冶金原理 2完整版
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取体系内，同样萃取条件下，两种物质分配比的比值。
、B能分离
萃取的难易程度相当
越大，二元素分离效果越好
萃取机理：通过键上的氧原子与金属盐中的金属离子生成配价键而形中性磷型萃取剂的萃取能力顺序：
、强酸（碱）性树脂和弱酸（碱）性树脂在进行离子交换时，对溶液的酸碱性有什么要
当两离子的峰位差值(VB－VA)愈大，离子分离得愈好。
当峰宽减小时，二离子也分离得愈好，同时我们还可以从淋洗曲线求得动态条件下的分配比及分离系数的值。
它的电位为
阳极中的铁会电化学溶解进入溶液，
不会在阴极被还原成金属铁。
3+，Fe3+离子可在阴极被电化学还原成
如此反复，使电流效率下降。
此外，还可能进行如下反应：
使三价铁还原为二价铁，故使阴极电流效率ηTk下降，因此，要求电解液。
粉末冶金原理第二章
比重瓶法 (Pycnometer method) ；
The volume of the pycnometer is generally about 2x10-5m-3(20ml), The following masses are measured: m0: empty pycnometer ml: pycnometer containing liquid ms: pycnometer including sample particles msl: pycnometer including sample and liquid ρl: the liquid density ρp: The particle density ；
• 粉末颗粒表现出流体性质 ，粉末越细，流动性质越
2012/2/28
明显。
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• 粉末颗粒与粉末体 • 粉末颗粒： 晶粒或多晶聚合体 • 粉末体：简称粉末，是由大量的粉末颗粒 组成的一种分散体系，其中的颗粒彼此可 以分离，或者说，粉末是由大量的颗粒及 颗粒之间的空隙所构成的集合体。
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• 二、粉末颗粒
• 1.颗粒聚集状态 • 粉末聚集状态： 单颗粒，二次颗粒。 • 单颗粒：粉末中能分开并独立存在的最小实体称
为单颗粒 。
• 二次颗粒：单颗粒以某种方式聚集就构成二次颗
粒，其中的原始颗粒就称为一次颗粒。 2012/2/28
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a
粉末体示意图 可能存在一次颗粒、二次颗粒、颗粒团 颗粒之间存在孔隙
针对不同成分，有多种方法：传统的化学滴定法、 燃烧法、溶解法、荧光分析法、能谱分析法等。 粉末氧含量测定： ● 氢损值（可被H还原氧含量测定）：用氢还原， 计算粉末还原前后的重量变化。 氢损值=（A-B）/（A-C）x 100%
冶金原理 (2)
⑥液-液相反应动力学模型
（双膜理论）
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1. 冶金热力学基础
1.1 化学反应的吉布斯自由能变化（ ΔG ） 和平衡常数K 1.2 反应自由能变化ΔG0的计算 1.3 有关活度的概念和计算
以拉乌尔定律为基准或参考态，对组分i的浓度进行校正：
Pi Pi i Ni Pi ai ( R )
0 0
3-1
已知： esC 0.11, esSi 0.063, esMn 0.026, esP 0.029, ess 0.028, esCr 0.011
2. 化合物的形成-分解 及碳、氢燃烧反应
2.1 化合物形成-分解反应的热力学原理
