LA制E0FABC相G是ADTt 第五章还原过程 概述 研究还原过程的意义 金属元素在自然界很少以单质形态存在 有色金属矿物大多数是硫化物或氧化物 炼铁所用矿物及很多冶金中间产品主要是氧化物形态 钛、锆、铪等金属的冶金中间产品为氯化物 还原反应在从这些矿物提取金属的过程中起着重要作用 还原过程实例: 姐高炉炼铁、锡冶金铅治金、火法炼锌、钨治金、钛治
第五章还原过程 概述 一、研究还原过程的意义 金属元素在自然界很少以单质形态存在 有色金属矿物大多数是硫化物或氧化物 炼铁所用矿物及很多冶金中间产品主要是氧化物形态 钛、锆、铪等金属的冶金中间产品为氯化物 还原反应在从这些矿物提取金属的过程中起着重要作用 还原过程实例： 高炉炼铁、锡冶金、铅冶金、火法炼锌、钨冶金、钛冶 金
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 、还原过程分类 气体还原剂还原 用co或H2作还原剂还原金属氧化物。 固体碳还原 用固体碳作还原剂还原金属氧化物。 金属热还原 用位于△Gθ一T图下方的曲线所表示的金属作还原 剂,还原位于△G-T图上方曲线所表示的金属氧 化物(氯化物、氟化物)以制取金属 焰真空还原 在真空条件下进行的还原过程
二、还原过程分类 气体还原剂还原 用CO或H2作还原剂还原金属氧化物。 固体碳还原 用固体碳作还原剂还原金属氧化物。 金属热还原 用位于△Gθ－T 图下方的曲线所表示的金属作还原 剂，还原位于△Gθ－T 图上方曲线所表示的金属氧 化物（氯化物、氟化物）以制取金属。 真空还原 在真空条件下进行的还原过程
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 三、还原剂的选择 1、对还原剂X的基本要求 X对A的亲和势大于Me对A的亲和势。对于氧化物 >在氧势图上线应位于线之下; >Xo的分解压应小于Meo的分解压。 还原产物XA易与产出的金属分离; 还原剂不污染产品 不与金属产物形成合金或化合物 价廉易得 碳是Meo的良好还原剂
三、还原剂的选择 1、对还原剂X的基本要求 X对A的亲和势大于Me对A的亲和势。对于氧化物—— ➢ 在氧势图上线应位于线之下； ➢ XO的分解压应小于MeO的分解压。 还原产物XA易与产出的金属分离； 还原剂不污染产品—— ➢ 不与金属产物形成合金或化合物 价廉易得 ➢ 碳是MeO的良好还原剂
LA制 FRIITT OF ARC相G是ADTt U:t 绝对零度 温度/ C peop
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 2、碳还原剂的主要特点 ①碳对氧的亲和势大,且随着温度升高而增加,能还原 绝大多数金属氧化物。 ②反应生成物为气体,容易与产品Me分离。 ③价廉易得。 ④碳易与许多金属形成碳化物。 娼金
2、碳还原剂的主要特点 ①碳对氧的亲和势大，且随着温度升高而增加，能还原 绝大多数金属氧化物。 ②反应生成物为气体，容易与产品Me分离。 ③价廉易得。 ④碳易与许多金属形成碳化物
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 3、氢还原剂 在标准状态下,H可将Cu2O、Pbo、NO、CoO等还 原成金属。 在较大的下,H可将Wo3、MoO3、Feo等还原成金 属。 在适当的下,氢可还原钨、钼、铌、钽等的氯化物 4、金属还原剂 铝、钙、镁等活性金属可作为绝大部分氧化物的还 原剂 钠、钙、镁是氯化物体系最强的还原剂
3、氢还原剂 在标准状态下，H2可将Cu2O、PbO、NiO、CoO等还 原成金属。 在较大的下，H2可将WO3、MoO3、FeO等还原成金 属。 在适当的下，氢可还原钨、钼、铌、钽等的氯化物。 4、金属还原剂 铝、钙、镁等活性金属可作为绝大部分氧化物的还 原剂。 钠、钙、镁是氯化物体系最强的还原剂
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 5.1燃烧反应 火法冶金常用的燃料: 1.固体燃料 煤和焦碳,其可燃成分为C 2.气体燃料 煤气和天然气,其可燃成分主要为CO和H2 3.液体燃料 烯重油等,其可燃成分主要为CO和队
5.1 燃烧反应 火法冶金常用的燃料： 1. 固体燃料 煤和焦碳，其可燃成分为C 2. 气体燃料 煤气和天然气，其可燃成分主要为CO和H2 3. 液体燃料 重油等，其可燃成分主要为CO和H2
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 碳-氧系燃烧反应的热力学 1、碳氧系燃烧反应 碳-氧系的主要反应 碳的气化反应 在高温下向正方向进行—布多尔反应; 低温下反应向逆方向进行—歧化反应(或碳素沉积反 应)。 煤气燃烧反应:△Gθ随着温度升高而增大, 高温下Co氧化不完全。 碳的完全燃烧反应:△G<0 碳的不完全燃烧反应:△G<0
一、碳-氧系燃烧反应的热力学 1、碳-氧系燃烧反应 碳–氧系的主要反应 碳的气化反应 在高温下向正方向进行——布多尔反应； 低温下反应向逆方向进行——歧化反应（或碳素沉积反 应）。 煤气燃烧反应：△Gθ随着温度升高而增大， 高温下CO氧化不完全。 碳的完全燃烧反应： △Gθ<< 0 碳的不完全燃烧反应：△Gθ<< 0
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 2、C-O系优势区图 在影响反应平衡的变量(温度、总压、气相组成) 中,有两个是独立变量。 碳汽化反应为吸热反应,随着温度升高,其平衡常 数增大,有利于反应向生成CO的方向迁移。 在总压P总一定的条件下,气相CO%增加。 在C-O系优势区图中,平衡曲线将坐标平面划分为 二个区域: I—CO部分分解区(即碳的稳定区 Ⅱ——碳的气化区(即CO稳定区)。 娼金
2、C-O系优势区图 在影响反应平衡的变量（温度、总压、气相组成） 中，有两个是独立变量。 碳汽化反应为吸热反应，随着温度升高，其平衡常 数增大，有利于反应向生成CO的方向迁移。 在总压P总一定的条件下，气相CO%增加。 在C-O系优势区图中，平衡曲线将坐标平面划分为 二个区域： Ⅰ—— CO部分分解区（即碳的稳定区） Ⅱ—— 碳的气化区（即CO稳定区）
tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r t400℃时,%CO≈0 反应基本上不能进行;随着温度升高,%CO变化不明 显 t=400~1000℃时 随着温度升高,%CO明显增大。 t>1000℃时,%CO≈100 反应进行得很完全。 圆在高温下,有碳存在时,气相中几乎全部为CO
t 1000℃时，%CO≈100 反应进行得很完全。 在高温下，有碳存在时，气相中几乎全部为CO