有色金属冶金复习题
氧化铝生产复习题
1.铝土矿的类型以及我国铝土矿的特点？
铝土矿的类型：三水铝石（g-Al2O3.3H2O）；一水软铝石（g-Al2O3.H2O）；一水硬铝石（a-Al2O3.H2O）。其中铝土矿中的三水铝石和一水软铝石处理较容易，一水硬铝石处理较难。
我国铝土矿的特点：我国的铝土矿是属高铝、高硅、低铁矿，铝硅比一般在4 ~ 7之间，不适合拜尔法。主要为一水硬铝石，三水铝石在福建、河南和广西等地有少量发现，储量很少。
2.判断铝土矿质量高低的指标是什么？该指标的定义？；
指标是铝硅比（A / S），定义是在氧化铝生产中评价铝土矿的质量是以铝土矿中氧化铝和氧化硅的重量比（铝硅比）为标准。
3.铝土矿的主要杂质？
主要杂质为：SiO2、Fe2O3、TiO2。
氧化硅（SiO2）是主要的有害成分，是氧化铝生产中造成碱和氧化铝损失的主要根源。
三氧化二铁(Fe2O3)，极少部分以铁酸钠的形式进入溶液，在以后的稀释工艺中又水解除去，所以对过程的影响较小。
氧化钛(TiO2)是杂质，加石灰，生成钛酸钙除去。
4.碱法生产氧化铝有哪些方法？
方法：烧结法和拜耳法两种基本方法。烧结法和拜耳法又可以联合起来组成联合法。联合法又分为并联法、串联法及混联法。
5.决定碱法生产氧化铝方法的主要因素是什么？请具体指出来。
生产方法由铝矿石中的铝硅比决定。如用拜尔法生产），因为国外的铝矿石含硅较低，铝硅比大于7。国内因铝土矿的特点是铝高、硅高、铁低，铝硅比在4～7之间，一般采用混联法，小部分采用烧结法，极少部分采用拜耳法。
6.拜尔法和烧结法的优缺点？
拜耳法：能耗低于烧结法；产品质量好；有严格的限制条件，主要限制条件是铝硅比，拜耳法要求铝硅比大于7的矿石。
烧结法：能耗高于拜耳法6倍以上；产品质量也没拜耳法好；但限制条件小，原则上可以处理各种类型的矿石，但从经济角度考虑，一般只处理铝硅比大于 3.5以上的矿石。
7.什么叫苛性比？，
苛性比：是指铝酸钠溶液中Na2O与Al2O3的摩尔数之比。
式中Na2O包括NaAlO2（NaAl(OH)4）中的Na2O和溶液中游离NaOH中的Na2O；
Al2O3为NaAlO2中的Al2O3。ak是铝酸钠溶液的一个重要参数。
8.拜尔法的步骤以及各步骤的作用？
拜尔法生产氧化铝的流程包括三个步骤：铝土矿溶出，铝酸钠溶液种分，氢氧化铝煅烧。
9.指出硅在拜尔法中的危害？（解释为什么硅在拜尔法是最有害的杂质？
这一反应也叫脱硅反应，在脱硅反应中因有氧化铝和氧化钠参与反应，造成碱损和铝的溶出率降低。说明硅是主要有害杂质。
10.拜尔法氧化铝的理论浸出率？
氧化铝的理论溶出率：1kg SiO2要结合0.85kg Al2O3损失到赤泥中，
式中A/S为铝硅比。
多数情况下，铝土矿高压溶出的脱硅产物的组成为Na2O.Al2O3.1.7SiO2.nH2O，这时1.0 kg SiO2要结合1.0 kg Al2O3损失到赤泥中，所以有的则采用这种组成的关系来计算氧化铝的理论溶出率：
11.拜尔法中加入氧化钙的作用？
氧化钙的作用：1）减少碱损（将水合铝硅酸钠转化为水合铝硅酸钙；将钛酸钠转化为钛酸钙)；2）加速铝土矿的溶出过程。
12.烧结后的熟料组成？
组成：铝酸钠（Na2O.Al2O3）；．铁酸钠（Na2O.Fe2O3）；硅酸二钙（2CaO.SiO2）；
钛酸钙（CaO.TiO2）。
13.烧结法中加入CaO的作用？
氧化钙的作用：消除硅和钛的影响；减少碱损和铝损。
14.烧结法中怎样减少或控制二次反应的发生？
熟料溶出过程中的脱硅反应，也叫二次反应，主要是硅酸二钙在碱中分解后的产物引起的。造成部分铝损。
·采用较低的溶出温度78～82oC；
·快速分离赤泥等；
·用调整液调整溶出液的苛性比为1.25左右，以减少溶液中苛性碱的浓度，使硅酸二钙的分解受到抑制；
·增加溶液中碳酸钠的浓度，使Ca(OH)2与之生成碳酸钙。
15.铝酸钠溶液脱硅的方法？
脱硅方法：方法为常规高压一段脱硅（150～170oC）和加石灰深度二段脱硅，经二段脱硅，铝硅比可达1200以上。
16.碳化过程中怎样减少SiO2和碳酸铝钠沉淀？
在碳分末期，适当增加碱浓度和减少碳酸钠浓度，降低温度等措施来控制碳酸铝钠沉淀。
减少SiO2沉淀，为了控制Al(OH)3的纯度，铝酸钠的碳分率不能太高（85%）。
17.为什么要控制铝酸钠溶液的碳分率不能太高？
铝酸钠溶液的碳分率太高会加重SiO2沉淀，影响Al(OH)3的纯度。
18.混联法原理及优缺点？
混联法：就是在拜耳法赤泥中添加一部分低品位矿石一起烧结，这种相当于把并联法和串联法结合在一起的联合法叫混联法。
优点：1）可以有效的调节拜耳系统的碱平衡（混联法中的烧结法所得的溶出液一部分并入拜耳法中的种分系统，多余的部分进行碳分）；
2）用于处理低品位矿石时是十分有效的。
缺点：流程长；控制复杂。
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铝电解复习题
1.现代铝工业有哪些主要生产环节? 铝电解的原材料有哪些？
炼铝的原料有氧化铝、熔剂（冰晶石和添加剂）和阴阳极炭块。
2.指出铝电解质的主要成分。
工业铝电解质通常含有冰晶石（82~90%），氟化铝（8~10%）和氧化铝(约4%)，添加剂3-5%(CaF2、MgF2和LiF)。冰晶石和氟化铝是熔剂，氧化铝是炼铝原料。
3.指出铝电解质对铝电解的影响。
·电流效率；·能耗；·生产效率；·金属铝产品质量；·生产成本；·环保。
4.指出铝电解质添加剂的作用。
·降低电解质的熔点；·减少铝在电解质中的溶解度；·提高电解质的导电率；·减小电解质熔体的密度；·控制电解质熔体具有适当的粘度；·改善电解质熔体的表面性质；·降低电解质的蒸气压。
5.现代工业铝电解质的分类及其特征？什么是电解质分子比（摩尔比）？指出酸性、
碱性电解质与分子比的关系。
摩尔比：NaF/AlF3之比
电解质的酸度用NaF / AlF3（摩尔比）衡量：
·NaF / AlF3= 3，为纯冰晶石(Na3AlF6或NaF.AlF3)；
·NaF / AlF3> 3，为碱性电解质；
·NaF / AlF3< 3，为酸性电解质。
6.铝电解质的物理化学性质包括那些指标？
包括：·熔点(T)·密度(d)·导电率(c)·粘度(h)·蒸气压·表面性质（湿润角q、表面张力s）
7.分别指出电解质熔点、电解质密度、电解质粘度和电解质导电率对铝电解的影响。
熔点对铝电解的影响：·电流效率·电能消耗·原材料的消耗·设备的使用寿命。
电导率对铝电解的影响：电解质的导电率大，熔体的导电性就好，电解槽的电阻和电压降就低，电能消耗就小，所以凡能提高电解质导电率的物质，将有利于降低电能消耗。
密度对铝电解的影响：密度是铝电解质一个重要指标，工业上熔体的密度小，
有利于电解质与铝液的分层，改善电解过程。
粘度对铝电解的影响：电解质的粘度影响铝电解过程中的有关动力学过程，电解过程的动力学过程有：·氧化铝的溶解过程；·Al3+配离子向阴极的扩散过程；·铝在电解熔体中的溶解和扩散过程；·铝液与熔体的分离过程；·氧化铝粒子的沉降过程；·炭粒的分层过程；阳极气体如CO2的排出过程等。
8.写出铝熔盐电解的阴、阳极反应和总反应。
阴极反应：Al3++3e = Al
阳极反应：2O2-+ C -4e = CO2
总反应为：2Al3++ 3O2-+1.5 C = 1.5CO2+ 2Al
9.指出阳极效应对铝电解的影响。
当电解质熔液中Al2O3含量较小，如小于1%时，阳极周围易出现细小而明亮的电弧，并伴有噼啪声音，这种现象称为阳极效应。阳极效应发生时槽电压会突然升高（从约4伏猛升至30-50伏），电耗增加。并有CF4等物生成。
10.指出影响阳极过电压的因素。
A．阳极反应过电压V反应；影响因素：温度、电流密度、阳极表面性质等。
B．阳极电阻过电压（气膜电阻）V气膜；影响因素：温度、电流密度、熔体对炭极湿润情况、熔体粘度、熔体对流强度等。
C．浓差过电压V浓差；影响因素：温度、电流密度、熔体粘度、熔体对流强度、Al2O3浓度等。
D．势垒过电压V势垒；影响因素：温度、电流密度、Al2O3浓度等、摩尔比、熔体对流强度等。
11.什么是电流效率？怎样计算？指出影响电流效率的因素。
电流效率是铝电解过程中的一项非常重要的技术经济指标，它反映能源消耗（W=I.V）和生产效率的高低。
电流效率： = （P实际/P理论）′100%
式中P实际——铝的实际产量，P理论——铝的理论产量
P理论= m′I′t′10-3(kg)
式中m——铝的电化当量
影响电流效率的因素：A ．铝的溶解损失；B. 机械夹带损失C. 铝再氧化损失（也称二次反应损失）：·与空气反应·与阳极放出的气体反应·电化学溶解。D ．铝的不完全放电E ．其它离子放电G ．熔体中的电子导电F ．其它损失
