本書從銅火法冶金物理化學(xué)著手，結(jié)合銅火法冶煉工藝，介紹了爐渣結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，工業(yè)應(yīng)用渣型，爐渣相圖，爐渣、冰銅和銅平衡體系，微量元素在爐渣中的溶解及分配，冶金過程速率，爐渣中銅損失，一步直接煉銅和二次銅資源冶煉渣型，銅火法精煉渣，爐渣貧化及爐渣對耐火材料的影響等。
更多科學(xué)出版社服務(wù)，請掃碼獲取。
目錄
前言
第1章 熱力學(xué)定律及有關(guān)熱力學(xué)性質(zhì) 1
1.1 理想氣體定理 1
1.2 熱力學(xué)的第一定律 1
1.2.1 能量 2
1.2.2 熱焓(熱含量) 2
1.2.3 熱容 2
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下熱焓 3
1.2.5 反應(yīng)熱焓 3
1.2.6 氣體摩爾熱容和熱焓 3
1.2.7 固體元素和簡單化合物的熱容 4
1.2.8 聚合性化合物的熱容 4
1.2.9 熔點(diǎn)熱焓和熔化熱 5
1.2.10 玻璃體和晶體渣熱容(Cp)及熱焓(?H?) 6
1.3 熱力學(xué)第二定律 7
1.4 熱力學(xué)第三定律 7
1.5 吉布斯(Gibbs)自由能 8
1.5.1 化合物生成標(biāo)準(zhǔn)自由能 8
1.5.2 反應(yīng)過程體積變化對自由能的影響 8
1.6 熱力學(xué)活度 9
1.6.1 熱力學(xué)活度及活度系數(shù) 9
1.6.2 吉布斯-杜安(Gibbs-Duhem)方程 10
1.7 反應(yīng)平衡常數(shù) 10
1.8 熱力學(xué)平衡體系的氧勢和硫勢 11
1.9 溶液 11
1.9.1 溶液混合自由能、混合焓和混合熵 12
1.9.2 理想溶液和拉烏爾定律 12
1.9.3 非理想溶液 13
1.9.4 稀溶液和亨利定律 13
1.9.5 規(guī)則溶液 14
1.9.6 聚合性熔體組分的活度 14
1.10 相律 15
1.11 平衡相圖 15
1.11.1 二元系 15
1.11.2 三元系 16
1.12 表面張力 19
1.12.1 接觸角 19
1.12.2 凝聚功、黏附功和分散系數(shù) 19
參考文獻(xiàn) 20
第2章 銅火法冶金物理化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用渣型 21
2.1 概述 21
2.2 銅火法冶金物理化學(xué) 22
2.2.1 高溫熔體不相溶性 22
2.2.2 銅冶煉工藝中的相分離 25
2.2.3 銅火法冶煉工藝中的化學(xué)反應(yīng)、氧勢及硫勢 30
2.3 銅火法冶煉工業(yè)應(yīng)用渣型 35
2.3.1 銅精礦熔煉渣 38
2.3.2 冰銅吹煉及一步直接煉銅渣 39
2.3.3 鐵鈣硅三元系渣 40
2.3.4 粗銅火法精煉渣 40
參考文獻(xiàn) 41
第3章 爐渣結(jié)構(gòu) 43
3.1 爐渣結(jié)構(gòu)理論 43
3.2 氧化物結(jié)構(gòu)、熔化及離解 44
3.2.1 氧化物結(jié)構(gòu) 44
3.2.2 氧化物熔化及離解 44
3.3 硅酸鹽爐渣結(jié)構(gòu)及分析 45
3.3.1 硅酸鹽爐渣結(jié)構(gòu) 45
3.3.2 參數(shù)NBO/T和Q 47
3.3.3 光學(xué)堿性 48
3.3.4 金屬氧化物對硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)的影響 48
3.3.5 熔渣成分對渣結(jié)構(gòu)的影響 50
