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冶金导论复习大纲1、为什么说钢铁是使用最多的金属材料？ 就金属元素而言，铁在自然界中的储藏仅次于铝，居第二位，而用多形成巨大的铁矿床，通常铁矿石中铁的含量为 2570%。 铁矿石冶炼和加工较容易，且生产规模大，效率高、质量好和成本低，具有其它金属生产无可比拟的优势。 钢铁具有良好的物理、机械和工艺性能，如有较高的强度和韧性、热和电的良好导体、耐磨、耐腐蚀、焊接及铸造加工性好等。 将某些金属（如镍、铬、钒、锰等）作为合金元素加入铁中，就能获得具有各种性能的金属材料。 钢铁通过热处理能调整其机械性能，以满足国民经济各方面的需要。 钢铁材料由于具有以上特点，因此在现代工业中应用最广。2、提取冶金的概念及分类。提取冶金（extractive metallurgy）：从矿石中提取金属及金属 化合物的过程，因其中进行很多化学反应，又称化学冶金（chemical metallurgy）。提取冶金的分类：按所冶炼金属类型分：有色冶金钢铁冶金（黑色冶金）稀土 按冶金工艺过程不同分：火法冶金湿法冶金电冶金3、钢铁产品及副产品产品：生铁、钢副产品：炉渣、煤气1生铁：它是铁和碳及少量硅。锰、硫、磷等元素组成的合金，主要由高炉生产，按其用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。 炉渣：炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、 MnO、FeO、P2O5、CaS等。根据冶炼方法的不同，钢铁生产产生的 炉渣分为高炉渣和炼钢渣，按炉渣中含有不同的化学成分又可分为碱 性渣和酸性渣。煤气：钢铁生产中还能获得大量的可燃气体，高炉炼铁可产生高 炉煤气，转炉炼钢可获得转炉煤气，炼焦时可得焦炉煤气等。煤气主 要成分：CO、H2、CO2、N2、CH44、所有 96 种金属元素分类：黑色金属（铁金属，ferrous metals)： 铁、铬、锰； 有色金属(非铁金属，non-ferrous metals)：除铁和铁合金、铬、锰以外，按习惯，分类：轻金属，重金属，稀有金属，贵金属5、什么是火法冶金和湿法冶金？火法冶金：在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业， 使其中的有色金属与脉石和杂质分开，获得较纯有色金属的过程。包括原料准备、熔炼和精炼三个主要工序。过程所需能源主要 靠燃料燃烧供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供。湿法冶金：它是在常温（或低于 100）常压或高温（100-300 ）高压下， 用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的有色金属溶解于溶液中，而其2它杂质不溶解，然后再从溶液中将有色金属提取和分离出来的过程。主要包括浸出、分离与富集和提取过程。6、采矿作业的主要生产过程主要生产过程：包括：采准、切割，为回采准备生产条件。回采，将矿石崩落破碎，装入运输容器。地下回采包括落矿、出矿作业（见地下采矿方法）；露天回采包括穿孔、爆破和采装作业(见露天采矿方法)。运输，将装入运输容器的矿石运交选矿厂或矿仓（见矿井提升、矿井运输、露天矿运输）。管理巷道地压、立井地压、采场地压以及露天矿边坡。在矿石运输过程中，通过矿仓、堆栈，将矿石混匀，保证生产的矿石质量稳定。将巷道掘进和剥离产出的废石排弃至废石场。7、开采回采率和矿石贫化率开采回采率：指采矿过程中采出的矿石或金属量与该采区拥 有的矿石或金属储量的百分比。