冶金原理 课后题答案
《冶金原理》课后习题和解答

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
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基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
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______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________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_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某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。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
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______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.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________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分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应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
冶金原理 课后题答案

第一章 冶金热力学基础1.基本概念:状态函数,标准态,标准生成自由能及生成焓,活度、活度系数和活度相互作用系数,分解压和分解温度,表面活性物质和表面非活性物质,电极电势和电池电动势,超电势和超电压。
2.△H 、△S 和△G 之间有何关系,它们的求算方法有什么共同点和不同点?3.化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途?试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4.化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态?如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响?5.试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同,会影响到哪些热力学函数的取值?哪些不会受到影响?6.如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小?7.试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴(半径分别为r1、r2)的蒸汽压之间的关系。
8.已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1,又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1,求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少?(-3305.36 kJ ·mol -1)9.已知炼钢温度下:(1)Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1(2)[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 (3)Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下,液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
冶金传输原理习题答案

冶金传输原理习题答案冶金传输原理习题答案冶金传输原理是冶金学中的一个重要分支,研究金属和合金在加热、冷却和变形过程中的传输规律和机制。
在学习和研究冶金传输原理时,习题是不可或缺的一部分,通过解答习题可以加深对该学科的理解和掌握。
下面将给出一些常见的冶金传输原理习题及其答案。
1. 请简述热传导的基本原理。
热传导是指物质内部由于温度差异而传递热量的过程。
其基本原理是热量从高温区传递到低温区,传递过程中热量通过物质内部的分子或电子的碰撞和传递完成。
热传导的速率与温度差、物质的导热性质和传热距离有关。
2. 什么是对流传热?请举例说明。
对流传热是指通过流体(气体或液体)的传热方式。
