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人教版初(拼音:chū)三化学下册铁的冶炼课件 金属铁冶炼的条件?

2025-02-14 17:59:27Family

金属铁冶炼的条件?钢铁,其实是两个名词——“钢”和“铁”的合称。炼钢之前先要炼铁。「铁」分为生铁和熟铁。「钢」的含碳量介于生铁和熟铁之间。「生铁」一般指含碳量在2~6.69%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含碳外,还含有硅、锰及少量的硫、磷等,它可铸不可锻

金属铁冶炼的条件?

钢铁,其实是{读:shì}两个名词——“钢”和“铁”的合称。炼钢之前先要炼铁。「铁」分为生铁和熟铁。「钢」的含碳量介于生铁和熟铁之(拼音:zhī)间。

「生铁」一般指含碳量在(练:zài)2~6.69%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含【hán】碳外,还含有硅、锰及少量的硫、磷等,它可铸不可(kě)锻。

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「熟铁」是用生铁精炼而成的比较纯的铁。含碳量在0.02%以下,又叫锻铁、纯铁。纯铁要求碳、磷、硫等杂质(繁体:質)元素含量很低,其冶《yě》炼难度较大,制造成本远大于生铁和钢。

铁的(pinyin:de)冶炼

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔【读:róng】融还原法等,其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通《拼音:tōng》过物化反应获【繁体:獲】取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作为炼钢原料。

「高炉炼铁」是现代炼铁的主要方法,钢铁生产中的重要环节。由于技术经济指标良好,工【拼音:gōng】艺简单,生产量大,劳动生产率高(读:gāo),能耗低,高炉法生产的铁占世界铁总产量的95%以上。

▲ 高(读:gāo)炉炼铁示意图

高炉是近似于圆柱形的炉(繁体:爐)子,它的外面包以钢板,内壁砌以耐火砖,整[pinyin:zhěng]个炉子建筑在很深的混凝土基础(繁体:礎)上。

高炉生产时,从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经《繁体:經》预热的空气。在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中(拼音:zhōng)的氧,从而还原得到铁(繁:鐵)。炼出的铁水从铁口放出。

铁矿石中不还原的杂质和【拼音:hé】石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出(繁体:齣),经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅(繁:鍋)炉等的燃料。

原料:铁矿石、溶剂(繁体:劑)、燃料

①铁矿(繁体:礦)石

自然开采的矿石,无论在化学成分、物理状态等各方面,都很难满足高炉冶炼的要求,必须经过破碎、筛分、选矿、造块、混匀(繁:勻)等准备处理,以品位高、成分(练:fēn)、粒度均匀(yún)稳定的状态供应高炉。

冶金工业常用的铁矿石有以{读:yǐ}下四种。

矿种(繁:種)

主要{拼音:yào}成分

理论含铁(繁:鐵)量

自然含铁tiě 量

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赤铁矿《繁澳门银河体:礦》

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70%

50%~60%

磁铁(繁体:鐵)矿

Fe3O4

72.4%

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褐铁(繁:鐵)矿

2Fe2O3·3H2O

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37%~55%

菱铁矿《繁体:礦》

FeCo3

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低(练:dī)

②溶(读:róng)剂

矿石中的脉石和燃料中的灰分,都含有一{pinyin:yī}些熔点很高(读:gāo)的化合物(如SiO2熔点为1625℃,Al2O3熔点为2050℃),它们在高炉冶炼的温度下,不能熔化成液体,因而不能使它们很好地与铁液分离,同时也使炉子的操作(读:zuò)发生困难。

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加入熔剂(繁:劑)的目的在于其与这些高熔点的化合物形成低熔点的炉渣,以便在高炉冶炼温度下完全液化,并保持相[pinyin:xiāng]当的流动性,以达到很好地与金{读:jīn}属分离之目的,保证生铁的质量。

根据熔剂的性质,可分为碱性熔剂和酸性熔剂。采用哪一种熔{读:róng}剂要根据矿石中脉石和燃料中灰分的性质来决定。由于天然矿石中脉石大多数为酸性,焦炭灰分{fēn}也都是酸性的,所以通常都使用碱性熔剂,如石灰石。酸性熔剂很少使用。

③燃(rán)料

高炉冶炼所需要的热量,主要是依靠燃料的燃烧而获得,同时燃料在燃烧过程中,还起着还原剂的作用,所以燃料《liào》是高(pinyin:gāo)炉冶炼的主要原料之一,常用的燃料主要《yào》是焦炭,还有无烟煤和半焦等。

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理化过程:高温下的还原反应 造渣反应(繁:應)

高炉冶炼的目的,就是要把铁从铁矿石中还原出来,同时去除其中所含的杂质。整个冶炼过程中,最主要的是进行铁的还原反应以及jí 造渣反应{练:yīng}。

除此之外,还伴随着其他一系列复杂的物理化学反应,如水分及挥发物的蒸发、碳酸盐的分解【拼音:jiě】、铁的碳化和熔化以及其他各种元素的还原等,而这一系列的反应,都只有在一定的温度下才能实现。因此,冶炼过程还需要有燃料(拼音:liào)的燃烧来作为必要的条件。

①燃料【练:liào】的燃烧

C+O2→CO2

②炉料的分《fēn》解

水分蒸发和结[繁体:結]晶水分解;挥发物的排除;碳酸盐的分解。

③高炉内的还原反(读:fǎn)应

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