冶金炉渣培训课件

4冶金炉渣HebeiPolytechnicUniversitySchoolofMetallurgyandEnergy冶金炉渣的分类1）还原渣：能够从与之接触的金属液中吸收[O]，以氧化物的形式进入的熔渣；2）氧化渣：能够向与之接触的金属液供应[O]的熔渣

；3）富集渣：将原料中有用的成分富集在炉渣；4）富集渣：起到保护金属、防止污染、减少热损失的作用。内容大纲4.1二元系相图4.2三元系相图4.4熔渣的结构理论4.6熔渣的离子溶液结构模型4.7熔渣的活度曲线4.8熔渣的化学性质4.9熔渣的物理性质HebeiPolytechnicUniversity内容大纲4.1二元系相图4.2三元系相图4.4熔渣的结构理论4.6熔渣的离子溶液结构模型4.7熔渣的活度曲线4.8熔渣的化学性质4.9熔渣的物理性质HebeiPolytechnicUniversity4.1内容大纲4.1.1二元系相图的基本知识4.1.2简单低共熔型二元系相图4.1.3含有中间化合物的二元系相图4.1.4含固溶体的二元系相图4.1.5冶金过程中主要的二元渣系相图HebeiPolytechnicUniversity4.1二元系相图4.1.1二元系相图的基本知识4.1.1.1相图相图：表示组分的组成和温度之间的相平衡关系。

相图中的点、线、面、体都代表着不同温度和压力下平衡体系中的各个相、相组成和各相之间相互转变的关系。4.1二元系相图4.1.1二元系相图的基本知识4.1.1.2吉布斯相律

相律：研究热力学体系中物相随组元及体系的其他热力学参数变化的规律。表达了平衡体系中可以平衡共存的相数、独立组元数以及可以人为指定的独立变数的数目与体系自由度之间的关系：式中，f——自由度数；

C——独立组分数（独立组元数）；

Φ——平衡共存相的数目（相数）。

4.1.1二元系相图的基本知识4.1.1.2吉布斯相律

1）C—独立组元数

：

决定一个相平衡体系的成分必须的最少物种数

。

物种：体系中每一个能单独分离出来并独立存在的化学均匀物质。体系中不发生化学反应：独立组元数=物种数

体系存在化学反应：独立组元数＝物种数一独立化学平衡关系式数例如：CaCO3加热分解存在下列反应：CaCO3=CaO+CO2独立组元数C=3-1=2一个体系中在同一相内存在一定的浓度关系：独立组元数＝物种数一独立化学平衡关系式数一独立浓度关系数

例如：2HgO(s)=2Hg(g)+O2(g)