3.4 爐渣酸堿度 52
3.5 熔渣結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系 54
3.5.1 黏度(η) 55
3.5.2 熱導(dǎo)率(?)和電導(dǎo)率(κ) 56
3.5.3 熱膨脹系數(shù)(?)和密度(ρ) 57
3.5.4 表面張力(γ) 58
3.5.5 金屬在渣-銅之間的分配系數(shù) 58
3.6 石英及硅酸鹽礦物的溶解 61
3.6.1 陽離子對石英溶解的影響 61
3.6.2 氧化物對硅酸鹽礦物溶解的影響 62
參考文獻(xiàn) 64
第4章 爐渣性質(zhì) 67
4.1 密度 67
4.1.1 氧化物密度 68
4.1.2 FeO-SiO2系和CuxO-SiO2系密度 68
4.1.3 CaO-FeO-Fe2O3系密度 69
4.1.4 FeO-CaO-SiO2系密度 70
4.1.5 冰銅熔體和液態(tài)銅密度 73
4.2 黏度 74
4.2.1 黏度的測量及校正 74
4.2.2 純氧化物的黏度 75
4.2.3 FeO-Fe2O3-SiO2系黏度 76
4.2.4 CaO-FeOn-SiO2(Cu2O, MgO)系黏度 78
4.2.5 工業(yè)爐渣黏度 81
4.2.6 黏度經(jīng)驗(yàn)公式 82
4.2.7 黏度與擴(kuò)散和電導(dǎo)的關(guān)系 84
4.3 電導(dǎo)率 86
4.3.1 純氧化物電導(dǎo)率 86
4.3.2 硅酸鹽系電導(dǎo)率 86
4.4 熱傳導(dǎo)系數(shù)(熱導(dǎo)率) 88
4.5 表面和界面張力 88
4.5.1 硅酸鹽渣表面和界面張力 88
4.5.2 鈣鐵氧體渣表面和界面張力 94
4.5.3 熔融銅表面張力 97
4.6 熔渣中Cu、Fe和O擴(kuò)散系數(shù) 98
4.7 泡沫渣形成 99
4.8 渣性質(zhì)計(jì)算模型 101
參考文獻(xiàn) 103
第5章 銅冶煉爐渣相圖及組元活度 108
5.1 鐵硅渣相圖及其組元活度 108
5.1.1 FeO-Fe2O3-SiO2系 108
5.1.2 Cu2O-Fe2O3(FeO)-SiO2系 114
5.1.3 FeO-SiO2-Al2O3系和FeO-SiO2-MgO系 117
5.1.4 FeO-Fe3O4-SiO2-Ca2B8O11 119
5.2 鈣鐵渣相圖及其組元活度 122
5.2.1 CaO-FeO-Fe2O3系 122
5.2.2 Cu2O-CaO-FeOn系 124
5.3 鐵鈣硅(FeO-CaO-SiO2)三元系渣 127
5.4 火法精煉渣 143
5.4.1 Cu2O-Na2O系、Cu2O-CaO系和Cu2O-SiO2系 143
5.4.2 Cu2O-CaO-Na2O系和Cu2O-SiO2-Na2X(X=CO3，O)系 148
參考文獻(xiàn) 150
第6章 銅-渣平衡 154
6.1 渣中Cu2O活度 154
6.2 渣中銅溶解度與Cu2O活度的關(guān)系 159
6.3 氧勢和渣組成對渣中銅溶解的影響 163
6.4 渣中硫含量對渣中銅溶解的影響 169
參考文獻(xiàn) 170
第7章 冰銅-渣平衡 173
7.1 冰銅品位與氧勢的關(guān)系 173
7.2 冰銅的硫及氧含量 175
7.3 渣中銅的溶解度 178
7.4 渣組成對渣中銅溶解的影響 182
7.5 冰銅-渣平衡狀態(tài)下渣組分變化 186
參考文獻(xiàn) 189
第8章 銅-冰銅-渣平衡 192
8.1 白冰銅和泡銅的Fe、S及O含量 192
8.2 渣中銅、硫和磁性鐵的溶解度及冰銅中鐵的溶解度 194
8.3 氧勢對渣中銅溶解的影響 196
