《冶金原理》课后习题及解答

第一章

1冶金原理争论的主要内容包括、和O冶金动力学、冶金热力

学、冶金溶液。

2金属熔体指、o液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要根底科学，它主要是应用的理论和方法争论提取冶

金过程，为解决有关问题、开拓—的冶金工艺、推动冶金技术的进展指明方向。物

理化学、技术、

2、依据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为、、、

四种类型。金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为冶金原理及冶金原理。钢铁、有色金属。

4、依据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为、、、

四种。在生产实践中，必需依据各种冶炼过程的特点，合理地选择,

使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。熔渣。

5、熔渣是和的重要产物之一。金属提炼、精炼过程。

6、熔渣是指主要由各种熔合而成的熔体。氧化物。

7、的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回

收利用。富集渣、

8、的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分别。精炼渣。

9、在造铳熔炼过程中，为了使铳的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要

求熔渣具有较低的、和。粘度、密度、渣-铳界面张力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必需使铳具有适宜的.

物理化学性质。

11、在生产实践中，必需依据各种冶炼过程的特点，合理地选择，使之具有符

合冶炼要求的物理化学性质。熔渣成分

12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；依据的正负推断该条件

下反响能否自发地向进展：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反响进展的

;3）分析影响反响的和平衡常数，为进一步提高指明努力方向。预期

方向；限度；转化率。

13大多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物：、、FeO、CaO、

SiO

2

14高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物：、、CaO、Al0、

23

SiO

2

15熔盐一一盐的熔融态液体，通常指无机盐的熔融体

16在高温冶金过程中处于熔融状态的反响介质或反响产物叫冶金熔体

1、应为熔盐有着与水溶液相像的性质，因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的或

占主导地位的生产方法。错

2、对于软化温度低的炉渣增加燃料耗量不仅能增大炉料的溶化量，而且还能进一步提高炉子

的最高温度。错

3、熔铳的性质对于有价金属与杂质的分别、冶炼过程的能耗等都有重要的影响。对

4、冶金熔体——在高温冶金过程中处于熔融状态的反响介质或反响产物。对

5、金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品，而且也是冶炼过程中多相反响的直接参与

者。如炼钢中的很多物理过程和化学反响都是在钢液和炉渣之间进展的。对

6、常见的熔盐一一由碱金属或碱土金属的卤化物、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐等组成。

对

7、非金属熔体包括：熔渣、熔盐、熔硫对

1、什么事冶金熔体？它分为几种类型？

2、什么事富集渣？它与冶炼渣的根本区分在哪里？

3、为什么熔盐电解是驴、镁、钠、锂等金属的唯一的或占主导地位的生产方法?