12. 什么是铝电解的电能效率？怎样计算？指出影响电能效率的因素。
电能效率是指生产一定量的金属铝理论上应该消耗的能量W 理和实际所消耗的能量W 实之比，即η= W 理/ W 实′100%。
电能效率取决于电流效率和电解槽的平均电压。 V 平= V 槽+ V 母+ V 效
13 现代铝工业用的电解槽趋势如何？
趋势：高电流，高容量，高产量，低能耗。
14 铝电解中每吨铝所需电能量的计算方法？降低电耗有哪些方法？
式中 V — 电解槽的总平均电压；
— 电流效率
节电途径：（1）提高电流效率（2）降低平均电压 15 按照纯度不同铝分几类？
铝的纯度分类
(1) 原铝。指用熔盐电解法在工业电解槽内制取的铝，其纯度一般为99.5%-99.85%。 （2）精铝。一般来自三层液精炼电解槽。其纯度通常在99.99-99.999%。 （3）高纯铝。主要用区域熔炼法制取。杂质质量分数不超过1×10-6。
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镁冶金复习题题 1 硅热还原法的应用有几种？ 皮江法(Pidgeon Process)
巴尔札诺法(Balzano Process) 玛格尼法(Magnetherm Process)
2 根据CaO ·MgO 被Si 还原的热化学原理，还原过程为什么要在真空下进行？ 2Mg(g) + O2 (g) = 2MgO(s) (>1090 ℃) ?G= ?G
- RT （2ln p Mg + ln p O2)
随着真空增加， ?G 负值减小 3 皮江法的生产流程及主要工艺参数？
3
V 10 kW h/t 0.3356W η=??铝实
预热期：预热炉料，除去部分CO2和水
低真空加热期：加热蒸馏罐，除去全部CO2和水
高真空加热期：真空度13.3~133.3Pa，温度1200 ℃，时间9h。
镁 = 【产出的镁量/按硅量计算的镁量】×100%
白云石中氧化硅或硅酸盐的质量分数不宜超过2%：会妨碍白云石的反应活性
白云石中碱金属的质量分数不宜超过0.15%：污染镁冠，使镁冠在空气中着火燃烧可使用铝硅合金或废铝做还原剂
4 为什么使用75%硅铁作热法炼镁的还原剂？
含硅量超过75%以后，镁产出率高；含硅量越高的硅铁其价格越贵；综合还原效率和经济因素，选用75%硅铁。
5 菱镁矿与白云石哪个做炼镁原料更好？为什么？
用白云石更好，因为硅铁还原白云石时，生成了稳定化合物二钙硅酸盐，此时还原起始温度下降了约600℃，故用白云石做原料是有利的。
6 比较镁电解与铝电解的异同点？
对比项目铝电解镁电解
电极材料铝工业上均采用炭素材料作电极——炭阳
极和炭阴极。（在电解过程中，炭阴极原则
上是不消耗的，炭阳极由于直接参与电化学
反应而消耗。）
钢阴极，石墨阳极；
电极反应阴极：Al3+ + 3e = Al（液），
阳极：3 O2- + 1.5C – 6e = 1.5CO
2
(气)
总反应式: Al
2
O
3
+ 1.5C = 2Al(液)
阴极：Mg2+ + 2e =Mg（液），
阳极：Cl- – e = Cl
2
(气)
总反应式: MgCl
2
= Mg (液) +
+1.5CO
2(气) Cl
2
(气)
析出产物阴极上是液体铝，阳极上是气体CO
2
和CO。
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。
阴极： Mg（液），
阳极： Cl
2
(气)
电解质组成工业铝电解质中冰晶石和氟化铝是熔剂，氧
化铝是炼铝原料，另外有的还添加氟化钙、
氟化镁和氟化锂等。
组成:视原料来源而定
A.光卤石（MgCl2·KCl·6H2O ）
为原料，电解质成分：MgCl2 、
KCl 、NaCl；
B、氧化镁为原料，电解质成分：
MgCl2，KCl，, CaCl2 , NaCl；
电解质密度随温度和组分而变化，但电解质的密度小于
铝液密度，两者因密度差而上下分层（铝液
在熔融电解质的下面）。
随温度和组分而变化，但液体金
属镁的密度比电解质的小，固漂
浮在熔融电解质之上。
电解质温度电解温度为950-970℃
A、以光卤石
（MgCl2·KCl·6H2O ）为原料，
电解温度680~720 ℃；
B、氧化镁为原料，电解温度
690~720 ℃
参与导电的粒子（1）熔融冰晶石完全解离生成的离子: Na+、
[AlF
6
]3--
Na
3
AlF
6
= 3Na+ + [AlF
6
]3-
（2）[AlF
6
]3进一步解离生成的[AlF
4
] -、
F-
[AlF
6
]3-= [AlF
4
] - + 2F-
（3）加入氧化铝后生成的铝-氧-氟络离子:
[Al
2
O
2
F
4
]2-和[Al
2
O
2
F
6
]2-
2Al
2
O
3
+ 2 [AlF
6
]3- =3 [Al
2
O
2
F
4
]2-（高氧化
铝））
2Al
2
O
3
+ 4 [AlF
6
]3- =3 [Al
2
O
2
F
6
]2- +6F-（低
氧化铝）
Mg2+，K+，, Ca2+ , Na+，Cl-
为什么不能用电解氯化镁水溶液
的方法冶炼镁？
（不能，电解氯化镁水溶液实际
上是氯离子和氢离子放电，生成
氯气和氢气，冶炼镁应该电解熔
融氯化镁，生成镁和氯气．
）
注：钠离子的迁移数约为99%，但是它并不在阴极上放电。
电解槽结构铝电解中金属铝沉在熔融电解质的下面，阳
极气体向上溢出，故阴阳极间无间隔，电解
槽体结构简单；
液体金属镁漂浮在熔融电解质之
上。
由于氯气也向上飘逸，容易发生
逆反应，故阴阳极间用隔板隔
离，镁电解槽比较复杂。
7 炼镁原料有哪些？
碳酸盐（白云石CaCO3.MgCO3,13%Mg、菱镁矿MgCO3,28%）
氯化物（光卤石MgClKCl6H2O,9%Mg、水氯镁石MgCl6H2O,12%）
氢氧化物（水镁石Mg(OH)242%Mg）
硅酸盐（蛇纹石3MgO2SiO22H2O,26%Mg）
8 由氧化镁制取氯化镁的过程中，为什么要加碳？
在工业生产中，为了提高氯化速度，并得到熔融态的氯化镁产品，氯化反应的温度常控制在800~900℃，此时炉内Cl2/O2比必须大于90:10。这对工业生产来讲是有困难的，实际工业生产时，为了提高氯的利用率，氧化镁的氯化过程是在加有碳质还原剂的情况下进行的。碳质还原剂的作用，在于与氧化镁氯化时产生的氧和氯气中所带入的氧相结合，以降低气相中的氧分压，保证氯化反应的顺利进行。
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贵金属冶金复习题
1.贵金属包含哪些金属元素？
贵金属包括：金银、钌铑钯锇铱铂。
2.指出金、银在自然界的主要存在形式。
金在矿石中主要以游离态形式存在，即自然金形式存在（含金75-90%），分散在岩石和砂砾中；
银在自然界中很少以自然银形式存在，大多以化合物形式存在，且主要以硫化物形式存在。
3.指出从矿石中提取金、银的主要方法。
矿石中提取金银的方法：重选法（选砂金）、混汞法、氰化法、硫脲法、硫代硫酸钠法、氯水法、溴水法、碘水法、炭浆法、树脂法、微生物法等。
4.混汞法提金的工艺？
工艺过程为：
a. 将汞与金矿粉混合湿润；
b. 汞与金互溶形成化合物，得汞膏；
c. 汞膏洗涤，除去残留的杂质矿物；
d. 过滤，除去大部分游离汞，得固体汞膏；
e. 蒸馏汞膏（800oC），进一步除汞，得海绵金（含金60-80%）；
f. 海绵金进一步净化除杂。加溶剂等（苏打、硼砂、硝石）氧化造渣，熔炼除杂，
铸锭；
g. 电解精炼。将金锭送去电解。
5.混汞法的优点和缺点？
优点是：工艺简单，设备投资少，成本低。
缺点：适用范围窄（只适用于粗粒金，因细粒金包裹、覆盖等而不能用）；汞易挥发，而且有剧毒。
6.从热力学方面考虑，怎样强化金银的氰化浸出？
从热力学角度考虑强化金银浸出的措施：·降低温度（因为放热反应）；·择氧化能力强的氧化剂（包括增加氧化剂的浓度）；·选择络合能力强的络合剂（包括增加络合剂的浓度）；·增加液固比；·选择适当的pH值(理论9.4，实际控制10~11)。
7. 根据金银氰化浸出的动力学反应机理（电化学腐蚀机理和扩散过程控制），综述强化金银浸出的措施。
从动力学角度考虑强化金银氰化浸出的措施：
氰离子的扩散速度：
氧的扩散速度：
·提高温度；
·提高氰化物和氧气的浓度；
·减小金银矿物粒度；
·加强搅拌
8. 金银氰化浸出过程中，请解释为什么理论上要求
[CN-]
o / [O
2
]
o
＝6？
2Au + 4CN-+ O2+ 2H2O = 2Au(CN)2-+ 2OH-+ H2O2
假设A1≈A2，d1≈d2
常温时：DO2＝2.76′10-5cm2/sec，