2.2 碳酸盐的分解反应
2.3 氧化物的形成-分解反应 2.4 可燃气体的燃烧反应 2.5 固体碳的燃烧反应
1-14. 在1873K下，与纯氧化铁渣平衡的铁液含氧量为0.23％。试计算组成 1-14 为41.93％CaO、2.74％MgO、42.58％SiO、13.39%FeO的熔渣内FeO的 活度及活度系数，已知位于此渣下铁液的平衡氧含量为0.048％。
解:
(FeO)=[O]+[Fe]
• 熔渣中（FeO）的活度的标准态为纯物质
软熔区 炉身
矿软、煤气阻 力大 直接还原/渗 碳/气化
~800℃
滴落区
炉腰
炉腹
焦下降、夹杂 渣铁液滴 非铁还原/渗 碳/气化/脱硫
间 接 还 原 带
~1000℃
直 接 还 原 带
焦碳回旋区
焦碳回旋 燃烧反应
~2000℃
炉缸区
炉缸
渣铁分层 最终渣铁反应
~1500℃ ~1400℃
高炉炼铁【还原】
炼钢任务：四脱、二去、二调整： （1）高炉中过多还原元素：Si、Mn、C （2）有害产品性能的杂质： S、P、气体（N、H） （3）氧化过程中伴生物： 引入的O、伴生夹杂物
有色冶金原理(第2版)
有色冶金原理(第2版)
色冶金学是一门较为系统而完备的工学课程，主要研究冶金产品的性能、加工
过程的技术要求及表面形貌的储存及维护等问题，在冶金工程技术和营销管理中发挥着非常重要的作用。
2001年出版的《色冶金原理（第2版）》汇集了深厚的学
术底蕴和众多丰富的实践经验，介绍了表面处理，加工技术，焊接工艺及应用技术，着力解决材料加工、表面缺陷和表面强化问题。
《色冶金原理（第2版）》结构清晰，分为上、中、下三级，共分为八章，内
容丰富，涵盖了表面处理，加工技术，接合技术，焊接工程，表面问题分类，表面性能分析，表面强化和消毒等专业领域。
除了介绍技术要领外，还详细描述了如何利用不同法理结合手段，通过表面处理获得结实耐磨的镀膜，保证冶金产品质量。
在实际工程实施方面，书中系统介绍了冶金产品性能、温度、焊点尺寸、加工条件及表面形貌标准等，具有重要的参考价值。
《色冶金原理（第2版）》是一部全面、专业的色冶金学综合教材，既适用于
高等学校冶金专业学生，也适用于大规模工况中的技术工程师，强调实践指导，能够更好地满足我国冶金技术产业的发展需求。
冶金传输原理2
1、有一水平放置的钢坯，长1.5m ，宽0.5m ，黑度0.6ε=，周围环境温度为20C ︒，试比较钢坯温度在200C ︒和1000C ︒时，钢坯上表面由于辐射和对流造成的单位面积热损失？ 解：钢坯上表面单位面积的辐射热损失200C ︒时：44202002730.6 5.671702.9/100100T E C W m ε+⎛⎫⎛⎫==⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1000C ︒时：4210002730.6 5.6789340.4/100E W m +⎛⎫=⨯⨯= ⎪⎝⎭钢坯上表面单位面积的对流热损失 定型尺寸0.5 1.512L m +== 1Tβ= 200C ︒时：定型温度2002011022w fm t t t C ++===︒ ()23.2710/24.24/Pr 0.687W m C v m s λ-=⨯⋅︒==()()()3392269.811200200.687Pr Pr 5.41011027324.2410gL Gr t vβ-⨯⨯-⨯⋅=⋅∆⋅==⨯+⨯⨯属于湍流：()()193Pr 0.15 5.410263num m N C Gr ∴=⋅=⨯⨯=()22263 3.27108.6/1um N a W m C L λ-⨯⨯===⋅︒()()28.6200201548/c w f q a t t W m =-=⨯-=1000C ︒时：定型温度10002051022w fm