4、熔渣的副作用？

5、熔盐的冶金应用？

6、熔剂在精炼中的作用？

1、我们把在火法冶金过程中处于熔融状态的反响介质和反响产物（或中间产品）称为冶金熔

体。它分为①金属熔体②熔渣③熔盐④熔铳四种类型。

2、富集渣是冶炼过程中把品尝低的矿通过物理化学的方法调高品尝的方法，它是熔炼过程的

产物，它是颜料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工作将它们回收利用，而冶

炼渣是以矿石或精矿为原料，以粗金属或熔铳为冶炼产物的冶炼过程中生成的，其主要作

用在于集合炉料中的全部脉石、灰分及大局部杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物分别。

3、铝、衲、镁、锂等金属都属于负电性金属，不能从水溶液中电解沉积出来，熔盐电解往往

成为唯一的方法。

4、熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷n大大缩短了炉子的使用寿命、炉渣带走了大量热

量=大大地增加了燃料消耗、渣中含有各种有价金属=降低了金属的直收率

5、①在冶金领域，熔盐主要用于金属及其合金的电解生产与精炼②熔盐电解法广泛应用

于铝、镁、钠、锂等轻金属和稀土金属的电解提取或精炼③其它的碱金属、碱土金属，

钛、铝、铝等高熔点金属④利用熔盐电解法制取合金或化合物如铝锂合金、铅钙合金、

稀土铝合金、WC、TiB等⑤某些氧化物料（如TiO、MgO）的熔盐氯化，适合处理CaO、

22

MgO含量高的高钛渣或金红石⑥用作某些金属的熔剂精炼法提纯过程中的熔剂，例如，

为了降低粗镁中的非金属杂质和某些金属杂质，承受由碱金属和碱土金属的氯化物、氟

化物的混合熔剂进展精炼。

6、①除去镁中的某些杂质②在熔融的镁外表形成一层保护膜，将镁与空气隔绝防止其燃

烧。

其次章

1、三院系中的界限有低共熔线和转熔线两种。为了区分这两种性质的界限，在三元系相图

中规定了用—箭头表示低共熔线下降的方向，用—箭头表示转熔线的温度下降方向。单、

双。

2、渣型的选择通常取决于熔炼时冶金炉内要求到达的温度。假设熔炼的温度较高，渣型的选

择便一些，反之渣型的选择范围要——些。宽；窄。

3、三元系是格外重要的冶金炉渣体系，该三元系相图是争论大多数有色冶金炉渣和

碱性炼钢炉渣性的根本相图。Cao-feo-sio2o

4、三元分散体系中可能存在的平衡共存的相属最大为最大自由度数为—o4,3

5、在实际应用中，一般才用和来描述三元系的相平衡。平面投影

图，等温截面图。

6、反映了体系在指定温度下所处的相图以及体系相态随组成的变化。等温截面图

7、一般来说，在三元相图中，对应于每一个都有一个子三角形。无变点

8、工业铝电解质主要含有、和,其中和是熔剂，

是炼铝原料。冰晶石、氟化铝、氧化铝，冰晶石、氟化铝，氧化铝9、

是硫化铜矿造铳熔炼的产物，主要组成为CU2s和FeS。铜铳

10、三元分散体系的自由度数最多为______,即体系的平衡状态打算于温度和两个组元的

浓度。3

11、要完整地表示三元系的状态，必需承受三维空间图形

12、由浓度三角形中任一顶点向对边引一射线，则射线上全部各点含三角形其余二顶点所

表示的组元的数量比例均相等

13、用三方棱柱体表示——以浓度三角形为底面，以垂直于浓度三角形平面的纵坐标表示

______温度。

14、在简洁三元低共熔体系内，液相面和固相面之间所围的空间是由六个不同的所

构成，而不是一个整体。结晶空间

15、在冷却析晶过程中，不断发生液、固相之间的相变化，液相组成和固相组成也不断改

变，但体系的是不变的总组成（即原始熔体的组成M点）

16、依据直线规章和杠杆规章，液相点、固相点和体系点在任何时刻都必需处于

一条直线上。

17、在析晶的不同阶段，依据液相点或固相点的位置可以确定组成点的位置。

另一相

18、利用杠杆规章，可以计算出某一温度系中的液相量和固相量

19、一般来说，在三元相图中，对应于每一个无变点都有一个子三角形

20、假设原始熔体的组成落在某个子三角形内，则液相必定在其相应的无变点（低共熔点）

完毕析晶

21、推断界限上的温度走向的规章连线规章

22界限上温度降低的方向用表示箭头

23、在浓度三角形的边线上，箭头由三角形顶点［化合物组成点）指向转熔点［如，再由

转熔点指向低共熔点

24、在浓度三角形内部，界限上的箭头由二元低共熔点指向或由二元转熔点指向三

元转熔点，再由三元转熔点指向三元低共熔点三元低共熔点

25、三元低共熔点是所划分的独立三角形中温度的最低点

26三元系中有低共熔和两种不同性质的界限转熔

27、判定界限性质的一般方法切线规章

