總結(jié)提綱(2015)

1、2/2/20220真空冶金國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Laboratory for Vacuum Metallurgy2/2/20221空氣極其稀薄的空間 按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，真空絕不是“完全空”，而是一種“低于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體充滿空間的狀態(tài)”?？?？2/2/2022215641642年年伽利略稱量空氣伽利略稱量空氣證明空氣有重的性質(zhì)，并稱量空氣；認(rèn)為可能有一種“真空阻力”。 16081647年年 1643年測(cè)出大氣壓值：約76厘米水銀柱。1654年年真空真空的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)托里拆里真空托里拆里真空格里克馬德堡半球?qū)嶒?yàn)格里克馬德堡半球?qū)嶒?yàn)“真空”步入人類社會(huì)。2/2/202231. 1. 真

2、空環(huán)境中氣體壓力低，對(duì)一切增容反應(yīng)都有益的影響。真空環(huán)境中氣體壓力低，對(duì)一切增容反應(yīng)都有益的影響。如：如： 金屬的氣化、蒸發(fā)，在真空中物質(zhì)的沸點(diǎn)降低；金屬的氣化、蒸發(fā)，在真空中物質(zhì)的沸點(diǎn)降低； 金屬氧化物還原成固態(tài)或液體金金屬氧化物還原成固態(tài)或液體金屬；屬； 金屬氧化物還原成氣態(tài)金屬；金屬氧化物還原成氣態(tài)金屬；氣態(tài)凝聚態(tài)MM 氣態(tài)凝聚 態(tài)RO凝聚態(tài)MMOR物質(zhì)物質(zhì)M M氣化氣化氧化物氧化物MOMO被還原劑被還原劑R R還原還原 氣態(tài)凝聚態(tài)RO氣態(tài)MMOR真空冶金的特點(diǎn)及應(yīng)用真空冶金的特點(diǎn)及應(yīng)用ZnZn沸點(diǎn)沸點(diǎn)9079072/2/202241. 1. 真空環(huán)境中氣體壓力低，對(duì)一切增容反應(yīng)都有益的

3、影響。真空環(huán)境中氣體壓力低，對(duì)一切增容反應(yīng)都有益的影響。 熔融金屬脫氣；熔融金屬脫氣； 金屬化合物熱分解金屬化合物熱分解 溶解了氣體溶解了氣體G G的金屬放出氣體的金屬放出氣體 GG金屬金屬與氣體生成的化合物分解放出氣體金屬與氣體生成的化合物分解放出氣體 MGG M真空對(duì)這些過(guò)程都有利，即真空對(duì)這些過(guò)程都有利，即加快了反應(yīng)進(jìn)行的速度加快了反應(yīng)進(jìn)行的速度或是或是降低反應(yīng)進(jìn)行的溫度降低反應(yīng)進(jìn)行的溫度。 2/2/202252.2.真空中氣體稀薄，很少氣體參加反應(yīng)。真空中氣體稀薄，很少氣體參加反應(yīng)。 金屬在真空中熔化時(shí)，不會(huì)溶解氣體。金屬在真空中熔化時(shí)，不會(huì)溶解氣體。 金屬在真空中加熱到較高溫度時(shí)不會(huì)

4、氧化，無(wú)論金屬成固體還是液體都極少在真空金屬在真空中加熱到較高溫度時(shí)不會(huì)氧化，無(wú)論金屬成固體還是液體都極少在真空中氧化。中氧化。3.3.真空系統(tǒng)是一個(gè)較密閉的體系與大氣基本隔開。系統(tǒng)內(nèi)外的真空系統(tǒng)是一個(gè)較密閉的體系與大氣基本隔開。系統(tǒng)內(nèi)外的物質(zhì)流動(dòng)完全在控制之下進(jìn)行。物質(zhì)流動(dòng)完全在控制之下進(jìn)行。4.4.真空冶金一般沒(méi)有燃料燃燒引起的問(wèn)題。真空冶金一般沒(méi)有燃料燃燒引起的問(wèn)題。如如SO2煙氣，收塵，煙氣，收塵，環(huán)境污染等。環(huán)境污染等。5.5.金屬或氧化物在真空中形成氣體后，其分子很小且較分散。金屬或氧化物在真空中形成氣體后，其分子很小且較分散。在真空中多原子分子傾向于分解成較少原子組成的分子，在真

