《冶金过程原理》求取 ⇩

第一章 金属和合金的熔化和凝固1

§1—1 金属的熔化和凝固过程1

一、金属熔化和凝固过程的某些特征1

目 录1

二、金属熔化和凝固过程的热力学3

（一）金属熔化和凝固过程平衡的相变参数3

（二）相变过程中金属的等压位随温度的变化6

二、二元合金系中的相平衡9

（一）类质同晶合金系及其中发生的相变过程9

一、合金结晶过程的某些特征9

§1—2合金的凝固及基于合金结晶规律的金属精炼过程9

（二）二元合金系的等压位11

（三）二元合金系的等压位一浓度曲线及其应用13

（四）有三相平衡存在的二元合金系15

三、金属的熔析精炼17

四、金属区熔精炼18

第二章 金属和合金的蒸发、升华和凝结22

§2—1 火法冶金中的挥发现象22

§2—2金属蒸发过程的某些特征22

一、表面蒸发过程22

一、金属的蒸气压曲线23

二、等温蒸发过程23

§2—3金属蒸发和凝结过程的热力学23

二、金属的蒸气压方程26

三、计算问题26

四、精确的P—T关系式27

五、金属的相对挥发度及与此有关的火法冶金过程29

六、金属蒸发和升华的等压位变化31

七、外压对蒸气压的影响32

八、蒸发热和蒸发熵33

九、纯金属过热蒸气凝结的热力学分析34

十、有不凝结气体存在时金属蒸气的凝结36

十一、关于金属蒸气凝结的计算问题37

§2—4合金溶液的蒸气压和沸点40

一、完全互溶的二元合金系的蒸气压和沸点与成分的关系40

（一）液相是理想溶液一蒸气相是理想气体混合物的二元系40

1． 蒸发压与成分的关系40

2． 计算问题41

3． 沸点与成分的关系42

（二）液相是非理想溶液—蒸气相是理想气体混合物的二元系43

1．蒸气压与成分构关系43

2．计算问题45

二、部分互溶的二元合金系的蒸气压和沸点与成分的关系47

3． 沸点与成分的关系47

三、完全不互溶构二元合金系的蒸气压54

§2—5合金的蒸馏过程54

一、在大气压下进行的蒸馏过程54

二、在真空下进行的蒸馏过程55

（一）金属真空蒸馏精炼和真空升华提纯的概况55

（二）真空对合金蒸馏过程所起的作用56

（三）真空蒸发的特点57

（四）真空蒸馏过程的速度58

1．金属在“分子状况下”的蒸发速度及实际的蒸发速度58

3．扩散速度方程59

2．凝结速度方程59

4． 蒸馏过程的宏观速度60

5．蒸馏时间的确定61

6． 关于蒸馏速度和蒸馏时间的计算问题62

第三章 碳酸盐的焙解65

§3—1 研究化合物生成—离解反应的意义65

§3—2生成—离解反应的热力学65

一、关于离解压和化学亲和力的概念65

二、反应的方向66

三、反应的热力学计算68

一、凝聚相分散度的影响70

§3—3影响离解压和化学亲和力的因素70

二、杂质的影向71

三、相变的影响72

第四章 氧化物的生成—离解过程73

§4—1 氧化物的生成—离解反应的热力学73

一、金属氧化物的稳定度及其衡量标准73

二、氧化物生成反应的热力学计算及各种氧化物的△Z0—T关系图74

三、分阶段进行的生成—离解反应78

（一）铁的氧化物78

（二）其他元素的氧化物83

四、氧化物分解析出金属的反应84

五、金属—氧系的态状图85

六、溶液中的生成—离解反应88

七、金属的氧化精炼95

§4—2金属氧化的动力学96

第五章 金属氧化物的还原101

§5—1概 述101

一、碳还原及氢还原101

二、金属热还原法101

§5—2金属氧化物还原反应的一般理论102

§5—3金属热还原103

一、氧化铬的铝热还原105

二、金属氧化物在真空条件下的热还原111

一、C—O系燃烧反应的热力学分析114

§5—4金属氧化物被CO及C的还原114

三、用氢还原FeCr2O4119

二、金属氧化物被CO还原的基本规律120

三、金属氧化物被固体碳还原的一般规律122

§5—5复杂体系内的还原反应124

一、结合形态的氧化物的间接还原与直接还原125

二、形成中间化合物时的还原128

三、溶液中的间接还原和直接还原129

四、被还原的金属与另一元素形成化合物132

§5—6铁氧化物还原反应的热力学分析133

一、Fe2O3的还原133

二、Fe3O4的还原134

三、FeO的还原135

§5—7铁的渗碳139

§5—8氧化锌还原的理论基础142

§5—9金属氧化物用氢还原145

一、用氢还原铁氧化物147

二、用氢还原三氧化钨148

§5—10用气体还原剂还原金属氧化物的反应机理及动力学150

第六章 硫化物的火法冶金155

§6—1概 述155

§6—2金属硫化物的热力学性质156