28、用表示低共熔线上温度降低的方向，用表示转熔线上温度降低的方向

单箭头双箭头

29、三元相图中的每一个无变点都对应于一个子三角形，它是由与该无变点液相平衡的

连成的三个晶相组成点

30、转熔点不愿定是析晶过程的终点，视是否在对应的子三角形之内而定物系点

L等温截面图：在确定温度下的等温截面与立体相图相截，所得截面在浓度三角形上的投影。

2、结晶区：在液相面与固相面之间的空间。

3、界限：两个液相面相交得到的空间曲线。

4、全都熔溶化合物：在熔融时所产生液相的组成与化合物固相的组成完全一样的化合物。

5、温度最高点规章：让一界限与其相应的连线相交，所得交点既是该界限的温度最高点，同

时也是该连线上的温度最低点。

6、分散体系：不含气相或气相可以无视的体系。

7、不全都熔溶化合物：假设一个化合物被加热至某一温度是发生分解，形成一个液相和另一

个固相，且二者的组成皆不同不同于化合物固相的组成，则该化合物为不全都熔溶化合物。

1、假设三元系中之生成全都熔溶化合物，那么久可以将该三元系划分成假设干个独立的简洁

子三元系。对

2、不全都熔溶化合物是一种不稳定的化合物，它既可以是二元化合物，也可以是三元化合物。

对

3、C2S、CS、C3s2均为全都熔溶化合物。错

4、当电解温度大于960时，三氧化二铝在电解质中的溶解度不大。错

5、从Fe-S二元系相图可知，含硫量增大将导致铁的熔点降低。对

6、在确定的温度下，随着含铁量得增加，将不断有铜铁合金相析出；而当含铁量确定时，随

着温度的降低，铜铁合金也会从熔体中析出。对

7、相律是多相平衡中最根本的规律，其一般的规律为：f=c-0+2,其中。为组分数。错

8、重心原理所讲重心是浓度三角形的几何重心。错

9、在分析三元系相图过程中，要留意：界限性质与相应化合物的性质没有明显关系。生

成不全都化合物的体系不愿定消灭转熔线，而生成全都熔溶化合物的体系中确定之消灭低共

熔线。错

10、在火法冶炼过程中，渣型的选择通常取决于冶金炉内要求到达的温度，假设熔炼的温度

较高，渣型的选择范围可窄一些。错

1、式说明绘制三元系状态图的等温截面图的主要步骤。

2、浓度三角形的性质有哪些？

3、简述重心原理。

4、分析实际三元系相图的根本步骤有哪些？

5、分析简洁三元系中任意熔体M的冷却结晶步骤有哪些？

1、假设绘制该体系在T4温度下的等温截面图，则步骤如下：首先将图a中除T4外的等温

线去掉，找出T4温度下的等温线与界限的交点d,连接交点与界限两边的固相组成点构成

一个接线三角形，所围成的区域为〔L+B+C）三项区，扇形区域AabA、CcdC分别是固相

A/B和C的液相平衡共存两项区1L+A）、［L+B）、［L+C）区域abcdea明显是一个单一液相区,

最终去掉全部的界限，并在每个区域内标出所存在的物相，这样就得到了等温截面图。2.

浓度三角形的性质有等含量规章、等比例规章、背向规章、直线规章、穿插位规章、共物

位规章和重心原理。

3、在浓度三角形ABC中，当由物系M、N和Q构成一物系P时，则物系P的组成点必定落

在三角形MNQ的重心位置上，这就是重心原理。

4、1）推断化合物的性质；

2）划分三角形

3）确定界限的性质

4）推断无变点的性质

5、1〕依据给点熔体M的组成，在浓度三角形中找出M点的位置；

2）由M点所在的等温线，确定熔体M开头结晶的温度;

3)依据M点所在的初晶面，确定开头析出的晶体组成；

4)依据M点所在的子三角形，确定冷却结晶的终点以及干净中辽的固相组成。

6图为生成一个三元化合物的三元相图，

(1)推断三元化合物N的性质

(2)标出界限的温度降低方向

(3)指出无变点K、L、M的性质，写出它们的平衡反响：

(4)分析熔体1、2的冷却过程

解［1)因N点不在(N)初晶面内，故三元化合物为不全都熔溶化合物

⑵见图

13)L点位于相应的子三角形CNB之内，因此是低共熔点,LfC+N+B；M点位于相应的

子三角形ACN之内，因此是低共熔点，L-A+C+N

(4)熔体1,液相：1-(L-N,f=2)g-(t->C+N,f=l)L(L->C+N+B),固相：N->(N+C)d-

(A+N+C)1

熔体2,液根2-*(L+B,f=2)C-*(L-A+B,f=l)k(L+A-V+B,f=0)-*(L-*N+B,f=l)L(L

1

fC+N+B)

试说明绘制三元系状态图的等温截面的主要步骤？

答：1将平面投影图中给定温度以外的等温线，温度高于给定温度的局部界限［f)去掉。

el

2将界限与给定温度下的等温线的穿插点(f)与该界限对应的二组元的组成的连接，

形成结线三角形BfC.

3去掉余下的界限(Ef,Ee,Ee)