开采回采率越高，说 明采出的矿石越多，丢失在矿井里的矿石越少，矿山的资源开发利用效益越好。开采回采率和采矿贫化率，这 两个指标从数量上表示地下资 源的利用程度。 矿石贫化率（亦称废石混入率）：是指工业矿石品位降低的程 度，以百分数表示；是采出的矿 石品位与平均地质品位之比，是 指矿石在开采过程中，由于废石 的混入，致使采出矿石的品位降3低，其降低程度以百分比表示。 采矿中因混入废石、溶解或因富矿散失等，造成采出矿石的平均 品位通常比矿体平均品位低，一 般用百分比表示。主要用于检查采矿工作质量和分析方法是否合理。8、 崩落采矿法特点(1) 崩落法不再把矿块划分为矿房和矿柱，而是以整个矿块作为一个回采单元，按一定的回采顺序，连续进行单步骤回采。(2) 在回采过程中，围岩要自然或强制崩落，矿石是在复盖岩石的直接接触下放矿。因此，这种采矿方法对放矿进行科学管理是十分必要的。(3) 崩落法的开采是在一个阶段内从上而下进行的。与空场采矿法不同。9、高炉炼铁的工艺流程有哪些部分组成？高炉炼铁生产非常复杂，除了高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统。10、根据物料存在形态的不同，可将高炉划分哪五个区域？各区域主要的反应和特征是什么？根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣体聚集区各区内进行的主要反应及特征分别为：块状带：炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与矿石层状交替分布，呈固体状态；以气固相反应为主。4软熔带：炉料在该区域软化，在下部边界开始熔融滴落；主要进行直接还原反应，初渣形成。滴落带：滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。渣铁聚集区：在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。11、硫和磷对钢铁的危害？硫是对钢铁危害大的元素，它使钢材具有热脆性。所谓“热脆”就是 S 几乎不熔于固态铁而与铁形成 FeS，而 FeS与 Fe 形成的共晶体熔点为 988，低于钢材热加工的开始温度。热加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。因此矿石含硫愈低愈好。国家标准规定生铁中 S0.07%，优质生铁S0.03%，就是要严格控制钢中硫含量。磷是钢材中的有害成分，使钢具有冷脆性。磷能溶于 -Fe 中，固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒间的强度大大增高，从而使钢材的室温强度提高而脆性增加，称为冷脆。磷在钢的结晶过程中容易偏析，而又很难用热处理的方法来消除，亦使钢材冷脆的危险性增加12、焦炭在高炉生产中起什么作用，高炉冶炼过程对焦炭质量提出哪些要求？5焦炭是现代高炉冶炼的主要燃料和能源基础，在高炉冶炼过程中具有如下作用：(1)燃料。燃烧后发热，产生冶炼所需热量。(2)还原剂。焦炭中的固定碳和它燃烧后生成的 CO 都是铁矿石还原所需的还原剂。(3)料柱骨架。高炉内是充满着炉料和熔融渣、铁的一个料柱，焦炭约占料柱体积的 1/31/2，对料柱透气性具有决定性的影响。特别是在高炉下部，矿石、熔剂已经熔化、造渣，变成液态渣和铁，只有焦炭仍保持固态，为渣、铁滴落和煤气上升以及炉缸内的渣、铁正常流通和排出，提供了必要条件，使冶炼过程得以顺利进行。焦炭的这一作用目前尚不能为其他燃料所代替。高炉对焦炭质量的要求(1)含碳量高，灰分低。2)含硫等有害杂质要少。我国焦炭含硫一般为 0.51.0%(3)成分稳定。