DCN-＝1.83′10-5cm2/sec
代入上式，得：
[CN-]o／[O2]o＝4*１.5 = 6
9. 影响金银氰化浸出的因素？
影响金银氰化浸出的因素：·伴生矿物的种类、结构、性质；·金银（矿）微粒的大小；·赋存状态(游离态、化合态、物理包裹等)；·氰化浸出动力学和热力学条件等有关。
10. 氰化浸金加保护碱的作用？
作用：·防止氰化物水解生成HCN剧毒气体；·金银浸出是电化腐蚀过程，用保护碱控制适当的pH值，有利提高阴阳极之间的电位差，增加金银溶解的推动力；·水解除铁，生成难溶于氰化物的氢氧化铁，减少铁对氰化浸金银的影响。
11. 杂质在银电解精炼过程中的影响？
影响有：一是污染电解液；二是消耗硝酸；三是使银的电溶解与电沉积失去平衡，电解液中银离子逐渐贫化；
13.铜为什么是银电解精炼过程中危害最大的杂质？
生成的二价铜离子在电解液中积累，达到一定浓度后，则在阴极上析出，影响银的纯度。生成的一价铜离子易发生歧化反应，生成的铜污染阳极泥，所以铜是最有害的杂质。
14.银为什么是金电解精炼过程中危害最大的杂质？怎样消除？
因为银形成氯化银沉淀，量少时，进入阳极泥，量多时在阳极上形成薄膜，使阳极钝化，所以银是最有害的杂质。
为了消除银的影响，工业上采取输入直流电的同时，还输入一个交变电流，两者叠加以后，在阳极存在电位瞬间达到水电解的电位，结果产生氢气，使AgCl膜因H2气泡冲击而脱落。
15.氰化法的优点和缺点？
优点：它因成本低，适用范围广，提取率高等优点。
氰化物法的缺点：产生大量含氰废水和废渣，污染环境；浸出速度慢；对含Cu、As、Sb等的金矿，氰化浸出困难。
16.影响硫脲浸金的因素有哪些？
硫脲浸金银的影响因素：·pH值或酸度；·氧化剂种类及浓度；·硫脲浓度；·温度；·矿物粒度；·搅拌强度；·浸出时间；·液固比等。
17.硫脲法与氰化法比较，前者的优缺点。
与氰化法比较硫脲法优缺点是：
优点：污染少；金溶解速度快（30min可溶解金90%，60min可溶解金95%）；
杂质干扰较少（指铜、锌、砷、锑等）；流程缩短；操作简化。
缺点：主要为药剂消耗量大，运转成本高。
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铜冶金复习题:
1 铜矿物分几个类型?
铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型。自然铜在自然界中很少，主要是硫化矿和氧化矿。特别是硫化矿分布最广，是当今炼铜的主要原料。
2 火法炼铜的原料是什么?生产的主要步骤有哪些?火法炼铜的主要优点是什么?
原料主要是：包括硫化精矿、造渣用的熔剂、做为氧化剂的氧气；燃料，返料。
生产主要步骤有：造锍熔炼，锍的吹炼，粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼四个步骤。
火法炼铜的主要优点：适应性广；工艺成熟；生产规模大、效率高；可以综合回收自然资源。
3 火法和湿法炼铜的原则流程?
湿炼铜原则流程：火炼铜原则流程：
4 何谓造锍熔炼? 造锍熔炼的目的是什么?
造锍熔炼：是在1150-1250℃的高温下，使硫化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进行熔炼。炉料中的铜、硫与未氧化的铁形成液态铜锍。这种铜锍是以 FeS-Cu2S为主,并溶有Au、Ag等贵金属及少量其他金属硫化物的共熔体。炉料中的SiO2，Al2O3，CaO等成分与FeO一起形成液态炉渣。
造锍熔炼的目的：将精矿中的部分S和Fe脱除，生成中间产物冰铜。
5 造锍熔炼过程中物料的主要物理化学变化?
1)离解反应：A.在1200℃ 以上，所有高价化合物均会发生离解反应。B.常见的高价硫化物、氧化物和碳酸盐的离解反应。C.所有的离解反应均为吸热反应。D.在实际冶炼中，离解反应生成的S2会被氧化成SO2。E.在冶炼高温下，稳定的铜的化合物为Cu2S 和CuO;稳定的铁硫化物为FeS;稳定的镍硫化物为Ni3S2
2)硫化物的氧化反应:A.造锍熔炼都是在氧化性气氛下进行的。B.主要为FeS 的
氧化。FeS+O2=FeO+SO2；Cu2S+O2=Cu2O+2SO2。C.有时有其他高价硫化物的氧化。 3)造渣反应：2FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2
3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2
4)燃烧反应：C + O2 = CO2
2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2
5）造锍反应：[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+ [Cu2S]
T=1473K, K=2.78×104
T=1523K, K=1010 6 冰铜的概念? 氧在冰铜中是以什么形态存在?
冰铜：也叫铜锍，在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，以Cu2S-FeS 系（Cu-Fe-S ）为主并溶解少量其它金属硫化物（如Ni3S2、Co3S2、PbS 、ZnS 等）、贵金属（Au 、Ag ）、铂族金属、Se 、Te 、As 、Sb 、Bi 等元素及微量脉石成分（氧化物）的多元系混合物。
冰铜溶解氧主要是FeS 对FeO 的溶解。
7 冰铜中铜的品位与氧含量有什么关系? 为什么冰铜品位越高渣含铜越高？ 低品位冰铜溶解氧的能力高于高品位冰铜。
因为渣中含铜包括机械夹带和溶解含铜。分配系数为渣中铜的总含量（Cu ％）T
（或简称渣含铜）与锍品位之比。 而在一般熔炼条件下，K 基本上是常数。
随着锍品位的增加，渣含铜增加。 8 造锍熔炼过程对炉渣的基本要求如何?
熔炼过程中对炉渣有以下基本要求：A.能减少炉渣中铜锍的的溶解；B.能促进铜锍颗粒从渣中较快的沉降；C.能顺利地进行放渣和放锍作业；D.减少过程的燃料消耗和电能耗；E.在满足以上要求的同时，所加入的熔剂最少。 9 渣含氧化硅对锍与炉渣平衡有何影响？
接近SiO2饱和的条件下，能获得锍与炉渣的最佳分离。SiO2含量降低，炉渣中
(%)[%]T
M
Cu K Cu
接受氧的能力就会提高。渣中SiO2含量越大，渣相与冰铜相分层越显著。
10 何谓熔池熔炼？分几类？
熔池熔炼工艺,即精矿被抛到熔池的表面(如诺兰达法、特尼恩特转炉)或者被喷入熔体内(如三菱法) ,通过向熔池中喷入氧气或富氧空气使熔池发生剧烈搅拌,从而实现气液固三相反应。
诺兰达法
瓦纽科夫法
熔池熔炼方法白银法
奥斯麦特法
三菱法
11 何谓漂浮状态熔炼？分几类？
漂浮状态熔炼是将几乎彻底干燥的精矿与空气或富氧空气一起喷入炉子空间，使硫化物在漂浮状态下进行氧化反应，可充分利用粉状物料的巨大表面积，加速完成初步造锍和造渣过程。
闪速熔炼法
漂浮熔炼方康托普法
法基夫赛特法
12 闪速熔炼分几类？闪速熔炼的原理是什么？
闪速熔炼按不同的工作原理可分为奥托昆普闪速熔炼（精矿从反应塔顶垂直喷入炉内）和印柯法闪速熔炼（精矿从炉子端墙上的喷嘴水平喷入炉内）两种。
闪速熔炼是将经过深度脱水（含水小于0.3%）的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度（60～70m/s）从反应塔顶部喷入高温（1450～1550℃）的反应塔内。
13 冰铜吹炼的目的是什么?锍吹炼分两个阶段的依据是什么?
目的:利用空气中的氧，将液态冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，同时除去部分杂质，以得到粗铜
依据：硫化物氧化顺序。FeS优先于Cu2S氧化。
14 粗铜精炼过程包括哪些?
第一阶段：造渣期：鼓风，产出SO2烟气；加入熔剂,排出炉渣；白冰铜。
加冰铜、熔剂-鼓风-排渣+加冰铜、熔剂-鼓风-排渣。。。白冰铜
第二阶段：造铜期：鼓风，产出SO2烟气；不加熔剂，也无炉渣；粗铜
15 粗铜火法精炼的基本原理是什么?
氧化过程：铜中多数杂质对氧的亲和力大于铜对氧的亲和力，而且杂质氧化物在铜水中的溶解度很小。而由于粗铜中主要是铜，杂质浓度低，根据质量作用定律，首先氧化的是铜。
4[Cu] + O2 = 2[Cu2O]
生成的[Cu2O]立即溶于铜液中，并与杂质接触氧化杂质。
[Cu2O] + [Me] = 2[Cu] + (MeO)
还原过程：还原过程是将铜液中含有的Cu2O用还原剂脱除的过程。常用的还原剂有重油、天然气和液化石油气等。
16 电解精炼的作用和意义是什么?
