发布时间:2025-01-01 17:54:01 作者 :冶金资讯 围观 : 0次
大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于生铁的原理的问题,于是小编就整理了2个相关介绍生铁的原理的解答,让我们一起看看吧。
把石灰石、焦炭和铁矿石分层投入高炉,自底部鼓入高温气流,使得焦炭炽热发红,于是铁被从氧化物中还原出来,熔化成液态,从炉底流出。
冶炼方法有很多种,要根据矿石的不同来选择,但基本都可以归为还原法,如果是赤铁矿,它的主要成分是Fe2O3,矿石经过分选之后,进入炼炉,通过焦炭还原成粗铁,然后再精制,如果是黄铁矿,那就要先要煅烧,使其转化为Fe2O3,再用还原法冶炼。总之冶炼办法根据矿石不同多种多样,但是基本原理都是用碳将Fe2O3还原。
因为矿石中Fe呈+2价或+3价,炼铁实际上是在高温下用焦炭(C)将铁还原成0价Fe单质的过程,当然啦,为了除去铁矿石中的硅、铝等杂质,还需配些石灰石(CaCO3)等形成比重小于铁(浮在液态铁之上)的炉渣,铁水再经炼钢精炼,铸型或压延,就可制成铁的板材、线材等商品了。
从铁矿石中提炼铁的方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等离子法。其中高炉炼铁是把铁矿石和焦炭、一氧化碳、氢气等燃料及熔剂按规定配料比,由炉顶装料装置分批送入高炉中冶炼,去掉杂质而得到金属铁(生铁)。
熔融还原法是不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法,其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。
炼铁是将金属铁从含铁矿物中提炼出来的工艺过程。从冶金学角度看,炼铁即是铁生锈、逐步矿化的逆行为,即从含铁的化合物里把纯铁还原出来。
铁矿石怎样炼成铁呢?
要使氧化铁变为金属铁,必须要有适当的还原剂。炼铁的还原剂主要是一氧化碳,它在炼铁过程中担负着从氧化铁矿石中夺取氧的任务。那么,一氧化碳又是从哪里来的呢?在炼铁过程中,焦炭先跟热空气中的氧发生反应,生成二氧化碳。二氧化碳再与炽热的焦炭反应,生成一氧化碳。
在铁矿石中,除了氧化铁以外,还含有大量的废石。这种废石称为脉石,主要成分是二氧化硅,还有少量氧化铝。脉石夹杂在炼出的铁中,影响铁的质量,必须除掉。石灰石在高温下会分解成氧化钙和二氧化碳。氧化钙能与二氧化硅结合,生成熔点比较低的硅酸钙。硅酸钙的密度较铁小,在高炉的下部成为炉渣,漂浮在铁水的上面而与铁水分开。
原子核都有binding energy,这个能量是一个负数,表示一个核子需要这么多的能量才能逃离这个原子核。
原子核发生聚变和裂变的目的都是为了减少自身的能量储备,因为低能量级比高能量低更稳定。
铁之前的元素的binding energy/nucleon随质子数的增长而增长,铁之后的元素则随质子数的增长而下降,所以在铁里面每个核子具有最多的binding energy。
由于这个能量是负数,高的binding energy意味着更低的能量级,所以铁之前的元素会发生聚变来降低自身能量,而铁之后的元素会发生裂变。
铁由于具有最紧密的原子核,无法通过聚变或裂变来释放能量,所以成了终极产物。
裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。
如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来
到此,以上就是小编对于生铁的原理的问题就介绍到这了,希望介绍关于生铁的原理的2点解答对大家有用。