《冶金原理》課后習題及解答

第一章

1冶金原理爭論的主要內(nèi)容包括、和O冶金動力學、冶金熱力

學、冶金溶液。

2金屬熔體指、o液態(tài)的金屬、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要根底科學，它主要是應用的理論和方法爭論提取冶

金過程，為解決有關問題、開拓—的冶金工藝、推動冶金技術的進展指明方向。物

理化學、技術、

2、依據(jù)組成熔體的主要成分的不同，一般將冶金熔體分為、、、

四種類型。金屬熔體、熔渣、熔鹽、熔硫。

3、冶金原理按具體的冶金對象分為冶金原理及冶金原理。鋼鐵、有色金屬。

4、依據(jù)熔渣在冶煉過程中的作用的不同，熔渣主要分為、、、

四種。在生產(chǎn)實踐中，必需依據(jù)各種冶煉過程的特點，合理地選擇,

使之具有符合冶煉要求的物理化學性質(zhì)。冶煉渣、精煉渣、富集渣、合成渣。熔渣。

5、熔渣是和的重要產(chǎn)物之一。金屬提煉、精煉過程。

6、熔渣是指主要由各種熔合而成的熔體。氧化物。

7、的作用在于使原料中的某些有用成分富集于爐渣中，以便在后續(xù)工序中將它們回

收利用。富集渣、

8、的作用是捕集粗金屬中雜質(zhì)元素的氧化產(chǎn)物，使之與主金屬分別。精煉渣。

9、在造銃熔煉過程中，為了使銃的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金屬在渣中的損失，要

求熔渣具有較低的、和。粘度、密度、渣-銃界面張力。

10、為了提高有價金屬的回收率、降低冶煉過程的能耗，必需使銃具有適宜的.

物理化學性質(zhì)。

11、在生產(chǎn)實踐中，必需依據(jù)各種冶煉過程的特點，合理地選擇，使之具有符

合冶煉要求的物理化學性質(zhì)。熔渣成分

12、冶金過程熱力學可以解決的問題有：1）計算給定條件下的；依據(jù)的正負推斷該條件

下反響能否自發(fā)地向進展：2）計算給定條件下的平衡常數(shù)，確定反響進展的

;3）分析影響反響的和平衡常數(shù)，為進一步提高指明努力方向。預期

方向；限度；轉化率。

13大多數(shù)有色冶金爐渣和鋼渣的主要氧化物：、、FeO、CaO、

SiO

2

14高爐渣和某些有色冶金爐渣的主要氧化物：、、CaO、Al0、

23

SiO

2

15熔鹽一一鹽的熔融態(tài)液體，通常指無機鹽的熔融體

16在高溫冶金過程中處于熔融狀態(tài)的反響介質(zhì)或反響產(chǎn)物叫冶金熔體

1、應為熔鹽有著與水溶液相像的性質(zhì)，因此熔鹽電解成為了鋁、鎂、衲、鋰等金屬唯一的或

占主導地位的生產(chǎn)方法。錯

2、對于軟化溫度低的爐渣增加燃料耗量不僅能增大爐料的溶化量，而且還能進一步提高爐子

的最高溫度。錯

3、熔銃的性質(zhì)對于有價金屬與雜質(zhì)的分別、冶煉過程的能耗等都有重要的影響。對

4、冶金熔體——在高溫冶金過程中處于熔融狀態(tài)的反響介質(zhì)或反響產(chǎn)物。對

5、金屬熔體不僅是火法冶金過程的主要產(chǎn)品，而且也是冶煉過程中多相反響的直接參與

者。如煉鋼中的很多物理過程和化學反響都是在鋼液和爐渣之間進展的。對

6、常見的熔鹽一一由堿金屬或堿土金屬的鹵化物、碳酸鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽等組成。

對

7、非金屬熔體包括：熔渣、熔鹽、熔硫?qū)?/p>

1、什么事冶金熔體？它分為幾種類型？

2、什么事富集渣？它與冶煉渣的根本區(qū)分在哪里？

3、為什么熔鹽電解是驢、鎂、鈉、鋰等金屬的唯一的或占主導地位的生產(chǎn)方法?

