冶金原理课后习题及解答1-4.doc
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1、-第一章1 冶金原理研究的主要内容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。2 金属熔体指液态的金属、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_物理化学、_的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_技术_问题、开拓_新_的冶金工艺、推进冶金技术的开展指明方向。、2、 根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为_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_钢铁_冶金原理及_有色金属_冶金原理。4、 根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为_冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣_四种。在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_熔渣_,使之具有符
2、合冶炼要求的物理化学性质。5、 熔渣是_金属提炼_和_精炼过程_的重要产物之一。6、 熔渣是指主要由各种_氧化物_熔合而成的熔体。7、 _富集渣_的作用在于使原料中的*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。8、 _精炼渣_的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属别离。9、 在造锍熔炼过程中,为了使锍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粘度、密度、渣-锍界面*力。10、 为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有适宜的物理化学性质。11、 在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_熔渣成分_,使之具有符合冶
3、炼要求的物理化学性质。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;根据的正负判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、SiO214 高炉渣和*些有色冶金炉渣的主要氧化物:CaO、Al2O3、SiO215 熔盐盐的熔融态液体,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似的性质,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
4、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、 熔锍的性质对于有价金属与杂质的别离、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加者。如炼钢中的许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别在哪
5、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。它分为金属熔体熔渣熔盐熔锍四种类型。2、 富集渣是冶炼过程中把品味低的矿通过物理化学的方法调高品味的方法,它是熔炼过程的产物,它是颜料中的*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,以粗金属或熔锍为冶炼产物的冶炼过程中生成的,其主要作用在于聚集炉料中的全部脉石、灰分及大局部杂质,从而使其与熔融的主要冶炼产物别离。3、 铝、衲、
6、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、 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其它的碱金属、碱土金属,钛、铌、钽等高熔点金属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、TiB2等*些氧化物料如TiO2、MgO的熔盐氯化,适合处理CaO、MgO含量高的高钛渣或金红石用作*些金属的熔剂精炼法提纯过程中的
7、熔剂,例如,为了降低粗镁中的非金属杂质和*些金属杂质,采用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、 除去镁中的*些杂质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。第二章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。如果熔炼的温度较高,渣型的选择便_一些,反之渣型的选择范围要_一些。宽;窄。3、_三元系是十分重要的冶金炉渣体系,该三元系相图是研究大多数有色冶金炉渣和碱性炼钢炉渣性的根本相图。Cao-
8、feo-sio2。4、三元凝聚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_。4,35、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、_是硫化铜矿造锍熔炼的产物,主要组成为CU2S和FeS。铜锍10、三元凝聚体系的自由度数最多为_,即体系的平衡状态决定于温度和两个组元的浓度。 311、要完整地表示三元系
9、的状态,必须采用_ 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,则射线上所有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、在简单三元低共熔体系内,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、按照直线规则和杠杆规则,液相点、固相点和体系点在任何时刻都必须处于_ 一条直线上。17、在析晶的不同阶段,根据液相点或固相点的位置可
10、以确定_组成点的位置。另一相18、利用杠杆规则,可以计算出*一温度下体系中的_ 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、如果原始熔体的组成落在*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、判断界限上的温度走向的规则_ 连线规则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
11、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_ 切线规则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、转熔点不一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1.等温截面图:在一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、一致熔融化合物: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。
12、5、温度最高点规则: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、凝聚体系:不含气相或气相可以忽略的体系。7、不一致熔融化合物:如果一个化合物被加热至*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,则该化合物为不一致熔融化合物。1、如果三元系中之生成一致熔融化合物,则久可以将该三元系划分成假设干个独立的简单子三元系。对2、不一致熔融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均为一致熔融化合物。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
13、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、在一定的温度下,随着含铁量得增加,将不断有铜铁合金相析出;而当含铁量一定时,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-+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,要注意:界限性质与相应化合物的性质没有明显关系。生成不一致化合物的体系不一定出现转熔线,而生成一致熔融化合物的体系中一定之出现低共熔线。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,如果熔炼的温度较高,渣型的选择范围可窄一些。错1
14、、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、分析复杂三元系中任意熔体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L+A、L+B、L+C区域abcdea显然是一个单一液相区,最后去掉所有的界限,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
15、.浓度三角形的性质有等含量规则、等比例规则、背向规则、直线规则、穿插位规则、共轭位规则和重心原理。3、在浓度三角形ABC中,当由物系M、N和Q构成一新物系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判断化合物的性质; 2划分三角形 3确定界限的性质 4判断无变点的性质5、1根据给点熔体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开场结晶的温度; 3根据M点所在的初晶面,确定开场析出的晶体组成; 4根据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)判断三元化合物N的性质(2)
16、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,故三元化合物为不一致熔融化合物2见图3L点位于相应的子三角形B之内,因此是低共熔点,LC+N+B;M点位于相应的子三角形A之内,因此是低共熔点,LA+C+N(4)熔体1,液相:1(LN,f=2)g(tC+N,f=1)L(LC+N+B),固相:N(N+C)d(A+N+C)1熔体2,液相:2L+B,f=2C1(LA+B,f=1)k(L+AV+B,f=0) (LN+B,f=1)L(LC+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
17、度以外的等温线,温度高于给定温度的局部界限fe1去掉。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,Ee2,Ee34在液-固相区画出一系列结线5标出各相区的平衡物相6用边界规则检查所绘制的等温面图在进展三元系中*一熔体的冷却过程分析时,有哪些根本规律.答:1背向规则 2杠杆规则 3直线规则 4连线规则5 三角形规则 6重心规则 7切线规则 8共轭规则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
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