选择性提取冶金原理
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2）在同一温度下，若几种元素同时与氧相遇， 则位置低的元素最先氧化。如1673K时，元 素Si、Mn、Ca、Al、Mg同时与氧相遇时， 最先氧化的是金属Ca，然后依次为Mg、Al、 Si、Mn。
2.1.1氧势线的斜率和位置
3）位置低的元素在标准状态下可以将位置高 的氧化物还原。
4）生成CO氧势线的斜率与其他直线斜率不同， CO氧势线线将图分成三个区域。
二、选择性提取冶金原理
2.1理查森（Richardson）和杰弗斯（Jeffes）图 1) 也就是氧化物的标准生成吉布斯能－温度图，
又称为埃林汉图。从氧势图我们可以清楚地看出 各种氧化物的稳定顺序 。
2) 氧势图的应用。
氧化物的氧势图
2.1.1氧势线的斜率和位置
1）直线位置越低，表明 rG 负值越大，在标 准状态下所生成的氧化物越稳定，越难被其 他元素还原。
0.0237 [Ni] 2 lg [C] 1.5lg [Cr] 2 lg( pCO / p )
（1）
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
(1). 吹炼过程中[Cr]为什么损失2.5%左右： 将 [Cr] 12% [Ni] 9% [C] 0.35%及PCO=100kPa
代入式（1），
得到T转= 1549℃，此时若、 想去[C]必须使吹炼温度大 于1549℃。当[C]下降到0.05%时,T转已变为1837℃， 大约提高了近290℃。由于吹氧氧化0.1%的[C]只能 使钢水提高11.8℃，而氧化1%的[Cr]可以使钢水提 高113℃，所以若想使[C]从0.35%降到0.05%，所 需提高的290℃只能靠氧化约2.5%的[Cr]来实现。
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
不锈钢冶炼过程是“去碳保铬”的过程，归根结 底是如何控制[C]与[Cr]的氧化转化温度问题。目前 奥氏体不锈钢的生产工艺主要采用“返回吹氧法”， 即使用一部分不锈钢返回料，然后吹氧去碳。但该 工艺存在两个主要问题：一是吹炼过程中[Cr]要损 失2.5%左右；二是配料时[Cr]不能一次配足，以常 见的牌号1Cr18Ni9来说，Cr不能一次配到18%，而 只能配到12~13%。再加上吹炼时损失掉的2.5%左 右，则必须在吹炼后期补加低碳铬铁，从而使得成 本增加。下面通过[C]和[Cr]的氧化转化温度的计算 来解释上面两个问题。
(Cr3O
4
)
rG (465260 307 .69T )J mol 1
rG
rG
RT ln
f
2 C
[C]
a1/
2 Cr3O4
f 3/2 Cr
[Cr]3/ 2
(
pCO
/
p
)2
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
式中，(Cr3O4)在渣中处于饱和状态，因此
aCr3O， 4 1，要计算 rG ，除了需要确定[C]
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
(2).配料时[Cr]为什么不能一次配足: 如果将[Cr]一次配足， [Cr]=18%，其他条件不
变：[Ni]=9%、[C]=0.35%及pCO=100kPa，将这些 数据代入式（1），可以得到此条件下的“去碳保 铬”的转化温度T转＝1626℃。这就是说，如果返回 吹氧法将[Cr]一次配足时，开始吹炼温度必须大于 1626℃，而当[C]=0.05%下降到0.05%时，T转已变 为1943℃，这一温度显然太高，在生产中不易实现。 所以由于转化温度太高而使得返回吹氧法工艺中， 配料时铬不能配足，必须在吹氧后期补够低碳铬铁。
0.0003
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
lg fC eCC[C] eCCr[Cr] eCNi[Ni] 0.14[C] 0.024[Cr] 0.012[Ni]
lg fCr eCCrr[Cr] eCCr[C] eCNri[Ni] 0.12[C] 0.0003[Cr] 0.0002 [Ni]
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
