总结提纲(2015)

1、2/2/20220真空冶金国家工程实验室National Laboratory for Vacuum Metallurgy2/2/20221空气极其稀薄的空间 按照工业标准的规定，真空绝不是“完全空”，而是一种“低于一个标准大气压的气体充满空间的状态”。空？2/2/2022215641642年年伽利略称量空气伽利略称量空气证明空气有重的性质，并称量空气；认为可能有一种“真空阻力”。 16081647年年 1643年测出大气压值：约76厘米水银柱。1654年年真空真空的发现的发现托里拆里真空托里拆里真空格里克马德堡半球实验格里克马德堡半球实验“真空”步入人类社会。2/2/202231. 1. 真

2、空环境中气体压力低，对一切增容反应都有益的影响。真空环境中气体压力低，对一切增容反应都有益的影响。如：如： 金属的气化、蒸发，在真空中物质的沸点降低；金属的气化、蒸发，在真空中物质的沸点降低； 金属氧化物还原成固态或液体金金属氧化物还原成固态或液体金属；属； 金属氧化物还原成气态金属；金属氧化物还原成气态金属；气态凝聚态MM 气态凝聚 态RO凝聚态MMOR物质物质M M气化气化氧化物氧化物MOMO被还原剂被还原剂R R还原还原 气态凝聚态RO气态MMOR真空冶金的特点及应用真空冶金的特点及应用ZnZn沸点沸点9079072/2/202241. 1. 真空环境中气体压力低，对一切增容反应都有益的

3、影响。真空环境中气体压力低，对一切增容反应都有益的影响。 熔融金属脱气；熔融金属脱气； 金属化合物热分解金属化合物热分解 溶解了气体溶解了气体G G的金属放出气体的金属放出气体 GG金属金属与气体生成的化合物分解放出气体金属与气体生成的化合物分解放出气体 MGG M真空对这些过程都有利，即真空对这些过程都有利，即加快了反应进行的速度加快了反应进行的速度或是或是降低反应进行的温度降低反应进行的温度。 2/2/202252.2.真空中气体稀薄，很少气体参加反应。真空中气体稀薄，很少气体参加反应。 金属在真空中熔化时，不会溶解气体。金属在真空中熔化时，不会溶解气体。 金属在真空中加热到较高温度时不会

4、氧化，无论金属成固体还是液体都极少在真空金属在真空中加热到较高温度时不会氧化，无论金属成固体还是液体都极少在真空中氧化。中氧化。3.3.真空系统是一个较密闭的体系与大气基本隔开。系统内外的真空系统是一个较密闭的体系与大气基本隔开。系统内外的物质流动完全在控制之下进行。物质流动完全在控制之下进行。4.4.真空冶金一般没有燃料燃烧引起的问题。真空冶金一般没有燃料燃烧引起的问题。如如SO2烟气，收尘，烟气，收尘，环境污染等。环境污染等。5.5.金属或氧化物在真空中形成气体后，其分子很小且较分散。金属或氧化物在真空中形成气体后，其分子很小且较分散。在真空中多原子分子倾向于分解成较少原子组成的分子，在真

5、空中多原子分子倾向于分解成较少原子组成的分子，形成气体分子很小。形成气体分子很小。2/2/20226 降低环境的污染降低环境的污染真空冶金的优越性真空冶金的优越性真空冶金生产流程短生产流程短基建投资较少基建投资较少消耗能源及原材料较少消耗能源及原材料较少金属回收率高金属回收率高生产成本低生产成本低2/2/20227课程的主要内容 1 真空冶金的技术基础真空冶金的技术基础 2 金属的真空蒸馏金属的真空蒸馏 3 有色合金中间产品的真空蒸馏分离有色合金中间产品的真空蒸馏分离 4 矿石及半产品的真空蒸馏矿石及半产品的真空蒸馏 5 真空热还原提取有色金属真空热还原提取有色金属1 1 真空冶金的技术基础真

