温度的关系图。
㈠、火法冶金的基本过程
①矿石准备
选矿 焙烧 烧结(球化)
不加添加剂的焙烧，也称煅烧：
I、分解矿石，如石灰石化学 加工制成氧化钙，同时制得二 氧化碳气体；
、活化矿石，目的在于改变矿 石结构，使其易于分解，例如：
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ①矿石准备 选矿 焙烧 烧结(球化)
、脱除杂质，如脱硫、脱除有机物和吸附水等； 、晶型转化，如焙烧二氧化钛使其改变晶型，改 善其使用性质。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
rGθ rH TrS
（1）斜率是反应的熵变 的负值
（2）转折点一定是在该 温度有反应物或产物的相 变 注意纵坐标是负数，越靠下， 表示ΔG<0 的程度越大，自 发进行的趋势越强。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼 • 氧势图用于判断氧的走向：从上往下走
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法 火法冶金的优点：简单粗暴，成本较低。 火法冶金的主要缺点： A、污染（粉尘、有毒气体） B、无法冶炼低品位矿石 C、很难冶炼高熔点金属
1.1 冶金工艺
二、湿法冶金 ➢难熔化或微粉状的矿石 ➢低浓度矿石（金、铀） ➢相似金属的分离（铪-锆）、（镍-钴）
• 湿法冶金是指利用溶剂的化学作用，在 水溶液或非水溶液中进行包括氧化、还 原、中和、水解和络合等反应，对原料、 中间产物或二次再生资源中的金属进行 提取和分离的冶金过程；