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123rentiyishu铁矿石炼铁是属于物理变化还是化学变

时间:2019-10-09    点击量:

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  铁矿石炼铁是属于化学变化。因为炼铁过程把氧化铁(三氧化二铁,四氧化三铁,氧化亚铁)中的氧原子用碳元素还原出来,生成铁和一氧化碳,二氧化碳,有新物质的生成与变化,这都是化学变化。123rentiyishu

  铁矿石的含铁量叫做品位,在冶炼前要经过选矿,除去其它杂质,提高铁矿石的品位,然后经破碎、磨粉、烧结,才可以送入高炉冶炼。

  焦炭提供热量并产生还原剂一氧化碳。石灰石是用于造渣除脉石,使冶炼生成的铁与杂质分开。炼铁的主要设备是高炉。冶炼时,铁矿石、焦炭、和石灰石从炉顶进料口由上而下加入,同时将热空气从进风口由下而上鼓入炉内,在高温下,反应物充分接触反应得到铁。

  高炉炼铁把铁矿石和焦炭,一氧化碳,氢气等燃料及熔剂(从理论上说把金属活动性比铁强 的金属和矿石混合后高温也可炼出铁来)装入高炉中冶炼,去掉杂质而得到金属铁(生铁)。

  高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。

  煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。

  炉前还容易发生烫伤事故,主要预防措施是提高装备水平,作业人员要穿戴防护服。原料场、炉前还容易发生车辆伤害和机具伤害事故。

  烟煤粉尘制备、喷吹系统,当烟煤的挥发分超过10%时,可发生粉尘爆炸事故。为了预防粉尘爆炸,主要采取控制磨煤机的温度、控制磨煤机和收粉器中空气的氧含量等措施。我国多采用喷吹混合煤的方法来降低挥发分的含量。

  是化学变化,矿石中的铁是以化合物的形式存在的,炼铁的过程就是将化合物中的铁转化为单质铁,有新物质生成是化学变化。

  一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+ Fe3O4 高温 3Fe + 4CO2

  现代炼铁的主要方法,钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法,但由于高炉炼铁技术经济指标良好,工艺简单,生产量大,劳动生产率高,能耗低,这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。

  高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

  简史和近况 早期高炉使用木炭或煤作燃料,18世纪改用焦炭,19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后,高炉炼铁得到迅速发展。20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达 450吨,焦比1000公斤/吨生铁左右。70年代初,日本建成4197米高炉,日产生铁超过1万吨,燃料比低于 500公斤/吨生铁。中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。1890年开始筹建汉阳铁厂,1号高炉(248米,日产铁100吨)于1894年5月投产。1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。1980年,中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。1980年全国产铁3802万吨,居世界第四位。

  70年代末全世界2000立方以上高炉已超过120座,其中日本占1/3,中国有四座。全世界4000立方以上高炉已超过20座,其中日本15座,中国有1座在建设中。

  50年代以来,中国钢铁工业发展较快,高炉炼铁技术也有很大发展,主要表现在:①综合采用精料、上下部调剂、高压炉顶、高风温、富氧鼓风、喷吹辅助燃料(煤粉和重油等)等强化冶炼和节约能耗新技术,特别在喷吹煤粉上有独到之处。1980年中国重点企业高炉平均利用系数为1.56吨/(米·日),焦比为539公斤/吨生铁;②综合利用含钒钛的铁矿石取得了突破性进展,含稀土的铁矿石的利用也取得了较大的进展。

  高炉利用系数 每立方米高炉有效容积一昼夜生产生铁的吨数,是衡量高炉生产效率的指标。比如1000立方高炉,日产2000吨生铁,则利用系数为 2吨/(米·日)。

  焦比 每炼一吨生铁所消耗的焦炭量,用公斤/吨生铁表示。高炉焦比在 80年代初一般为450~550公斤/吨生铁,先进的为 380~400公斤/吨生铁。焦炭价格昂贵,降低焦比可降低生铁成本。

  燃料比 高炉采用喷吹煤粉、重油或天然气后,折合每炼一吨生铁所消耗的燃料总量。每吨生铁的喷煤量和喷油量分别称为煤比和油比。此时燃料比等于焦比加煤比加油比。根据喷吹的煤和油置换比的不同,分别折合成焦炭(公斤),再和焦比相加称为综合焦比。燃料比和综合焦比是判别冶炼一吨生铁总燃料消耗量的一个重要指标。

  冶炼强度 每昼夜高炉燃烧的焦炭量与高炉容积的比值,是表示高炉强化程度的指标,单位为吨/(米·日)。

  休风率 休风时间占全年日历时间的百分数。降低休风率是高炉增产的重要途径一般高炉休风率低于2%。

  生铁合格率 化学成分符合规定要求的生铁量占全部生铁产量的百分数,是评价高炉优质生产的主要指标。

  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)

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