(1)降低铜中的杂质含量，从而提高铜的性能，使其达到各种应用的要求；
(2)回收其中的有价金属，尤其是贵金属和稀散金属。电解精炼的产品是电铜，
按纯度不同可分为1号铜(Cu>99.95%)、2号铜(Cu>99.9%)、3号铜(Cu>99.7%)、
4号铜(Cu>99.5%)。
17 铜冶金各阶段的主要产品中铜的品位如何变化?
造锍熔炼-铜锍，20%-30%；锍的吹炼-粗铜，98.5%-99.5%；粗铜火法精炼-阳极板，99.5%-99.8%；阳极铜电解精炼-电铜，99.5%-99.98%。
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钛冶金复习题：
1 目前生产金属钛的主要矿物类型？
要矿物类型：金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3。
2 从钛铁矿到冶炼出海绵钛的主要过程？
3 钛铁矿精矿的还原熔炼的原理是什么？
原理是不同温度下可能发生的反应不同。矿精矿（FeTiO3）用电弧炉还原获得生铁和钛渣。
1473K
3FeTiO
3+ C → Fe + TiO
2
+ CO
3TiO
2 + C → Ti
3
O
5
+ CO
1543--1673K
Ti
3O
5
+ C → 3Ti
2
O
3
+ CO
1673--1873K
Ti
2O
3
+ C → TiO + CO
高温熔炼过程中，Ti
3
O
5
和Ti
2
O
3
能溶解FeO和FeTiO
3
，它们与TiO和TiO
2
能形成
固溶体。
4 粗四氯化钛生产的基本原理？
基本原理：二氧化钛的直接氯化和碳还原氯化。
-20
-10
10
20
30
40060080010001200
TiO2 Cl2
l
o
g
K
T / K
TiO
2
(s) + 2Cl
2
= TiCl
4
(g) + O
2
(g)
TiO
2
(s) + 2Cl
2
+ C = TiCl
4
(g) + CO
2
(g)
5 钛渣氯化的方法有几种？
有：A.的沸腾氯化，800℃--1000 ℃下进行;B.熔盐氯化;C.固定床氯化。
6 粗四氯化钛中杂质的种类？除钒方法？
除钒方法：VOCl
3
+ Cu = VOCl
2
+ CuCl
VOCl
3
+ H
2
S = VOCl
2
+ HCl + S
VOCl
3
难溶于TiCl
4，
而VOCl
2
易溶于TiCl
4
7 镁还原生产海绵钛的基本原理？
基本原理：
-500
-450
-400
-350
-300
-250
20
40
60
80
100
200400600800100012001400
TiCl
4
(g) + 2Mg = 2MgCl
2
+ Ti
G
logK
T / k
反应器：密闭钢制反应器；气氛：惰性气氛；温度：800-900℃以下；原料：Mg，
TiCl
4
8 在金属钛的生产过程中，什么是镁循环？
镁循环包括外循环和内循环。
外循环：再还原过程中排除的氯化镁经熔盐电解制取镁后再度返回时用。
内循环：在蒸馏过程中用得冷凝套筒在还原工序被用作内坩埚。
9 钛的精炼方法及基本原理？
碘化法：碘化法利用碘几乎不溶于钛但能够与钛反应，其产物能够在高温下热分解的原理得到高纯钛，它是目前生产超高纯度钛的主要方法之一。
电子束熔炼法：电子束熔炼法以电子束为加热源使原料熔化，高真空有利于去除钛合金中的低熔点挥发性金属杂质，起到提纯效果。
区域熔炼法：利用高频线圈或聚焦红外线加热烧结棒的局部使熔区从一端逐渐移至另一端以完成结晶过程。利用杂质在金属凝固态和熔融态的溶解度差别使杂质析出或改变其分布而得到高纯金属。
熔盐电解法：熔盐电解法一般以碱金属卤化物熔盐作为电解质，以粗钛或钛合金作为阳极，在一定析出电位下使原料以钛离子形式溶入电解质中，并迁移至阴极在阴极析出高纯钛。
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序号（学号）： 有色金属冶金工艺的发展 一、摘要 摘要：我国经济在快速增长，各行业建设需要的大量金属材料推动着有色金属材料的生产持续增长。面对新的形势，传统的冶金技术和设备由于在生产、资源利用率、环境污染方面存在严重问题都要进行改进。现在，科学技术在自动化、信息化方面已有很大进步，如何把先进的科学技术用于改进落后的传统产业已经很重要。本文主要针对现代社会对有色冶金的需求、新型的有色金属冶金技术展开介绍，目的就是让读者能够了解到我国现在在有色冶金方面取得的突出成果以及了解我国未来的有色冶金发展方向。 关键词：有色冶金冶金工艺 Abstract: The rapid growth of China's economy, the industry needs a lot of construction materials to promote the production of non-ferrous metal materials continues to grow. Facing the new situation, the traditional metallurgical technology and equipment due to the production, resource utilization, environmental pollution has serious problems should be improved. Now, there are a lot of progress in science and technology automation, information technology, how can the advanced science and technology to improve traditional industries have been lagging very important. This article focused on the needs of modern society's non-ferrous metallurgy, non-ferrous metallurgy new technology to reduce environmental pollution and tailings disposal commenced introduction, the purpose is to allow the reader to understand that China is now the outstanding results achieved in terms of non-ferrous metallurgy and colored our understanding of the future metallurgical development. Keywords: ferrous metallurgy, metallurgical process
试题 一、填空题 1、钢是指以铁为主要元素，含碳量一般在2% 以下，并含有其它元素的可变形的铁碳合金。 2、为了去除钢液中的磷、硫，需向炉内加入石灰，造高碱度炉渣，往往使炉渣变粘稠，加入萤石就可以稀释炉渣，但不降低炉渣碱度。 3．电炉耐材喷补的原则是快补，热补薄补）。 4、炼钢造渣的目的：去除磷硫、减少喷溅、保护炉衬、减少终点氧。 5、真空脱气过程的限制性环节是：气体在钢液中的扩散。 6、渣洗的最大缺点是：效果不稳定。 7、炼钢工艺分为：熔化期，氧化期和还原期。 8、夹杂物变性处理中，使用Ca 处理Al2O3夹杂物 9、LF炉吹氩制度中，钢包到位后，采用中等吹氩量均匀钢液成分和温度，化渣和加合金采用：大吹氩量，通电加热时采用小吹氩量。 10、炉外精炼中，气液界的主要来源包括：吹氩、CO 汽泡、吹氧和熔体表面。 11、向镇静钢中加Al是为了保证完全脱氧和细化晶粒。 12、为了向连铸提供合格钢水，炼钢要严格控制钢水成份，特别是钢中硫、磷和气体及非金属夹杂物一定要尽可能控制到最底水平，以提高钢水的清洁度。 13、工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢二大类。； 14、钢中产生白点缺陷的内在原因是钢中含氢。 15、Mn/Si比大于 3.0时，钢水的脱氧生成物为液态的硅酸锰，可改善钢水流动性，保证连铸进行。
16、氧化期的主要任务是去磷、脱碳去气去夹杂、升温，同时为放钢做好准备。 17、影响炉料熔化的因素有钢液温度、造渣制度、布料情况、钢中溶解等。 18、CaO% 和SiO2% 之比称为炉渣的碱度。 19、电弧炉冶炼的主要方法有氧化法、不氧化法和返回吹氧法。 20、废钢中不得混有密闭容器、易燃物和毒品，以保证生产安全。 21、金属材料的化学性能是指金属材料抵抗周围介质侵蚀的能力，包括耐腐蚀性和热稳定性等。 22、炉底自下而上由：绝热层、保护层、工作层、三部分组成。 23、炉壁结构由里向外：绝热层、保温层、工作层三部分组成。 24、泡沫渣的控制，良好的泡沫渣是通过控制CO气体的发生量，渣中FeO含量和炉渣碱度来实现的。 25、影响炉衬寿命的主要因数有高温作用的影响、化学侵蚀的影响，弧光辐射或反射的影响、机械碰撞与震动、操作水平的影响。 26、常用脱氧方法沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧。 27、炼钢的基本任务可归纳为“四脱”、“二去”、“二调整”，其中“四脱”指脱C、O、S、P，“二去”指去气、去夹杂，二调整指调成份、调温度。 28、电弧炉炉衬指电弧熔炼室的内衬，包括炉底、炉壁、炉盖三部分。 29、炉料熔化时的物理反应：元素的挥发、元素的氧化、钢液的吸收。 30、电炉冶炼中，氧化前期的主要任务是去磷，温度应稍低些；氧化后期主要任务是脱碳，温度应偏高些。 二、判断题 1、配料中将生铁放在料篮中间层次且分布均匀，这句话对吗？（√）2．抽引比是单位体积流量的气体，可以提升钢液的体积。（√）