独立组元数C=3-1-1=14.1.1二元系相图的基本知识4.1.1.2吉布斯相律

2）φ—相

一个相：体系中具有相同物理和化学性质的均匀部分的总和。一个相可以由几种物质组成注意：不相溶物质组成的液体则不是一个相

一种物质可以有几个相固体机械混合物中，有几种物质就有几个相一个相可以连续成一个整体，也可以不连续相的特征4.1.1二元系相图的基本知识4.1.1.2吉布斯相律

2）f—自由度在一定条件下，一个处于平衡的体系所具有的独立变量数目。

对单元系而言，如果只有一相存在，则自由度为2，故在平面图上可用一个区域表示；如果两相共存，则自由度为1，在平面图上便是一根曲线表示；如果三相共存，则自由度为零，即只能在一定的温度和压力下才能实现，在相图上仅有一个点。二元系最多可能有三个自由度4.1.1二元系系相图图的基基本知知识4.1.1.3连续原原理当决定定体系系状态态的那那些参参数连连续发发生变变化时时，在在新相相不出出现、、旧相相不消消失的的情况况下，，体系系中各各相的的性质质以及及整个个体系系的性性质也也连续续变化化———这时时自由由度不不会发发生变变化。。连续原原理4.1.1二元系系相图图的基基本知知识4.1.1.4相应原原理给定的的一个个热力力学体体系，，任一一互成成平衡衡的相相或相相组（（体系系点和和组分分点））在相相图中中都有有一定定的几几何元元素（（点、、线、、面、、体））与之之对应应。相应原原理4.1.1二元系系相图图的基基本知知识4.1.1.5二元相相图的的绘制制具体方方法：：用组分分A和和组分分B配配制成成分不不同的的样品品（由由纯A到纯纯B））放在在特制制的容容器中中，加加热、、熔化化，然然后冷冷却，，记录录样品品的冷冷却曲曲线———即即样品品温度度随时时间变变化的的曲线线。4.1内内容大大纲4.1.1二二元元系相相图的的基本本知识识4.1.2简简单低低共熔熔型二二元系系相图图4.1.3含含有中中间化化合物物的二二元系系相图图4.1.4含含固溶溶体的的二元元系相相图4.1.5冶冶金过过程中中主要要的二二元渣渣系相相图HebeiPolytechnicUniversity4.1二二元元系相相图4.1.2简简单低低共熔熔型二二元系系相图图体系的的两个个组分分在液态下下完全全互溶溶，固固态下下完全全不互互溶，即体体系中中只能能出现现一种种液体体（两两个组组分的的液态态混合合物））和两两种固固相。。特征征简单低低共熔熔二元元系由由四个个面、、三条条线和和一个个共晶晶点组组成。。4.1二二元元系相相图4.1.2简简单低低共熔熔型二二元系系相图图冷却过过程分分析4.1二二元元系相相图4.1.2简简单低低共熔熔型二二元系系相图图杠杆规规则体系冷冷却到到H点时体体系液液相和和固相相的质质量关关系：：体系冷冷却到到二元元共晶晶温度度的瞬瞬间，，即刚刚刚到到达R点时：：4.1内内容大大纲4.1.1二二元元系相相图的的基本本知识识4.1.2简简单低低共熔熔型二二元系系相图图4.1.3含含有中中间化化合物物的二二元系系相图图4.1.4含含固溶溶体的的二元元系相相图4.1.5冶冶金过过程中中主要要的二二元渣渣系相相图HebeiPolytechnicUniversity4.1二二元元系相相图4.1.3含含有中中间化化合物物的二二元系系相图图特征征只有一一个中中间化化合物物，而而且没有固固熔体体生成成（或或固态态完全全不互互溶）），液液态完完全互互溶同成分分熔化化化合合物：化合合物在在熔化化时生生成的的液相相组成成与化化合物物的组组成相相同异成分分熔化化化合合物：化合合物在在熔化化时分分解为为液相相和另另一组组成与与原化化合物物不同同的固固相4.1二二元元系相相图4.1.3含含有中中间化化合物物的二二元系系相图图图-含含有中中间化化合物物的二二元系系相图图(a)有同同成分分熔化化化合合物生生成的的二元元系相相图；；(b)有有异成成分熔熔化化化合物物生成成的二二元系系相图图4.1二二元元系相相图4.1.3含含有中中间化化合物物的二二元系系相图图图-有有异成成分熔熔化化化合物物生成成的二二元系系相图图冷却曲曲线1：L→L+BL+B→CL→A+C冷却曲曲线2：L→L+BL+B→CC冷却曲曲线3：L→L+BL+B→CB+C4.1内内容大大纲4.1.1二二元元系相相图的的基本本知识识4.1.2简简单低低共熔熔型二二元系系相图图4.1.3含含有中间间化合物物的二元元系相图图4.1.4含含固溶体体的二元元系相图图4.1.5冶冶金过程程中主要要的二元元渣系相相图HebeiPolytechnicUniversity4.1二二元元系相图图4.1.4含含固溶体体的二元元系相图图含固溶体的二元系相图固态下完全互溶的连续固溶体相图

