第八章 炉外法冶炼铁合金.ppt

* 炉外法冶炼铁合金 炉外法是金属热还原法的一种。金属热还原法是用与氧亲合能力强的金属还原与氧亲合能力较差的金属氧化物，制取不含碳或难熔的金属及其合金的方法。此法生产的金属或铁合金有金属铬、钼铁、钛铁、硼铁、铌铁、锆铁和高钒铁、高钨铁等。 炉外法冶炼铁合金使用的还原剂是与氧亲合能力强的金属，常用铝或硅及硅铁。冶炼过程中还原剂氧化放出的热量用单位热效应表示，当其值大于2.3kJ/mg时，反应放出的热量足以使反应顺利进行。该值是炉外法冶炼的基本条件。 其次，要保证还原反应的充分进行，必须使被还原的金属氧化物与金属还原剂有良好的接触。这就要求二者有较小的粒度，并混匀。 为使入炉原料发生反应，在炉料中必须加入适量“助热剂”。常用的‘助热剂”有铝粒和硝石、硫酸钙、硫酸钾等。这些助热剂的闪火温度低，燃烧时热效应大。因此，可用助热剂燃烧放出的热点燃金属热还原反应。“助热剂”又靠点火物（如镁条）的燃烧去点燃。 此外，炉料中还须混入熔剂，如石灰、萤石和硅石等，其作用是控制还原反应速度；调整炉渣的粘度以强化渣、金反应，便于渣、金分离和金属的汇集；调整炉渣渣粘度，提高炉渣去除杂质的能力等。炉外法冶炼是间断式的。 钼铁 1.1 钼的主要物理化学性质 1.1.1 钼的主要物理性质 钼是灰白色有金属光泽的金属，结晶结构为体心立方。钼的主要物理性质如下： 1.1.2 钼的主要化学性质 钼的氧化物 钼与氧可生成一系列氧化物，主要有二氧化钼（ MoO2） 场）、三氧化钼（ MoO3 ）和五氧化二钼（Mo2O5 ） 二氧化钼具有金属光泽，呈暗褐色，密度为 6.34 g/cm3 三氧化钼是稳定的氧化物，具有明显的酸性，称为钼酸酐，白色，加热时变成草绿或淡黄色，其密度为 4 . 45 ，在 650 ℃ 时能明显升华，熔点为795 ℃ ，沸点为 1150 ℃，冶炼钼铁时主要使用 MoO3。 钼的硫化物 钼与硫能生成三种硫化物，即MoS3、 MoS2和 Mo2 S3。 其中 MoS2 的熔点为 1700 ℃ 。 钼与铁 钼铁的熔点较高，如 Mo 占 60 ％时，熔点为 1540 ℃ 以上。 钼的硅化物 钼与硅可以生成三种化合物，即 Mo3Si 、 Mo5Si2和 MoSi2。其中 MOSi2熔点为 2030℃。 钼的碳化物 钼与碳可生成两种化合物，即 Mo2C 和 MoC 。其中 Mo2C 熔点为 2405 ℃ 1.2 钼铁的简史、牌号和用途 钼铁发展的简单历史 1782 年，耶尔姆加热掺有牛血、角盐和酒石的辉钼矿制得一种新金属钼。 1900 年法国首次制得了钼铁。吉罗公司在 1900 年声称生产了 54t 钼铁。从此钼铁的产量增加较快，但从 1920 年开始发展才较普遍。 钼铁的牌号 钼铁的用途 钼的最重要的用途是用于炼制合金钢。 钼加入钢中使之合金化是以钼铁或氧化钼团块形式加入的。从经济效果上看，钼铁成本较氧化钼团块高，从使用效果上看，一些钢种使用氧化钼对钼的回收率并无有害影响，所以近年来国外广泛使用氧化钼团块，并且有很大一部分取代了钼铁。 2 钼矿 2.1 钼矿物和钼矿石 钼在地壳中含量较少，占第 37 位，约为 3 x 10-4％。目前已知的含钼矿物有 20 多种，较有经济价值的只有四、五种，其中以辉钼矿最为重要。 辉钼矿：化学式为 MoS2，化学成分（ % ) : Mo59 . 96 , S0.04 ；呈黑灰色，密度为 4 . 7 -5 . 0 (g / cm3 ）。为六方、层状晶格。硬度较小。看上去似鳞片状石墨。含这种 钼矿物的单体钼矿与石墨相混。 钼铅矿：化学式 PbMoO4 （钼酸铅），化学成分（ % ) ; PbO60.79%，MoO3 39.21 ；有各种颜色如黑色、橙黄色、白色等。结晶为正方、棱锥形。密度为 6.3-7.0。硬度比辉钼矿大，外观有油脂样光泽。 钼酸钙矿：化学式 CaMoO4 ，呈淡黄色，密度约为 4.5 钼矿石含钼量很低。含辉钼矿 0.2 -0.5 ％的钼矿石就具有工业开采价值。但以单体相矿物形式存在的钼矿石很少见，大多是与铜、钨、铋、铅或其他矿物共生的复合矿。 美国、南美的智利、秘鲁和俄罗斯、加拿大等国是世界上主要的钼矿生产国。我国的钼矿资源主要集中在东北、西北、中南和华南等地区。其中辽宁锦西矿是较大的钼矿。 2.2 钼矿的采选 自然界中单体钼矿很少，大多数钼矿物以杂质形式存在于其他矿物之中。如辉钼矿大多存在于硫化铜矿石中，所以可以说它是铜矿的副产品。钼矿的开采可分为地表开采和深井开采两种。开采出的矿石都需经粗破碎和细破碎多道工序，才能精选。 常用的钼矿精选法为浮选法，此法可将辉钼矿与采用的脉石较彻底地分离。对于与钨矿共生的钼矿，用重力选矿法精选。 我国典