1.什么是湿法冶金？湿法冶金包括哪些过程？ 在溶液中进行的冶金叫做湿法冶金。湿法冶金包括浸出、液固分离、净化、制备金属等过程。 2.什么是火法冶金？火法冶金包括哪些过程? 火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。火法冶金包括炉料准备、熔炼、火法精炼等过程。 3.湿法冶金和火法冶金相比各有什么特点？ 火法冶金特点：反应速度快，设备产能大，成本低，但投资大，能耗高，污染也大。 湿法冶金特点：对原料适应力强，能够处理低品位的矿，回收率高；操作温度低，劳动条件好，能耗低；可直接制取纯化合物或纯金属；生产规模可大可小，因地制宜，成本低。 4.选矿的方法有哪些，其原理如何？ 重选：利用被分选矿物颗粒间相对密度、粒度、形状的差异及其在介质运动速率和方向的不同，使之彼此分离的选矿方法 磁选：利用矿物颗粒磁性的不同来使矿物分离的选矿方法。 电选：根据矿物颗粒电性的差别，在高压电场中进行选别的选矿方法。 浮选：利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性差异来进行选别的选矿方法。 化学选矿：利用矿物化学性质的不同，采用化学方法或物理相结合的方法分离和回收有用成份，得到化学精矿的选矿方法。 5.湿法炼铜适用于何种矿物？请简述湿法炼铜的工艺过程，常用浸出方法有哪 些？ 湿法炼铜主要用来处理氧化矿、贫矿和残留矿，也可以用来处理硫化矿。工艺过程主要包括四个步骤，浸出、萃取、反萃取、金属制备（电积或置换）。 浸出方法有堆浸、槽浸、细菌浸出和高压氧浸出。 6.简述铜电解精炼过程中各类杂质的行为？ ①锌、铁、镍、钴、铅等杂质，电极电位比铜更负，电解时均溶于电解液 中，但其中的铅离子会与硫酸根离子进一步生成难溶的硫酸盐而沉降进 入阳极泥。 ②金、银和铂族金属的电极电位比铜更正，几乎全部转入阳极泥，少量溶 解的银也会与电解液中的氯离子化合生成氯化银，沉入阳极泥。 ③硫、氧、硒、碲以Cu 2S、Cu 2 O、Cu 2 Se等形式存在于铜阳极中，电解时自 阳极板上脱落进入阳极泥。 ④砷、锑、铋等电极电位与铜相近的一类杂质，在电解时全部进入电解液。 7.简述火法炼铜的工艺流程及各个环节的任务和原理？ ①造锍熔炼：把炉料中全部的铜富集在铜锍相，把脉石、氧化物、及杂质 汇集与熔渣相。原理：利用铜与锍的亲和力大于铁和一些杂质金属，而 铁与氧的亲和力大于铜的特性。 ②铜锍吹炼：把铜锍吹炼成含铜98.5%~99.5%的粗铜。原理：FeS氧化造渣 形成Cu 2S熔体，Cu 2 S继续氧化成Cu 2 O，同时与未氧化的Cu 2 S作用生成粗 铜。 ③火法精炼：除去粗铜中的铁、铅、锌、铋、砷、硫等杂质。原理：利用 杂质与氧的亲和力大与铜与氧的亲和力以及杂质氧化物在铜中溶解度小的特性。
一填空题（每空1分，共20分） 目前铁水预处理“三脱”包括：（1），（2），（3）。2015A 目前铁水预处理生产中用量最大、使用最广泛的脱硫剂是（4）。2015A 脱硅渣起泡的原因有两方面：一是（1）；二是（2）。2015B 常用铁水脱磷剂的组成为：（8）。 常用脱磷剂体系有（3）和（4）系。2015B 铁水脱硫有______、______、______系脱硫剂。 采用石灰（CaO）进行铁水预处理脱磷，可选择______、______、______作助熔剂。 炉外精炼采用的基本手段包括渣洗、（5）、（6）、（7）、（8）等五种。2015A 表征渣洗用合成渣性能指标包括（4）、（5）、（6）、（7）等。2015B VD的英文全称是，VOD的英文全称是。 LF的英文全称是，LFV的英文全称是。 吹氩搅拌效果有______、______、______。 转炉终点碳含量越______、钢水氧化性越______、下渣量越______，则出钢过程中的渣洗脱硫效果越差。 二名词解释（每题2分，共20分） 铁水预处理2015A KR搅拌法2015A 铁水脱硫喷吹法铁水预处理脱硅 专用转炉脱磷2015B铁水深度预处理 炉外精炼2015A 渣洗脱碳保铬2015B VOD2015B AOD炉喷射冶金搅拌 真空循环脱气法（RH）钢包炉精炼法（LF） CAS-OB 二次燃烧洁净钢同化 三单项选择题（每题2分，共20分） （1-1）铁水喷吹纯镁脱硫时，镁脱硫的主要反应是：（1）镁蒸气与铁水中的硫反应（2）铁水中的溶解镁与硫反应。2015A （1-2）铁水喷吹脱硫能力最高的脱硫剂是：（1）单独喷吹纯镁（2）Mg/CaO复合喷吹（3）单独喷吹CaO。2015B （1-3）铁水罐中加入固体氧化剂脱硅，会使铁水温度。A、升高B、降低C、不变（1-4）铁水罐中加入吹氧气脱硅，会使铁水温度。A、升高B、降低C、不变 （2-1）同时具有加热、真空功能的炉外精炼装置是：（1）CAS-OB （2）RH-OB （3）VD。2015A （2-2）钢包精炼喂CaSi线的主要冶金目的是：（1）脱氧（2）夹杂物变性（3）成分微调2015A （2-3）对钢的成分和洁净度影响最小的钢水精炼加热方法：（1）CAS化学热法（2）电弧加热法（3）RH-OB法。2015B （2-4）LF炉脱硫最佳的热力学条件是：（1）顶渣碱度越高、顶渣氧化性越低，底吹氩越小，效果越好（2）炉渣氧化性越低，底吹氩越大，效果越好（3）顶渣碱度高、顶渣氧化性越低及合适的搅拌功率，效果越好。2015B （2-5）法不适合加热钢包中的钢水。A、电弧加热B、化学热法C、燃料燃烧（2-6）采用钢水脱硫效果最好。A、RH-PB B、LF C、RH-PTB （2-7）不具有真空功能的炉外精炼装置是。A、AOD B、RH C、DH。 （2-8）采用钢水的升温速度最快。A、CAS B、CAS-OB C、LF。 铁水预脱硅后最佳硅含量确定的主要因素是：（1）转炉少渣冶炼（2）优化铁水预脱磷（3）
名词解释 1、冰铜：冰铜是在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，是熔炼过程的主要产物之一，是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其它金属硫化物、贵金属、铂族金属、Se、Te、As、Sb、Bi等元素及微量脉石成分的多元系混合物。 2、闪速熔炼：闪速熔炼是将经过深度脱水的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度从反应塔顶部喷入高温反应塔内进行熔炼的方法。 3、碱性精炼：是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。 4、碱性炉渣： 5、酸性炉渣： 6、直接炼铅：利用硫化铅精矿粉料在迅速氧化过程中放出大量的热，将炉料 迅速熔化，产出液态铅和熔渣，同时产出少量的高So2浓度的烟气，使硫得以回收的冶金过程。 7、槽电压：阳极压降、阴极压降、母线压降、分解和极化压降、电解质压降的总和。 8、电流效率：是指在电解槽通过一定电量时，阴极实际析出的金属 实际沉积铜量??100?％量与理论应析出的金属量的百分比，理论沉积铜量9、沸腾焙烧：沸腾焙烧是强化焙烧过程的新方法，是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料层，固体炉料
粒子被风吹动互相分离，其状态如同水的沸运动的粒子处于悬浮状态，并作不停的复杂运动， 腾，因此称为沸腾焙烧。 10、冰镍：熔有金属的硫化物熔体。 11、还原硫化熔炼：冰镍和冰铜相似，也是硫化物的熔体。由于这种熔炼方法是将矿石中的镍、钴和部分铁还原并使其硫化为金属硫化物与熔渣分开，故称还原硫化熔炼。 12、硬头：在还原熔炼时，少量的铁与锡一道被还原，生成各种成分的合金，称为硬头。 13、灰吹：将贵铅进行氧化熔炼 14、贵铅：工业上称Ag-Pb合金为贵铅。 15、氰化法：用含氧的氰化物溶液，浸出矿石或精矿中的金银，再从浸出液中回收金银的方法称为氰化法。 16、汞齐化：将汞与含金矿粉混合，磨细，使汞首先对金湿润，继而溶解金形成汞膏，汞膏组成由不均匀至均匀直至接近Au2Hg成分的 过程称为汞齐化，将金从含金矿石中提取出来的方法，称为混汞法。 17、炭浆法：用活性炭直接从氰化浸出矿浆中吸附金银的方法，称为炭浆法，该法不仅可省去传统氰化法中的液固分离工序，还有利于氰化浸出率的提高。 18、直接熔炼：金属硫化物精矿不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属的熔炼方法称为直接熔炼。 铜冶炼