4、熔渣的副作用？

5、熔鹽的冶金應用？

6、熔劑在精煉中的作用？

1、我們把在火法冶金過程中處于熔融狀態(tài)的反響介質(zhì)和反響產(chǎn)物（或中間產(chǎn)品）稱為冶金熔

體。它分為①金屬熔體②熔渣③熔鹽④熔銃四種類型。

2、富集渣是冶煉過程中把品嘗低的礦通過物理化學的方法調(diào)高品嘗的方法，它是熔煉過程的

產(chǎn)物，它是顏料中的某些有用成分富集于爐渣中，以便在后續(xù)工作將它們回收利用，而冶

煉渣是以礦石或精礦為原料，以粗金屬或熔銃為冶煉產(chǎn)物的冶煉過程中生成的，其主要作

用在于集合爐料中的全部脈石、灰分及大局部雜質(zhì)，從而使其與熔融的主要冶煉產(chǎn)物分別。

3、鋁、衲、鎂、鋰等金屬都屬于負電性金屬，不能從水溶液中電解沉積出來，熔鹽電解往往

成為唯一的方法。

4、熔渣對爐襯的化學侵蝕和機械沖刷n大大縮短了爐子的使用壽命、爐渣帶走了大量熱

量=大大地增加了燃料消耗、渣中含有各種有價金屬=降低了金屬的直收率

5、①在冶金領域，熔鹽主要用于金屬及其合金的電解生產(chǎn)與精煉②熔鹽電解法廣泛應用

于鋁、鎂、鈉、鋰等輕金屬和稀土金屬的電解提取或精煉③其它的堿金屬、堿土金屬，

鈦、鋁、鋁等高熔點金屬④利用熔鹽電解法制取合金或化合物如鋁鋰合金、鉛鈣合金、

稀土鋁合金、WC、TiB等⑤某些氧化物料（如TiO、MgO）的熔鹽氯化，適合處理CaO、

22

MgO含量高的高鈦渣或金紅石⑥用作某些金屬的熔劑精煉法提純過程中的熔劑，例如，

為了降低粗鎂中的非金屬雜質(zhì)和某些金屬雜質(zhì)，承受由堿金屬和堿土金屬的氯化物、氟

化物的混合熔劑進展精煉。

6、①除去鎂中的某些雜質(zhì)②在熔融的鎂外表形成一層保護膜，將鎂與空氣隔絕防止其燃

燒。

其次章

1、三院系中的界限有低共熔線和轉熔線兩種。為了區(qū)分這兩種性質(zhì)的界限，在三元系相圖

中規(guī)定了用—箭頭表示低共熔線下降的方向，用—箭頭表示轉熔線的溫度下降方向。單、

雙。

2、渣型的選擇通常取決于熔煉時冶金爐內(nèi)要求到達的溫度。假設熔煉的溫度較高，渣型的選

擇便一些，反之渣型的選擇范圍要——些。寬；窄。

3、三元系是格外重要的冶金爐渣體系，該三元系相圖是爭論大多數(shù)有色冶金爐渣和

堿性煉鋼爐渣性的根本相圖。Cao-feo-sio2o

4、三元分散體系中可能存在的平衡共存的相屬最大為最大自由度數(shù)為—o4,3

5、在實際應用中，一般才用和來描述三元系的相平衡。平面投影

圖，等溫截面圖。

6、反映了體系在指定溫度下所處的相圖以及體系相態(tài)隨組成的變化。等溫截面圖

7、一般來說，在三元相圖中，對應于每一個都有一個子三角形。無變點

8、工業(yè)鋁電解質(zhì)主要含有、和,其中和是熔劑，

是煉鋁原料。冰晶石、氟化鋁、氧化鋁，冰晶石、氟化鋁，氧化鋁9、

是硫化銅礦造銃熔煉的產(chǎn)物，主要組成為CU2s和FeS。銅銃

10、三元分散體系的自由度數(shù)最多為______,即體系的平衡狀態(tài)打算于溫度和兩個組元的

濃度。3

11、要完整地表示三元系的狀態(tài)，必需承受三維空間圖形

12、由濃度三角形中任一頂點向?qū)呉簧渚€，則射線上全部各點含三角形其余二頂點所

表示的組元的數(shù)量比例均相等

13、用三方棱柱體表示——以濃度三角形為底面，以垂直于濃度三角形平面的縱坐標表示

______溫度。

14、在簡潔三元低共熔體系內(nèi)，液相面和固相面之間所圍的空間是由六個不同的所

構成，而不是一個整體。結晶空間

15、在冷卻析晶過程中，不斷發(fā)生液、固相之間的相變化，液相組成和固相組成也不斷改

變，但體系的是不變的總組成（即原始熔體的組成M點）

16、依據(jù)直線規(guī)章和杠桿規(guī)章，液相點、固相點和體系點在任何時刻都必需處于

一條直線上。

17、在析晶的不同階段，依據(jù)液相點或固相點的位置可以確定組成點的位置。

另一相

18、利用杠桿規(guī)章，可以計算出某一溫度系中的液相量和固相量

19、一般來說，在三元相圖中，對應于每一個無變點都有一個子三角形

20、假設原始熔體的組成落在某個子三角形內(nèi)，則液相必定在其相應的無變點（低共熔點）

完畢析晶

21、推斷界限上的溫度走向的規(guī)章連線規(guī)章

22界限上溫度降低的方向用表示箭頭

23、在濃度三角形的邊線上，箭頭由三角形頂點［化合物組成點）指向轉熔點［如，再由

轉熔點指向低共熔點

24、在濃度三角形內(nèi)部，界限上的箭頭由二元低共熔點指向或由二元轉熔點指向三

元轉熔點，再由三元轉熔點指向三元低共熔點三元低共熔點

25、三元低共熔點是所劃分的獨立三角形中溫度的最低點

26三元系中有低共熔和兩種不同性質(zhì)的界限轉熔

27、判定界限性質(zhì)的一般方法切線規(guī)章