当物体表面与流体接触时,流体会受热膨胀,形成对流循环,将热量从高温区传递到低温区。
例如,热水器中的水受热后上升,冷水下降,形成对流循环,使整个水体均匀受热。
3. 请解释辐射传热的特点。
辐射传热是指通过电磁波的传热方式。
辐射传热不需要介质,可以在真空中传递热量。
辐射传热的特点是传热速率与温度差的四次方成正比,与物体表面特性和距离的平方成反比。
例如,太阳辐射的热量可以通过真空传递到地球上。
4. 请简述固体变形的原理。
固体变形是指固体在外力作用下发生形状和尺寸的改变。
固体变形的原理是固体内部的晶格结构发生变化,从而使整个固体发生形变。
固体变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。
弹性变形是指在外力作用下,固体发生形变后能够恢复原状;塑性变形是指在外力作用下,固体发生形变后不能恢复原状。
5. 请解释扩散的基本原理。
扩散是指物质在非均匀温度和浓度条件下的自发性传递过程。
扩散的基本原理是物质分子或原子的热运动引起的碰撞和交换。
扩散的速率与温度、浓度差、物质的扩散系数和距离有关。
扩散在冶金过程中起着重要的作用,如金属中的杂质扩散、合金的相变等都与扩散有关。
通过以上习题的解答,我们可以更加深入地理解和掌握冶金传输原理。
在实际应用中,冶金传输原理的理论和方法可以帮助我们解决金属加工和冶炼过程中的问题,提高生产效率和产品质量。
冶金传输原理-第九章-作业答案.pdf

9-3
一玻璃窗,尺寸为60mm×30mm,厚为400mm。冬天,室 内及室外温度分别为20和-20,内表面的自然对流表面传热系 数为α1=10W/(m2.℃),外表面的强迫对流表面传热系数为 α2=50W/(m2.℃),玻璃的导热系数为λ=0.78W/(m.℃)。试求 通过玻璃窗的热损失。 解:综合换热系数为: 代入数据的:K=7.99W/(m2.℃)
E = εδ bT 4 = 0.7 × 5.67 × 10 −8 × 250 4
第九章 热量传输的基本方式习题解答
第九章 热量传输 故:
第九章 热量传输的基本方式习题解答
9-5
20℃的空气掠过宽为0.5m,长为1m,表面温度 为140℃的钢板,其表面传热系数 α=25W/(m2•℃) ,此外有500W的热流量通过辐射 从表面散失。钢板厚为25mm,其导热系数为 λ=40W/(m•℃)。试求钢板内表面温度。 解:对流传热散失的热量为: Q对=α(t表-t空)A=25×(140-20)×(0.5 ×1) =1500W/m2
第九章 热量传输的基本方式习题解答
9-4
求热量传递过程的总热阻、传热系数、散热量和内 外表面温度。已知:墙厚360mm,室外温度为Tf1=10℃,室内温度为Tf2=18℃,墙的导热系数为 λ=0.612W/(m•℃),内、外壁的对流换热系数分别为 αw1=8.7W/(m2•℃) 和αw2=24.5W/(m2•℃) 。 解:
第九章 热量传输的基本方式习题解答
9-5
因为:Q导=Q对+Q辐=1500+500=2000W
解得:t内=142.5℃
第九章 热量传输的基本方式习题解答
9-6
宇宙空间可近似地看做0K的真空空间。一航天器在 太空中飞行,其外表面平均温度为250K,表面发射 率为0.7,试计算航天器单位表面上的换热量。 解:
冶金传输原理【周俐】第三章课后习题及解答

冶传第三章习题答案3-1输水管路的直径为150㎜输水量为981kN/hr 求断面平均流速。
解:由题意可知:333298110/360010009.8198110 1.57/1360010009.81(0.15)4D m s g Q u m s A Q ρπ⨯=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯= 3-2矩形风道的断面为300×400㎜2,风量为2700m 3/hr ,求断面平均流速,若出风口断面缩小为150×700㎜2,该处的平均流速多大? 解:112700 6.25/36000.12Q m s A u ===⨯ 2227007.14/36000.105Q m s A u ==⨯ 3-3已知圆管中的流速分布曲线为710⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=r y u u m ,求流速等于平均流速的点离壁面的距离c y 。
解:0171000702())49()60(m A m m r y r y u r y r dAdy u u u π-===⎰⎰ 70049()0.24260c y r r ∴=⨯ 3-4水流通过一渐缩管。
收缩前的断面为213.0m A =,平均流速为s m v /8.11=,压强kPa P 1171=,收缩后的断面为2215.0m A =,高程增加为m z 6=∆,不计损失,求收缩后的压强P 2。