固态下部分互溶的有限固溶体相图

4.1二二元元系相图图4.1.4含含固溶体体的二元元系相图图图-含固固溶体的的二元系系相图(a)液液固连续续互溶的的二元系系相图；；(b)含有有最高点点的连续续互溶二二元系相相图4.1二二元元系相图图4.1.4含含固溶体体的二元元系相图图图-含固固溶体的的二元系系相图(c)含含最低点点的连续续互溶二二元系相相图；(d)带有两两个端际际固溶体体的二元元系相图图4.1二二元元系相图图4.1.4含含固溶体体的二元元系相图图图-带有两个个端际固固溶体的的二元系系相图冷却到液液相线EHB’’时，开开始有固固溶体β析出熔体冷却到M点时，固液两相平衡

冷却到Q点时发生简单共晶反应

4.1内内容大大纲4.1.1二二元系系相图的的基本知知识4.1.2简简单低共共熔型二二元系相相图4.1.3含含有中间间化合物物的二元元系相图图4.1.4含含固溶体体的二元元系相图图4.1.5冶冶金过程程中主要要的二元元渣系相相图HebeiPolytechnicUniversity4.1二二元元系相图图4.1.5冶冶金过程程中主要要的二元元渣系相相图图-CaO-SiO2系相图内容大纲纲4.1二二元元系相图图4.2三三元元系相图图4.4熔熔渣渣的结构构理论4.6熔熔渣渣的离子子溶液结结构模型型4.7熔熔渣渣的活度度曲线4.8熔熔渣渣的化学学性质4.9熔熔渣渣的物理理性质HebeiPolytechnicUniversity4.2三三元元系相图图三元系：当多元系系的热力力学性质质主要由由三个组组元决定定时，我我们就可可以将多多元系简简化为三三元系。三元系组组元的浓浓度常用用罗策布布三角形形表示。。4.2内内容大大纲4.2.1三三元系系相图的的基本知知识4.2.2完完全互互溶型三三元系相相图4.2.3简简单低低共熔三三元系相相图4.2.4实实际三三元系相相图的分分析方法法4.2.5物物系点点冷却过过程分析析实例HebeiPolytechnicUniversity4.2三三元元系相图图4.2.1三三元系相相图的基基本知识识M的浓度度确定：：过M点分分别向三三个边作作平行线线；逆时针（（或顺时时针）方方向读取取平行线线在各边边所截线线段（以以顶点开开始），，该三条条线段就就分别表表示A、、B和C三组元元的浓度度4.2.1.1罗策布浓浓度三角角形4.2.1三三元系相相图的基基本知识识1）等含量规规则4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质平行于浓浓度三角角形的任任何一边边的直线线，在此此线上的的所有点点代表的的体系中中，与直直线相对对顶角代代表的组组元浓度度均相同同。ab线上的O1、O2、O3点的组分分C浓度度相等4.2.1三三元系相相图的基基本知识识2）等比例规规则4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质从浓度三三角形的的一个顶顶点到对对边的任任意直线线，线上上所有点点代表的的体系点点中，线线两侧对对应的二二个组元元浓度之之比是常常数。4.2.1三三元系相相图的基基本知识识3）背向性规规则4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质等比例线线上物系系点的组组成在背背离其所所在顶角角的方向向上移动动时，体体系将不不断析出出组分，，而其内内组分的的浓度将将不断减减少，但但其他组组分的浓浓度比则则保持不不变。4.2.1三三元系相相图的基基本知识识4）杠杆规则则4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质若三元系系中有两两个组成成点M和N组成一个个新的物物系O，那么O点必定落落在MN连线上，，其位置置由M和N的质量mM和mN按杠杆规规则确定定。