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铁矿石在高炉中冶炼后,得到含较多碳、硫、磷、硅等的生铁.生铁的含碳量范围为_________. 含磷铁矿石冶炼

2020-07-24知识14

金属铁的冶炼原理(化学式) 炼铁:1.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO22.Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2一、炼铁的原理(怎样从铁矿石中炼出铁)用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁.铁氧化物(Fe2O3、Fe3O4、FeO)+还原剂(C、CO、H2)铁(Fe)二、炼铁的方法(1)直接还原法(非高炉炼铁法)(2)高炉炼铁法(主要方法)三、高炉炼铁的原料及其作用(1)铁矿石:(烧结矿、球团矿)提供铁元素.冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石.(2)焦碳:冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭.提供热量;提供还原剂;作料柱的骨架.(3)熔剂:(石灰石、白云石、萤石)使炉渣熔化为液体;去除有害元素硫(S).(4)空气:为焦碳燃烧提供氧.四、高炉炼铁设备人体内的磷主要以碱式磷酸钙[化学式:Ca5(OH)(PO4)3]的形式存在,骨骼和牙齿的主要成分就是碱式磷酸钙.什么是铁矿石的品位? 铁矿石的品位指的是铁矿石中铁元素的质量分数,通俗来说就是含铁量。比如说,铁矿石的品位为62,指的是其中铁元素的质量分数为62%对于赤铁矿(主要成分为Fe2O3),理论最高品位为70%对于磁铁矿(主要成分为Fe3O4),理论最高品位为72.4%对于菱铁矿(主要成分为FeCO3),理论最高品位为48.3%对于褐铁矿(主要成分为Fe2O3.H2O),理论最高品位为62.9%铁矿石中有益与无益元素:铁矿石中的杂质很多,根据其对冶炼过程及其对产品质量的影响又可分为有益的与有害的两类。1.有害杂质(元素)指影响选冶的杂质。常见和最主要的有害杂质有:硫、磷、砷、钾、钠、氟等。(1)磷磷在矿石中一般以磷灰石(3CaO?P2O5)状态存在,也有以蓝铁矿(3FeO?As3O5)状态存在。磷在高炉中全部被还原并大部分进入生铁。含磷多的钢铁在低温加工时易破裂,即所谓“冷脆”。(2)硫硫在矿石中主要以黄铁矿(FeS2)存在,也有以黄铜矿(FeS?CuS)或硫酸盐(CaSO4.2H2O\\BaSO4)状态存在。冶炼时硫部分被还原进入生铁,钢铁中含硫在其热加工时易产生“热脆”。高炉冶炼时虽然可以脱硫,但却要多消耗焦碳(提高炉温)和石灰石(提高炉渣碱度),以至提高生产成本,因此入炉铁矿石要求含硫应(3)钾。铁矿石含硫、磷为什么不好? 硫和磷是在冶炼过程中残在于钢中的有害成分。钢中有硫存在时,当加热到期1000—1200℃再进行锻造和轧制会使工件沿晶界开裂,这种现象称热脆性。另外,硫还使钢的焊接性通能降低,焊缝易出现一裂纹和气孔。磷能使钢的强度及硬度显著提高,但使塑性及韧性下降,特别是使钢的脆性转变温度升高,提高了钢的冷脆性。由于硫和磷的存在,均对钢材性能有不利影响,故在冶炼过程中应尽量除去它们在钢中的含量是评定钢材质量的指标之一。比如,优质碳素钢中硫、磷的含量均应小于0.04%,以防出现热脆及冷脆。有关工业炼铁炼钢的说法正确的是 A冶炼铁的原料中,石灰石的作用是除去铁矿石中的磷元素B工业上用热还原法冶炼铁:氧化铁+CO=Fe+二氧化碳 错主要反应是和C+CO反应生成Fe+COC在高炉炼铁中,焦炭直接和空气中的氧气反应生成CO 错了同上D.铁矿石的种类 各种含铁矿物按其2113矿物组成,主5261要可分为4大类:磁铁矿、赤铁矿、褐铁4102矿和菱铁矿。由于它们的化1653学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同,因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。(1)磁铁矿 主要含铁矿物为磁铁矿,其化学式为Fe3O4,其中FeO=31%,Fe2O3=69%,理论含铁量为72.4%。这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石,分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。磁铁矿具有强磁性,晶体常成八面体,少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状,颜色条痕为铁黑色,半金属光泽,相对密度4.9~5.2,硬度5.5~6,无解理,脉石主要是石英及硅酸盐。还原性差,一般含有害杂质硫和磷较高。(2)赤铁矿 赤铁矿为无水氧化铁矿石,其化学式为Fe2O3,理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床,从埋藏和开采量来说,它都是工业生产的主要矿石。赤铁矿含铁量一般为50%~60%,含有害杂质硫和磷比较少,还原较磁铁矿好,因此,赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。(3)褐铁矿 褐铁矿是含水氧化铁矿石,是由其他矿石风化后生成的,在自然界中分布得最广泛,但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1~3、m=1~4)。褐铁矿实际上是由针铁矿。铁矿石在高炉中冶炼后,得到含较多碳.硫,磷,硅的生铁,生铁的含碳量范围为多少? 生铁的含碳量范围为2%-4.3%

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