解:2211122222r r P u P u g grz rz ++=++又1221u A u A =1122 1.80.3 3.6/0.15u A m s A u ⨯∴=== 322210009.811000611710(1.8 3.6)253.28100053.3aP Pa kP ∴=-⨯⨯+⨯+⨯-⨯= 3-5已知圆管中空气的流速分布曲线公式为:70701r u u r ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭=-,0r 为圆管半径,u 为半径r 处的流速,u 0为轴心流速,若空气密度为1.2kg/m3,毕托管在轴心点量得动压为5㎜H 2O 柱,圆管半径m r 25.00=,求管内通过的流量。
粉末冶金原理 答案

1.为什么要控制松装密度:2.如何提高粉末的p松和流动性:松装密度高的粉末流动性也好,方法:粒度粗、形状规则、粒度组成用粗+细适当比例、表面状态光滑、无孔或少孔隙3.粉末颗粒有哪几种聚集形式,他们之间的区别在哪里:1、一次颗粒,二次颗粒(聚合体或聚集颗粒),团粒,絮凝体 2,通过聚集方式得到的二次颗粒被称为聚合体或聚集颗粒;团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的,其结合强度不大,用磨研、擦碎等方法或在液体介质中就容易被分散成更小的团粒或单颗粒;絮凝体是在粉末悬浮液中,由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒4.雾化法可生产哪些金属粉末:常用于:铁、钢(低合金、高合金、不锈钢等), Cu、Al及其合金, Pb、Sn, Superalloy, Ti合金等.5.雾化法制取金属粉末有哪些优点,简述雾化法和气体雾化法的基本原理:优点:①易合金化—可制得预合金粉末(因需熔化), 但完全预合金化后, 又易使压缩性下降. 一般采用部分预合金.②在一定程度上, 粒度、形状易控制. ③化学成分均匀、偏析小, 且化学成分较还原粉为纯. ④生产规模大(2)都属于二流雾化法,即利用高速气流或高压水击碎金属液流,破坏金属原子间的键合力,从而制取粉末6.影响电解铜粉粒度的因素有哪些:(1)电解液的组成1)金属离子浓度的影响。
2)酸度(或H+浓度)的影响;3)添加剂的影响(2)电解条件1)电流密度的影响;2)电解液温度的影响;3)电解时搅拌的影响;4)刷粉周期的影响;5)关于放置不溶性阳极和采用水内冷阴极问题7.电解法可生产哪些金属粉末,为什么:、1)水溶液电解法:可生产铜、镍、铁、银、锡、铅,铬、锰等金属粉末,在一定条件下可使几种元素同时沉积而制得Fe-Ni、Fe-Cu等合金粉末。
(2)熔盐电解法:可以制取Ti、Zr、Ta、Nb、Th、U、Be等纯金属粉末,也可以制取如Ta-Nb等合金粉末以及各种难熔化合物(5如碳化物、硼化物和硅化物等)8.欲得细W粉,应如何控制各种因素:(1) 采用两阶段还原法,并控制WO2的粒度细;(2)减少WO3的含水量和杂质含量;(3)H2入炉前应充分干燥脱水以减少炉内水蒸气的浓度;(4)还原,从而可得细W粉);(5)采用顺流通H2法;(6)减小炉子加热带的温度梯度;(7)减小推舟速度和舟中料层的厚度;(8)WO3中混入添加剂(如重铬酸氨的水溶液)9.简述侧压力及其侧压系数:10.压制压力分配:压制压力分配:①使粉末产生位移、变形和克服粉末的内摩擦(粉末颗粒间的) —净压力P1;②用来克服粉末颗粒与模壁之间外摩擦的力—压力损失P2 .总压力为净压力与压力损失之和:压力降原因:粉末与模壁之间的摩擦力随压制压力而增减,在压坯高度上产生压力降压力分布不均匀的原因:由于粉末颗粒之间的内摩擦、粉末颗粒与模壁之间的外摩擦等因素影响, 压力不能均匀地全部传递, 传到模壁的压力始终小于压制压力.11.压坯中密度分布不均匀的状况及其产生的原因是什么?如何改善密度分布?密度分布不均匀的状况:一般,高度方向和横断面上都不均匀. ①平均密度从高而低降低.②靠近上模冲的边缘部分压坯密度最大; 靠近模底的边缘部分压坯密度最小.③当H/D(高径比)较大时,则上端中心的密度反而可能小于下端中心的密度. 产生的原因:压力损失改善压坯密度不均匀的措施:①在不影响压坯性能前提下, 充分润滑; ②采用双向压制; ③采用带摩擦芯杆的压模; ④采用浮动模; ⑤对于复杂形状采用组合模冲, 并且使各个模冲的压缩比相等; ⑥改善粉末压制性(压缩性、成形性)—还原退火;⑦改进模具构造或适当变更压坯形状 . ⑧提高模具型腔表面硬度和光洁度. HRC58~63,粗糙度9级以上.12.压坯可分为哪几类?压坯形状设计一般原则是什么?压坯形状分类①Ⅰ型柱状、筒状、板状等最简单形状压坯,如,汽车气泵转子.模具由阴模、一个上模冲、一个下模冲及芯棒等组成.②Ⅱ型端部有外凸缘或内凸缘的一类压坯; 如汽车转向离合器导承.模具由阴模、一个上模冲、两个下模冲及芯棒等组成.③Ⅲ型上、下端面都有两个台阶面的一类压坯,如汽车变速器毂.模具由阴模、两个上模冲、两个下模冲及芯棒等组成.④Ⅳ型下端面有三个台阶面的一类压坯,如汽车发动机的带轮毂.模具由阴模、一个上模冲、三个下模冲及芯棒等组成.⑤Ⅴ型上端面有两个台阶面、下端面有三个台阶面的一类压坯,如汽车的变速器齿毂.模具由阴模、两个上模冲、三个下模冲及芯棒等组成. 当压坯外凸缘的径向尺寸小时, 可用带台阴模成形的话, 则可压制成形下部有四个台阶面的压坯.13.什么是弹性后效?它对压坯有何影响?弹性后效:在去除P压后,压坯所产生的胀大现象。