28、用表示低共熔線上溫度降低的方向，用表示轉熔線上溫度降低的方向

單箭頭雙箭頭

29、三元相圖中的每一個無變點都對應于一個子三角形，它是由與該無變點液相平衡的

連成的三個晶相組成點

30、轉熔點不愿定是析晶過程的終點，視是否在對應的子三角形之內(nèi)而定物系點

L等溫截面圖：在確定溫度下的等溫截面與立體相圖相截，所得截面在濃度三角形上的投影。

2、結晶區(qū)：在液相面與固相面之間的空間。

3、界限：兩個液相面相交得到的空間曲線。

4、全都熔溶化合物：在熔融時所產(chǎn)生液相的組成與化合物固相的組成完全一樣的化合物。

5、溫度最高點規(guī)章：讓一界限與其相應的連線相交，所得交點既是該界限的溫度最高點，同

時也是該連線上的溫度最低點。

6、分散體系：不含氣相或氣相可以無視的體系。

7、不全都熔溶化合物：假設一個化合物被加熱至某一溫度是發(fā)生分解，形成一個液相和另一

個固相，且二者的組成皆不同不同于化合物固相的組成，則該化合物為不全都熔溶化合物。

1、假設三元系中之生成全都熔溶化合物，那么久可以將該三元系劃分成假設干個獨立的簡潔

子三元系。對

2、不全都熔溶化合物是一種不穩(wěn)定的化合物，它既可以是二元化合物，也可以是三元化合物。

對

3、C2S、CS、C3s2均為全都熔溶化合物。錯

4、當電解溫度大于960時，三氧化二鋁在電解質(zhì)中的溶解度不大。錯

5、從Fe-S二元系相圖可知，含硫量增大將導致鐵的熔點降低。對

6、在確定的溫度下，隨著含鐵量得增加，將不斷有銅鐵合金相析出；而當含鐵量確定時，隨

著溫度的降低，銅鐵合金也會從熔體中析出。對

7、相律是多相平衡中最根本的規(guī)律，其一般的規(guī)律為：f=c-0+2,其中。為組分數(shù)。錯

8、重心原理所講重心是濃度三角形的幾何重心。錯

9、在分析三元系相圖過程中，要留意：界限性質(zhì)與相應化合物的性質(zhì)沒有明顯關系。生

成不全都化合物的體系不愿定消滅轉熔線，而生成全都熔溶化合物的體系中確定之消滅低共

熔線。錯

10、在火法冶煉過程中，渣型的選擇通常取決于冶金爐內(nèi)要求到達的溫度，假設熔煉的溫度

較高，渣型的選擇范圍可窄一些。錯

1、式說明繪制三元系狀態(tài)圖的等溫截面圖的主要步驟。

2、濃度三角形的性質(zhì)有哪些？

3、簡述重心原理。

4、分析實際三元系相圖的根本步驟有哪些？

5、分析簡潔三元系中任意熔體M的冷卻結晶步驟有哪些？

1、假設繪制該體系在T4溫度下的等溫截面圖，則步驟如下：首先將圖a中除T4外的等溫

線去掉，找出T4溫度下的等溫線與界限的交點d,連接交點與界限兩邊的固相組成點構成

一個接線三角形，所圍成的區(qū)域為〔L+B+C）三項區(qū)，扇形區(qū)域AabA、CcdC分別是固相

A/B和C的液相平衡共存兩項區(qū)1L+A）、［L+B）、［L+C）區(qū)域abcdea明顯是一個單一液相區(qū),

最終去掉全部的界限，并在每個區(qū)域內(nèi)標出所存在的物相，這樣就得到了等溫截面圖。2.

濃度三角形的性質(zhì)有等含量規(guī)章、等比例規(guī)章、背向規(guī)章、直線規(guī)章、穿插位規(guī)章、共物

位規(guī)章和重心原理。

3、在濃度三角形ABC中，當由物系M、N和Q構成一物系P時，則物系P的組成點必定落

在三角形MNQ的重心位置上，這就是重心原理。

4、1）推斷化合物的性質(zhì)；

2）劃分三角形

3）確定界限的性質(zhì)

4）推斷無變點的性質(zhì)

5、1〕依據(jù)給點熔體M的組成，在濃度三角形中找出M點的位置；

2）由M點所在的等溫線，確定熔體M開頭結晶的溫度;

3)依據(jù)M點所在的初晶面，確定開頭析出的晶體組成；

4)依據(jù)M點所在的子三角形，確定冷卻結晶的終點以及干凈中遼的固相組成。

6圖為生成一個三元化合物的三元相圖，

(1)推斷三元化合物N的性質(zhì)

(2)標出界限的溫度降低方向

(3)指出無變點K、L、M的性質(zhì)，寫出它們的平衡反響：

(4)分析熔體1、2的冷卻過程

解［1)因N點不在(N)初晶面內(nèi)，故三元化合物為不全都熔溶化合物

⑵見圖

13)L點位于相應的子三角形CNB之內(nèi)，因此是低共熔點,LfC+N+B；M點位于相應的

子三角形ACN之內(nèi)，因此是低共熔點，L-A+C+N

(4)熔體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

熔體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)

試說明繪制三元系狀態(tài)圖的等溫截面的主要步驟？

答：1將平面投影圖中給定溫度以外的等溫線，溫度高于給定溫度的局部界限［f)去掉。

el

2將界限與給定溫度下的等溫線的穿插點(f)與該界限對應的二組元的組成的連接，

形成結線三角形BfC.