23

4在液-固相区画出一系列结线

5标出各相区的平衡物相

6用边界规章检查所绘制的等温面图

在进展三元系中某一熔体的冷却过程分析时，有哪些根本规律？答：

1背向规章2杠杆规章3直线规章4连线规章

5三角形规章6重心规章7切线规章8共期规章等

分析熔体冷却过程时

a:液相点总是沿着温度下降的方向移动的，液相点，原始点与固相点始终在一条直线上，

且原始物系点必定在固相点与液相点之间，他们之间的质量关系符合杠杆原理。b：

结晶终了时，液相点与固相点的变化路径首位相连，合为一条折线。C：在

包括三元转熔反响的冷却结晶过程中，假设被回吸组分在析晶过程中消耗完，则剩余的液相

发生穿越所生成组元初晶区的现象。

8试依据氧化钙-二氧化硅-三氧化二铝系相图说明组成为氧化钙40.53二氧化硅

32.94三氧化二铝17.23氧化镁2,55的熔渣冷却过程中液相及固相成分的变化。

炉渣的E=93.25%需将其重换算，使三组分（MgO计入CaO组分之内）之和为100%,因此

WB

£=46.20%,E=35.32%,£=18.48%,因此，炉渣的组成点位于ACS-CAS-CS内的。点

WcaOSI02Al203232

当组成点为0的此渣冷却到此渣系所在的等温线所示的温度时，开头析出CAS相，温

2

度下降时不断析出CAS相，液相沿O-O-P-E变化，在0P段析出二元共晶CS-CAS,在P

2322

点进展转熔反响L+CS=CAS+CS,沿PZ线段析出二元共晶体CS-CAS,在E点析出三元共

3222

晶体CS-CS-CAS.而固相成分沿CAS-a-b-c-o变化

3222

7如何推断无变点的性质？它与化合物的性质和界限的性质有何关联？假设某三元系中只

生成了全都熔溶化合物，该体系中有可能消灭转熔点吗？

答：在浓度三角形中，全都熔溶化合物的组成点落在自己的初晶面之内，不全都熔溶化合物

的组成点都落在自己的初晶面之外。

依据无变点与其相对应子三角形的相对位置关系来确定该无变点的性质，即是低共熔点还

是转熔点。

无变点的性质与相应化合物的性质和界限的性质没有必定联系，假设某三元系中只生产了

全都熔溶化合物，该体系中有可能消灭转熔点。

第三章

1、一般来说，在发生相变时物质的各种性质都会发生变化，相变过程的热效应可视为原子间

结合力变化的标志。对

2、液体的性质和构造到底更接近于固态还是更接近于气态，主要取决于液体的构造特点。错

3、液态金属与固态金属的原子间结合力差异很小。对

4、液态金属与熔盐的构造一样，均为进程有序，远程无序。对

4、熔渣从金属液中吸取有害杂质硫及磷的力气打算于渣中存在的自由CaOo对

5、温度对不同种类的熔体的电导率的影响一样。错

6.构造起伏的尺寸大小与温度有关，温度越高，构造起伏的尺寸越大。错

7、阴离子与阳离子间的库伦作用力是打算溶液热力学和构造性质的主要因素。对

8、大多数金属熔化后电阻减小，并且随温度上升而减小。错

9、金属在液态和固态下原子的分布答题一样，原子间结合力相近。对

10、熔盐熔化时的体积增加是自由体积的增加。错

11、一般认为空穴是在作为谐振子的球状的阴阳离子间形成的，空穴体积相当于熔融时体积

膨胀量，空穴的分布是均匀的。对

12、金属原子与氧原子的电负性相差越大，离子键分数越大，氧化物离解为简洁离子的趋势

也越大。对

13、氧化物离解为简洁离子的趋势取决于氧化物中阳离子与氧离子的作用力。对

14、一般来说，场强越大则氧化物的酸性越强；场强越小则氧化物的碱性越小。错单

键强度越大，氧化物的酸性越强；反之，单键强度越小，氧化物碱性越强。对

15、对于同一种金属，通常其高价氧化物显示酸性或两性，低价氧化物表现为碱性。对

16、随着温度上升，低聚物浓度降低。错

17、温度对不同种类的熔体的电导率的影响一样。错

18、冶金熔体的构造主要取决于质点间的交互作用能。对

19、冶金熔体的构造：指冶金熔体中各种质点的排列状态。对

20、熔体构造主要取决于质点间的交互作用能。对冶金熔体的物理化学性质与其构造亲

热相关。对

21、相对于固态和气态，人们对液态构造，尤其是冶金熔体构造的生疏还很不够对

22、不同的冶金熔体具有明显不同的构造和性质对

1、典型的晶体构造有三种：、和O面心立方、体心立方、

密堆立方

2、依据氧化物对氧离子的行为，可以将它们分为、和。

酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。

3、电荷小、半径大、活动性较大的阳离子，争夺氧的力气很弱，这种阳离子称为。

便网离子

4、通常熔渣的热力学模型有、、和o分子理论模型、聚合

物模型、抱负离子溶液模型

5、马森模型可分为和两种。直链模型、支链模型

6、熔体构造主要取决于质点间的交互作用能

7、金熔体的物理化学性质与其亲热相关构造

8、通常状况下，冶金熔体的构造和性质更接近于其固态

9、在熔点四周液态金属和固态金属具有一样的和结合键近似的原

子间结合力

10、原子的热运动特性大致一样，原子在大局部时间仍是在其平衡位（结点）四周振动，

只有少数原子从位以跳动方式移动一平衡位向另一平衡位

11、金属熔体在过热度不高的温度下具有的构造准晶态

12、熔体中接近中心原子处原子根本上呈_________的分布，与晶体中的一样〔保持了近

程序）；在稍远处原子的分布几乎是的有序无序

13、熔渣的氧化力气打算于其中未与SiO或其他酸性氧化物结合的的浓度

2

自由FeO

14、熔渣从金属液中吸取有害杂质S及P的力气打算于渣中存在的自由CaO；