8.4 渣型對渣中銅溶解的影響 198
8.5 三菱工藝吹煉爐渣 200
8.6 渣中鐵和硅的行為 202
參考文獻(xiàn) 203
第9章 硫在渣中溶解 204
9.1 氧硫鐵熔體 204
9.2 硫-渣平衡反應(yīng) 205
9.3 冰銅品位對渣中硫溶解的影響 208
9.4 渣組成對渣中硫溶解的影響 212
9.5 渣中Cu2S和FeS的溶解 215
參考文獻(xiàn) 217
第10章 渣中磁性鐵行為 220
10.1 銅冶煉爐渣中磁性鐵(Fe3O4)的活度 220
10.2 磁性鐵在冰銅和渣中溶解度 223
10.2.1 磁性鐵在冰銅中溶解 223
10.2.2 磁性鐵在硅酸鹽渣中溶解 224
10.2.3 渣中CaO、Al2O3和MgO含量對磁性鐵溶解度的影響 226
10.3 轉(zhuǎn)爐吹煉工藝中磁性鐵的行為 227
10.4 銅熔煉工業(yè)爐渣中磁性鐵 230
10.5 高溫下陽離子價(jià)態(tài)變化反應(yīng) 232
10.5.1 高溫下鐵離子價(jià)態(tài)變化 232
10.5.2 銅冶煉渣的鐵離子價(jià)態(tài)變化 235
參考文獻(xiàn) 238
第11章 銅冶煉工藝中微量元素分布 240
11.1 概述 240
11.2 雜質(zhì)元素的揮發(fā)性 243
11.3 微量元素在銅-渣-氣相的分配 245
11.4 微量元素在銅冶煉工藝凝聚相的分配系數(shù) 247
11.5 微量元素在銅冶煉渣中分配的工業(yè)(或工業(yè)試驗(yàn))數(shù)據(jù) 251
參考文獻(xiàn) 253
第12章 貴金屬元素渣中溶解及分配 257
12.1 銅-渣平衡狀態(tài)下貴金屬元素溶解及分配 257
12.1.1 氧勢對貴金屬元素溶解及分配的影響 258
12.1.2 渣組成對貴金屬元素溶解及分配的影響 267
12.2 冰銅-渣平衡狀態(tài)下貴金屬元素溶解及分配 269
12.2.1 鐵硅酸鹽渣貴金屬元素的溶解及分配 269
12.2.2 渣組成對貴金屬元素溶解及分配的影響 273
參考文獻(xiàn) 280
第13章 雜質(zhì)元素渣中溶解及分配 283
13.1 銅-渣平衡狀態(tài)下雜質(zhì)元素溶解及分配 283
13.1.1 雜質(zhì)元素的分配系數(shù)及其氧化物的活度系數(shù) 283
13.1.2 Pb在渣中溶解及分配 287
13.1.3 Sb、Bi在渣中溶解及分配 291
13.1.4 As在渣中溶解及分配 293
13.1.5 Sn在渣中溶解及分配 296
13.1.6 Ni、Co和Cr在渣中溶解及分配 298
13.2 冰銅-渣平衡狀態(tài)下雜質(zhì)元素溶解及分配 302
13.2.1 As在渣中溶解及分配 302
13.2.2 Sb在渣中溶解及分配 306
13.2.3 Pb、Bi在渣中溶解及分配 310
13.2.4 Cd、Zn在渣中溶解及分配 313
13.2.5 Sn在渣中溶解及分配 314
13.2.6 Ni、Co在渣中溶解及分配 316
13.2.7 Mo在渣中溶解及分配 319
參考文獻(xiàn) 320
第14章 稀散及稀有(稀土)金屬元素渣中溶解及分配 325
14.1 銅-渣平衡稀散及稀有(稀土)金屬元素在渣中溶解及分配 325
14.1.1 Se、Te在渣中溶解及分配 325
14.1.2 Ga、In、Ge、Ta在渣中溶解和分配 328
14.2 冰銅-渣共存稀有(稀土)金屬元素渣中溶解及分配 333
14.2.1 Se、Te在渣中溶解及分配 333
14.2.2 Ga、In在渣中溶解和分配 334
14.2.3 稀有及稀土元素在渣中溶解及分配 335
參考文獻(xiàn) 338
第15章 銅火法冶金的速率現(xiàn)象 340