3去掉余下的界限(Ef,Ee,Ee)

23

4在液-固相區(qū)畫出一系列結線

5標出各相區(qū)的平衡物相

6用邊界規(guī)章檢查所繪制的等溫面圖

在進展三元系中某一熔體的冷卻過程分析時，有哪些根本規(guī)律？答：

1背向規(guī)章2杠桿規(guī)章3直線規(guī)章4連線規(guī)章

5三角形規(guī)章6重心規(guī)章7切線規(guī)章8共期規(guī)章等

分析熔體冷卻過程時

a:液相點總是沿著溫度下降的方向移動的，液相點，原始點與固相點始終在一條直線上，

且原始物系點必定在固相點與液相點之間，他們之間的質(zhì)量關系符合杠桿原理。b：

結晶終了時，液相點與固相點的變化路徑首位相連，合為一條折線。C：在

包括三元轉熔反響的冷卻結晶過程中，假設被回吸組分在析晶過程中消耗完，則剩余的液相

發(fā)生穿越所生成組元初晶區(qū)的現(xiàn)象。

8試依據(jù)氧化鈣-二氧化硅-三氧化二鋁系相圖說明組成為氧化鈣40.53二氧化硅

32.94三氧化二鋁17.23氧化鎂2,55的熔渣冷卻過程中液相及固相成分的變化。

爐渣的E=93.25%需將其重換算，使三組分（MgO計入CaO組分之內(nèi)）之和為100%,因此

WB

￡=46.20%,E=35.32%,￡=18.48%,因此，爐渣的組成點位于ACS-CAS-CS內(nèi)的。點

WcaOSI02Al203232

當組成點為0的此渣冷卻到此渣系所在的等溫線所示的溫度時，開頭析出CAS相，溫

2

度下降時不斷析出CAS相，液相沿O-O-P-E變化，在0P段析出二元共晶CS-CAS,在P

2322

點進展轉熔反響L+CS=CAS+CS,沿PZ線段析出二元共晶體CS-CAS,在E點析出三元共

3222

晶體CS-CS-CAS.而固相成分沿CAS-a-b-c-o變化

3222

7如何推斷無變點的性質(zhì)？它與化合物的性質(zhì)和界限的性質(zhì)有何關聯(lián)？假設某三元系中只

生成了全都熔溶化合物，該體系中有可能消滅轉熔點嗎？

答：在濃度三角形中，全都熔溶化合物的組成點落在自己的初晶面之內(nèi)，不全都熔溶化合物

的組成點都落在自己的初晶面之外。

依據(jù)無變點與其相對應子三角形的相對位置關系來確定該無變點的性質(zhì)，即是低共熔點還

是轉熔點。

無變點的性質(zhì)與相應化合物的性質(zhì)和界限的性質(zhì)沒有必定聯(lián)系，假設某三元系中只生產(chǎn)了

全都熔溶化合物，該體系中有可能消滅轉熔點。

第三章

1、一般來說，在發(fā)生相變時物質(zhì)的各種性質(zhì)都會發(fā)生變化，相變過程的熱效應可視為原子間

結合力變化的標志。對

2、液體的性質(zhì)和構造到底更接近于固態(tài)還是更接近于氣態(tài)，主要取決于液體的構造特點。錯

3、液態(tài)金屬與固態(tài)金屬的原子間結合力差異很小。對

4、液態(tài)金屬與熔鹽的構造一樣，均為進程有序，遠程無序。對

4、熔渣從金屬液中吸取有害雜質(zhì)硫及磷的力氣打算于渣中存在的自由CaOo對

5、溫度對不同種類的熔體的電導率的影響一樣。錯

6.構造起伏的尺寸大小與溫度有關，溫度越高，構造起伏的尺寸越大。錯

7、陰離子與陽離子間的庫倫作用力是打算溶液熱力學和構造性質(zhì)的主要因素。對

8、大多數(shù)金屬熔化后電阻減小，并且隨溫度上升而減小。錯

9、金屬在液態(tài)和固態(tài)下原子的分布答題一樣，原子間結合力相近。對

10、熔鹽熔化時的體積增加是自由體積的增加。錯

11、一般認為空穴是在作為諧振子的球狀的陰陽離子間形成的，空穴體積相當于熔融時體積

膨脹量，空穴的分布是均勻的。對

12、金屬原子與氧原子的電負性相差越大，離子鍵分數(shù)越大，氧化物離解為簡潔離子的趨勢

也越大。對

13、氧化物離解為簡潔離子的趨勢取決于氧化物中陽離子與氧離子的作用力。對

14、一般來說，場強越大則氧化物的酸性越強；場強越小則氧化物的堿性越小。錯單

鍵強度越大，氧化物的酸性越強；反之，單鍵強度越小，氧化物堿性越強。對

15、對于同一種金屬，通常其高價氧化物顯示酸性或兩性，低價氧化物表現(xiàn)為堿性。對

16、隨著溫度上升，低聚物濃度降低。錯

17、溫度對不同種類的熔體的電導率的影響一樣。錯

18、冶金熔體的構造主要取決于質(zhì)點間的交互作用能。對

19、冶金熔體的構造：指冶金熔體中各種質(zhì)點的排列狀態(tài)。對

20、熔體構造主要取決于質(zhì)點間的交互作用能。對冶金熔體的物理化學性質(zhì)與其構造親

熱相關。對

21、相對于固態(tài)和氣態(tài)，人們對液態(tài)構造，尤其是冶金熔體構造的生疏還很不夠?qū)?/p>

22、不同的冶金熔體具有明顯不同的構造和性質(zhì)對

1、典型的晶體構造有三種：、和O面心立方、體心立方、

密堆立方