《钢冶金学》 第1章绪论 1 从化学成分和机械性能方面分析钢与生铁的区别？（※） 2 列举炼钢任务和炼钢的基本任务，并阐述在现代炼钢工艺中如何完成炼钢的基本任务。（※）3何谓钢铁生产的“长流程”和“短流程”？哪种流程的能耗高、排放量大？为什么？（※）4 按照化学成分和用途如何对钢进行分类？以下钢号分别为什么钢种，每个钢号的数字和字母代表什么意思？65Mn、60Si2Mn、50CrMnA、40Cr、GCr15SiMn、X70、1Cr18Ni9Ti、20CrMnTiH、Q345。 5 主要的炼钢方法有哪些？LD、BOF、BOP、OBM、Q-BOP、K-BOP、LD-Q-BOP、LD-KG、EAF各指哪种炼钢方法？（※） 第2章炼钢的基础理论 1 写出钢的密度、熔点、粘度、导热能力等常用数值（1600℃）及炉渣的粘度、密度和渣—钢界面张力的常用数值。 2 钢的熔点是如何定义的？何谓“液相线”，何谓“固相线”？为什么钢液凝固，是在一个温度区间内完成？ 3 炼钢炉渣的来源有哪些？为什么说“炼钢就是炼渣”？ 4 炉渣的“氧化性”是什么意思？为什么用“碱度”和“氧化性”这两个指标来表征炉渣的化学性质？炉渣氧化性在炼钢过程中的作用？（※） 5 熟悉炉渣中常见氧化物的熔点。 6 某一炉脱氧良好的低碳钢钢水，其钢水中的酸溶铝为0.018%，请问钢水中的溶解氧最低不低于多少ppm？ 7 简述单渣法和双渣法的区别及适用条件？ 8 炼钢过程中硅[Si]反应的特点？铁水硅含量 [Si]对炼钢过程有何影响？（※） 9 试绘制并解析一炉钢吹炼过程中，钢液中[Mn]的变化规律？提高残锰有何意义？写出吹炼过程中熔池回[Mn]的反应式，分析影响回[Mn]的因素。为什么吹炼终点残[Mn]的高低，一定程度反映吹炼水平的高低？（※） 10 如何理解“炼钢过程的[C]+[O]=CO是目的，更是手段，又是氧化精炼的主要手段。”？（※）
有色金属材料的分类方法 分类方法 说明 按密度、储量和分布情况分 ①有色轻金属—指密度小于4.5g/cm3的有色金属，有铝、镁、钙等及其合金 ②有色重金属—指密度大于4.5g/cm3的有色金属、有铜、镍、铅、锌、锡、锑、钴、铋等及其合金 ③贵金属—指矿源少、开采和提取比较困难、价格比一般金属贵的金属，如金、银和铂族元素及其合金 ④半金属—指物理化学性质介于金属与非金属之间的硅、硒、碲、砷、硼等 ⑤稀有金属—指在自然界中含量很少、分布稀散或难以提取的金属，稀有金属又分为钛、铍、锂、鉫、铯、等稀有轻金属；钨、钼、铌、钽、镐、钒等稀有高熔点金属；镓、铟、铊、锗等稀有分散金属；钪、钇和镧系元素的稀土金属；镭、锕系元素等稀有放散性元素 按化学成分分 ①铜及铜合金—包括纯铜（紫铜）、铜锌合金（黄铜）、铜锡合金（锡青铜等）、无锡青铜（铝青铜）、铜镍合金（白铜） ②轻金属及铝合金—包括铝及铝合金、镁及镁合金、钛合金 ③其他有色金属及其合金—包括铅及其、锡及其合金、锌镉及其合金、镍钴及其合金、贵金属及其合金、稀有金属及其合金等 按生产方法及用途分 ①有色冶炼合金产品—包括纯金属或合金产品，纯金属可分为工业纯度和高纯度，合金冶炼产品是按成分配比而铸造的一种原始铸锭 ②铸造有色合金—指直接以铸造方式生产的各种形状有色金属材料及机械零件 ③有色加工产品—指以压力加工方法生产的各种管、线、棒、型、板、箔、条、带等，包括纯金属加工产品和合金加工产品 ④硬质合金材料—指以难熔硬质合金化和物为基本，以铁、钴、镍作粘接剂，采用粉末冶金法制作而成的一种硬质工具材料 ⑤中间合金—指在熔炼过程中为使合金元素能准确而均匀地加入到合金中去，而配制的一种
《有色冶金概论》复习题 4、铜的冶炼方法及工艺流程 答：有火法和湿法两大类；火法炼铜基本流程包括造锍熔炼、锍的吹炼、粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼；湿法炼铜基本流程包括浸出、萃取。反萃、电积。 5、硫化铜精矿造锍熔炼的基本原理及两个过程的主要反应 答：利用铜对硫的亲和力大于铁和一些杂质金属，而铁对氧的亲和力大于铜的特性，在高温及控制氧化气氛条件下，使铁等杂质金属逐步氧化后进入炉渣或烟尘而被除去，而金属铜则富集在各种中间产物中，并逐步得到提纯。主要包括两个造渣和造锍两个过程主要反应：2FeS(l)+3O2(g) =2FeO(g)+2SO2(g)；2FeO(g)+SiO2(s)= 2FeO·SiO2(l)；xFeS(l)+yCu2S(l)= yCu2S·xFeS(l) 6、硫化铜精矿造锍熔炼的目的及必须遵循的两个原则 答：（1）造流熔炼的目的：①使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜,同时使炉料中的氧化物和氧化产生的铁氧化物形成炉渣；②使冰铜与炉渣分离。（2）火法炼铜必须遵循两个原则：①必须使炉料有相当数量的硫来形成冰铜；②炉渣含二氧化硅接近饱和，以便冰铜和炉渣不致混溶 7、铜锍（冰铜）的吹炼的任务及实质是什么？ 答：任务是将铜锍（冰铜）吹炼成含铜98.5%-99.5%的粗铜；实质是在一定压力下将空气送到液体冰铜中，利用空气中的氧将冰铜中的铁和硫几乎全部除去，并除去部分其它杂质：FeS氧化变成FeO与加入的石英熔剂造渣；而Cu2S则部分经过氧化，并与剩下的Cu2S相互反应变成粗铜。 8、铜锍（冰铜）的吹炼过程为分为哪两个两个周期？各周期的主要反应是什么？ 答：造渣期：2FeS+3O2=2FeO+2SO2；2FeO+SiO2= 2FeO·SiO2；相加得总反应为2FeS+3O2+SiO2= 2FeO·SiO2+2SO2。造铜期：2Cu2S+3O2=2CuO+2SO2；Cu2S+2 Cu2O=6Cu+ SO2两式相加得总反应：Cu2S+O2=2Cu+ SO2 9、粗铜火法精炼的目的及原理是什么？粗铜火法精炼分为哪两个过程？ 答：目的：部分除去粗铜中对氧亲和力较大的杂质；为电解精炼提供合乎要求的阳极铜，并浇铸成为表面平整、厚度均匀、致密的阳极板；以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。每个周期包括加料熔化、氧化、还原和出铜浇铸四个基本阶段。原理：粗铜火法精炼的实质是使其中的杂质氧化成氧化物，并利用氧化物不溶于或极少溶于铜，形成炉渣浮在熔池表面而被除去；或者借助某些杂质在精炼作业温度（1100～1200℃）下，呈气态挥发除去。①氧化过程：铜首先被氧化：4[Cu] + O2 = 2[Cu2O] 生成的氧化亚铜溶于铜液中，在Cu2O与杂质元素接触时便将氧传递给杂质元素：[Cu2O] + [ M’] = 2[Cu] + [M’O]；②还原过程主要还原Cu2O，常用的还原剂有：重油、天然气、液化石油气等。重油还原实际上是氢和一氧化碳对Cu2O的还原：Cu2O + H2 = 2Cu + H2O；Cu2O + CO = 2Cu + CO2 Cu2O + C = 2Cu + CO；4Cu2O + CH4 = 8Cu + CO2 + 2H2O 10、简述粗铜电解精炼的基本过程，分别写出阴阳及的主要反应。 答：铜的电解精炼是以火法精炼的铜为阳极，硫酸铜和硫酸水溶液为电解质，电铜为阴极，向电解槽通直流电使阳极溶解没在阴极析出更纯的金属铜的过程。根据电化学性质的不同，阳极中的杂质或者进入阳极泥或者保留在电解液中被脱出。阳极反应：Cu–2e = Cu2+；Me-2e=Me2+；H2O–2e =1/2 O2 + 2H+；SO42--2e =SO3 +1/2 O2阴极反应：Cu2+2e = Cu；2H++2e =H2；Me2++2e = Me 11、分析铜电解精炼和铜电积的电极反应有什么差别？ 答：铜电解精炼阳极反应：Cu–2e = Cu2+；Me-2e=Me2+；H2O–2e =1/2 O2 + 2H+；SO42--2e =SO3 +1/2 O2阴极反应：Cu2+2e = Cu；2H++2e =H2；Me2++2e = Me；铜电积：铜的电积也称不溶阳极电解，以纯铜作阴极，以Pb-Ag（含Ag 1%)）或Pb-Sb合金板作阳极，上述经净化除铁后的净化液作电解液。电解时，阴极过程与电解精炼一样，在始极片上析出铜，在阳极的反应则不是金属溶解，而是水的分解放出氧气。阴极：Cu2+ + 2e = Cu；阳极：H2O - 2e = 1/2O2 + 2H+ ；总反应：Cu2+ + H2O = Cu + 1/2O2 + 2H+
科技大学2008 /2009学年第1学期 《钢铁冶金原理》考试试题A 课程号：61102304 考试方式：闭卷 使用专业、年级：冶金2006 任课教师： 考试时间：2009 备 注： 一、 简答题（共5题，每题4分，共20分） 1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。 2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物？如何表示炉渣的 碱度？ 3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？ 4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自山能？写出形成质量理标 准溶 液的标准溶解吉布斯自山能汁算式。 5. 何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？ 二、 填空题（共20空，每空1分，共20分） 1. 在恒温、恒压下，溶液的热力学性质 对某一组元摩尔 量的 偏微分值称为溶液中该组元的偏摩尔量。 2. 在任意温度下，各 组元在 全部 浓度围均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。 3. 按照熔渣离子 结构理论,熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组 成。 4. 熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液（或钢液） 提供 氧 的能力，用熔渣中 FeO 的活度表示。 5. 在一定温度下，把熔渣具有 ________ 粘度的组成点 连成线，称为熔渣的等粘度曲线。 6. 若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ， 垃載対酣 nnnnnnnnnnnn 豊躱 ..... ........... ...........................................