§6—3硫化物的氧化158

一、硫化物的氧化焙烧159

二、硫化物的硫酸化焙烧160

三、硫酸盐标准生成等压位与温度关系图的应用163

四、硫化物焙烧的动力学165

五、硫化物焙烧过程中的接触作用168

§6—4硫化物的造锍过程169

一、锍及一般造锍原理169

（一）关于锍的简介169

（二）造锍反应的一般原理170

二、硫化铜矿的造锍熔炼172

（一）铜锍的形成过程172

（二）铜铳的形成反应173

（三）铜锍的理论组成174

1．铜锍的理论组成（不考虑铜锍的熔化温度）174

2．铜锍的组成及其熔度175

（四）铜锍的次要成分181

（五）关于铜锍组成的总结183

三、锍的物理化学性质183

§6—5锍的吹炼过程188

§6—6硫化过程在火法有色冶金中的其他应用191

一、金属的硫化精炼192

二、硫化精矿的沉淀熔炼195

一、氯化过程的应用196

第七章 卤化过程196

§7—1氯化冶金196

二、金属氯化物的蒸气压及挥发性197

三、金属的氯化过程199

四、金属氧化物的氯化过程202

（一）用单体氯的氯化202

（二）添加还原剂的氯化（还原氯化）204

（三）用氯化氧及其他气态氯化剂的氯化206

（四）用固体氯化剂的氯化208

五、金属硫化物的氯化过程209

七、氯化过程的选择性211

六、氯化过程的逆反应211

八、反应物及生成物的活度对氯化过程的影响212

九、氯化过程的动力学214

十、在还原气氛中的氯化过程—离析法215

（一）食盐的分解及HCl气体的形成215

（二）氯化铜的气化216

（三）铜的离析216

§7—2氟化冶金217

§7—3碘化冶金224

第八章 羰化过程227

§8—1概 述227

§8—2羰基化合物的一般性质228

§8—3羰化物生成和分解反应的热力学229

§8—4羰化反应的动力学231

一、羰化物的生成231

二、羰化物的分解234

§8—5镍高锍的羰化法235

一羰基镍的生成235

二、羰基镍的分解237

第九章 冶金炉渣239

§9—1概 述239

一、冶金炉渣的组成240

§9—2冶金炉渣的组成及分类240

二、炉渣的酸碱度241

三、炉渣的分类245

§9—3在工业生产上对于炉渣的要求245

§9—4炉渣的平衡状态图246

一、SiO2—CaO系247

二、SiO2—FeO系249

三、SiO2—MgO系250

四、SiO2—Al2O3系251

五、FeO—MgO系251

六、CaO—Al2O3系251

七、CaO—Fe2O3系252

八、CaO—FeO—SiO2三元系253

九、CaO—SiO2—4b2O3系256

§9—5液态炉渣的结构261

一、分子理论261

二、离子理论265

§9—6炉渣的物理化学性质269

一、熔融炉渣的导电度269

二、熔融炉渣的粘度273

三、熔融炉渣的表面张力277

四、熔融炉渣的热含量280

五、炉渣的比重282

六、熔融炉渣对炉衬的腐蚀性283

七、炉渣的熔化和凝固283

§9—7黑色冶金炉渣的精炼作用284

一、炉渣的氧化作用284

二、炉渣在脱硫过程中的作用286

三、炉渣在脱磷过程中的作用288

§9—8金属在炉渣中的损失及降低损失的途径289

第十章 湿法冶金的热力学296

§10—1反应的标准等压位变化296

一、pH的作用296

三、形成络合物的作用297

二、电位的作用297

§10—2反应的平衡式298

一、固相之间的平衡298

二、液相与固相之间的平衡298

§10—3水的稳定性299

§10—4 Me一H20系电位一pH图的绘制和应用299

第十一章 矿物的浸出304

§11—1概 述304

§11—2浸出过程的热力学304

一、金银的氰化306

§11—3金属的浸出306

二、铜镍的氨浸310

§11一4金属氧化物的浸出314

一、金属氧化物的酸浸出314

（一）锌焙砂的浸出315

（二）含镍红土矿的高压酸煮法317

（三）络铁矿的酸煮法319

二、铀矿的氧化浸出319

三、还原浸出322

§11一5金属硫化物的浸出323

一、概 述323

（一）金属硫化物浸出的热力学324

1．S—H2O系324

二、金属硫化物浸出的理论基础324

2．MeS—H2O系325

（二）金属硫化物浸出的动力学328

三、金属硫化物的常压酸浸出331

（一）铜镍高锍的盐酸浸出实践332

（二）铜矿的Fe3+浸出333

（三）细菌浸出334

四、金属硫化物的高压氧浸出336

（一）影响高压氧浸出的因素336

（二）硫化物高压氧浸出的应用339