2、依據(jù)氧化物對氧離子的行為，可以將它們分為、和。

酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物。

3、電荷小、半徑大、活動性較大的陽離子，爭奪氧的力氣很弱，這種陽離子稱為。

便網(wǎng)離子

4、通常熔渣的熱力學模型有、、和o分子理論模型、聚合

物模型、抱負離子溶液模型

5、馬森模型可分為和兩種。直鏈模型、支鏈模型

6、熔體構造主要取決于質(zhì)點間的交互作用能

7、金熔體的物理化學性質(zhì)與其親熱相關構造

8、通常狀況下，冶金熔體的構造和性質(zhì)更接近于其固態(tài)

9、在熔點四周液態(tài)金屬和固態(tài)金屬具有一樣的和結合鍵近似的原

子間結合力

10、原子的熱運動特性大致一樣，原子在大局部時間仍是在其平衡位（結點）四周振動，

只有少數(shù)原子從位以跳動方式移動一平衡位向另一平衡位

11、金屬熔體在過熱度不高的溫度下具有的構造準晶態(tài)

12、熔體中接近中心原子處原子根本上呈_________的分布，與晶體中的一樣〔保持了近

程序）；在稍遠處原子的分布幾乎是的有序無序

13、熔渣的氧化力氣打算于其中未與SiO或其他酸性氧化物結合的的濃度

2

自由FeO

14、熔渣從金屬液中吸取有害雜質(zhì)S及P的力氣打算于渣中存在的自由CaO；

15、只有在的狀況下，熔渣才能被視為抱負溶液稀溶液

16、可用表示陽陰離子間的作用力一一陽離子的靜電場強。z/4

C

17、酸性氧化物的陽離子靜電場強一般大于1.0xl0-i2m-2,場強越大則氧化物的酸性

__________越強

18、堿性氧化物的陽離子靜電場強一般小于0.6xl0-l2m-2,場強越小則氧化物的堿性

__________越強。

19、對于同一種金屬，通常其高價氧化物顯,而其低價氧化物顯酸

性或兩性堿性，

20、渣中陽離子及陰離子的分布顯示,消滅了有序態(tài)的離子團。微觀不均勻性

1、冶金熔體的構造：是指冶金熔體中各種質(zhì)點的排列狀態(tài)。

2、成網(wǎng)離子：電荷大、半徑小、電離勢大的陽離子，爭奪氧的力氣強。

1、熔體的聚合程度是如何表示的，它與熔體的構造有何關系？

2、簡述捷母金抱負離子溶液模型的要點。

3、簡述弗魯?shù)码x子溶液模型的要點。

1、熔體的聚合程度通常是用平衡常數(shù)表述的，平衡常數(shù)越大，其聚合程度越高，平衡常數(shù)越

小，其聚合程度越低。

2、1)熔渣完全由離子組成，包括簡潔陽離子、簡潔陰離子和簡潔陰離子；

2)熔渣中陽離子與陽離子、陰離子與陰離子的混合分別為抱負混合。

3、1)熔渣完全由離子組成，包括簡潔陽離子、簡潔陰離子和簡潔陰離子。

2)陽離子與陽離子、陰離子與陰離子的混合分別為抱負混合。

試分析Ba-O,A1-0鍵的性質(zhì)？

解：要推斷鍵的性質(zhì)，首先計標其離子鍵分數(shù)

離子鍵分數(shù)=1-exp[T/4(x-x)2]x和x分別表示金屬(或準金屬)原子積和原子的電

A0A0

負性

由教材P求3-2知x=3.44x=0.98x=1.61

600BaAl

對于Ba-0而言

離子鍵分數(shù)=l-exp[-1/4(0.98-3.44)21=l-exp(-1.626)=0.803

對于A1-0而言

'離子鍵分數(shù)=1-exp[T/4(l.61-3.44)21=l-exp(-0.837)=0.567

某礦渣成分(w/%)FeO13.3,MnO5.l.CaO38.2,MgO14.7,SiO28.1,P00.6.分別用捷

b225

姆金和弗魯?shù)卤ж撾x子溶液模型計算渣中FeO的活度

解：1捷姆金抱負溶液模型：

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

物質(zhì)的0.1860.0720.6820.3680.4080.004

量

溶液中堿性氧化物按以下反響離解為相應的金屬陽離子和氧陰離子

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

因此，個金屬陽離子的物質(zhì)的量分別為：

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

復合陰離子的生成反響為：

Si0+02-=Si04-P0+30『2P03

2242524

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

42425

熔渣中@的物質(zhì)的量為堿性氧化物離解出的"的物質(zhì)的量之和減去復和陰離子生成消耗的

02的物質(zhì)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，爐渣在FeO的濃度為a[FeO)=x(Fe2+)*x(O2)=0.142*0.428=0.016