t t t C ++===︒ ()25.7510/79.4/Pr 0.688W m C v m s λ-=⨯⋅︒==()()()39269.8111000200.688Pr 1.41051027324.2410Gr -⨯⨯-⨯⋅==⨯+⨯⨯属于湍流：()()193Pr 0.15 1.410165.4num m N C Gr ∴=⋅=⨯⨯=()22263 3.27109.5/1a W m C -⨯⨯==⋅︒()28.61000209318.5/c q W m =⨯-=2、试估算350C ︒及82atm 下氢气通过储气瓶的漏损量？已知：气瓶直径为200mm 、长1.8m 、壁厚25mm 。
粉末冶金原理(二) 教学大纲
粉末冶金原理（二）一、课程说明课程编号：070110Z20课程名称：粉末冶金原理（二）/Powder Metallurgy Principle（二）课程类别：专业教育课程学时/学分：40/2.5先修课程：物理化学，材料科学基础，金属热处理适用专业：粉体材料科学与工程教材、教学参考书：1黄培云主编.粉末冶金原理(第二版).北京：冶金工业出版社.2008年2 R M German. Powder Metallurgy Science (second edition).19983阮建明、黄培云主编. 粉末冶金原理.北京：机械工业出版社.2012年二、课程设置的目的意义《粉末冶金原理（二）》是为粉体材料科学与工程专业设置的最重要的专业核心课程。
通过本课程的学习，使学生掌握粉末冶金技术的过程原理与粉末冶金材料的制备方法。
通过粉末冶金原理课程的学习，使学生运用所学的有关基础理论、基本知识，培养分析与解决粉末冶金材料制备过程中的实际问题的能力。
为从事粉末冶金技术研究与粉末冶金新材料的制备与新材料研制、以及相关教学、制造的能力培养打下较深厚的专业基础。
三、课程的基本要求知识：掌握各种粉末成形方式的特点、粉末压制致密化机理粉末烧结概念及烧结种类的内涵及特征，烧结热力学及动力学与烧结图概念，液相烧结种类及其特征，液相烧结过程及致密化机理及显微结构演变规律，活化烧结与强化烧结概念。
学会从粉末冶金材料性能出发选择具体的粉末成形工艺与烧结方法，建立粉末冶金材料设计的基本思维方式，形成粉末冶金材料的微观结构与性能受控于粉末（材料类型与粉末性能）和粉末加工工艺（成形+烧结）基本知识结构。
能力:通过阐述粉末冶金过程原理和粉末冶金材料的制备方法，将这些过程原理与制备方法应用于解决粉末冶金材料制备的工程问题。
运用粉末压制致密化规律及烧结过程中粉末坯件显微结构的演化规律实现对粉末冶金材料的显微结构控制，形成研制粉末冶金新材料的创新能力。
冶金原理课后习题答案ch02
第二章习题与思考题1.某金属在不同相态下氧化生成MeO的标准吉不斯自由能— 温度关系如下：2Me①+O2=2MeO(s), ΔG θ ①=-1215033.6+192.88T,J2Me②+O2=2MeO(s), ΔG θ ②=-1500800.8+429.3T,J2Me③+O2=2MeO(s), ΔG θ ③=-1248505.6+231.8T,J（1）确定Me①,Me②,Me③的相态；（2）计算Me 的熔点和沸点；（3）作自由焓—温度图。
2．试计算碳酸镁在空气中的开始离解温度和化学沸腾温度。
已知： MgO+CO2=MgCO3ΔG θ T=-110750.5+120.12T,J3.将碳酸钙置于容积为 1L的容器中加热到 1073K， 问有多少 CaCO3 离解？解答：1. 解：（1）根据斜率变化②>③>①，可知②—气相，③—液相，① —固相。