《冶金原理》课后习题及解答

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
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基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
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______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________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_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某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。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
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______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.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________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分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应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
冶金传输原理【周俐】第六章课后习题及解答

第六章 可压缩气体的流动例6-1 空气缸中的绝对压强40,/700020==t m kN p ℃,通过一喉部直径mm d 25=的拉瓦喷管向大气中喷射,大气压强22/1.98m kN P =,求:(1) 质量流量G ;(2) 喷管出口断面直径d 2; (3) 喷管出口的马赫数M 2。
解:由于02528.0P P <,喷管喉部可达到音速,由已知喉部条件,决定质量流量。
(1)33000/793.731328710700m kg RT p =⨯⨯==ρ由公式(6-19)()00112ρKp K A G K C +⎪⎭⎫ ⎝⎛+=792.7107004.14.22105.243342⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=-πs kg /785.0=(2)由公式(6-19)计算喷管出口断面直径:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-K K Kp P p P p K Kd G 10220200221124ρπ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-KK K p P p P p K KGd 10220200221124ρπ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=286.043.137001.9817001.98792.7107007785.04π3100037.1-⨯=mm m d 7.310317.02==(3)37143.010202/914.17001.98792.7m kg p P K=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρρ s m p K a /268914.1101.984.13222=⨯⨯==ρs m A G V /5201017.3914.1785.0442222=⨯⨯⨯⨯==-πρ 914.1268520222===a V M 例6-2 空气(K=1.4,R=287J/kg ·k )在400K 条件下以声速流动,试确定:(1)气流速度;(2)对应的滞止音速;(3)对应的最大可能速度;(4)滞止焓;(5)克罗克数max V V C r =。
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第一章 冶金热力学基础1.基本概念:状态函数,标准态,标准生成自由能及生成焓,活度、活度系数和活度相互作用系数,分解压和分解温度,表面活性物质和表面非活性物质,电极电势和电池电动势,超电势和超电压。