且反应级数与反应物的计量系数相等,这样
的反应称为基元反应。 7. 气体分子在 分子（或得华）引力 的作用下被吸附到固体或 液体的表面上称为物理吸附；在 化学键力 的作用下被 吸附到固体或液体的表面上，称为化学吸附。 三、 分析题（共2题，每题12分，共24分） 1. 请写出图1中各条曲线所代表的反应，各区域稳定存在的氧化物, 利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。 2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应：4[C] + （Cr 3O 4） = 3[Cr] + 4CO, 试用热力学原理分 析有利于实现去碳保珞的热力学条件。 1UU 80 60 40 20 400 600t t 800 1000 1 200 675 737 温度八C
试题库 一、填空题 1.高炉生产的主要原料是___________________、_________ 和熔剂。 答案：铁矿石及其代用品；燃料 2.炼铁的还原剂主要有三种，即__________、_________和_________ 。 答案：碳、一氧化碳、氢 3.高炉CO不能全部转变成CO2的原因是因为铁氧化物的____________需要过量的CO与生成物平衡。答案：间接还原 4.钢、铁都是铁碳合金，一般把碳含量大于2.00%叫_______________。 答案：铁 5.硅的氧化反应是________反应，低温有利于硅的氧化。答：放热 6.钢中加入适量的铝，除了脱氧的作用以外，还具有___________的作用。 答案：细化晶粒 7.在硫的分配系数一定的条件下，钢中含硫量取决于_______中硫含量和渣量。答案：炉渣 8.要使炉况稳定顺行，操作上必须做到三稳定，即____________、____________、____________。答案：炉温、碱度、料批 9.钢中有害气体主要是_________、_________。答案：H；N 10.炼钢的基本任务有脱碳、脱硫、脱氧合金化和__________。 答案：去气和去夹杂物 11.造渣方法根据铁水成份和温度，冶炼钢种的要求选用_______、双渣法、留渣法。措施。答案：单渣 12.12.铁矿石还原速度的快慢，主要取决于____________和____________的特性。 答案：煤气流；矿石 13.生铁一般分为三大类，即____________、____________、____________。 答案：铸造铁、炼钢铁、铁合金 14.在钢材中引起热脆的元素是____________ ，引起冷脆的元素是____________ 。 答案：Cu、S；P、As 15.在Mn的还原过程中，____________是其还原的首要条件, ____________是一个重要条件。答案：高温；高碱度 16.炉渣中含有一定数量的MgO，能提高炉渣____________ 和____________。 答案：流动性；脱硫能力 17.氧气顶吹转炉炼钢操作中的温度控制主要是指__________和终点温度控制。。 答案：过程温度 18.氧气顶吹转炉炼钢影响炉渣氧化性酌因素很多，经常起主要作用的因素是_________。答案：枪位和氧压 19.铁子预处理主要是指脱硫，另外也包括___________。答案：脱硅和脱磷 20.影响高炉寿命的关键部位是____________ 和____________。答案：炉缸；炉身中部 21.氧气预吹转炉传氧方式一般有直接传氧和（间接传氧）两种方式。 22.高炉下部调剂中,凡是减少煤气体积或改善透气性的因素就需____________ 风速和鼓风动能；相反，则需相应____________ 风速和鼓风动能。答案：提高；减小 23转炉入炉铁水温度应在_________以上。答案：1250℃ 24.一般规定矿石中含硫大于为____________高硫矿。答案：0.3% 25.FeO含量对烧结矿质量的影响主要表现在____________和____________两个方面。
铜冶金 1.铜的生产方法：火法炼铜（主要炼铜方法），湿法炼铜 火法炼铜生产步骤主要包括：造锍熔炼，铜锍吹炼，火法精炼，电解精炼 2.造锍熔炼的基本原理：利用高温下，铜对硫的亲合力大于铁，而铁对氧的亲合力大于铜的特性，在高温及控制氧化气氛条件下，使铁等杂质金属逐步氧化后进入炉渣或烟尘而被除去, 而金属铜则富集在各种中间产物中，并逐步得到提纯。 3.造锍熔炼的目的：①把炉料中全部的铜富集在铜锍相，把脉石、氧化物及杂质汇集于熔渣相②铜锍相与熔渣相完全分离。 4.工艺原则：①炉料有相当数量的硫来形成铜锍②炉渣含二氧化硅接近饱和，铜锍和炉渣不致混溶 5.硫过量机理：当炉料中有足够的硫时，在高温下由于铜对硫的亲和力大于铁，而铁对氧的亲和力大于铜，故FeS能使铜硫化，FeS+Cu2O=FeO+Gu2S 6.SiO2机理：当熔炼体系中没有SiO2时，铜锍和炉渣结合成共价键的Gu-Fe-S-O相，铜锍与炉渣高度混熔。当有SiO2时，它与FeO反应形成离子型的炉渣相,2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O84-铜锍不与SiO2作用而保留为共价键Cu-Fe-S相。这样就使铜锍与炉渣明显分层。 7.铜锍品位的选择：铜锍中铜的质量分数称为铜锍品位。铜锍的品位并不是越高越好。太低会使后续吹炼时间拉长、费用增加；太高则使炉渣中的含铜量增加，产生浪费。（喷吹定律w（Gu）%/w[Gu]%=KGu，同在熔渣和铜锍两相之间的平衡浓度比是一个常数。）铜锍品味越高，铜在渣中损失越大。 8.铜锍成分：由Gu2S和FeS组成的合金，其中还含有Ni，Co，Pb和脉石成分以及2%-4%氧 9.在铜锍中还有一部分FeS被Fe3O4所取代，这也是实际铜锍含量比理论要低的原因，氧是铜锍中的有害成分，铜锍品位越低氧含量越高。 10.炉渣中化合物的性质：组成炉渣的氧化物可以分为酸性和碱性。酸性氧化物有SiO2，碱性氧化物有FeO，CaO,MgO,ZnO,MnO,BaO,中性氧化物Al2O3,它在酸性渣中呈碱性，碱性渣中呈酸性。 11.硅酸度：炉渣的酸碱性可以用硅酸度来表示。硅酸度是指炉渣中结合成SiO2的氧原子物质的量，n0（SiO2）与结合成碱性氧化物的氧原子物质的量n0（∑MeO）之比。酸性渣的硅酸度一般大于1，碱性渣一般小于1。 12.炉渣含铜损失：化学损失、物理损失、机械损失（占的比重大） 13.造锍熔炼：①传统方法：在鼓风炉、反射炉和电炉等传统冶金炉内进行。②悬浮熔炼，如奥托昆普闪速熔炼，熔池熔炼，如白银法※ 14.铜精矿的闪速炉熔炼：闪速熔炼是一种将具有巨大表面积的硫化铜精矿颗粒熔剂与氧气，富氧空气或预热空气一起喷入赤热的炉膛内，使炉料在漂浮状态下迅速氧化和熔化的熔炼方法。 15.炉渣贫化：①电炉贫化法：电路贫化利用电能加热熔融炉渣，并在还原剂的作用下将渣中Fe3O4还原成FeO,降低了熔融炉渣的黏度，以利于铜渣分离，与此同时，在硫化剂的洗涤下，使渣中的铜硫化成铜锍，并加以回收。②浮选贫化法③闪速炉直接弃渣法 16.铜锍的吹炼：吹炼的实质是在一定压力下，将空气中送到液体铜锍中，使铜锍中FeS氧化成FeO并与加入的石英或CaO熔剂造渣，Gu2S则与氧化生成的Gu2O发生相互反应而变成粗铜。第一周期（造渣期）：除去熔锍中全部的铁以及与铁化合的锍。 第二周期（造铜期）：进一步氧化，脱除残存的锍，生产金属铜的过程。 17.铜锍吹炼的温度热制度：吹炼低品位铜锍时，温度通常容易过高，而吹炼高品位铜锍时，则出现热量不足，因此铜锍品位控制以不超过50%-60%为限。
1—1高炉炼铁工艺由哪几部分组成？ 答案（1）：在高炉炼铁生产在中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动，下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动。炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。组成除高炉本体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、液压系统、回收煤气与除尘系统、喷吹系统、动力系统1—2 高炉炼铁有哪些技术经济指标？ 答案：综合入炉品位(%) 炼铁金属收得率(%) 生铁合格率(%) 铁水含硅(%) 铁水含硫(%) 风温(℃) 顶压(KPa) 熟料比(%) 球矿比(%) 高炉利用系数(t/m3.d) 综合焦比(Kg/t) 入炉焦比(Kg/t) 焦丁比(Kg/t) 喷煤比(Kg/t) 1—3 高炉生产有哪些特点？ 答案：一是长期连续生产。高炉从开炉到大修停炉一直不停地连续运转，仅
在设备检修或发生事故时才暂停生产（休风）。高炉运行时，炉料不断地装入高炉，下部不断地鼓风，煤气不断地从炉顶排出并回收利用，生铁、炉渣不断地聚集在炉缸定时排出。 二是规模越来越大型化。现在已有5000m3以上容积的高炉，日产生铁万吨以上，日消耗矿石近2万t，焦炭等燃料5kt。 三是机械化、自动化程度越来越高。为了准确连续地完成每日成千上万吨原料及产品的装入和排放。为了改善劳动条件、保证安全、提高劳动生产率，要求有较高的机械化和自动化水平。 四是生产的联合性。从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机地协调联合工作。从钢铁联合企业中炼铁的地位来说，炼铁也是非常重要的一环，高炉体风或减产会给整个联合企业的生产带来严重影响。因此，高炉工作者要努力防止各种事故，保证联合生产的顺利进行。1—5 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？ 答案：高炉冶炼主要产品是生铁，炉渣和高炉煤气是副产品。 （1)生铁。按其成分和用途可分为三类：炼钢铁，铸造铁，铁合金。 (2)炉渣。炉渣是高炉生产的副产品，在工业上用途很广泛。按其处理方法分为： 1)水渣：水渣是良好的水泥原料和建筑材料。2)渣棉：作绝热材料，用于建筑业和生产中。3)干渣块：代替天然矿石做建筑材料或铺路用。 (3)高炉煤气。高炉煤气可作燃料用。除高炉热风炉消耗一部分外，其余可供动力、烧结、炼钢、炼焦、轧钢均热炉等使用。 2—1高炉常用的铁矿石有哪几种，各有什么特点？