从氧化物的氧势图可以看出，[C]与[Cr] 存在一个氧化转化温度。当温度大于T转时， 钢液中[C]氧化，小于T转时[Cr]氧化。因此， 在不锈钢冶炼过程中百度文库为了达到去碳保铬的 目的，必须使吹炼温度始终保持在以上。
3 2
[Cr]
2CO
2[C]
1 2
[Cr] 和 pCO ，还需要计算出 fC 和 fCr 。
查表可知下列铁液中C、Cr、Ni的相互
作用系数：
eCC 0.14 eCCr 0.024
e Cr Cr
0.0003
e Ni Cr
0.0002
e Ni Ni
0.0009
e
C Ni
0.042
eCNi 0.012
eCCr 0.12
e Cr Ni
因此：
rG rG
2.303RT lg
f
2 C
[C]2
f 3/2 Cr
[Cr ]3 /
2
rG 465260
307 .69T
2.303 8.314 2 lg
fC
2 lg [C] 3 lg
2
f Cr
3 2
lg
[Cr ]
rG 465260 307 .69T 19.140.46[c] 0.0476 [Cr]
Hebei United University School of Metallurgy and Energy
冶金资源综合利用
冶金与能源学院 刘 晓
二、选择性提取冶金原理
冶金资源综合利用涉及对多种金属化合 物体系有选择地进行反应，从而达到分离、 富集和提取等目的，实质上就是选择性提取 冶金的问题。为了解释与冶金资源综合利用 的有关理论和实际问题，本章我们简要的从 多金属化合物体系反应过程热力学阐明多金 属体系的选择性提取冶金原理，探讨多金属 化合物在焙烧、冶炼中各种金属的转换规律。
5）除了CO线以外，任何两种元素的氧化物的 氧势线斜率若相差较大时，都可以相交，那 么在交点温度下，两个氧化物的氧势相等， 稳定性相同。则该温度称为两种元素的氧化 转化温度。
2.1.2铁液元素的 rG－T
1）[Cu]、[Ni]、[Mo]、[W]等 氧化的线均在[Fe]线之上。 2）[P]的线也在[Fe]线之上， 吹 氧 不 会 使 [P] 氧 化 ， 铁 水 中 的 [P] 只 能 通 过 造 碱 性 渣 去 除 一部分。 3 ） [Si] 、 [B] 、 [Ti] 、 [Al] 、 [Ce]的线均在[Fe]线之下，吹 氧时最容易氧化，它们是强脱 氧剂。 4） [Cr]、[Mn]、[Nb]等元素 的 线 与 [C] 氧 化 的 相 交 ， 因 此 存在氧化转化温度。温度高于 T转时[C]氧化，低于T转时元素 氧化。
2.1.1氧势线的斜率和位置
3）位置低的元素在标准状态下可以将位置高 的氧化物还原。
4）生成CO氧势线的斜率与其他直线斜率不同， CO氧势线线将图分成三个区域。
二、选择性提取冶金原理
2.1理查森（Richardson）和杰弗斯（Jeffes）图 1) 也就是氧化物的标准生成吉布斯能－温度图，
又称为埃林汉图。从氧势图我们可以清楚地看出 各种氧化物的稳定顺序 。
2) 氧势图的应用。
氧化物的氧势图
2.1.1氧势线的斜率和位置
1）直线位置越低，表明 rG 负值越大，在标 准状态下所生成的氧化物越稳定，越难被其 他元素还原。
0.0237 [Ni] 2 lg [C] 1.5lg [Cr] 2 lg( pCO / p )
（1）
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
(1). 吹炼过程中[Cr]为什么损失2.5%左右： 将 [Cr] 12% [Ni] 9% [C] 0.35%及PCO=100kPa
代入式（1），
得到T转= 1549℃，此时若、 想去[C]必须使吹炼温度大 于1549℃。当[C]下降到0.05%时,T转已变为1837℃， 大约提高了近290℃。由于吹氧氧化0.1%的[C]只能 使钢水提高11.8℃，而氧化1%的[Cr]可以使钢水提 高113℃，所以若想使[C]从0.35%降到0.05%，所 需提高的290℃只能靠氧化约2.5%的[Cr]来实现。
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
不锈钢冶炼过程是“去碳保铬”的过程，归根结 底是如何控制[C]与[Cr]的氧化转化温度问题。目前 奥氏体不锈钢的生产工艺主要采用“返回吹氧法”， 即使用一部分不锈钢返回料，然后吹氧去碳。但该 工艺存在两个主要问题：一是吹炼过程中[Cr]要损 失2.5%左右；二是配料时[Cr]不能一次配足，以常 见的牌号1Cr18Ni9来说，Cr不能一次配到18%，而 只能配到12~13%。再加上吹炼时损失掉的2.5%左 右，则必须在吹炼后期补加低碳铬铁，从而使得成 本增加。下面通过[C]和[Cr]的氧化转化温度的计算 来解释上面两个问题。
