返回首页

氧化铁炼生铁(氧化铁冶炼铁)

来源:www.xrdq.net   时间:2023-02-10 13:48   点击:206  编辑:admin   手机版

一、氧化铁冶炼铁

氧化铁转化为铁的化学方程式为:

Fe₂O₃+3CO=高温=2Fe+3CO₂

单质铁的制备一般采用冶炼法。以赤铁矿(Fe₂O₃)或磁铁矿(Fe₃O₄)为原料,与焦炭和助溶剂在熔矿炉内反应,焦炭燃烧产生二氧化碳(CO₂),二氧化碳与过量的焦炭接触就生成一氧化碳(CO),一氧化碳和矿石内的氧化铁作用就生成金属铁。

加入CaCO₃在高温下生成CaO除去铁矿石中的SiO₂,生成CaSiO₃(炉渣)

二、硫化铁冶炼

硫化铁是一种天然矿物,经采掘而得,是一种基本化工原料,它的直接应用是生产硫酸,而大部分的硫酸用来生产化肥。自然界产出的硫铁矿常含有硅、铅、锌、铜、砷、碳等多种元素,颜色多为浅黄铜色或灰黑色,表面呈金属光泽,粉状通常为灰黑色。

硫化铁经加工挑出杂石、干燥、破碎、筛分等工序后,将硫品位提高至48%左右,也用于冶炼和铸造增硫剂、磨料磨具、锂电池、环保和配重等行业。

经加工成不同粒度的高品位硫化铁,有时会呈现出不同的颜色,颜色有浅铜黄色、灰黑色和灰白色等,这与矿石成矿原因和所含的微量元素有关,颜色与硫含量高低、品质优劣没有关系。

在硫化铁矿山中,矿石的含硫平均品位约在35%左右,有些矿山有富集的矿脉,硫含量约在46%左右,但所占比例很少。开采过程中,矿石中会有一定比例的石头、泥巴等杂物,因此要经过冲洗、挑杂石和干燥后,将硫含量提高到48%左右,才能成为加工高品位硫铁矿的合格原料,因含硫高的硫铁矿资源很少,必须从多家矿山企业采购。

另外,增硫剂厂家表示,当硫化铁样品焙烧温度在850℃时,所析出的硫,即硫铁矿中的硫化物硫,全硫是指除有效硫外还包括硫铁矿石中的硫酸盐矿物和金属硫化物中的硫,一般以有效硫含量评定硫铁矿矿石质量,二者一般相差1.5个硫左右

三、氧化铁冶炼铁的方程式

铁转化为氧化铁方程式:Fe₂O₃+3CO=高温=2Fe+3CO₂。氧化铁化学式是Fe2O3。

四、工业上用铁的氧化物冶炼铁

炼钢原理就是在高温条件下,用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转为气体或炉渣而除去.

铁被氧化:2 Fe + O2 ==高温== 2 FeO 调整硅锰:Si + 2 FeO ==高温== SiO2 + 2 Fe ;Mn + FeO ==高温== MnO + Fe降低碳量:C + FeO ==高温== CO + Fe

生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般在2.11%-4.3%,并含Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁等几种。

五、氢氧化铁炼铁

不一样

看条件:1、氢氧化铁加热灼烧:2Fe(OH)3= 灼烧=Fe2O3+3H2O2、氢氧化亚铁在空气中加热灼烧 反应为 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3= 灼烧=Fe2O3+3H2O 如果在隔绝空气中加热灼烧 反应为 Fe(OH)2=灼烧=FeO+H2O

氢氧化亚铁加热生成FeO。但是FeO在常温下不稳定,所以会转化成Fe2O3。所以,你写高炉炼铁的方程式的时候不容易见到用FeO。

六、化学铁的冶炼

冶炼铝可以用热还原法,但是成本太高。工业上冶炼铝应用电解法,主要原理是霍尔-埃鲁铝电解法:以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝 ,因纯净的氧化铝熔点高(约2045℃),很难熔化,所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中,成为冰晶石和氧化铝的熔融体,然后在电解槽中,用碳块作阴阳两极,进行电解。

全面介绍如下:

《铝的生产加工》

铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链:铝矿石开采-氧化铝制取-电解铝冶炼-铝加工生产。 

一般而言,两吨铝矿石生产一吨氧化铝;两吨氧化铝生产一吨电解铝。

(一)氧化铝的生产方法 

迄今为止,已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因,有些方法已被淘汰,有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类,即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。 

铝土矿是世界上最重要的铝矿资源,其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业,除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外,几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。 

铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止,我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。 

铝土矿中氧化铝的含量变化很大,低的仅约30%,高的可达70%以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外,主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外,还 含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少,但在氧化铝生产过程中会逐渐 在循环母液中积累,从而可以有效地回收,成为生产镓的主要来源。 

衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值,俗称铝硅比。 

用碱法生产氧化铝时,是用碱(NaOH或Na2CO3)处理铝矿石,使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶 解的化合物。将不溶解的残渣(赤泥)与溶液分离,经洗涤后弃去或进行综合处理,以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝,经分离、洗 涤后进行煅烧,便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。 拜耳法是由奥地利化学家拜耳(K·J·Bayer)于1889~1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了 许多改进,但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献,该方法一直沿用拜耳法这一名称。 

拜耳法包括两个主要过程。首 先是在一定条件下氧化铝自铝土矿中的溶出(氧化铝工业习惯使用的术语,即浸出。以下同)过程,然后是氢氧化铝自过饱和的铝酸钠溶中水解析出的过程,这就是 拜耳提出的两项专利。拜耳法的实质就是以湿法冶金的方法,从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法氧化铝生产过程中,含硅矿物会引起Al2O3和Na2O的损失。 

在拜耳法流程中,铝土矿经破碎后,和石灰、循环母液一起进入湿磨,制成合格矿浆。矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。 溶出后的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥(溶出后的固相残渣)的沉降分离工序。自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期预热。沉降分离后,赤泥经洗涤 进入赤泥堆场,而分离出的粗液(含有固体浮游物的铝酸钠溶液,以下同)送往叶滤。粗液通过叶滤除去绝大部分浮游物后称为精液。精液进入分解工序经晶种分解 得到氢氧化铝。分解出的氢氧化铝经分级和分离洗涤后,一部分作为晶种返回晶种分解工序,另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发 返回溶出工序,形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧后得到氧化铝。 

不同类型的铝土矿所需要的溶出条件差别很大。三水铝石型铝土矿 在105℃的条件下就可以较好地溶出,一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出温度下就可以有较快的溶出速度,而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度 下进行溶出,其典型的工业溶出温度为260℃。溶出时间不低于60分钟。 

拜耳法用于处理高铝硅比的铝土矿,流程简单,产品 质量高,其经济效果远比其它方法为好。用于处理易溶出的三水铝石型铝土矿时,优点更是突出。目前,全世界生产的氧化铝和氢氧化铝,90%以上是用拜耳法生 产的。由于中国铝土矿资源的特殊性,目前中国大约50%的氧化铝是由拜耳法生产的。 

将拜耳法和烧结法二者联合起来的流程称 之为联合法生产工艺流程。联合法又可分为并联联合法、串联联合法与混联联合法。采用什么方法生产氧化铝,主要是由铝土矿的品位(即矿石的铝硅比)来决定 的。从一般技术和经济的观点看,矿石铝硅比为3左右通常选用烧结法;铝硅比高于10的矿石可以采用拜耳法;当铝土矿的品位处于二者之间时,可采用联合法处 理,以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优点,达到较好的技术经济指标。 

目前全球氧化铝年产量在5500万吨左右,我国的氧化铝产量约为680万吨。

(二)原铝、铝合金及铝材的生产方法 

目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔-埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔-埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石 (Na3AlF6)为熔剂组成的电解质,在950-970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧,铝在碳阴极以液相形式析出,氧在 碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝,可产生1.5吨的二氧化碳,综合耗电在15000kwh左右。 

工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护,所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨,我国的原铝年产量约为700万吨。 

必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。目前的铝合金生产方法主要以熔配法为主。由于铝及其合金具有优良的可加工性能,所以通过锻、铸、轧、冲、压等方法生产板、带、箔、管、线等型材。

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%