即要求化学灰分、C、S、H2O 等稳定。(4)挥发分含量适合。焦炭中的挥发分是炼焦过程中未分解挥发完的有机物，主要是碳、氢、氧及少量的硫和氮。挥发分过高说明焦炭成熟程度可能不够，夹生焦多，在高炉内易产生粉末；挥发分过低说明焦炭可能过烧，易产生裂纹多、极脆的大块焦。因此，焦炭挥发分过高或过低都将影响焦炭的产量和质量。(5)强度高，块度均匀。 13、 矿物加工的依据和方法？6依据：矿物的各种物理化学性质及表面性质所存在的差异。主要有密度、磁性、导电性、润湿性等。根据不同的矿石类型、不同的特性参数和对产品的要求不同， 在生产实践中，可采用不同的矿物加工方法。14、重选过程及特点:重选矿粒间必须存在密度差异；分选过程在运动介质中进行； 在重力、流体动力、机械力的综合作用下，矿粒群松散并按密度 分层；分层好的物料，在运动介质的作用下分离，获得不同的最 终产 品。9 有用矿物嵌布粒度性质制约分选效果；9 分选设备多，流程相对较复杂；9重选处理的矿石粒度范围宽，最大可达几十毫米；9 重选设备的结构一般比较简单，不耗贵重材料， 作业成本 低；9 对环境污染较少。15、磁选中矿物的分类磁选中矿物磁性的分类不同于物质磁性的物理分类，通常， 按比磁化率大小对矿物类。强磁性矿物比磁化率3.810-5m3kg，在磁场强度达80136 kA/m的弱磁场磁选机中可以回收。这类矿物很少，主要有磁铁矿、磁赤铁矿、钛磁铁矿、锌铁 晶石等。7磁性矿物 比磁化率=1.2610-77.510-6 m3kg，在磁场强度 4801840 kAm的磁选机中可以选出。弱磁性矿物：有的难选，有的易选。这类最多，主要有铁锰 矿物、赤、镜、褐、菱；水、软、硬、菱等，一些含钛、硌、钨 矿物；黑云母、角闪石、绿帘石、绿泥石、橄榄石、杨榴石、辉 石等；非磁性矿物比磁化率1.26 10-7 m3kg，是目前难以 用磁选法回收的矿物。非磁性矿物：这类矿物很多，主要有部分金属矿物辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉 矿、白钨 矿、褐石、金等；大部分非金属矿物硫、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭 土等；大部分造岩矿物石笋、长石、立解石等。16、高炉炼铁合理的炉料结构是什么？为什么 高碱度有利于铁酸钙系黏结相的形成，高碱度烧结矿强度 好，而且烧结矿 FeO 含量低，还原性好，从而可降低高炉焦比； 根据生产经验，烧结矿中 FeO 含量每提高 1，高炉焦比 增加 1.5，生铁产量降低 1.5； 使用高碱度烧结矿，高炉冶炼时可不加或少加石灰石，不 仅节省热量消耗，而且又可以改善煤气热能和化学能的利用，同 样有利于降低焦比和提高产量；8 球团矿具有强度高、粒度整齐、还原性好的特点，所以配用优质的酸性球团矿不仅能提高入炉品位，而且能改善炉料透气 性，为高炉强化冶炼创造条件； 现在常用高碱度烧结矿配用酸性球团矿。17、对烧结矿质量的要求品位高，强度好，成分稳定，还原性好，粒度均匀，粉末少， 碱度适宜，有害杂质少。18、造块法中球团法的优点？(1)均匀的粒度和规则的球形对炉料运动 、气流分布和热交 换 十分有利。(2)铁品位高 ，能提高入炉炉料的综合品位 ，对改善炼铁生产 的各项技术经济指标极为有利。(3)强度较高 ，在炉内不易产生粉末 ，更适于作为大型高炉的 炉料。 (4)含粉率低 ，一般不超过 2 ，而烧结矿的含粉率最少也在 5 以上。(5)FeO 含量低 ，一般不超过 1.5 ，而烧结矿最低也在 5 以 上。 FeO 含量低对减少高炉中的直接还原有利。(6)球团矿适于长途运输，且能贮存较长时间。