2弗魯?shù)卤ж撊芤耗Ｐ偷碾x子摩爾分數(shù)表達式為：

xv+=vnv+/Evnxv=vn、-/￡vnv-

iiiiijijJj

式中V、V分別為第i種陽離子和第j種陰離子的電荷數(shù)

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，爐渣中FeO的活度為：x(FeO)=x(Fe2+)*xG)=0.142*0.275=0.039

為什么同一種金屬的低價氧化物呈堿性，而高價氧化物呈酸性？、

答：對于氧化物，陽離子0-Z=a,r=L4*10u)m,均為確定值，因而可用Z/dz表示陽離子與

aaa

陽離子間的作用力，稱為陽離子的靜電場，即

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

aaca

明顯，陽離子的電荷數(shù)大，半徑越小，其靜電場強越大，隨著陽離子靜電場強的增大，陽

離子與氧離子作用時的氧化力氣增加，使得Me-0鍵的共價鍵成分增長，因此氧化物離解為簡

潔離子的趨勢減小，而有利于復合粒子的形成。

金屬的焙燒嫡和溶化熱遠小于其蒸發(fā)焙和蒸發(fā)熱，這說明液態(tài)金屬在什么方面跟接近于固態(tài)

金屬，為什么？

答：應為金屬在其熱度不高的溫度下具有準晶態(tài)的構造，即熔體中接近中興原子處原子基本

上呈有序分布，與晶體中一樣，而在稍遠處原子的分布則是無序的。

試比較液態(tài)金屬與固態(tài)金屬及液態(tài)金屬與熔巖構造的異同點

答:

一樣點不同點

液態(tài)金屬一樣的結合鍵近呈有序性，遠呈無序

性

固態(tài)金屬近似的原子間結合力，遠呈有序性

原子的熱運動大致一樣

一樣點不同點

液態(tài)金屬近呈有序性，遠呈無序

熔巖性由至少兩種陰陽離子組

成的體積必需保持電中

性那樣的構造

熔巖熔化時體積增大，但離子間的距離反而減小，為什么？

答：由于熔巖熔化時的體積增加不是自由體積的增大，而是熔巖熔化時有空穴生成。熔

體的聚合程度是如何表示的？它與熔體構造有何關系？

答：承受多個四次配位陽離子所擁有的非橋氧數(shù)目來描述熔體的聚合程度，一般用符號

NBO/T來表示。四次配位陽離子通常是Si#離子。熔體的NBO/T值與其O/Si有關，O/Si較

小，其NBO/T值也越小，說明熔體中非氧橋越少，因此，熔體的混合度越高；反之，O/Si

越大，NBO/T值也越大，熔體的聚合程度越低。

NB0/T=[2n(O2-)-4n(SiQ]/n(Si，Q

第四章

1、金屬熔體的密度與其中溶解元素的種類有關，當幾種物理化學性質(zhì)相近的金屬形成金屬

熔體時，其密度具有加和性，即o

2、黏度由平緩增大到急劇增大的轉變溫度常稱為_________溫度。熔化性

3、在確定范圍內(nèi)，導電性越好，極間距離可以越大，電流效率就。越高

4、熔渣的導電率隨溫度的增加而o增大

5、當金屬熔體與沉渣接觸時，假設二者間的太大，則金屬易分散于沉渣中，造成

有價金屬的損失。界面張力

6、隨著溫度上升，外表張力o減小

7、等元素是鐵液的外表活性物質(zhì)。N、0、S

8、陽離子半徑越大，外表張力越—o大

10、電解質(zhì)對碳素材料的潤濕性能與電解質(zhì)的組成、和有關。添加劑、溫度

11、液體與固體材料間的界面張力越小，接觸角也______，液體對固體的潤濕性—.。越

小、越好

12、當時，液體對固體的潤濕性好；當時，液體對固體的潤濕性差；當

時，固體被液體完全潤濕；當時，固體完全不被液體潤濕。

13、在銅、鎮(zhèn)硫化礦的造銃熔煉過程中，共存的兩個熔體為和。熔統(tǒng)、熔渣

14、冶金熔體由其固態(tài)物質(zhì)完全轉變成均勻的液態(tài)時的溫度叫熔化溫度

15、冶金熔體在冷卻時開頭析出固相時的溫度叫凝固溫度或凝固點

16、高硅渣和高鈣渣兩種渣型都能氧化鎂和磁性氧化鐵的有害作用抑制

17、高鈣渣的熔化溫度比高硅渣______低

18、密度影響金屬與熔渣、熔統(tǒng)與熔渣、金屬與熔鹽的分別，影響金屬的回收

率

19熔融金屬的密度與原子量、原子的半徑和有關配位數(shù)