4.2.1三三元系相相图的基基本知识识5）重心规则则4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质原物系点点M1、M2、M3的重量分分别为m1、m2、m3，混合后后形成质质量为mO的新物系系点O，则O必位于连连线三角角形△M1M2M3的重心上上。重心———物理重重心4.2.1三三元系相相图的基基本知识识6）切线规则则——判定相界界线是共共晶线还还是转熔熔线4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质分界线上上任意一一点所代代表的熔熔体，在在结晶瞬瞬间析出出的固相相成分，，由该点点的切线线与相成成分点的的连线之之交点来来表示；；当交点点位于相相成分点点之间，，则这段段分界线线是低共共熔线；；当交点点位于相相成分点点之外，，则该段段分界线线是转熔熔线。4.2.1三三元系相相图的基基本知识识7）温度最高高点规则则——判断单变变线上的的温度最最高点4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质在三元系系中，若若连接平平衡共存存两个相相的成分分点的连连线或其其延长线线，与划划分这两两个相的的分界线线或其延延长线相相交，那那么该交交点就是是分界线线上的最最高温度度点。4.2.1三三元系相相图的基基本知识识8）三元系零零变点的的判断规规则——判断断零变点点的性质质，是共共晶点还还是转熔熔点4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质零变点：：三条相界界线的交交点，，自由度度为零若三条相相界线温温度降低低的方向向都指向向该点，，则此点点就是三三元共晶晶点若三条相相界线的的温降方方向不全全指向三三条界线线的交点点，即有有一条或或两条相相界线的的温降方方向离开开该点，，则此点点称之为为转熔点点4.2.1三三元系相相图的基基本知识识8）三元系零零变点的的判断规规则4.2.1.2罗策布浓浓度三角角形的性性质单降点——转熔熔点中有有一条相相界线的的降温矢矢背离该该点转熔反应应为L+S1=S2+S3双降点——转熔熔点中有有两条相相界线的的降温矢矢背离该该点转熔反反应为为L+S1+S2=S34.2内内容大大纲4.2.1三三元元系相相图的的基本本知识识4.2.2完完全全互溶溶型三三元系系相图图4.2.3简简单单低共共熔三三元系系相图图4.2.4实实际际三元元系相相图的的分析析方法法4.2.5物物系系点冷冷却过过程分分析实实例HebeiPolytechnicUniversity4.2.2完完全全互溶溶型三三元系系相图图4.2三三元元系相相图固液完完全互互溶型型三元元系相相图有最高高点的的完全全互溶溶型三三元系系相图图有最低低点的的完全全互溶溶型三三元系系相图图既无最最高点点也无无最低低点的的完全全互溶溶型三三元系系相图图4.2.2完完全全互溶溶型三三元系系相图图4.2.2.1立体体图4.2.2完完全全互溶溶型三三元系系相图图4.2.2.2等温截截面等温截截面图图：在某个个指定定温度度下，，用平平行底底面浓浓度三三角形形的平平面，，截取取三元元系立立体图图，再再将其其投影影到底底平面面得到到的图图形。。结线：在两相平衡衡区域，连连接两个平平衡相成分分点的直线线4.2.2完全全互溶型三三元系相图图4.2.2.3变温截面图图变温截面图图：垂直于底面面浓度三角角形的平面面去截立体体相图，把把所得交线线正面投影影到该截面面上，得到到的图形。。