15.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué) 340
15.2 多相反應(yīng)界面現(xiàn)象 343
15.3 熔體中質(zhì)量傳輸 346
15.4 銅冶煉過程中氣-固反應(yīng) 348
15.5 銅冶煉過程中液-固反應(yīng) 356
15.6 銅冶煉過程中氣-液和液-液反應(yīng) 358
15.7 金屬液滴和氣泡的成核與生長及升降 360
參考文獻(xiàn) 362
第16章 銅在冶煉渣中損失 365
16.1 渣中銅的存在形式 365
16.2 銅精礦熔煉鐵硅酸鹽渣中銅溶解及損失 367
16.3 高品位冰銅連續(xù)吹煉鈣鐵氧體渣中銅溶解及損失 373
16.4 銅在熔渣中物理(機(jī)械)夾帶 376
16.4.1 渣中冰銅沉降 377
16.4.2 渣中冰銅懸浮 378
16.4.3 渣中冰銅聚合 380
16.4.4 爐渣性質(zhì)等因素對渣中冰銅沉降的影響 380
參考文獻(xiàn) 384
第17章 一步直接煉銅的渣型 387
17.1 一步直接煉銅工藝簡述 387
17.1.1 閃速爐一步直接煉銅工藝開發(fā)歷史 388
17.1.2 一步直接煉銅工藝及投資成本簡單分析 389
17.1.3 一步直接煉銅工業(yè)應(yīng)用渣型 393
17.2 一步直接煉銅渣含銅與泡銅含硫的關(guān)系 394
17.3 一步直接煉銅的鐵鈣硅渣 397
參考文獻(xiàn) 403
第18章 銅火法精煉渣及熔劑 405
18.1 概述 405
18.2 銅火法精煉化學(xué)及熔劑 405
18.3 砷和銻在火法精煉渣中分配 407
18.4 銅在火法精煉渣中溶解 413
18.5 火法精煉除砷、銻、鉛 416
18.5.1 火法精煉除As、Sb 416
18.5.2 火法精煉除Pb 422
參考文獻(xiàn) 422
第19章 銅冶煉渣貧化 425
19.1 概述 425
19.2 銅冶煉渣的火法貧化 425
19.2.1 銅冶煉渣還原過程中銅及鐵的行為 425
19.2.2 火法貧化工藝中渣-冰銅平衡 429
19.3 銅冶煉渣還原反應(yīng)機(jī)理及動力學(xué) 432
19.3.1 銅冶煉渣還原反應(yīng)機(jī)理 432
19.3.2 FeOx的還原速率 434
19.3.3 Cu2O的還原速率 436
19.3.4 FeOx和Cu2O的同時(shí)還原速率 437
19.4 銅冶煉渣冷卻結(jié)晶及凝固過程中相變化 441
19.4.1 銅冶煉渣冷卻結(jié)晶 441
19.4.2 銅冶煉渣凝固過程中相變化 444
19.4.3 銅冶煉渣中鐵的回收 447
19.5 銅貧化爐內(nèi)固體沉積 449
19.6 稀貴金屬在銅(銅合金)與貧化渣之間分配 451
參考文獻(xiàn) 453
第20章 二次銅資源冶煉渣型 456
20.1 二次銅資源主要類型及組成 456
20.2 二次銅資源處理工藝 458
20.2.1 銅冶煉廠二次資源的處理 458
20.2.2 黑銅冶煉工藝 459
20.3 二次銅資源冶煉渣組成 462
20.4 二次銅資源冶煉工藝中金屬(元素)分配 467
20.4.1 銅、鐵和鎳的分配 468
20.4.2 錫、銦和銻的分配 471
20.4.3 鍺和鈀的分配 472
參考文獻(xiàn) 474
第21章 爐渣對耐火材料的影響 478
21.1 耐火材料中熔體滲透及其反應(yīng) 478
21.2 熔渣對耐火材料的腐蝕和侵蝕 480
21.3 防止熔渣對耐火材料的侵蝕 482
21.4 鎂鉻型耐火材料組分在鈣鐵渣中溶解 484
參考文獻(xiàn) 488
書單推薦