2.△H 、△S 和△G 之间有何关系,它们的求算方法有什么共同点和不同点?3.化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途?试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4.化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态?如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响?5.试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同,会影响到哪些热力学函数的取值?哪些不会受到影响?6.如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小?7.试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴(半径分别为r1、r2)的蒸汽压之间的关系。
8.已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1,又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1,求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少?(-3305.36 kJ ·mol -1)9.已知炼钢温度下:(1)Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1(2)[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 (3)Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下,液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
(-40.2 kJ ·mol -1) 10.ZrN 是很好的高温材料,通氮气于灼热的ZrI 2可得到ZrN ,反应式为: ZrI 2(S)+1/2N 2(g)=ZrN (S)+I 2(g)已知:C P,I2=37.40+0.569×10-3T, J ·K -1·g -1C P,N2=27.87+4.27×10-3T, J·K-1·g-1C P,ZrI2=91.97+7.774×10-3T, J·K-1·g-1C P,ZrN=58.58+7.029×10-3T, J·K-1·g-1试用基尔霍夫公式计算该反应的ΔH°-T关系式。
11.25℃,以空气助燃,查找相关数据,求CO燃烧后火焰的理论温度(物质的C P=f(T)可取二项式)(2626K)12.1kg的铁水在101325Pa和熔点1536℃下凝结成固态铁,试求此过程的W、Q、ΔH、ΔG、ΔS。
已知铁水的凝固热为274 J·g-1。
(0kJ,-274 kJ,-274kJ·kg-1, -151.46kJ·kg-1)13.Si、Ti、V、Cr等金属被合金化到不锈钢中,试问下不锈钢中有哪些碳化物存在?为什么(设过程处于标准状态下)?已知:3Cr+2C=Cr3C2ΔG1°= -87030-16.74T, J·mol-1Si+C=SiC ΔG2°= -54430+6.95T, J·mol-1V+C=VC ΔG3° = -83680+6.69T, J·mol-1Ti+C=TiC ΔG4°= -188280+11.72T, J·mol-114.求反应[Si]+2[O]+2CaO(S)=Ca2SiO4(S)的ΔG°-T关系。
15.试查找相关热力学数据,判断CuO 、Cu2O、FeO和CuS的相对稳定性。
第二章相图基础1.基本概念:相,组元,独立组元,自由度,物系点,液相线,液相面,固相线,共晶线,共晶点,包晶点,开始凝固和凝固终了温度,固熔点,同分熔熔点化合物,异分熔融化合物,等温线,等温截面。
2.试述等含量规则、等比例规则和背向规则。
3.在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点,并说明其变化规律。
X : A 10% , B 70% , C 20% ;Y : A 10% , B 20% , C 70% ;Z : A 70% , B 20% , C 10% ;若将 3kg X 熔体与 2kg Y 熔体和 5kg Z 熔体混合,试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。
4.利用CaO—SiO2系相图(图3-7),叙述SiO2为10%,30%的体系,在冷却过程中相成分的变化。
5.说明图中1、2、3点的冷却过程。
6.冶炼温度为1550℃,要求炉渣的熔点要低于1400℃,如果选择的炉渣体系为CaO-SiO2-Al2O3,试画出可选的炉渣成分范围。