(a)过EF线的变变温截面；；(b)过顶顶点C的变变温截面4.2内内容大纲4.2.1三元元系相图的的基本知识识4.2.2完全全互溶型三三元系相图图4.2.3简单单低共熔三三元系相图图4.2.4实际际三元系相相图的分析析方法4.2.5物系系点冷却过过程分析实实例HebeiPolytechnicUniversity4.2.3简单低低共熔三元元系相图4.2三三元系相相图当A、B、、C三个组组元在液态可以完完全互溶，在固态完全不不互溶简单低共熔熔三元系相图图三个初晶面面三条二次结结晶线（低低共熔线））三个初晶体体一个三元共共晶点三个二次结结晶体一个三元共共晶空间4.2.3简单低低共熔三元元系相图4.2.3.1立体体图4.2.3简单低低共熔三元元系相图4.2.3.2等等温截面图图过立体图纵纵向一等温温点的温度平面与初晶面的交线组成成的相图4.2.3简单低低共熔三元元系相图4.2.3.3变变温截面用垂直底面面且分别过过HK线和和CN线，，截得简单单三元系立立体图，得得到如下两两个变温截截面图。4.2内内容大纲4.2.1三元元系相图的的基本知识识4.2.2完全全互溶型三三元系相图图4.2.3简单单低共熔三三元系相图图4.2.4实际际三元系相相图的分析析方法4.2.5物系系点冷却过过程分析实实例HebeiPolytechnicUniversity4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.1三元系相图图的点、线线、面面：初晶面面线：单变线线——二元元共晶线或或二元转熔熔线点：三元无无变量点或或称零变点点——三元元共晶点或或三元转熔熔点4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.2判断化合物物的稳定性性稳定化合物物：化合物的组组成点（成成分点）在在自己的结结晶区之内者；不稳定化合合物：化合物的成成分点在自自己的结晶晶区之外者者。4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.3三角形划分分规则（1）连线线规则：连接相邻邻组分点（（体系基本本组分点和和形成的化化合物）构构成三角形形，稳定化化合物及基基本组分点点之间用实实现连接，，但它们与与不稳定化化合物逐渐渐的连线用用虚线连接接。4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.3三角形划分分规则（2）四边边形对角线线不相容原原理：三元系中中如果存在在四个固相相点（或组组分点）构构成的四边边形，只有有一条对角角线上的两两个固相可可平衡共存存。D1D2M4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.3三角形划分分规则（3）体系系内有几个个无变量点点就有几个个分三角形形。（4）划分分出的三角角形不一定定为等边三三角形。4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.4三元无变量量点的归属属——就近原则三元无变量量点离那个个小三角形形近，该三三元无变量量点就是哪哪个小三角角形的无变变量点。一般来说对对应的无变变量点位于于该三角形形内时，该该无变量点点为共晶点点；对应的的无变量点点位于该三三角形外时时，该无变变量点为转转熔点。4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.5体系点（组组分点）结结晶终点的的判断体系点位于于哪个小三三角形内，，结晶就在在哪个小三三角形的三三元无变量量点结束。。M1M24.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.6相界线性质质的判断（1）利用用切线规则则：相界线的切切线与组分分点的连线线相交，该该相界线为为共晶线；；相界线的的切线与组组分点连线线的延长线线相交，该该相界线为为转熔线。。4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.6相界线性质质的判断（2）利用用温度最高高点规则判判断相界线线上的温度度最高点，，从而判断断单变线的的温降方向向。