20、在層流流體中，流體是由很多相互的流體層組成的平行

21、粘度的意義是在單位速度梯度下，作用于平行的液層間單位面積上的摩擦力

22、上升溫度有利于抑制熔體中質(zhì)點流淌的能礙粘流活化能。

23、對于大多數(shù)冶金熔體，粘度與溫度的關系均遵守關系式指數(shù)

24、溫度降低時，酸性渣中質(zhì)點活動力氣漸漸變差，粘度平緩上升

25、熔銃的粘度遠熔渣的粘度，與熔融金屬和熔鹽比較接近小于

26、熔渣的電導率差異很大，取決于其中氧化物的構造

27、熔渣的電導率隨著的增加而增大堿度

28、熔銃的電導率遠熔鹽和熔渣的電導率，但明顯_____金屬熔體的電導率。高于、

低于

29、對于確定組成的熔鹽或熔渣，降低粘度有利于離子的運動，從而使電導率增

大

30、溶液中的組分在濃度梯度的作用下由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的流淌叫集中

31、在存在著濃度梯度的集中過程中，集中系數(shù)稱為互集中系數(shù)

32、溫度上升，集中系數(shù)增大

33、熔體中組元的集中系數(shù)隨著熔體粘度的增高而減小

34隨著溫度上升，外表張力減小

35、外表活性物質(zhì)在純粹狀態(tài)時的外表張力很小

1、冶金熔體的熔化溫度：是指由其固態(tài)物質(zhì)完全轉變成均勻的液態(tài)時的溫度。

2、外表活性物質(zhì)：能導致熔劑外表張力猛烈降低的物質(zhì)。

1、冶金熔體的熔化溫度與其組成無關。錯

2、熔渣的熔化性溫度打算了冶煉時所承受的溫度制度。對

3、熔體的溫度隨著溫度的上升而減小。對

4、金屬熔體的密度與其中溶解元素的種類及濃度無關。錯

5、在熔鹽電解過程中，在確定的電流密度和溫度下，極間距離起決于電解質(zhì)的導電率。對

6、酸性氧化物濃度的增加將導致熔渣的電導率下降。對

7、電導率越大，熔體的導電性越大。對

8、熔體中組分的集中系數(shù)與溫度、熔體組成及黏度無關。錯

9、質(zhì)點之間鍵的強度越大，液體的外表張力也越大。對

10、當溫度上升到臨界溫度時，汽-液相界面消逝，液體的外表張力為零。對

11、同種金屬鹵化物的外表張力從大到小的挨次是：澳化物>氯化物>氟化物。錯

12、溫度對不同種類的熔體的導電率的影響一樣。錯

13、潤濕性好，簡潔發(fā)生陽極效應。錯

14、熔渣-金屬液間的界面張力與熔渣及金屬渣的組成和溫度有關。對

1、什么是熔化溫度？什么是熔渣的熔化性溫度？

1、熔化溫度是指由其固態(tài)物質(zhì)完全轉變成均勻的液態(tài)時的溫度。熔渣的熔化性溫度是指黏度

由平緩增大到急劇增大的轉變溫度。

試利用熔渣的等粘度曲線圖(p,4-2)估量組成為1w%)Ca038.0,Si038.39,A1016.0,MgO

19b223

2.83,的高爐渣在1500度時的粘度，假設將溫度提高至1900度，此熔渣的粘度降低到多大？

解：爐渣總組成w[B)=95.22,需重換標，使組分之和為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度時n=0.7Pa.S

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

試利用加和性規(guī)章計標1400度時，組成為(wB%)：CaO35,Si0250.A120315外表張力,

并與由等外表張力曲線圖所得結果(p97圖4-23)進展比較

解：首先計標組成的摩爾數(shù)〔以100g爐渣計)

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

依據(jù)加和性規(guī)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

利用內(nèi)插法查(p4-23)得

97

6=0.42(1600度)

比較得知，1400度時黏度高于1600時。

試計標800℃鋁夜、1200℃銅液和1650℃的鐵液的黏度，有關數(shù)據(jù)見下表。

金屬熔點nAq/mpa.Eq/kj.mol-i

/℃/mpa.ss

A16601.180.149216.5

Cu10484.500.300930.6

Fe15364.950.369941.4

解：依據(jù)阿羅尼烏斯表達式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

試驗測得組成為(W%)Ca042.5、sio42.5、Mg09.5、Al05.5的熔渣在不同溫度下的黏度

B223

如下表，試求出黏度與溫度的指數(shù)方程及黏流活化能。

t/℃13001350140014501500

n/pa.s1.631.341.00.90.75

91

解;黏度與溫度及黏流活化能的關系為

n=Aqexp(En/RT)

Lnn=En/RT+LnAq

現(xiàn)計標各溫度的Lnn及(1/T)*10，,如下表，以計標的Lnn-(1/T)*10,作圖，得圖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

故黏度與溫度的指數(shù)方程為

n=6.204*103exp(103925/T)

黏流活化能為103925J.mol

承受線性回歸

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

承受指數(shù)回歸

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，指數(shù)方程為：n=l.6913*103Exp(89964/T)