1．硫化物高压氧酸浸出339

2． 硫化物高压氧氨浸出341

五、硫化物的常玉碱浸出344

（一）碱性溶剂的种类344

（二）硫化矿常压碱浸的应用345

第十二章 浸出液的净化347

§12—1几种常用的净化方法347

§12—2离子沉淀法347

一、水解净化法347

二、硫化沉淀法354

（一）用硫化沉淀法制备镍钻精矿358

（二）用硫化法净化镍钴溶液360

一、置换原理361

§12—3置换沉淀法361

二、置换沉淀法的应用363

（一）铁屑置换法364

（二）锌粉置换法365

（三）用镍粉置换铜366

§12—4有机萃取法367

一、概 述367

二、萃取原理367

三、萃取过程及萃取剂370

四、萃取在湿法冶金中的应用374

二、离子交换过程的理论382

一、概 述382

§12—5离子交换法382

三、离子交换剂384

四、离子交换在湿法冶金中应用385

第十三章 从净化液中沉淀金属389

§13—1概 述389

§13—2高压氢还原法389

一、高压氢还原的热力学389

二、高压氢还原的动力学396

三、高压氢还原生产铜、镍、钴粉401

§13—3金属从水溶液中的电解沉积403

（一）电极反应404

一、电 解404

（二）分解电压与极化现象405

（三）水溶液的电导408

二、电极过程中的液相传质过程409

（一）关于液相传质过程的意义409

（二）电极附近的扩散传质——扩散电流410

（三）对流对扩散电流的影响412

（四）迁移电流414

（五）浓差极化方程415

三、电化学极化416

（一）极化电流密度与超电压的关系416

（二）氢的超电压419

（三）溶液组成对氢超电压的影响422

（四）氧的超电压422

四、金属电极过程——阴极过程424

（一）实现金属离子还原的可能性424

（二）电结晶425

（三）几种阳离子同时放电428

（四）均匀金属电积物对电流分布的要求431

五、金属电极过程——阳极过程434

（一）可溶性金属的阳极溶解434

（二）金属的钝化436

（一）电流效率439

六、电流效率与电能效率439

（二）电能效率化441

七、锌的水溶液电积442

（一）电解条件的分析442

（二）杂质在电解过程中的行为446

（三）槽电压的分析448

（四）电能的消耗451

八、铜的电解精炼451

（一）电极过程及极化曲线452

（二）电解时各种杂质的行为454

（三）电解条件的分析456

（四）槽电压的分析459

第十四章 熔盐物理化学463

§14—1概 述463

§14—2熔盐结构的基本概念465

一、研究熔盐结构的基本手段465

（一）x—射线衍射法465

（二）电导法465

（三）喇曼光谱法466

（四）其他方法466

二、主要的熔盐结构模型467

（一）空穴模型的基本概念467

（二）细胞模型的基本概念468

（三）各种模型与实验结果比较469

§14—3熔盐中若干重要的物理化学性质470

一、熔盐相图470

（一）单组分熔盐的熔点和沸点与结构的关系470

（二）二元系相图471

一、熔盐中其他一些重要的物理化学性质472

（一）密度472

（二）粘度473

（三）表面张力473

（一）熔盐中扩散的特征474

一、熔盐中的扩散474

§14—4熔盐中的迁移性质474

（二）扩散机理475

二、电导478

（一）电导与熔盐结构的关系479

（二）电导与温度的关系480

（三）电导与扩散系数的关系482

（四）电导与粘度的关系483

三、熔盐中的离子迁移数485

§14—5熔盐中的平衡电位487

一、熔盐中可逆电池类型及其热力学性质487

二、熔盐中的参比电极491

三、熔盐中的电位次序493

§4—6熔盐中的不可逆电极过程498

一、分解电压499

二、极化及极化的类型500

三、熔盐中电极过程的特点501

§14—7金属在熔盐中的溶解503

一、金属在熔盐中溶解的研究方法503

二、金属在熔盐中的溶解机理505

三、影响金属溶解的因素508

§14—8熔盐电解中的现象和原因509

四、金属在熔盐中的溶解平衡509

一、法拉第定律在熔盐电解中的适用性510

二、电流效率和各种影响因素512

三、阳极效应及其产生原因514

§14—9熔盐电解生产镁和铝的基本原理514

一、镁电解生产的基本原理514

（一）电解质组成选择的依据514

（二）电解质组成的化学性质515

二、铝电解生产的基本原理516

（一）NaF—AlF3体系的结构516

（二）Na3AlF6—Al2O3体系的结构517

（三）铝电解时的电极反应517