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 高炉炼铁、锡冶金、铅冶金、火法炼锌、钨冶金、钛冶金
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 第五章 还原过程
第五章还原过程 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△G-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
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 第五章 还原过程
第五章还原过程 、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。 第五章 还原过程
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第五章还原过程 2、碳还原剂的主要特点求 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 →Cu2O、PbO、NO、CoO、SnO等在标准状态下,在不太高 的温度下可被碳还原 →FeO、Zno、Cz2O3、MnO、SO2等氧化物在标准状态下,在 线与线交点温度以上可被碳还原。 →V2○5、Ta2O5、Nb2O5等难还原氧化物在标准状态下不能被碳 还原;但在高温真空条件下可被碳还原。 CaO等少数金属氧化物不能被碳还原。 反应生成物为气体,容易与产品Me分离 价廉易得。 碳易与许多金属形成碳化物
2、碳还原剂的主要特点求 • 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。 → Cu2O、PbO、NiO、CoO、SnO等在标准状态下，在不太高 的温度下可被碳还原。 → FeO、ZnO、Cr2O3、MnO、SiO2等氧化物在标准状态下，在 线与线交点温度以上可被碳还原。 → V2O5、Ta2O5、Nb2O5等难还原氧化物在标准状态下不能被碳 还原；但在高温真空条件下可被碳还原。 → CaO等少数金属氧化物不能被碳还原。 • 反应生成物为气体，容易与产品Me分离。 • 价廉易得。 • 碳易与许多金属形成碳化物。 第五章 还原过程