PAGE PAGE 1 矿热炉的冶金原理 矿热炉出产的根本任务便是把金属等有用元素从矿石或氧化物中提取出来。矿热炉出产的悉数进程中的化学反响首要是氧化物的复原反响，一起也有元素的氧化反响。 矿热炉出产的根底原理是依据选择性氧化复原反响热力学，其实质是所需元素的氧化物与复原剂反响生成所需元素和复原剂中首要元素的氧化物。 复原反响的通式 矿热炉锻炼产品的种类非常冗杂，其锻炼办法也比较多样。但从其根本上来说，矿热炉锻炼是运用恰当的复原剂，在必定温度范围内，从含有所需元素氧化物的矿石中复原出所需元素的氧化复原进程。 例如，锻炼电石、硅铁、高碳锰铁和高碳铬铁时，根本反响式别离为： CaO+3C=CaC2+CO SiO2+2C=Si+2CO MnO+C=Mn+CO Cr2O3+3C=2Cr+3CO 以上产品在矿热炉顶用电热法出产，都是以碳作复原剂，碳别离夺取了氧化物 CaO、SiO2、 MnO、Cr2O3中的氧而生成 CO，元素 Ca、Si、Mn、Cr 从各自的氧化物中被复原出来，组成化合物或恰当的合金。 再如，锻炼中低碳锰铁和金属铬时，根本反响式别离为： 2MnO+Si=2Mn+SiO2 Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 此刻则别离用 Si 和 Al 作复原剂，锻炼办法也不同。出产中低碳锰铁用硅质复原剂，在精粹电炉中锻炼，选用电热法和金属热法；出产金属铬用铝质复原剂，在筒式炉中锻炼，选用金属热法。 虽然各种锻炼产品的出产办法不同、选用的复原剂性质不同，但其锻炼实质相同，可用 一通式表达： 式中：  ??Me??O?? + ????M = ????Me + ??M?? O?? （2-1） MemOx—矿石中含所需元素的氧化物； M—所用的复原剂； Me—所需提取的元素； M??O??—复原剂被氧化后生成的新的氧化物。 复原反响的通式意味着，复原剂M对氧的亲和力大于被复原金属对氧的亲和力，这便是 金属氧化物复原的热力学条件。 因为各种元素在矿石中富集程度不同、存在状况不一样，锻炼进程就产生了差异。假如 石灰和硅、锰、铬矿中的有用元素含量较高、杂质含量少，可将其直接入炉锻炼；假如所用金属氧化物矿较贫且杂质多，则需富集后才干锻炼，例如锰铁比低而磷含量高的贫锰矿，必 须先在高炉或电炉中锻炼，将矿石中的磷、铁复原成高磷生铁，使锰在炉渣中富集，用其生成的富锰渣替代部分或悉数锰矿来进行锰合金的锻炼；还有一些矿石，其间有用元素的含量 很低，则必须先经过选矿富集成精矿，关于多元素化合物共生矿还必定要选用化学办法富集所 需元素，然后才干用于锻炼出产；而有些多元素化合物共生矿例如钒钛磁铁矿则采纳选择性 复原进行锻炼生成或富集。 在矿热炉锻炼出产中，因为矿石带入杂质，大多数种类的锻炼需求选用有渣法。有渣法锻炼需在炉猜中配入恰当的熔剂，使矿石带入的杂质在锻炼进程中生成熔点低、碱度适合且活动性能好的炉渣，出炉后便于炉渣与产品的别离操作。此刻，锻炼者的首要任务是把握好炉渣成分、熔点和活动性等，经过对炉渣的操控来确保产品的成分及质量，但其锻炼实质仍然是金属氧化物矿石被复原的进程。 反响的热效应 当物质产生化学反响和物理变化时，放出或吸收的热称为这样的一个进程的热效应，用?H 标明。反响的热效应是一个重要的热力学函数。它告知咱们物质产生化学反响和物理变化时所需求或放出的热。 在运用矿热炉进行铁合金的出产中，炉内的首要物质和各相首要成分如表2-1 所示。炉内各相是互相联系的，互相进行着物质、热量和能量的交流，因而，用热效应研讨和剖析反 物质称号 表 2-1 铁合金炉内运用的首要物质和各相首要成分 首要成分 炉内的相 空气、氧气 熔剂、氧化物 O2、CO、N2、H2O CaO、SiO2、Al2O3、MnO 炉气 炉渣 铁合金液 Fe、C、Si、Mn、Cr、P 金属 耐火材料 C、MgO 固体 应进行的可能性及金属氧化物可复原性的次序，对冶金出产具有极端重大意义。在冶金出产的悉数进程的热平衡核算中，热效应核算及成果也是重要内容和首要是依据。 试验和统计剖析标明，反响的热效应能够经过规范生成热进行核算，关于反响通式（2-1），在温度为 298K（25℃）时反响的热效应能够用式（2-2）核算： △H? =∑????H? ?∑????H? （2-2） 298 298,生成物 298，反响物 式中： ??∑?? H? ?? 298,生成物 ∑????H?  —生成物规范生成热的代数和； —反响物规范生成热的代数和。 298，反响物 即在规范状况下，反响的热效应等于生成物规范生成热的代数和与反响物规范生成热的代数和之差。 若 Me 和 M 都是安稳单质，它们的规范生成热等于零，则式（2-2）可简化为： H△ ? 298 H =??△H? 298,

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