4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.7零变点（三三元无变量量点）性质质的判断三条相界线线的交点为无变量点点（或零变变点）共晶点：用用E表示转转熔点：用用P表示4.2.4实际三元元系相图的的分析方法法4.2.4.8结晶过程中中平衡共存存相组成及及质量的确确定利用三点结线规规则（也称称杠杆规则则）：三点是指指液相点、、固相点和和物系点（（体系点）），三点在在一条直线线上，利用用杠杆规则则就可以确确定固液相相的质量。。4.2内内容大纲4.2.1三元元系相图的的基本知识识4.2.2完全全互溶型三三元系相图图4.2.3简单单低共熔三三元系相图图4.2.4实际际三元系相相图的分析析方法4.2.5物系系点冷却过过程分析实实例HebeiPolytechnicUniversity4.2.4物系点冷冷却过程分分析实例确定相界线线的性质三元无变量量点的性质质（是E还是P）划分三角形形确定物系点点的结晶终终点在哪个个零变点确定结晶终终点固相物物质4.2三三元系相图图分析的入手手点4.2.4物系点冷冷却过程分分析实例（1）M1点的冷却过过程分析M1M2L1冷却到液相相线时，开开始析出固固相A：：L→A冷却到L1点时，继续续析出固相相A，液相相点为L1进一步冷却却发生A、、C的共晶晶反应：L→A+C冷却到P点点时开始发发生转熔反反应：L+A→D+C剩余的液相相将和固相相中的A发发生转熔反反应，生成成C+D，，直到液相相完全消耗耗，最终固固相含有A、D和C4.2.4物系点冷冷却过程分分析实例（2）M2点的冷却过过程分析M1M2L1冷却到液相相线时，开开始析出固固相A：：L→A冷却到L1点时，发生生转熔反应应：L+A→D+C冷却到P1时，A完全全消耗，L→D冷却到L4点时，开始始发生共晶晶反应：L→D+C冷却到E点点开始发生生三元共晶晶反应：L→D+B+CP1L2剩余余的的液液相相在在E点点全全部部转转化化为为固固相相，，最最终终固固相相为为D、、B、、C内容容大大纲纲4.1二二元元系系相相图图4.2三三元元系系相相图图4.4熔熔渣渣的的结结构构理理论论4.6熔熔渣渣的的离离子子溶溶液液结结构构模模型型4.7熔熔渣渣的的活活度度曲曲线线4.8熔熔渣渣的的化化学学性性质质4.9熔熔渣渣的的物物理理性性质质HebeiPolytechnicUniversity4.4内内容容大大纲纲4.4.1分分子子结结构构假假说说4.4.2离离子子结结构构理理论论HebeiPolytechnicUniversity4.4.1分分子子结结构构假假说说（（理理论论））熔渣渣的的基基本本结结构构单单元元为为电电中中性性的的分分子子4.4熔熔渣渣的的结结构构理理论论1.要要点点简单分子:CaO、MgO、FeO、Al2O3、FeS等复杂分子：、、、结构构单单元元间间的的作作用用力力为为分分子子间间的的引引力力（（范范德德华华力力））熔渣渣可可视视为为理理想想溶溶液液简单单分分子子与与复复杂杂分分子子之之间间存存在在动动态态平平衡衡只有有自自由由氧氧化化物物分分子子具具有有反反应应能能力力4.4.1分分子子结结构构假假说说（（理理论论））1））定定量量计计算算困困难难，，容容易易产产生生很很大大误误差差。。4.4熔熔渣渣的的结结构构理理论论2.缺缺点点2））不不能能解解释释FeO也也能能脱脱硫硫的的事事实实。。3））无无法法解解释释熔熔融融炉炉渣渣的的带带电电现现象象。。4.4.1分分子子结结构构假假说说（（理理论论））1））定定量量计计算算困困难难，，容容易易产产生生很很大大误误差差。。4.4熔熔渣渣的的结结构构理理论论2.缺缺点点2））不不能能解解释释FeO也也能能脱脱硫硫的的事事实实。。3））无无法法解解释释熔熔融融炉炉渣渣的的带带电电现现象象。。4.4内内容容大大纲纲4.4.1分分子子结结构构假假说说4.4.2离离子子结结构构理理论论HebeiPolytechnicUniversity4.4.2离离子子结结构构理理论论熔渣渣的的基基本本结结构构单单元元为为带带电电质质子子4.4熔熔渣渣的的结结构构理理论论1.