文档介绍：冶金物理化学
熔渣
东北大学材料与冶金学院
Molten Slag
冶金物理化学
高温冶金过程多数在熔融的反应介质中进行,
—如炼钢、铝电解、粗铜的火法精炼等
 在很多冶炼过程中,产物或中间产品为熔融状态物质,
—如高炉炼铁、硫化铜精矿的造锍熔炼、铅烧结块的鼓风炉熔炼等。
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
冶金熔体:在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物。
 冶金熔体分类——根据组成熔体的主要成分的不同:
金属熔体:
非金属熔体: 熔渣、熔盐、熔锍。
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。
熔渣是一种非常复杂的多组分体系:
如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3
除氧化物外,炉渣还可能含有少量其它类型的化合物甚至金属。
如氟化物(CaF2)、氯化物(NaCl)、硫化物(CaS、MnS) 、硫酸盐等。
熔渣是火法冶金过程产物
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
通常由五、六种或更多的氧化物组成。
含量最多的氧化物通常只有三种,其总含量可达80%以上。
  多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物是:
CaO、SiO2 、FeO
高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物为:
CaO、SiO2 、Al2O3
常含有其他化合物,如氟化物、硫化物等。
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
熔渣主要来源:
矿石或精矿中的脉石:
如高炉冶炼:Al2O3、CaO、SiO2等
为满足冶炼过程需要而加入的熔剂:
如CaO、SiO2、CaF等
冶炼过程中金属或化合物(如硫化物)的氧化产物:
如炼钢:FeO、Fe2O3、MnO、TiO2、P2O5等
造锍熔炼:FeO、Fe3O4等。
被熔融金属或熔渣侵蚀和冲刷下来的炉衬材料:
如碱性炉渣炼钢时,MgO主要来自镁砂炉衬
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
熔渣主要作用:
不同的熔渣所起的作用不一样。
1、冶炼渣(熔炼渣)
在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为冶炼产物的熔炼过程中。
主要作用:汇集炉料(矿石或精矿、燃料、熔剂等)中的全部脉石成分、灰分以及大部分杂质,使其与冶炼产物(金属、熔锍等)分离。
高炉炼铁:脉石成分与燃料的灰份以及熔剂(石灰石、白云石、硅石等)反应,形成炉渣,从而与金属铁分离。
造锍熔炼:铜、镍的硫化物与炉料中铁的的硫化物熔融在一起,形成熔锍;铁的氧化物则与造渣熔剂SiO2及其他脉石成分形成熔渣。
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
2、精炼渣
是粗金属精炼过程的产物。
主要作用——捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
例如,炼钢时,加入的造渣熔剂,与原料中杂质元素的氧化产物融合成炉渣,除硫、磷,吸收非金属夹杂。
3、富集渣
作用——使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便回收利用。
例如,钛铁矿先在电炉中经还原熔炼得到高钛渣,再进一步提取钛。
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
4、合成渣
是指由为达到一定的冶炼目的、按一定成分预先配制的渣料熔合而成的炉渣。
如电渣重熔渣、铸钢保护渣、钢液炉外精炼渣等。
这类炉渣的作用差别很大。
一、基本概念
§ 1 熔渣理论及模型
熔渣主要作用:
积极:
减少金属的热损失;
避免金属氧化(减少金属从炉气中吸收有害气体);
汇集金属中杂质元素的氧化生成物。
消极:
侵蚀和冲刷炉衬,减少炉衬的使用寿命;
金属损失,降低回收率;
带走热量,增加冶炼能耗。