（2）熔点： q q 31 G G D = D -1215033.6+192.88T=-1248505.6+231.8TT 熔=860.2K同理，沸点： q q 2 3 G G D= D ，T 沸=1227.5K （3）略2. 解：（P 43）TG 12 . 120 5 . 110750 + - = D 27 . 6 5783 log 2 + - = Tp CO 开始离解Pa p CO 4 . 30 101325 0003 . 0 2 = ´ = 化学沸腾 Pa p CO 101325 101325 12 = ´ = 27 . 6 5783 0003 . 0 log + - = 开T T 开=590K 27 . 6 5783 1 log + - = 沸 T T 沸=922K3.解：CaO+CO 2=CaCO 3T P RT Kp RT G CO 4 . 144 170925 ln ln 2 + -= = - = D q 1073 4 . 144 170925 ln 1073 314 . 8 2 ´ + -= ´ CO P 得 P CO2=16887.8Pa因 nRT PV = ，所以3 32 10 893 . 1 1073314 . 8 10 8 . 16887 - - ´ = ´ ´ = = RT PV n CO 33 2 10 893 . 1- ´ = = CaCO CO n n m CaCO3=0.1893g。
钢铁冶金2PPT课件
4.2.3 烧结料层的废气组成及影响因素
(3)烧结料层中一般空气过剩系数较高(常为1.4～1.5)，故废 气中均含一定数量的氧。
一般来说，碳的燃烧在较低温度和氧含量较高的条件下，以 生成CO2为主；在较高温度和氧含量较低的条件下，以生成CO 为主。烧结废气中，碳的氧化物是以CO2为主，只含少量的CO。
图4－2 在烧结试验过程测得废气中的 氧气、二氧化碳和一氧化碳的变化
的氧化物、碳酸盐、硫化物的分解；
④ 燃烧带：燃料燃烧，液相熔体生成，
高温分解；
⑤ 干燥预热带：挥发，分解，氧化还原，
水分蒸发；
图4－1 烧结过程的解剖
⑥ 水分冷凝带：水汽冷凝。
1－烧结盘；2－炉篦；3－废气出口；
4－煤气点火器；5－铺底料
带式烧结机抽风烧结过程的分层性
烧结矿层
燃烧层
预热层 干燥层 湿料层 铺底料层
（1）氧通过边界层扩散到固体碳的表面； （2）氧在碳粒表面吸附； （3）吸附的氧与碳发生化学反应； （4）反应产物的解吸； （5）反应产物由碳粒表面的边界层向气相中扩散。
为了建立碳粒燃烧速率方程，假设上述五个步骤中氧向碳 粒表面的扩散和氧与碳的化学反应两步的速率最小，这样整 个反应就被（1）、（3）两个步骤控制。
在烧结精矿时(-lmm，其中-0.074mm占30％)，试验表明焦 粉粒度0.5～3mm最好；
试验和生产实践证明，焦 粉中-0.5和+3mm粒级的存 在是不利的。
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冶金原理（1）复习题
1、判断具体浸出的目的。
浸出的实质在于利用适当的溶剂使矿石、精矿和半成品中的一种或几种有价成分优先溶出，使之与脉石分离。
（指借助于溶剂从固体物料中提取可溶组分。
）
2、当用气态H2S使浸出液中的金属离子呈硫化物形态有效沉淀出来，常采取什么措施？
一是使有价金属从稀溶液中沉淀，得到硫化物富集物，以备进一步回收处理；另一是使伴生金属呈硫化物形态沉淀，使其与主要金属分离
3、如何提高浸出过程的速率？
（1）提高温度
（2）提高浸出剂浓度C O
（3）降低精矿颗粒的原始半径
（4）搅拌
4、在用形成氢氧化物分离浸出液中的金属离子时，如何判断氢氧化物生成的次序？
1当氢氧化物从含有几种阳离子价相同的多元盐溶液中沉淀时，首先开始析出的是其形成pH 最小，从而其溶解度最小的氢氧化物。
2在金属相同但其离子价不同的体系中，高价阳离子总是比低价阳离子在pH更小的溶液中形成氢氧化物，这也是由于高价金属氢氧化物比低价氢氧化物的溶解度更小的缘故。