有色金属冶金学 Nonferrous Metals Metallurgy 课程编号：07310710 学分：3 学时：45 （其中：讲课学时：45 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：无机化学、物理化学、冶金物理化学、传输原理、湿法冶金原理 适用专业：冶金工程材料成型及控制工程 教材：《有色金属冶金学》；邱竹贤主编；冶金工业出版社，2006 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务 课程性质：必修课。 有色金属冶金是GB/T 13745-2009《学科分类与代码》中与冶金物理化学、钢铁冶金等并列的二级学科之一，学科代码45040。 本课程是冶金工程专业学生有色冶金方向的重要专业课。 通过本课程的教学，要求本科生掌握常用有色金属的冶炼工艺、原理、主体设备的构造和技术经济指标控制，使学生了解常用有色金属产品及其原料的性质、用途以及有色金属冶炼工艺的发展动态； 拓宽并提升学生在提取冶金及无机盐化工等领域的知识面和业务能力，为其今后从事或涉及有色金属生产技术或相关新产品开发，以及开展环境保护和资源综合利用工作奠定基础。 课程基本任务是： 1.掌握典型有色金属冶炼主要工艺及设备的原理与特点、冶炼方法与目的； 2.针对具体适用有色金属的冶炼要求，学习选择最优化的有色金属冶金工艺； 3.促进有色金属产品之高效、优质、低耗、环保的绿色制造理念的树立和新工艺新产品的开发。 二、课程的内容及要求 前言有色冶金基础知识 1.教学内容 （1）本课程的性质、研究对象与方法、目的、任务； （2）本课程的学习方法、授课计划、参考资料、考核要求； （3）本课程的发展及在冶金学科的地位，GB/T 13745-2009《学科分类与代码》； （4）有色冶金基础知识，金属分类及有色冶金单元过程。 2.基本要求
有色冶金学期末复习资料 I ：名词解释 铝硅比：在氧化铝生产中评价铝土矿的质量即以铝土矿中氧化铝和氧化硅的质量比为标准。 电流效率：通常以铝的实际产量在理论产量中所占的百分数。 槽电压：阳极母线至阴极母线之间的电压降，它由与电解槽并联的直流电压来指示。 熔析法除铜：是基于在低温下铜及其砷化物和锑化物在铅水中的溶解度降低的原理。 极距：指阴阳两极之间的距离。 银锌壳：锌对银具有很大的亲和力，形成的化合物比重小，熔点高，且不溶于被锌饱和的铅液中，而以固体银锌壳浮于铅面，与铅分离。 II ：解答题 1：拜耳法生产氧化铝的工艺流程及特点？ 答：直接利用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液，并用加氢氧化铝种子分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。种分母液经蒸发后返回用于熔出铝土矿。 特点：拜耳法比较简单，能耗低，产品质量高，成本低，但只限于处理较高品味的铝土矿（A/S 应大于7） 2：烧结发生产氧化铝的工艺流程及特点？ 答：烧结发是在铝土矿中配入石灰石（或石灰），纯碱（含大量碳酸钠的碳分母液），在高温下烧结而得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱溶液溶出熟料，得到铝酸钠溶液。经脱硅净化的铝酸钠溶液用碳酸化分解（向溶液中通入二氧化碳气）使溶液中的氧化铝成氢氧化铝结晶析出。碳分母液经蒸发后返回用于配制生料浆。 特点：烧结发工艺较复杂，能耗高，产品质量和成本不及拜耳法，但它可以处理低品位的铝土矿（A/S 比应大于3.5） 3为什么不能用中和水解的方法除去锌浸出液中的铜，镉，钴杂质？ 答：α+2Zn =1 10-时，锌的溶解度线是在PH=5.96.即2)(OH Zn 沉淀的PH 比铜，镉，钴的氢氧化物沉淀PH 还低，所以用中和水解净化法不能将铜，镉，钴除去。 4铝土矿高压溶出时添加石灰的作用？ 答：①消除含钛矿物的有害作用，显著提高32O Al 的溶出速度和溶出率； ②促进针铁矿转变为赤铁矿，使其中的氧化铝充分溶出，并使赤泥的沉降性能得到改善； ③活化一水硬铝石的溶出反应； ④生成水化石榴石，减少O Na 2损失，降低能耗。 5：粗铜火法精炼的目的和原理？ 答：原理：铜中多数杂质对氧的亲和力都大于铜对氧的亲和力，且杂质氧化物在铜中的溶解度很小，当空气通入铜熔体时，杂质便优先氧化被除去。 目的：①除去粗铜的部分杂质； ②为电解精炼提供优质的铜阳极。 6：铜电解精炼和铜电积两者的电极反应有什么差别？
钢铁冶金学试卷（B ） 一、名词解释题（每题3分，共18分） 1.高炉冶炼强度 2. HPS 3.高炉渣熔化性温度 1. “假象”赤铁矿的结晶结构未变，而化学成分已变为 Fe 2O 3） 2. 一般要求焦炭的反应性高，而煤粉的反应性则要低） 3. 高炉风口喷吹的煤粉，有少量是与煤气中的 CO 2反应而气化的 4. 高炉炉身上部炉墙的耐火材料一般选择使用碳砖） 5. 烧结料层的自动蓄热现象，主要是由于燃料在料层中的偏析所致） 6. 提高烧结矿碱度有助于增加烧结矿中铁酸钙矿物的含量） 7. 实现厚料层烧结工艺的重要技术措施是烧结偏析布料） 8. 对酸性氧化球团矿的焙烧效果而言，赤铁矿优于磁铁矿） 9. 原燃料中的Al 2O 3在高炉内可被少量还原而进入生铁） 10. 高炉内渣铁反应的最终结果由耦合反应的平衡常数所决定） 4.高炉的悬料 5.高炉的硫负荷 6. FINEX 炼铁工艺 X 。） 二、判断题（每题 1.5分，共30分） （对：“，错: 院係） ___________ 班级 ______________ 学号 ______________ 姓名 _____________
11.高炉炉渣的表面张力过小时，易造成渣中带铁，渣铁分离困难 12.导致高炉上部悬料的主要原因之一是“液泛现象”。 13.高炉风口前碳的燃烧反应的最终产物是C02。 14.高炉实施高压操作后，鼓风动能有增大的趋势。 15.高炉脱湿鼓风，有提高风口理论燃烧温度的作用。 16.高炉内进入间接还原区的煤气体积小于炉缸产生的煤气体积。 17.具有倒V型软熔带的高炉，其中心煤气流比边缘煤气流发达。 18.为了抑制边缘煤气流，可采取“高料线”或“倒装”的装料制度 19.高炉富氧鼓风，有助于提高喷吹煤粉的置换比。 20.目前最成熟的直接还原炼铁工艺是煤基直接还原炼铁法。 三、简答题（每题8分，共24分） 1.简述酸性氧化球团矿生产工艺，说明该类球团矿的焙烧固结机理。 2.简述风口喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响，并说明其原因。 3.画出高炉理想操作线，并说明A、B、C、D、E、P、W点的意义 四、论述题（每题14分，共28分） 1.分析高炉冶炼过程中，用CO、H2还原铁氧化物的特点。 a .画出CO、H2还原铁氧化物的平衡关系示意图（叉子曲线）； b .分别从热力学、动力学上比较CO、H2还原铁氧化物的异同 2. Ergun公式如下: P L 150 w (1 )2 (de)2 3 1.75 w2(1 ) de 3
钢铁冶金学（炼铁学部分）试卷（A ） 院(系) 班级 学号 姓名 （注：答题需在答题纸上进行，请不要在试卷上答题，否则将被扣分。） 一、名词解释题（每题3分，共18分） 1. 高炉有效容积利用系数 2. SFCA 3.煤气CO 利用率 4. 高炉的管道行程 5. 高炉的碱负荷 6. COREX 炼铁工艺 二、判断题 ( 每题 1.5分 ，共 30 分 ) （对：√，错：×。） 1. 磁铁矿的理论含铁量为70％，黑色条痕，疏松结构，较易还原。 2. 焦炭的主要质量要求是：含碳量高，反应性高，反应后强度高。 3. 高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱，可磨性指数大，燃烧性高。 4. 高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。 5. 为确保烧结矿固结强度，一般要求烧结最高温度为1350～1380℃。 6. 烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。 7. 厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。 8. 酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO 与SiO 2形成的低熔点化合物粘结。 9. 原燃料中的P 2O 5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。 10. 耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。 11. 阻止高炉内K 、Na 循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。
12. 高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO 又有CO 2，但前者含量更高。 13. 增大高炉鼓风动能的措施之一，是扩大高炉风口直径。 14. 提高风口理论燃烧温度，有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。 15. 抑制“液泛现象”，有利于改善高炉下部的透气性、透液性。 16. 矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置，但不影响其厚度。 17. 加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。 18. 与加湿鼓风不同，脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。 19. 富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量，而且可以增加高炉产量。 20. 炉衬寿命的问题，是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。 三、简答题（每题8分，共24分） 1.简述烧结矿固结机理，何种粘结相（液相）有利于改善烧结矿质量? 2.提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何，并说明其原因。 3.画出高炉理想操作线，并说明A 、B 、C 、D 、E 、P 、W 点的意义。 四、论述题 (每题14分，共28分) 1. 分析炉渣粘度对高炉冶炼过程的影响，并论述影响炉渣粘度的因素以及维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施。 2.论述降低高炉燃料比的技术措施。 a . 画出高炉能量利用图解分析的rd —C 图， 分析指出我国高炉降低燃料比的两大途径； b . 根据所学的炼铁理论和工艺知识，阐述降低高炉燃料比的具体对策。