高爐低鈦渣的成分(w/%):TiO2.0,CaO46.11,SiO35.73,MgO3.99,Al09.99.用毛細

b2223

法則測得渣中硫的集中系數(shù)如下表，試求硫的集中系數(shù)與溫度的關系式及集中活化能

t/℃13501400145015501550

D/nm2*s-i1.962.423.404.696.35

解：集中系數(shù)與溫度的關系

D=Aexp(-E/RT)

nn

兩邊取對數(shù)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

已題目所給表格中的數(shù)據(jù)計標LgD對(1/T)*10i作圖，可求得上式，作圖數(shù)據(jù)如下表，［Lg

n及(1/T)*101)的數(shù)據(jù)。

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

用線性回歸有

Y=a+bx

這里y=Lgka=LgAb=-E/(2.303*R)x=l/T

有a=-3.53b=-8508.06r=0.99993

集中系數(shù)與溫度的關系

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

依據(jù)CaO-Al0-SiO系熔渣的等黏度曲線〔圖4-12),分別爭論堿度為0.2和1時，增大A10

23223

含量對熔渣黏度的影響，并解釋其緣由。

解：當堿度為0.2時，即CaO/SiO=0.2時，此時等黏度曲線幾乎與SiO-Al0邊平行，增

2223

大A10含量對熔渣黏度幾乎沒有影響。

23

當CaO/SiO=1時.增大A10含量熔渣黏度減小，主要緣由是，低堿度狀況下AL,可以取代

223

硅氧陰離子中的s1+而形成硅鋁氧陰離子，即A10呈堿性。在堿度為1時，增加熔渣中A10

2323

含量，熔渣的溶化性溫度增加，粘度增加。

1、什么是熔化溫度？什么是熔渣的熔化性溫度？

解：熔化溫度是指由其固態(tài)物質(zhì)完全轉變成均勻的液態(tài)時的溫度。熔渣的熔化性溫度是指黏

度由平緩增大到急劇增大的轉變溫度。

何為外表活性物質(zhì)，哪些元素是鐵液的外表活性物質(zhì)？

解：能猛烈地降低溶劑外表張力的物質(zhì)叫外表活性物質(zhì)，外表活性物質(zhì)在純粹狀態(tài)時外表張

力很小，0、S、N是鐵液的外表活性物質(zhì)。

試驗覺察某煉鉛廠的鼓風爐爐渣中存在大量的細顆粒鉛珠，造成鉛的損失，你認為什么原因

引起的，因?qū)嵭泻未胧┙档豌U的損失？

解;當金屬熔體與熔渣接觸時，假設兩者的界面張力太小，則金屬易分散于熔渣中，造成有價

金屬的損失，只有當兩者的界面張力足夠大時，分散在熔渣中的金屬微滴才會聚攏長大，

并沉降下來，從而與熔渣分別。

造成該廠鉛損失的緣由是由于鼓風爐爐渣與鉛熔體兩者界面張力太小，實行的措施為調(diào)整爐

渣的組成。

第五章

1、在高爐冶煉及煉鋼生產(chǎn)中，高堿度渣有利于金屬液中硫和磷的脫除。對

2、一般來說，酸度小于或等于1的渣屬于堿性渣。對

3、熔渣中三氧化二鐵的含量越低，熔渣的氧化性越強。錯

4、隨著熔渣氧勢和堿度的提高以及溫度的降低，熔渣的氧化性降低。錯

5、熔渣的氧化性只與其中能供給氧的組分的含量有關。對

6、隨著CaO含量的增大，硫容快速增大。對

7、氧化渣能很好地阻隔爐氣中的氮與金屬液的作用。對

1、熔渣的堿度：是指熔渣中主要堿性氧化物含量與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質(zhì)量之和與全部堿性氧化物的氧的質(zhì)量之和。

3、氧化渣：是指能向與之接觸的金屬液供給氧，使其中的雜質(zhì)元素氧化的熔渣。

4、復原渣：能從金屬液中吸取氧、使金屬液發(fā)生脫氧過程的熔渣

1、熔渣的氧勢是熔渣氧化力氣的標志，其值越大，熔渣的氧化力氣o越強

2、一般來說，隨著溫度的上升，硫容o增大

3、熔渣的堿度或酸度表示爐渣酸堿性的相對強弱。

4、熔渣的化學性質(zhì)主要打算于其中占優(yōu)勢的氧化物所顯示的化學性質(zhì)。

5、用熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物濃度的表示熔渣的堿度或酸度相對含量

6、對于高爐渣，堿度大于1的渣是,堿度小于1的渣是堿性渣酸性渣

7、對于煉鋼渣，堿性渣的堿度約為2~3.5。

8、有色冶金中，習慣上用表示熔渣的酸堿性酸度（硅酸度）

9、在離子理論中，用渣中自由02的活度的大小作為熔渣酸堿性的o活度越大，

則熔渣的堿度越大；反之，活度越小，則熔渣的酸度越大。量度

10、熔渣可分為兩種：和氧化渣、復原渣

11、熔渣的供氧力氣或吸取氧的力氣取決于熔渣中與金屬液中的相對大小氧勢

12、當熔渣中的氧勢大于金屬液中的氧勢時，此