(7)球团厂一般建在矿山或港口，减轻了钢铁厂的环境压力19、烧结与球团的区别： 1）富矿短缺，必须不断扩大贫矿资源的利用，而选矿技术 9的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿，其粒度从 -200 网目（小 于 0.074mm）进一步减少到 -325 网目（小于 0.044mm）。这种过 细精矿不益于烧结，透气性不好，影响烧结矿产量和质量的提高， 而用球团方法处理却很适宜，因为过细精矿易于成球，粒度愈细， 成球性愈好，球团强度愈高。对原料的条件要求：球团： 要求原料粒度细，要求 -325 目 粒级必须大于 70%，比 表面 积 1500-2000cm2/g，甚至更高 ；烧 结 相对粒度粗，希望原料中 -150 目粒级在 20% 以下 , 原料较为广 泛 ；。2）成 品矿的形状不同：烧结矿是形状不规则的多孔质块矿， 而球团矿是形状规则的 10 25mm 的球球团矿较烧结矿粒度 均 匀，微气孔多，还原性好，强度高，且易于贮存，有利于强化高 炉生产。 3）适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁 矿以及各种含铁粉尘，化 工硫酸渣等；从产品来看，不仅能制造 常规氧化球团，还可以生产还原球团、金属化球团等；同时球团 方法适用于有色金属的回收，有利于开展综合利用。4）固结成块的机理不同： 烧结矿是靠液相固结的，为了保证烧结矿的强度，要 求产生 一定数量的液相，因此混合料中必须有燃料，为烧结过程提供热 源。而球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的，不需要 产生液相，热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。105）生产工艺不同：烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的，成球不完 全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。而 球团矿生产 工艺中必须有专门的造球工序和设备，将全部混合料造成 1025mm 的球，小于 10mm 的小球要筛出重新造球。球团：靠 高温 焙烧，在炉内进行，不可以直接目测，需要添加剂；烧结：用火 直接接触，生产情况可直接观察，不需要添加剂，但需要熔剂； 6）冶金效果和经济效果： 球团：提高高炉产量，降低焦比；球团：前期投资较高，燃 料费用低，动力费用高，投资回收及投资后收益远高于烧结。球团厂一般建在矿山或港口，减轻了钢铁厂的环境压力。球 团矿的生产成本低。一般情况下，球团生产的工序能耗比烧结要 低 (较好的烧结工序能耗指标为 60 70 kg t，而 球团工序能耗一 般为 30 50 kg/t，特别是在使用磁铁矿的情况下，更是如此。7） 环境状况比较 生产球团矿比生产烧结矿排入大气的灰尘量要少，同 时烟 气 含尘量少，有利于改善环境。20、球团矿比烧结矿在冶金性能上的优劣？（ 1）粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流 的均匀分布。通常球团粒度在 8-16(20) mm 的占 90%-95%以上。 这一点即使整粒最好的烧结矿也难以相比。 （ 2）冷态强度（抗压和抗磨）高。在运输、装卸和贮存时 11产生粉末少。 （ 3）铁份高和堆密度大 ，有利于增加高炉料柱的有效重量， 提高产量（工序能耗降低 15kg/t）和降低焦比 15kg/t。（ 4）还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。测定表明 ， 在用低 SiO2 的优质原料时，球团矿与烧结矿的还原性相差不大， 而在使用 SiO2 较高的原料时，球团的还原性优于烧结矿。 