要要点点简单单阴阴离离子子:O2-、S2-、F-简单单阳阳离离子子：：Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+正负负离离子子间间的的作作用用力力是是静静电电引引力力（（库库仑仑力力））渣——金金反反应应为为电电化化学学反反应应：：复合合阴阴离离子子:SiO44-、Si2O76-、AlO2-、AlO33-、PO43-正极反应应：负极反应应：电池反应应：4.4.2离离子结构构理论4.4.2.2硅氧氧复合阴阴离子的的种类硅氧复合合阴离子子的聚合合和解体体反应：：解体聚合内容大纲纲4.1二二元元系相图图4.2三三元元系相图图4.4熔熔渣渣的结构构理论4.6熔熔渣渣的离子子溶液结结构模型型4.7熔熔渣渣的活度度曲线4.8熔熔渣渣的化学学性质4.9熔熔渣渣的物理理性质HebeiPolytechnicUniversity4.6内内容大大纲4.6.1完完全离离子溶液液模型4.6.3离离子聚聚合反应应模型HebeiPolytechnicUniversity4.6.1完完全离子子溶液模模型4.6熔熔渣的的离子结结构模型型4.6.1.1焦姆金金（吉门门肯）完完全离子子溶液模模型的要点1）炉渣渣完全由由离子组组成，其其内不出出现电中中性质点点；2）每个个离子周周围只被被带相反反电荷的的离子所所包围；；3）所有有离子在在熔渣中中的分布布完全是是统计无无序状态态。完全离子子溶液可可视为由正负离子子分别组成成的两个个理想溶溶液的混混合溶液液。4.6.1完完全离子子溶液模模型4.6.1.2焦姆金金（吉门门肯）完完全离子子溶液模模型的应用例如熔渣由、、、、、、组组成成，存在在反应：：正离子总总数为：：负离子总总数为：：：：：：活度：例题在某一温温度下，，已知炉炉渣成分分为求炉渣中中FeO的活度，，已知炉炉渣完全全由离子子组成，，阳离子子是Ca2+、Mg2+、Fe2+；阴离子子是、、和CaOMgOFeOSiO2Fe2O3w(B)，%194.5633.6240.9610.24x(B)0.3390.1140.4670.0160.064解：因为SiO2的浓度为为0.96，因此aFeO不需修正正。按完完全离子子溶液理理论：所以：所以：又因为总的阴离离子摩尔尔数：4.6内内容大大纲4.6.1完完全离离子溶液液模型4.6.3离离子聚聚合反应应模型HebeiPolytechnicUniversity4.6.3离离子聚合合反应模模型———马森模模型4.6熔熔渣的的离子结结构模型型对于MeO-SiO2二元系，，MeO活度：例题：利用马森森模型计计算CaO-SiO2系在1530~1680℃℃时CaO的活活度。已已知，，解：代入数据据：整理得：：解方程得得：内容大纲纲4.1二二元元系相图图4.2三三元元系相图图4.4熔熔渣渣的结构构理论4.6熔熔渣渣的离子子溶液结结构模型型4.7熔熔渣渣的活度度曲线4.8熔熔渣渣的化学学性质4.9熔熔渣渣的物理理性质HebeiPolytechnicUniversity4.7.2CaO-SiO2-Al2O3三元系组组分的活活度4.7熔熔渣的的活度曲曲线图4.7.3CaO-SiO2-FeO三元系组组分的活活度4.7熔熔渣的的活度曲曲线图的伪三元元系内容大纲纲4.1二二元元系相图图4.2三三元元系相图图4.4熔熔渣渣的结构构理论4.6熔熔渣渣的离子子溶液结结构模型型4.7熔熔渣渣的活度度曲线4.8熔熔渣渣的化学学性质4.9熔熔渣渣的物理理性质HebeiPolytechnicUniversity4.8内内容大大纲4.8.1酸酸碱性性4.8.2氧氧化性性和还原原性4.8.3容容量性质质HebeiPolytechnicUniversity4.8.1酸酸碱性4.8熔渣渣的化学性质质4.8.1.1氧化物物按酸碱性的的分类1）碱性氧化化物：在渣中中能够离解出出O2-的氧化物，如如CaO、MgO、FeO等；2）酸性氧化化物：能吸收收O2-，转变为络离离子的氧化物物，如SiO2、P2O5、V2O5、Fe2O3等；3）两性（中中性）氧化物物：在酸性熔熔渣中能离解解出O2-，显示碱性，，而在碱性熔熔渣中能吸收收O2-，显示酸性，，如Al2O3、TiO2、Cr2O3等。