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第七章硫化物的冶金反应,【教学内容】金属硫化物的热力学性质；硫化物焙烧过程热力学；硫酸化焙烧的动力学；硫化矿的造锍熔炼。【教学要求】了解氧化焙烧、硫酸化焙烧和锍的概念；了解硫化物冶金过程的五种基本反应；了解Me-O-S等温平衡图的绘制及其应用。【教学重点和难点】Me-O-S等温平衡图的绘制及其应用和造锍。,图7-3Me-S-O系等温平衡图,图7-4金属硫化物的Me-S-O系重叠平衡图,图7-7金属氧化物硫化反应标准吉布斯自由能图,硫化物的硫酸化焙烧，在其分解温度以下基本上与氧化反应受着同样因素的支配，但其反应机理则不大相同，除了氧压外，颗粒表面上二氧化硫的分压也起着重要的作用，对反应所需的空气量则要求加以适当的控制。很多金属硫化矿含有多金属元素，例如对含有钴、镍、铜的黄铁矿精矿的沸肽焙烧，由于能够准确地控制炉料温度和炉气成分，可使其中硫化铁转变为不溶性氧化物，而使Co、Ni、Cu等有价金属硫化物转化为水溶性或酸溶性的硫酸盐，从而达到有效分离提取的目的。这些复合硫化物的氧化(或硫酸化)动力学还没有确定的表达式，一般定性的认为在8731273K时的温度区间，其硫酸化速率是反应物在扩散层的扩散系数和化学位梯度的函数；升高温度，扩散系数一般增大，而化学位梯度则下降；降低温度则相反。在8731273K温度区间的某区域有一个最大的反应过程的总速率。,7.4.1金属硫化物氧化的吉布斯自由能图,某些金属对硫和氧的稳定性关系亦可从其吉布斯自由能图上来判断。图7-8可以用来比较MeS和MeO的稳定性大小，从而便可以预见MeS-MeO之间的复杂平衡关系。例如，FeS氧化的G0比Cu2S的G0更负，于是如下反应向右进行：Cu20+FeS=Cu2S+FeO这是由于铁对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力，故Fe优先被氧化，因此氧化熔炼发生如下反应：2Cu2S+O2=2Cu2O+S2生成的Cu2O最终按下式反应生成Cu2S:Cu2O(l)+FeS(l)=Cu2S(l)=FeO(l)G0=-146440+19.2TkJkg-1mol-1aCu2SaFeOLogK=log当T=1473K，K=104.2aCu2OaFeS以上计算所得的平衡常数值很大，这说明Cu2O几乎完全被硫化进入冰铜。因此，铜的硫化物原料(如CuFeS2)进行造锍熔炼，只要氧化气氛控制得当，保证有足够的
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