球团矿存在的缺点：还原膨胀率要高于烧结矿。21、如何用 TFe/FeO 的比值对铁矿石进行分类？ TFe/FeO=2.33为纯磁铁矿石 TFe/FeO7.0为假象赤铁矿石式中，TFe矿石中的总含铁量（%），又称全铁；FeO矿石中 的 FeO 含量（%）。22、 铁矿石的还原性及影响因素铁矿石还原性是指铁矿石被还原性气体CO或H2 还原的难易程 度，是评价铁矿石质量的重要指标。还原性愈好，愈有利于降低焦比， 提高产量。改善矿石还原性（或采用易还原矿石）是强化高炉冶炼的 重要措施之一。影响铁矿石还原性的因素主要有矿物组成、矿石结构的致密程 度、粒度和气孔率等。23、高炉对焦炭质量的要求12(1)含碳量高，灰分低。焦炭中的固定碳含量与灰分有关。灰分升高，固定碳减少， 发热量降低。通常焦炭灰分中 SiO2 和 Al2O3 约占 7580%。故灰分 升高，须增加熔剂消耗量，使渣量增加，热量消耗增加，焦比升高， 产量降低。实际生产中有“灰分降低 1%(相当于固定碳升高 1%)，则 焦比降低 2%，产量提高 3%”的经验。因此应力求降低焦炭的灰分。我国焦炭灰分含量一般为 10%15%，鞍钢为 13%14%，首 钢约 12%，攀钢约 14%，武钢约 13%。国外大型高炉一般要求灰分10%。降低焦炭灰分的主要措施是加强洗煤，合理配煤。炼焦过程 不能降低灰分。(2)含硫等有害杂质要少。高炉中的硫约 80%来自焦炭。降低 焦炭含硫量对提高生铁质量，降低焦比，提高产量有很大影响。当焦 炭含硫高时，应多加石灰石提高炉渣碱度来脱硫，致使渣量增加。我 国焦炭含硫一般为 0.51.0%，鞍钢约 0.6%，本钢约 0.70.8%。国外 大型高炉一般含硫要求0.5%。洗煤、炼焦过程中可去除 1030%的 硫，因此加强洗煤，合理配煤是控制焦炭含硫量的主要途径。焦炭含磷一般很少。我国本钢焦炭含磷很低，使用低磷低硫 的矿石可炼出高纯生铁或优质生铁。(3)成分稳定。即要求化学灰分、C、S、H2O等稳定。水分的 波动意味着入炉焦炭重量的波动，因而影响炉温稳定。干法熄焦(即 用惰性气体代替喷水熄焦)，使焦炭不含水分，从而排除了水分波动 的影响；同时因冷却较慢，改善了焦炭强度，并可获得 400，4.05Mpa13的高温、高压蒸汽，供给锅炉发电。(4)挥发分含量适合。焦炭中的挥发分是炼焦过程中未分解挥 发完的有机物，主要是碳、氢、氧及少量的硫和氮。挥发分过高说明 焦炭成熟程度可能不够，夹生焦多，在高炉内易产生粉末；挥发分过 低说明焦炭可能过烧，易产生裂纹多、极脆的大块焦。因此，焦炭挥 发分过高或过低都将影响焦炭的产量和质量。(5)强度高，块度均匀。机械强度差的焦炭，转运过程中和炉 内下降过程中破裂产生大量粉末，大大削弱其柱料的骨架作用，使柱 料透气性恶化，炉渣变稠，炉缸堆积，炉况不顺。所以提高焦炭强度， 十分重要。24、高炉炼铁法与非高炉炼铁；即以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时 期之内不会改变。由于高炉炼铁受能源焦炭的限制，在一些缺乏焦煤 资源的国家和地区，经过长期的研制和实践，也逐步形成了不同形式 的非高炉炼铁法。传统的高炉转炉炼钢流程，工艺成熟，可大规模生产，是现代 钢铁生产的主要形式。非高炉炼铁法，泛指高炉以外，不用焦炭，用煤、燃油、天然气、 电为能源基础的一切其它炼铁方法。例如直接还原法，主要是指在冶 炼过程中，炉料始终保持固体状态而不熔化，产品为多孔状海绵铁或 金属化球团的方法。熔融还原法是用高品位铁精矿粉（经预还原）在14高温熔融状态下直接还原冶炼钢铁的一种新工艺。25、铁矿石的间接还原和直接还原。间接还原 氧化铁由CO还原生成CO2 或由H2 还原生成H2O的过 程。