碱性渣中酸性渣中4.8.1酸酸碱性4.8熔渣渣的化学性质质4.8.1.2氧化物物酸碱性规律律1）同一种金金属元素的氧氧化物在高价价时显酸性，，在低价时显显碱性，如Fe、FeO、Fe2O3等；2）CaOMnOFeOMgOCaFFe2O3TiO2Al2O3SiO2P2O53）利用氧化化物酸碱性的的大小，可以以判断简单氧氧化物与复杂杂氧化物之间间化学反应平平衡移动的方方向。中性碱性增强酸性增强4.8.1酸酸碱性4.8熔渣渣的化学性质质4.8.1.3炉渣酸酸碱性的表示示方法1）碱度：生产实践中采采用炉渣中主主要的碱性氧氧化物的质量量分数对酸性性氧化物的质质量分数之比比定义为炉渣渣的碱度，用用R表示。二元碱度三元碱度四元碱度4.8.1酸酸碱性4.8熔渣渣的化学性质质4.8.1.3炉渣酸酸碱性的表示示方法2）过剩碱度度和光学碱度度过剩碱度：炉炉渣中氧化物物的反应能力力可以用熔渣渣中自由氧化化物的浓度代代替光学碱度：氧氧化物或渣中中O2-的活度来表示示熔渣的酸碱碱性或碱性。。4.8.1酸酸碱性4.8熔渣渣的化学性质质4.8.1.3炉渣酸酸碱性的表示示方法3）划分渣酸碱性性的标准以R=2为界界R<2为酸性性渣R>2为碱性性渣4.8内容容大纲4.8.1酸酸碱性4.8.2氧氧化性和和还原性4.8.3容容量性质HebeiPolytechnicUniversity4.8.2氧氧化性和还还原性4.8熔渣渣的化学性质质判断依据：利用化学反应应进进行行的方向供[O]，氧氧化渣溶解氧量减小小，还原渣衡量熔渣氧化化还原性的依依据：熔渣中的w(FeO)影响熔渣氧化化性的因素：：1)aFeO增加，熔渣的的氧化性提高高2)Fe2O3含量提高，aFeO增加，熔渣的的氧化性提高高3)R=2时，aFeO最大，熔渣的的氧化性增强强4.8.2氧氧化性和还还原性4.8熔渣渣的化学性质质Fe2O3的折算方法1)全铁法法2)全氧法法4.8内容容大纲4.8.1酸酸碱性4.8.2氧氧化性和和还原性4.8.3容容量性质HebeiPolytechnicUniversity4.8.3容容量性质4.8熔渣渣的化学性质质容量性(capacity)：熔渣具有容纳纳或溶解S、P、N、、H等有害物质的的能力称为炉炉渣的容量性性。炉渣的硫容量量、磷容量越越高，炉渣的的脱硫、脱磷磷能力越强。。内容大纲4.1二二元系相图4.2三三元系相图4.4熔熔渣的结构理理论4.6熔熔渣的离子溶溶液结构模型型4.7熔熔渣的活度曲曲线4.8熔熔渣的化学性性质4.9熔熔渣的物理性性质HebeiPolytechnicUniversity4.9内容容大纲4.9.1熔熔化温度度4.9.2密密度4.9.3粘粘度4.9.4电电导率4.9.5表表面性质质4.9.6扩扩散HebeiPolytechnicUniversity4.9.1熔熔化温度4.9熔渣渣的物理性质质固相升温达到到开始熔化温温度后，开始始有液相出现现，固态渣完完全转变为均均匀液相时的的温度或冷却却时液态渣开开始析出固相相的温度为液液相线温度熔渣不具有熔熔点4.9内容容大纲4.9.1熔化化温度4.9.2密度度4.9.3粘度度4.9.4电导导率4.9.5表面面性质4.9.6扩散散HebeiPolytechnicUniversity4.9.2密度4.9熔熔渣的物理理性质1400℃℃碱性和半酸酸性熔渣的的比容1）熔渣组组分对密度度的影响熔渣密度与与温度的关关系：2）温度对对熔渣密度度的影响4.9内内容大纲4.9.1熔化化温度4.9.2密度度4.9.3粘度度4.