15、只有在的状况下，熔渣才能被视为抱负溶液稀溶液

16、可用表示阳阴离子间的作用力一一阳离子的静电场强。z/4

C

17、酸性氧化物的阳离子静电场强一般大于1.0xl0-i2m-2,场强越大则氧化物的酸性

__________越强

18、碱性氧化物的阳离子静电场强一般小于0.6xl0-l2m-2,场强越小则氧化物的碱性

__________越强。

19、对于同一种金属，通常其高价氧化物显,而其低价氧化物显酸

性或两性碱性，

20、渣中阳离子及阴离子的分布显示,消灭了有序态的离子团。微观不均匀性

1、冶金熔体的构造：是指冶金熔体中各种质点的排列状态。

2、成网离子：电荷大、半径小、电离势大的阳离子，争夺氧的力气强。

1、熔体的聚合程度是如何表示的，它与熔体的构造有何关系？

2、简述捷母金抱负离子溶液模型的要点。

3、简述弗鲁德离子溶液模型的要点。

1、熔体的聚合程度通常是用平衡常数表述的，平衡常数越大，其聚合程度越高，平衡常数越

小，其聚合程度越低。

2、1)熔渣完全由离子组成，包括简洁阳离子、简洁阴离子和简洁阴离子；

2)熔渣中阳离子与阳离子、阴离子与阴离子的混合分别为抱负混合。

3、1)熔渣完全由离子组成，包括简洁阳离子、简洁阴离子和简洁阴离子。

2)阳离子与阳离子、阴离子与阴离子的混合分别为抱负混合。

试分析Ba-O,A1-0键的性质？

解：要推断键的性质，首先计标其离子键分数

离子键分数=1-exp[T/4(x-x)2]x和x分别表示金属(或准金属)原子积和原子的电

A0A0

负性

由教材P求3-2知x=3.44x=0.98x=1.61

600BaAl

对于Ba-0而言

离子键分数=l-exp[-1/4(0.98-3.44)21=l-exp(-1.626)=0.803

对于A1-0而言

'离子键分数=1-exp[T/4(l.61-3.44)21=l-exp(-0.837)=0.567

某矿渣成分(w/%)FeO13.3,MnO5.l.CaO38.2,MgO14.7,SiO28.1,P00.6.分别用捷

b225

姆金和弗鲁德抱负离子溶液模型计算渣中FeO的活度

解：1捷姆金抱负溶液模型：

假定熔渣中存在Fe/、Mm+、Cw、Mg%Ch-、SiO*、P03-、

氧化物FeOMnOCaOMnOSiOP0

225

w/%13.35.138.214.728.10.6

b

物质的0.1860.0720.6820.3680.4080.004

量

溶液中碱性氧化物按以下反响离解为相应的金属阳离子和氧阴离子

Fe0=Fe2++02MnO=Mn2++Ch-CaO=Ca2++()2-Mg0=Mg2++O

因此，个金属阳离子的物质的量分别为：

n(Fe2+)=n(Fe0)=0.185moln(Mn2+)=n(MnO)=0.072mol

n(Ca2+)=n(CaO)=0.682moln(Mg2+)=n(MgO)=0.368mol

£n+=nFe2++nMnz++nCa2++nMg2+=l.037mol

复合阴离子的生成反响为：

Si0+02-=Si04-P0+30『2P03

2242524

故n(SiOQ=n(SiO)=0.468moln(PO3)=2n(P0)=0.008mol

42425

熔渣中@的物质的量为碱性氧化物离解出的"的物质的量之和减去复和阴离子生成消耗的

02的物质的量

n=(O2-)=n(FeO)+n(MnO)+n(CaO)+n(MgO)-2n(SiO)-3n(P0)

225+

=0.359mol

Ln-=n(SiOQ+n(P03)+n(0?)

i44

=0.835mol

X(Fe2+)=n(Fe2+)/En+=0.142

X(02-)=n(02-)/Sn-=0.428

因此，炉渣在FeO的浓度为a[FeO)=x(Fe2+)*x(O2)=0.142*0.428=0.016

2弗鲁德抱负溶液模型的离子摩尔分数表达式为：

xv+=vnv+/Evnxv=vn、-/£vnv-

iiiiijijJj

式中V、V分别为第i种阳离子和第j种阴离子的电荷数

X(Fe2+)=2n(Fe2+)/[2n(Fe2+)+2n(Mm+)+n(Ca2+)+n(Mg2+)]

=2*0.185/(2*1.307)=0.142

X(02)=2n(O2-)/[2n(02-)+4n(SiO0+3n(P03-)]

44

=2*0.359/(2*0.359+4*0.468+3*0.008)=0.275

因此，炉渣中FeO的活度为：x(FeO)=x(Fe2+)*xG)=0.142*0.275=0.039

为什么同一种金属的低价氧化物呈碱性，而高价氧化物呈酸性？、

答：对于氧化物，阳离子0-Z=a,r=L4*10u)m,均为确定值，因而可用Z/dz表示阳离子与

aaa

阳离子间的作用力，称为阳离子的静电场，即

Z/d2=Z/(r+r)2

aaca

明显，阳离子的电荷数大，半径越小，其静电场强越大，随着阳离子静电场强的增大，阳

离子与氧离子作用时的氧化力气增加，使得Me-0键的共价键成分增长，因此氧化物离解为简

洁离子的趋势减小，而有利于复合粒子的形成。

金属的焙烧嫡和溶化热远小于其蒸发焙和蒸发热，这说明液态金属在什么方面跟接近于固态

金属，为什么？

答：应为金属在其热度不高的温度下具有准晶态的构造，即熔体中接近中兴原子处原子基本

上呈有序分布，与晶体中一样，而在稍远处原子的分布则是无序的。

试比较液态金属与固态金属及液态金属与熔岩构造的异同点

答:

一样点不同点

液态金属一样的结合键近呈有序性，远呈无序

性

固态金属近似的原子间结合力，远呈有序性

原子的热运动大致一样

一样点不同点

液态金属近呈有序性，远呈无序

熔岩性由至少两种阴阳离子组

成的体积必需保持电中

性那样的构造

熔岩熔化时体积增大，但离子间的距离反而减小，为什么？

答：由于熔岩熔化时的体积增加不是自由体积的增大，而是熔岩熔化时有空穴生成。熔

体的聚合程度是如何表示的？它与熔体构造有何关系？

答：承受多个四次配位阳离子所拥有的非桥氧数目来描述熔体的聚合程度，一般用符号

NBO/T来表示。四次配位阳离子通常是Si#离子。熔体的NBO/T值与其O/Si有关，O/Si较

小，其NBO/T值也越小，说明熔体中非氧桥越少，因此，熔体的混合度越高；反之，O/Si

越大，NBO/T值也越大，熔体的聚合程度越低。

NB0/T=[2n(O2-)-4n(SiQ]/n(Si，Q

第四章

1、金属熔体的密度与其中溶解元素的种类有关，当几种物理化学性质相近的金属形成金属

熔体时，其密度具有加和性，即o

2、黏度由平缓增大到急剧增大的转变温度常称为_________温度。熔化性

3、在确定范围内，导电性越好，极间距离可以越大，电流效率就。越高

4、熔渣的导电率随温度的增加而o增大

5、当金属熔体与沉渣接触时，假设二者间的太大，则金属易分散于沉渣中，造成

有价金属的损失。界面张力

6、随着温度上升，外表张力o减小

7、等元素是铁液的外表活性物质。N、0、S

8、阳离子半径越大，外表张力越—o大

10、电解质对碳素材料的润湿性能与电解质的组成、和有关。添加剂、温度

11、液体与固体材料间的界面张力越小，接触角也______，液体对固体的润湿性—.。越

小、越好

12、当时，液体对固体的润湿性好；当时，液体对固体的润湿性差；当

时，固体被液体完全润湿；当时，固体完全不被液体润湿。

13、在铜、镇硫化矿的造铳熔炼过程中，共存的两个熔体为和。熔统、熔渣

14、冶金熔体由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度叫熔化温度

15、冶金熔体在冷却时开头析出固相时的温度叫凝固温度或凝固点

16、高硅渣和高钙渣两种渣型都能氧化镁和磁性氧化铁的有害作用抑制

17、高钙渣的熔化温度比高硅渣______低

18、密度影响金属与熔渣、熔统与熔渣、金属与熔盐的分别，影响金属的回收

率

19熔融金属的密度与原子量、原子的半径和有关配位数

20、在层流流体中，流体是由很多相互的流体层组成的平行

21、粘度的意义是在单位速度梯度下，作用于平行的液层间单位面积上的摩擦力

22、上升温度有利于抑制熔体中质点流淌的能碍粘流活化能。

23、对于大多数冶金熔体，粘度与温度的关系均遵守关系式指数

24、温度降低时，酸性渣中质点活动力气渐渐变差，粘度平缓上升

25、熔铳的粘度远熔渣的粘度，与熔融金属和熔盐比较接近小于

26、熔渣的电导率差异很大，取决于其中氧化物的构造

27、熔渣的电导率随着的增加而增大碱度

28、熔铳的电导率远熔盐和熔渣的电导率，但明显_____金属熔体的电导率。高于、

低于

29、对于确定组成的熔盐或熔渣，降低粘度有利于离子的运动，从而使电导率增

大

30、溶液中的组分在浓度梯度的作用下由高浓度区向低浓度区的流淌叫集中

31、在存在着浓度梯度的集中过程中，集中系数称为互集中系数

32、温度上升，集中系数增大

33、熔体中组元的集中系数随着熔体粘度的增高而减小

34随着温度上升，外表张力减小

35、外表活性物质在纯粹状态时的外表张力很小

1、冶金熔体的熔化温度：是指由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。

2、外表活性物质：能导致熔剂外表张力猛烈降低的物质。

1、冶金熔体的熔化温度与其组成无关。错

2、熔渣的熔化性温度打算了冶炼时所承受的温度制度。对

3、熔体的温度随着温度的上升而减小。对

4、金属熔体的密度与其中溶解元素的种类及浓度无关。错

5、在熔盐电解过程中，在确定的电流密度和温度下，极间距离起决于电解质的导电率。对

6、酸性氧化物浓度的增加将导致熔渣的电导率下降。对

7、电导率越大，熔体的导电性越大。对

8、熔体中组分的集中系数与温度、熔体组成及黏度无关。错

9、质点之间键的强度越大，液体的外表张力也越大。对

10、当温度上升到临界温度时，汽-液相界面消逝，液体的外表张力为零。对

11、同种金属卤化物的外表张力从大到小的挨次是：澳化物>氯化物>氟化物。错

12、温度对不同种类的熔体的导电率的影响一样。错

13、润湿性好，简洁发生阳极效应。错

14、熔渣-金属液间的界面张力与熔渣及金属渣的组成和温度有关。对

1、什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？

1、熔化温度是指由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。熔渣的熔化性温度是指黏度