还原顺序为: Fe2O3Fe3O4FeOFe（低于 570时，FeO 不稳定,还原顺序为：Fe2O3Fe3O4Fe）。直接还原 在高温区（约 850开始）因有大量焦炭存在,生成的CO2和H2O立即与焦炭反应,转化成CO和H2： CO2+C2CO -39600 千卡 H2O+CH2+CO -29730 千卡所以从全过程看，可认为是由碳素直接还原氧化铁生成 CO 和铁： FeO+CFe+CO -36350 千卡 这种高温还原叫做直接还原。因为直接还原比间接还原耗热大得多，所以在高炉内应尽可能提高中温区的间接还原率，以降低焦比和 燃料比。26、高炉冶炼对炉渣的要求：一般在炉缸的温度 13501550下，炉渣能很好地熔化，并 具有良好的流动性和具有渣铁、渣气间的界面性能，能很好地与 铁水、气体分开，并能顺利地从炉内放出。炉渣性能既要有利于去除生铁中的有害杂质（如硫等），也要 能根据需要控制某些反应的程度（SiO2 的还原）和促使有益元素如 锰、钒铌等更好地还原入生铁。高炉中从开始软化到生成自由流动的炉渣的区间(软熔带)要15小，减小气流通过的阻力，以有利于高炉炉料的顺行和强化冶炼。炉渣性能稳定，不因炉温和炉渣成分的小量波动而引起炉渣物 理性能的剧烈变化。渣量要小，以减少熔剂和燃料的消耗，改善料柱下部的透气性， 先进高炉每吨生铁的渣量已降到 300 公斤以下。要有利于保护炉衬。27、高炉煤气的组成和性质冶炼每吨生铁可产生 16003000m3 的高炉煤气，其中含有约20%25%的CO，13%的H2，还有少量甲烷（CH4）等可燃气体。 从高炉排出的煤气中含有大量的炉料粉尘，经过除尘处理可使含尘量降到 1020mg/m3 。除尘处理后的高炉煤气发热值约为 33503770kJ/m3，是良好的气体燃料。28 钢和铁在化学组成、性质和用途上的不同点钢与铁都是以 Fe 元素为基(9394% Fe )，并含有少量 C、Si、Mn、P、S(共 67%)等元素的 Fe - C 合金。 但钢与铁五大基本元素含量不同，其中变化最大的是 C 。 C 含量为：2.04.5%的 Fe - C 合金称为生铁或铸铁；C 含量为：0.0071.2%的 Fe - C 合金称为钢。C 含量为：1.22.5%的 Fe - C 合金没有应用值。 首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于 1.2%称之钢，它的熔点在 14501500，而生铁的熔点在 1100-1200。 在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，16其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。性能不同导致用途不同： 铁水：1. 炼钢原料（90%以上，Si1.5%）；3.工业纯铁（00.007%C）钢：钢的用量占所有金属用量 94.5%左右，是国民经济建设最基 本的材料。它的品种有数万种，用途广泛。29、 炼钢对废钢原料的要求。 转炉和电炉炼钢均使用废钢，氧气顶吹转炉用废钢量一般是总装入量的 10%30%。废钢分为一般废钢、轧辊、次废铁、车等。转炉炼钢对废钢的要求：1)废钢的外形尺寸和块度应保证能从炉口顺利加入转炉。废钢的长度应小于转炉口直径的1/2，废钢单重一般不应超过 300kg。国标要求废钢的长度不大于1000mm，最大单件重量不大于 800kg。2）废钢中不得混有铁合金 严禁混入铜、锌、铅、锡等有色金属和橡胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。废钢的硫、磷含量均不大于0.050%。