7.炉渣碱度为%CaO/%SiO2=2,在 1600℃下,当渣中含58%FeO时,炉渣是否全部处于液态?如果炉渣碱度不变,因脱碳反应使渣中FeO含量降至20%时,在此温度下炉渣是否有固相析出?固相组成和含量是多少?8.下图为Zn-Pb相图,试回答:(1)如何处理含Pb2%的粗锌,以除去其中的杂质铅?理论上温度最低可降低到多少度?除Pb最低可达到什么限度?(2)将熔体缓慢冷却,使其中杂质析出的方法叫熔析精炼,含2%Pb的粗锌1000kg在430℃经熔析精炼后,能得到多少锌?其中含有多少Pb?析出的粗Pb中还有多少Zn?(989.6kg,9.896kg,0.312kg)9.分析Bi-Sb相图:(1)20%Sb的合金在何温度开始融化?在合温度完全熔化?(2)60%Sb的合金在300g冷却到何温度开始凝固?刚刚凝固出的固相温度是多少?冷至500℃时,共存的相的量各是多少?各相中的Bi和Sb各是多少?第三章冶金过程动力学基础1. 冶金过程的动力学一般有哪些基本环节,不同环节的影响因素又有哪些?2. 试述化学反应等温式,并说明为何在冶金中广泛使用表观化学反应级数、表观反应速度常数和表观化学反应活化能的概念。
3. 试述确定反应限制性环节对动力学研究的意义。
4. “冶金反应动力学问题主要是传质问题”,这个说法对吗?你怎样理解?5. 铁精矿球团在 1123 K 用 CO 还原。
通过减重法测得还原深度R与还原时间t 的关系如下表:t /min 10 20 30 40 50 60 70R /% 12 23 32 40 46 52 59试判断还原反应的速率限制步骤。
6. 在某一温度下,实验一水溶液中沉淀过程的沉淀率r与沉淀时间t的关系如下:t /min 10 20 30 40 50 60 70r /% 0.4 6.5 27.0 63.2 92.3 99.0 100试求此沉淀过程的动力学方程,并初步判断其成核机理。
7.使用 7.11 mol/L 的硫酸浸出钛铁矿。
铁的浸出率R 与浸出时间t 的关系如下表所示。
试判断浸出反应的速率限制步骤,并计算浸出反应的活化能。
T / °C t / min20 30 40 50 60 70 8095 9.40 13.31 17.80 21.91 25.55 30.01 33.78100 10.79 16.77 23.43 28.13 31.00 36.29 40.54 105 12.50 19.85 26.25 31.87 38.14 41.68 45.74 110 15.41 23.14 29.77 35.86 42.06 47.71 52.60 118 19.84 31.08 40.24 47.17 55.55 60.57 65.118.试绘出完整的气 / 固反应模型示意图(固相有一个产物层和一个未反应核),说明反应包括哪几个环节,写出各环节分别为速率限制步骤时的速率方程。
9.液相A、B之间发生反应,在 A 相强烈搅拌的条件下, A 的传质速度足够快而不成为速率限制步骤。
试利用双膜理论模型推导反应的动力学方程。
(提示:反应受界面化学反应及B 相的扩散步骤控制,可设各相中的物质浓度,用符号表示)10.某片状矿物呈现强烈的各向异性,在浸出时浸出反应只在如图的环面上进行,而上下两平面呈惰性。
假定浸出反应受化学反应步骤控制,试导出浸出反应的动力学方程。
液/固反应的动力学环节有哪些?如何改善反应的动力学条件?第四章冶金熔体1. 什么是冶金熔体?它分为几种类型?2. 何为熔渣?简述熔渣成分的主要来源及冶炼渣和精炼渣的主要作用。
3. 试说明熔盐在冶金中的主要应用。
4. 熔锍的主要成分是什么?5. 如何判断离子熔体中阳离子与阴离子间作用力的大小?6. 为什么对于同一种金属,其低价氧化物呈碱性而高价氧化物呈酸性?7. 金属的熔化熵和熔化热远小于其蒸发熵和蒸发热,这说明液态金属在什么方面更接近于固态金属?为什么?8. 试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。
9. 简述熔渣结构的聚合物理论。
其核心内容是什么?10. 熔盐熔化时体积增大,但离子间的距离反而减小,为什么?11. 试利用熔渣的等粘度曲线图估计组成为38.00%CaO、38.39% SiO2、16.00% A12O3、2.83%MgO 的高炉渣在1400 ° C时的粘度,如果将温度提高到1500 ° C,熔渣的粘度降低到多大?12. 试利用加和性规则计算组成为35%CaO、50%SiO2、15%A12O3的高炉渣的表面张力。
13. 利用 CaO - SiO2 - FeO 系熔渣的等密度曲线图说明CaO 含量一定时FeO 含量对熔渣密度的影响。
14. 实验测得组成为 42.5%CaO,42.5%SiO2,9.5%MgO,5.5% A12O3的熔渣在不同温度下的粘度如下:t / ° C 1500 1450 1400 1350 1300 粘度 /0.1Pa · s 7.5 9.1 10.9 13.4 16.3试求出粘度与温度的指数方程及粘流活化能。
15.高炉低钛渣的成分为:2%TiO2,46.11%CaO,35.73%SiO2,3.99%MgO, 9.99% A12O3。
用毛细管法测得渣中硫的扩散系数如下表,试求扩散系数与温度的关系式。
t / ° C 1350 1400 1450 1500 1550 D/10-9 m 2 · s-1 1.69 2.42 3.40 4.69 6.3516. 试用离子理论观点说明熔渣的温度及碱度对熔渣的粘度、表面张力、氧化能力及组元活度的影响。