文档介绍：、锆、铪等金属的冶金中间产品为***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……一、。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G-T图上方曲线所表示的金属氧化物(***化物、***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、、还原反应进行的热力学条件金属化合物还原过程通式: MeA+X=Me+XA (反应9-1) MeA——待还原的原料(A=O、Cl、F等); Me——还原产品(金属、合金等); X——还原剂(C、CO、H2、Me); XA——还原剂的化合物(CO、CO2、H2O、MeA)反应(9-1)的吉布斯自由能变化为: (式9-1)、在标准状态下还原反应进行的热力学条件在标准状态下——◆当MeA、X、XA、Me为凝聚态时,均为稳定晶形的纯物质;◆当MeA、X、XA、Me为气态时,则其分压为P。◆反应9-1进行的热力学条件为:***队哮描郊挨辉梭洗怜国摊奏浊瓦稀捡漆鉴骆尉冶金原理冶金原理在标准状态下,在氧势图(或***势图等)中位置低于MeA的元素才能作为还原剂将MeA还原。在标准状态下,MeA的分解压必须大于MeX的分解压,即:、在非标准状态下还原反应进行的热力学条件 1)降低生成物活度aXA、aMe◆当生成物XA不是纯物质,而是处于某种溶液(熔体)中或形成另一复杂化合物时,其活度小于1,对反应有利。加入熔剂使XA造渣有利于还原过程。◆当生成物XA或Me为气态时,降低生成物的分压,对还原反应有利。当在真空条件下生产金属铌时,则理论起始温度将大幅度降低。NbO(s)+Nb2C(s)=3Nb+CO(g)◆当生成物Me处于合金状态,其活度小于1,对还原反应有利。用碳还原SiO2时,当产物为单质硅时,起始温度为1934K;而当产物为45%Si的硅铁合金时,起始温度为1867K。2)降低反应物(MeA、X)的活度 对还原反应不利◆当反应物MeA及还原剂X处于溶液状态,或以复杂化合物形态存在时,不利于还原反应。◆当还原剂X为气体,其分压小于P时,不利于还原反应。、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。、碳还原剂的主要特点◆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。