(Cr3O
4
)
rG (465260 307 .69T )J mol 1
rG
rG
RT ln
f
2 C
[C]
a1/
2 Cr3O4
f 3/2 Cr
[Cr]3/ 2
(
pCO
/
p
)2
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
式中，(Cr3O4)在渣中处于饱和状态，因此
aCr3O， 4 1，要计算 rG ，除了需要确定[C]
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
(2).配料时[Cr]为什么不能一次配足: 如果将[Cr]一次配足， [Cr]=18%，其他条件不
变：[Ni]=9%、[C]=0.35%及pCO=100kPa，将这些 数据代入式（1），可以得到此条件下的“去碳保 铬”的转化温度T转＝1626℃。这就是说，如果返回 吹氧法将[Cr]一次配足时，开始吹炼温度必须大于 1626℃，而当[C]=0.05%下降到0.05%时，T转已变 为1943℃，这一温度显然太高，在生产中不易实现。 所以由于转化温度太高而使得返回吹氧法工艺中， 配料时铬不能配足，必须在吹氧后期补够低碳铬铁。
0.0003
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
lg fC eCC[C] eCCr[Cr] eCNi[Ni] 0.14[C] 0.024[Cr] 0.012[Ni]
lg fCr eCCrr[Cr] eCCr[C] eCNri[Ni] 0.12[C] 0.0003[Cr] 0.0002 [Ni]
2.1.3 利用 T转分析不锈钢冶炼过程中
的“去碳保铬”
从氧化物的氧势图可以看出，[C]与[Cr] 存在一个氧化转化温度。当温度大于T转时， 钢液中[C]氧化，小于T转时[Cr]氧化。因此， 在不锈钢冶炼过程中百度文库为了达到去碳保铬的 目的，必须使吹炼温度始终保持在以上。
3 2
[Cr]
2CO
2[C]
1 2
[Cr] 和 pCO ，还需要计算出 fC 和 fCr 。
查表可知下列铁液中C、Cr、Ni的相互
作用系数：
eCC 0.14 eCCr 0.024
e Cr Cr
0.0003
e Ni Cr
0.0002
e Ni Ni
0.0009
e
C Ni
0.042
eCNi 0.012
eCCr 0.12
e Cr Ni
因此：
rG rG
2.303RT lg
f
2 C
[C]2
f 3/2 Cr
[Cr ]3 /
2
rG 465260
307 .69T
2.303 8.314 2 lg
fC
2 lg [C] 3 lg
2
f Cr
3 2
lg
[Cr ]
rG 465260 307 .69T 19.140.46[c] 0.0476 [Cr]
Hebei United University School of Metallurgy and Energy
冶金资源综合利用
冶金与能源学院 刘 晓
二、选择性提取冶金原理
冶金资源综合利用涉及对多种金属化合 物体系有选择地进行反应，从而达到分离、 富集和提取等目的，实质上就是选择性提取 冶金的问题。为了解释与冶金资源综合利用 的有关理论和实际问题，本章我们简要的从 多金属化合物体系反应过程热力学阐明多金 属体系的选择性提取冶金原理，探讨多金属 化合物在焙烧、冶炼中各种金属的转换规律。
5）除了CO线以外，任何两种元素的氧化物的 氧势线斜率若相差较大时，都可以相交，那 么在交点温度下，两个氧化物的氧势相等， 稳定性相同。则该温度称为两种元素的氧化 转化温度。
2.1.2铁液元素的 rG－T
1）[Cu]、[Ni]、[Mo]、[W]等 氧化的线均在[Fe]线之上。 2）[P]的线也在[Fe]线之上， 吹 氧 不 会 使 [P] 氧 化 ， 铁 水 中 的 [P] 只 能 通 过 造 碱 性 渣 去 除 一部分。 3 ） [Si] 、 [B] 、 [Ti] 、 [Al] 、 [Ce]的线均在[Fe]线之下，吹 氧时最容易氧化，它们是强脱 氧剂。 4） [Cr]、[Mn]、[Nb]等元素 的 线 与 [C] 氧 化 的 相 交 ， 因 此 存在氧化转化温度。温度高于 T转时[C]氧化，低于T转时元素 氧化。