3）废钢应清洁干燥：不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。4）不同性质的废钢分类存放 非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起，不得混有合金废钢和生17铁。合金废钢要单独存放，以免造成冶炼困难，产生熔炼废品或造成贵重合金元素的浪费。30、 炼钢的基本任务可归纳为： A、脱碳并将其含量调整到一定范围。 B、去除杂质，主要包括：脱磷（冷脆）、脱硫（热脆）、脱氧、去除气体（氢、氮）和非金属夹杂物（氧化物、硫化物、磷化物、氮 化物等）；C、调整钢液成分和温度；D、将钢液浇注成质量好的钢锭或钢坯。31、炼钢脱磷反应的基本条件和方法 将钢中的磷脱除到要求的范围内，是炼钢的任务之一。1脱磷的基本反应2P+5（FeO）+4(CaO)=(4CaOP2O5)+5Fe放热 从反应式中可以看出：较低的温度、高(FeO)、高(CaO)有利于脱磷反应的进行。2脱磷的基本条件和方法1)炉渣的碱度要适当高，流动性要好。研究结果认为，脱磷时的炉 渣碱度控制在2.53最好。2)适当提高炉渣的氧化性，即渣中的氧化铁要高。3)适当的温度。尽管低温有利于放热反应的进行，但低温不利于石 灰的熔化，不利于扩散反应的进行，从而最终还将影响到脱磷反应速18度。所以，为了获得最佳的脱磷效果，熔池应有适当的温度，不能太高也不能太低。4)大渣量是提高脱磷效果的有效方法之一。对于电炉来说，采用自 动流渣的方法，放旧渣、造新渣就是大渣量的另一种操作形式。32、炼钢过程中脱氧的原理和任务 炼钢过程中脱氧的原理是：利用对氧的亲和力比Fe大的元素，如Mn、Si、Al等，把钢液中的氧夺走，形成不残留在钢液中的脱氧产 物如MnO、等并上浮到渣中。能用来对钢液脱氧的元素 或合金叫脱氧剂。脱氧的目的在于降低钢中的氧含量，脱氧的任务是：1)降低钢液中溶解的氧，把氧转变成难溶于钢液的氧化物如MnO、等。2)将脱氧产物排出钢液之外。否则钢液中的氧只是改变了存在形 式，总含氧量并没有降低，氧对钢的危害依然存在。3)脱氧时还要完成调整钢液成分和合金化的任务。33. 铁合金的特性及作用 铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否（如硅钙合 金），都称为“铁合金”。铁合金的主体元素一般熔点较高，或者它的氧化物难于还原，难 于炼出纯金属，如与铁在一起则较易还原冶炼。在钢铁冶炼中使用铁 合金，其中含铁非但无害，而因为易熔于钢水反较有利。因此，炼钢19过程中脱氧和添加合金，大多以铁合金的形式加入。铁合金一般很脆，不能作为金属材料使用。铁合金一般用作：脱氧剂。在炼钢过程中脱除钢水中的氧，某些铁合金还可脱除 钢中的其他杂质如硫、氮等。合金添加剂。按钢种成分要求，添加合金元素到钢内以改善钢 的性能。孕育剂。在铸铁浇铸前加进铁水中，改善铸件的结晶组织。此 外，还用作以金属热还原法生产其他铁合金和有色金属的还原剂；有 色合金的合金添加剂；还少量用于化学工业和其他工业。34、 试从资源综合利用和生产过程对环境的友好两方面，分析火法 炼铜和湿法炼铜的主要优缺点。火法炼铜是将铜矿（或焙砂、烧结块等）和熔剂一起在高温下熔 化，或直接炼成粗铜，或先炼成冰铜（铜、铁、硫为主的熔体）然后 再炼成粗铜。湿法炼铜是在常压或高压下，用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的铜， 经净液使铜与杂质分离，而后用电积或置换等方法，将溶液中的铜提 取出来。火法流程最大的优点是适应性广，对各种不同的铜矿均能处理， 特别是对一船硫化矿和富氧化矿很适用。湿法炼铜是在常温、常压或 高压下用溶剂使铜从矿石中浸出。