5、对属于液固反应的浸出过程，浸出速率和哪些因素有关？
多相反应的特点是反应发生在两相界面上，反应速度常与反应物在界面处的浓度有关，同时也与反应产物在界面的浓度及性质有关，所以反应速度与反应物接近界面的速度、生成物离开界面的速度及界面反应速度有关，其中最慢的一个步骤决定整个反应速度。
在许多固液反应中，扩散常常是最慢步骤。
另外，多相反应速度还与界面的性质、界面的几何形状、界面面积以及界面上有无新相生成有关。
6、根据什么原则选择浸出剂？
1、所选浸出剂能有效分解矿物
2、在处理多金属复杂矿时，应能有效地综合回收多种金属。
3 、根据产品的数量、质量、生产规模及下一步工艺的衔接来选择最合适的浸出剂。
4 、要求流程简短，设备简单，金属收率高、产品成本低。
5 、符合劳动保护和工业卫生、环境保护等要求。
其它还有矿石的性质、浸出剂的价格及其消耗量、浸出剂的的腐蚀性及其所需的设备材料、浸出液进一步处理的难易以及浸出剂再生而循环使用的可能性。
7、萃取时，分配比、萃取率、萃取比和萃取饱和容量等参数和什么有关？
⑴空腔能的影响
⑵破坏被萃物与水的结合所需能的影响
⑶破坏被萃物与有机溶剂结合所需能的影响
8、萃取时，有机相为何通常要加稀释剂？
稀释剂—是一种惰性有机溶剂，用于改善有机相比重、粘度
书上：1改变萃取剂的浓度，以便调节与控制萃取剂的萃取能力，使之有利于元素的分离2改变萃取剂的萃取性能
3改变萃合物在有机相的溶解度
9、酸性络合萃取体系中，哪种萃取剂的萃取选择性较好？
鳌合萃取剂,此类萃取剂的选择性较好，因为只有当金属离子的大小合适时，才能形成鳌环。
10、对于离子缔合萃取体系中的胺盐萃取，不同的胺类萃取剂萃取时对溶液的酸碱性有什
么要求？
伯、仲、叔胺只能在酸性溶液中进行萃取，季铵盐可在酸性、中性、碱性溶液中萃取。
因为伯、仲、叔胺必须与强酸作用生成铵盐阳离子后才能萃取金属络阴离子，故它们必须在酸性溶液中进行萃取。
季铵盐是强碱性的，本身含有阳离子R4N+，故它与溶液pH无关，可在酸性、中性、碱性溶液中萃取。
11、在分馏萃取时，洗涤段级数和萃取段级数的变化对产品有何影响？
增加洗涤段级数，有利于提高萃取液产品纯度，但回收率会有所下降
增加萃取段级数，有利于萃余液产品纯度的提高，回收率也会有所下降。
12、萃取时，水相加入盐析剂的目的是什么？
盐析作用就是使水相金属离子更易进入有机相，从而增加被萃物在有机相的浓度，增大了D 13、在中性络合萃取时，通常外加络合剂的目的是什么？
助萃络合剂：加入后使D增加
抑萃络合剂：加入后使D下降
14、螯合萃取剂的萃取机理是什么？
萃取剂中有二种官能团：酸性官能团和配位官能团。
金属离子与酸性官能团作用置换出H+，形成一个离子键，金属离子与配位官能团形成一个配价键。
故它们和金属离子形成五元或六元环的环状螯合物而进入有机相。
15、在确定萃取工艺条件时，为何要进行单级最优化条件试验？
通过单级试验，确定萃取基本参数，通过单级萃取，可达到下列目的：
①在选择的某种条件下，通过单级萃取来进行探索性试验，考察所选萃取体系的分相性能、萃取效果，从而决定是否采用这种体系。
②在一定的萃取条件下（萃取剂浓度、料液浓度、相比、混合时间、温度等），测定基本数据：分配比D、分离系数β、萃取饱和容量、萃取比E和萃取率q。
③测定萃取剂浓度，料液酸度和浓度、相比、二相接触时间、温度等对分配比、分离系数、萃取率等的影响规律，从而选择最佳工艺条件。
进行此项实验时，可采用正交设计来安排实验。
16、什么是溶剂萃取中的分离系数？它的大小表明什么意义？
分离系数，又称分离因素，它表示了物之间可分离的难易程度，等于在同一萃取体系内，同样萃取条件下，两种物质分配比的比值。
β＜1，A难萃，B易萃，A、B能分离
β=1， A、B萃取的难易程度相当
β＞1，A易萃，B难萃，A、B能分离。