由平缓增大到急剧增大的转变温度。

试利用熔渣的等粘度曲线图(p,4-2)估量组成为1w%)Ca038.0,Si038.39,A1016.0,MgO

19b223

2.83,的高炉渣在1500度时的粘度，假设将温度提高至1900度，此熔渣的粘度降低到多大？

解：炉渣总组成w[B)=95.22,需重换标，使组分之和为100虬有：

£w(CaO)=w(CaO)+w(MgO)=(38.0+2.83)/95.22%=42.88%

W(SiO)=40.23%w(Al0)=16.8%

223

查4T2得1500度时n=0.7Pa.S

将温度提升到1900度，查4-12得n=0.1+0.05*0.3/0.4=0.138Pa.S

试利用加和性规章计标1400度时，组成为(wB%)：CaO35,Si0250.A120315外表张力,

并与由等外表张力曲线图所得结果(p97图4-23)进展比较

解：首先计标组成的摩尔数〔以100g炉渣计)

n(CaO)=35/56=0.625moln(SiO)=50/(28.1+16*2)=0.832mol

2

n(Al0)=15/(2*27+3*16)=0.147mol

23

X(CaO)=0.625/(0.75+0.832+0.147)=0.390

x(SiO)=0.832/(0.75+0.832+0,147)=0.518

2

x(Al0)=0.147/(0.75+0.832+0.147)=0.092

23

依据加和性规章3=EX*3

8(CaO)=0.52N/M6(SiO)=0.40N/M6(Al0)=0.72N/M

223

8=0.39*0.52+0.518*0.40+0.092=0.467N/M

利用内插法查(p4-23)得

97

6=0.42(1600度)

比较得知，1400度时黏度高于1600时。

试计标800℃铝夜、1200℃铜液和1650℃的铁液的黏度，有关数据见下表。

金属熔点nAq/mpa.Eq/kj.mol-i

/℃/mpa.ss

A16601.180.149216.5

Cu10484.500.300930.6

Fe15364.950.369941.4

解：依据阿罗尼乌斯表达式n=Aqexp(En/RT)有

n=0.1492exp(16.5/9.314*1073)=0.1495(Pa.s)

Al,800

n=0.3009exp(30.6/8.314*1473)=0.3041(Pa.s)

Ca.1200

n=0.3699exp(41.4/8.314*1923)=0.3789(Pa.s)

Fe.1650

试验测得组成为(W%)Ca042.5、sio42.5、Mg09.5、Al05.5的熔渣在不同温度下的黏度

B223

如下表，试求出黏度与温度的指数方程及黏流活化能。

t/℃13001350140014501500

n/pa.s1.631.341.00.90.75

91

解;黏度与温度及黏流活化能的关系为

n=Aqexp(En/RT)

Lnn=En/RT+LnAq

现计标各温度的Lnn及(1/T)*10，,如下表，以计标的Lnn-(1/T)*10,作图，得图①,

En=(Lnn-Lnn)/(T-i-T-i)*10-4

=8.314*10.41+0.09)/(6.2-5.8)*10+103925J.mol

t/℃13001350140014501500

T/k15731623167317231773

1/T6.35*106.16*105.977*105.804*15.64*10-4

-4440-i

En/R7.9387.77.4717.2557.05

*1/T

LnH0.4890.2930.086-0.094-0.288

LnAq-7.449-7.40-7.384-7.349-7.388

7

Aq5.82*16.070*16.204*10-6.432*16.503*10-4

0-40-i40-4

A=K5.82+6.07+6.204+6.432+6.503)/5]*10-4

n

=6.206*10-3

故黏度与温度的指数方程为

n=6.204*103exp(103925/T)

黏流活化能为103925J.mol

承受线性回归

Lnn=En/R*1/T+LnA

n

Y=A+Bx(Y=Lnn,A-LnA)

n

A=-6.426B=10897.9

由于B=En/R

En=8.314*B=90605J.mol

A=LnAA=e\=l.624*103

nn

承受指数回归

Y=A*eBx

Lny=LnA+BxA=AnB=Ea/RX=l/T

K/℃13001350140014501500

T/K15371623167317231773

(l/T)*10i6.3576.1615.9775.8045.640

n1.631.341.090.910.75

R=0.997A=l.6913*10-3B=10820.832

由于B=En/REn=B*8.314=89964J/mol

所以，指数方程为：n=l.6913*103Exp(89964/T)