然后从浸出液中除去各种杂质，再 将铜从浸出液中沉淀出来。对氧化铜矿和自然铜矿，大多数可用溶剂 直接浸出；而硫化铜矿则一般先经焙烧，然后溶浸。20火法炼钢与湿法炼铜的根本差别在于湿法浸出时，只有铜和少数其他成分溶解，绝大多数的脉石成分和杂质仍留在浸出渣中。湿法过 程可在常温下进行，不需要更多的燃料；不造渣；产品输送方便；劳 动条件较好；无烟害。从今后铜资源的变化情况看，铜矿日益贫化， 将会遇到低品位难选复合矿处理的问题更多，这会促使湿法冶金向前 发展。35、 造琉炼铜过程的化学反应: 硫化物、碳酸盐、硫酸盐的热裂解;化合物间的相互作用.1）高价硫化物、碳酸盐、硫酸盐的热分解4CuFeS22Cu2S+4FeS+S22Cu3FeS33Cu2S+2FeS+1/2S2FeS2FeS+1/2S2CaCO3CaO+CO2ZnSO4ZnO+SO2+1/2O2硫蒸汽最终被氧化成SO2，与CO2一起进入烟气。2）化合物间的相互作用3Fe3O4+FeS10FeO+SO2Cu2O+FeSCu2S+FeO ZnO+FeSZnS+FeO Cu2S+FeSCu2SFeS产生的硫化物相互溶解形成冰铜，氧化物和脉石及熔剂反应形成硅酸盐型炉渣。212FeO+SiO22FeOSiO2(12-15)2CaO+SiO22CaOSiO2(12-16)造琉炼铜可以使矿物中任何形态的铜化合物，几乎完全以稳定的 Cu2S形式富集在冰铜中。冰铜密度比炉渣大，且两者不互溶，从而分 离。36、 稀土精矿分解原理及方法。将矿物中的主要成分转变成易溶于水或酸的化合物，然后经溶 解、分离、净化等工序，为稀土分离作准备，也可以直接沉淀成混合 稀土化合物产品。稀土精矿分解方法： A、酸分解法（硫酸法和氢氟酸法） B、碱分解法（苛性钠法和苏打法） C、高温氯化法。37、 铝电解原理： 现代铝工业生产，主要采用冰晶石氧化铝熔盐电解法，其中氧化铝是炼铝的原料，冰晶石是熔剂。 直流电通入电解槽，在阴极和阳极上发生电化学反应。电解产物，阴极上是液体铝，阳极上是气体CO2（75-80%）和CO（20-25%）。 在工业电解槽内，电解质通常由质量分数为 95%的冰晶石和 5%的氧化铝组成，电解温度为 950-970。电解液的密度约为 2.1g/cm3，铝液密度为 2.3 g/cm3，两者因密度 差而上下分层。铝液用真空抬包抽出后，经过净化和过滤，浇铸成商22品铝锭，纯度达 99.599.8%。阳极气体中还含有少量有害的氟化物、沥青烟气和二氧化硫。经过净化后，废气排入大气，收回的氟化物返 回电解槽内继续使用。38、拜耳法生产氧化铝的流程。 拜耳法流程包括三个主要步骤：铝土矿溶出；铝酸钠溶液分解；氢氧化铝煅烧。 溶出：指把铝土矿中的氧化铝水合物（Al2O3xH2O)溶解在苛性钠（NaOH)中，生成铝酸钠溶液。Al2O3xH2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + (x+1)H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4AlOOH + NaOH + H2O = NaAl(OH)4分解：析出固体氢氧化铝2NaAlO2+4H2O=2NaOH+Al2O3xH2O(添加晶种Al2O33H2O）煅烧：Al2O33H2O = Al2O3 + 3H2O（高温 1100）39、简述热轧和冷轧的生产过程；热轧主要生产过程为：（1）加热将钢坯在加热炉中，加热到 再结晶温度以上的某一适当温度。（2）轧制不同品种或规格产品， 分别在不同类型的轧机上进行轧制。（3）精整包括剪切、冷却、 矫正、检验、表面处理等。冷轧的主要生产过程为：（1）酸洗除去坯料表面的氧化铁皮。（2）轧制。（3）退火消除加工硬化。（4）精整。2340、概念题：