6、空冶金的技术基础Page 9第一章 真空冶金的技术基础)(21ppCQniiCC1总nCCCC111121 总 管子并联增大流导，管子串联流导减小。 表示气流通过管子的能力，又称为“通导能力”。试推导推导并联管道和串联管道的流导。 Page 10第一章 真空冶金的技术基础Page 11有效抽速、泵抽速与流导之间的关系有效抽速、泵抽速与流导之间的关系Page 12有效抽速、泵抽速与流导之间的关系有效抽速、泵抽速与流导之间的关系为了充分发挥泵的效能，必须尽可能用粗而短的管道；如果用的管道很细、很长，则其流导很小。 SeC, 即有效抽速与泵的抽速So无关，仅取决于管道的流导，此时即使采用抽速很大的泵

7、也是无用的。Page 13第一章 真空冶金的技术基础Page 14第一章 真空冶金的技术基础1.4 真空计真空计有很多种，其作用原理不同，因此，测量的压强范围也不完全一致。1516各种金属的蒸气压和温度关系的各系数：A、B、C、D列于表2-1 书上P38-40DCTTBATP lglg1407141038257110385819.lg.lg P查表2-1得：A=-5819;B=-1.257;C=0;D=14.407DCTTBATp lglg11718kxppi303.2lglgmax残maxpk19max13220*iiipxp AA=A BAAA B，这种情况对A的蒸发有利，合金组分的蒸汽压

8、比理想溶液的高，有利于蒸馏分离。AAA B，这类合金组分的分子之间有较强的相互吸引力，生成各种稳定的化合物。21ABABApp*baABA22baABA*BABAAppb/aa/b23*Ap*Bp蒸馏温度，蒸馏温度，627727827927原料含铅，%188.530.424蒸馏次数蒸馏次数一级蒸馏多级蒸馏进料方式进料方式间断作业连续作业加热方式加热方式内热式外热式25 263.2 3.2 锌基合金的真空蒸馏处理锌基合金的真空蒸馏处理锌镍合金锌镍合金锌铝合金锌铝合金 热镀锌渣热镀锌渣（Zn-Fe)Zn-Fe) 锌锡合金锌锡合金 锌镉合金锌镉合金 硬锌硬锌(Zn-Fe-(Zn-Fe-稀散金属稀散金

9、属) )银锌壳（银锌壳（Ag-Zn-PbAg-Zn-Pb）锌基合金的锌基合金的真空蒸馏处真空蒸馏处理理2/2/2022273.4 3.4 铅锑合金的分离铅锑合金的分离3.3 3.3 铅银合金的处理铅银合金的处理3.5 3.5 黄杂铜及铜的真空处理黄杂铜及铜的真空处理3.6 3.6 锰铁合金提锰锰铁合金提锰28 2930图图4-1 氧化物的蒸气压与温度的关系氧化物的蒸气压与温度的关系31 335.1.1 5.1.1 金属氧化物在真空中的稳定性金属氧化物在真空中的稳定性 当金属氧化物MeO处于任一实际分压( )条件下，发生离解反应时： 2O2Me2MeO)/ln(2ppRTGGO2OpGGmTTG

10、Gm146.1910lg146.19345.1.2 5.1.2 金属氧化物的真空热还原金属氧化物的真空热还原)(gXOMeXMeO)/lg(146.19)/ln(ppTGppRTGGXOXOPappmxo10132510mTGG146.19350G)/lg(146.190ppTGXOmTppTGXO146.19)/lg(146.19Pappmxo10132510CmAT146.19/XOpXOpCTAG)/lg(146.19ppTGGXO36)(32332gCOAlCOAl3231773177332/lncOAlAlCOppRTGG317731773lnppRTGGCO)(3026131773JG)(ln177330261331773JppRGCO37用碳还原Al2O3时PCO与G1773的相应数据Pco/Pa（atm）G1773（1molAl2O3）Jmol-1101.33103（1）302613101.33102（10-1）200775101.3310（10-2）98937101.33（10-