高炉低钛渣的成分(w/%):TiO2.0,CaO46.11,SiO35.73,MgO3.99,Al09.99.用毛细

b2223

法则测得渣中硫的集中系数如下表，试求硫的集中系数与温度的关系式及集中活化能

t/℃13501400145015501550

D/nm2*s-i1.962.423.404.696.35

解：集中系数与温度的关系

D=Aexp(-E/RT)

nn

两边取对数有

LnD=LnA-E/RT

nn

LgD=LgA/2.303-E/(2.303*R*T)

Dd

LgD=A+B/T(A=LgAB=-E/(2.303*R))

Dd

已题目所给表格中的数据计标LgD对(1/T)*10i作图，可求得上式，作图数据如下表，［Lg

n及(1/T)*101)的数据。

t/℃13501400145015001550

T/k16231673172317731823

(1/T)6.165.985.805.645.49

*10i

D/nni2*sT1.692.423.404.696.35

Lgk-8.77-8.62-8.47-8.33-8.02

用线性回归有

Y=a+bx

这里y=Lgka=LgAb=-E/(2.303*R)x=l/T

有a=-3.53b=-8508.06r=0.99993

集中系数与温度的关系

LgD=-3.53-8508.06/T=-8508.06/T-3.53

E=b*(-2.303R)=-8506.06*2.303*8.314=162905.03(J/mol)

A

依据CaO-Al0-SiO系熔渣的等黏度曲线〔图4-12),分别争论碱度为0.2和1时，增大A10

23223

含量对熔渣黏度的影响，并解释其缘由。

解：当碱度为0.2时，即CaO/SiO=0.2时，此时等黏度曲线几乎与SiO-Al0边平行，增

2223

大A10含量对熔渣黏度几乎没有影响。

23

当CaO/SiO=1时.增大A10含量熔渣黏度减小，主要缘由是，低碱度状况下AL,可以取代

223

硅氧阴离子中的s1+而形成硅铝氧阴离子，即A10呈碱性。在碱度为1时，增加熔渣中A10

2323

含量，熔渣的溶化性温度增加，粘度增加。

1、什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？

解：熔化温度是指由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。熔渣的熔化性温度是指黏

度由平缓增大到急剧增大的转变温度。

何为外表活性物质，哪些元素是铁液的外表活性物质？

解：能猛烈地降低溶剂外表张力的物质叫外表活性物质，外表活性物质在纯粹状态时外表张

力很小，0、S、N是铁液的外表活性物质。

试验觉察某炼铅厂的鼓风炉炉渣中存在大量的细颗粒铅珠，造成铅的损失，你认为什么原因

引起的，因实行何措施降低铅的损失？

解;当金属熔体与熔渣接触时，假设两者的界面张力太小，则金属易分散于熔渣中，造成有价

金属的损失，只有当两者的界面张力足够大时，分散在熔渣中的金属微滴才会聚拢长大，

并沉降下来，从而与熔渣分别。

造成该厂铅损失的缘由是由于鼓风炉炉渣与铅熔体两者界面张力太小，实行的措施为调整炉

渣的组成。

第五章

1、在高炉冶炼及炼钢生产中，高碱度渣有利于金属液中硫和磷的脱除。对

2、一般来说，酸度小于或等于1的渣属于碱性渣。对

3、熔渣中三氧化二铁的含量越低，熔渣的氧化性越强。错

4、随着熔渣氧势和碱度的提高以及温度的降低，熔渣的氧化性降低。错

5、熔渣的氧化性只与其中能供给氧的组分的含量有关。对

6、随着CaO含量的增大，硫容快速增大。对

7、氧化渣能很好地阻隔炉气中的氮与金属液的作用。对

1、熔渣的碱度：是指熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物含量之比。

2、熔渣的酸度：熔渣中全部酸性氧化物的氧的质量之和与全部碱性氧化物的氧的质量之和。

3、氧化渣：是指能向与之接触的金属液供给氧，使其中的杂质元素氧化的熔渣。

4、复原渣：能从金属液中吸取氧、使金属液发生脱氧过程的熔渣

1、熔渣的氧势是熔渣氧化力气的标志，其值越大，熔渣的氧化力气o越强

2、一般来说，随着温度的上升，硫容o增大

3、熔渣的碱度或酸度表示炉渣酸碱性的相对强弱。

4、熔渣的化学性质主要打算于其中占优势的氧化物所显示的化学性质。

5、用熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的表示熔渣的碱度或酸度相对含量

6、对于高炉渣，碱度大于1的渣是,碱度小于1的渣是碱性渣酸性渣

7、对于炼钢渣，碱性渣的碱度约为2~3.5。

8、有色冶金中，习惯上用表示熔渣的酸碱性酸度（硅酸度）

9、在离子理论中，用渣中自由02的活度的大小作为熔渣酸碱性的o活度越大，

则熔渣的碱度越大；反之，活度越小，则熔渣的酸度越大。量度

10、熔渣可分为两种：和氧化渣、复原渣

11、熔渣的供氧力气或吸取氧的力气取决于熔渣中与金属液中的相对大小氧势

12、当熔渣中的氧势大于金属液中的氧势时，此