5、空中多原子分子傾向于分解成較少原子組成的分子，形成氣體分子很小。形成氣體分子很小。2/2/20226 降低環(huán)境的污染降低環(huán)境的污染真空冶金的優(yōu)越性真空冶金的優(yōu)越性真空冶金生產(chǎn)流程短生產(chǎn)流程短基建投資較少基建投資較少消耗能源及原材料較少消耗能源及原材料較少金屬回收率高金屬回收率高生產(chǎn)成本低生產(chǎn)成本低2/2/20227課程的主要內(nèi)容 1 真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ)真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ) 2 金屬的真空蒸餾金屬的真空蒸餾 3 有色合金中間產(chǎn)品的真空蒸餾分離有色合金中間產(chǎn)品的真空蒸餾分離 4 礦石及半產(chǎn)品的真空蒸餾礦石及半產(chǎn)品的真空蒸餾 5 真空熱還原提取有色金屬真空熱還原提取有色金屬1 1 真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ)真

6、空冶金的技術(shù)基礎(chǔ)Page 9第一章 真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ))(21ppCQniiCC1總nCCCC111121 總 管子并聯(lián)增大流導(dǎo)，管子串聯(lián)流導(dǎo)減小。 表示氣流通過(guò)管子的能力，又稱為“通導(dǎo)能力”。試推導(dǎo)推導(dǎo)并聯(lián)管道和串聯(lián)管道的流導(dǎo)。 Page 10第一章 真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ)Page 11有效抽速、泵抽速與流導(dǎo)之間的關(guān)系有效抽速、泵抽速與流導(dǎo)之間的關(guān)系Page 12有效抽速、泵抽速與流導(dǎo)之間的關(guān)系有效抽速、泵抽速與流導(dǎo)之間的關(guān)系為了充分發(fā)揮泵的效能，必須盡可能用粗而短的管道；如果用的管道很細(xì)、很長(zhǎng)，則其流導(dǎo)很小。 SeC, 即有效抽速與泵的抽速So無(wú)關(guān)，僅取決于管道的流導(dǎo)，此時(shí)即使采用抽速很大的泵

7、也是無(wú)用的。Page 13第一章 真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ)Page 14第一章 真空冶金的技術(shù)基礎(chǔ)1.4 真空計(jì)真空計(jì)有很多種，其作用原理不同，因此，測(cè)量的壓強(qiáng)范圍也不完全一致。1516各種金屬的蒸氣壓和溫度關(guān)系的各系數(shù)：A、B、C、D列于表2-1 書上P38-40DCTTBATP lglg1407141038257110385819.lg.lg P查表2-1得：A=-5819;B=-1.257;C=0;D=14.407DCTTBATp lglg11718kxppi303.2lglgmax殘maxpk19max13220*iiipxp AA=A BAAA B，這種情況對(duì)A的蒸發(fā)有利，合金組分的蒸汽壓

8、比理想溶液的高，有利于蒸餾分離。AAA B，這類合金組分的分子之間有較強(qiáng)的相互吸引力，生成各種穩(wěn)定的化合物。21ABABApp*baABA22baABA*BABAAppb/aa/b23*Ap*Bp蒸餾溫度，蒸餾溫度，627727827927原料含鉛，%188.530.424蒸餾次數(shù)蒸餾次數(shù)一級(jí)蒸餾多級(jí)蒸餾進(jìn)料方式進(jìn)料方式間斷作業(yè)連續(xù)作業(yè)加熱方式加熱方式內(nèi)熱式外熱式25 263.2 3.2 鋅基合金的真空蒸餾處理鋅基合金的真空蒸餾處理鋅鎳合金鋅鎳合金鋅鋁合金鋅鋁合金 熱鍍鋅渣熱鍍鋅渣（Zn-Fe)Zn-Fe) 鋅錫合金鋅錫合金 鋅鎘合金鋅鎘合金 硬鋅硬鋅(Zn-Fe-(Zn-Fe-稀散金屬稀散金

9、屬) )銀鋅殼（銀鋅殼（Ag-Zn-PbAg-Zn-Pb）鋅基合金的鋅基合金的真空蒸餾處真空蒸餾處理理2/2/2022273.4 3.4 鉛銻合金的分離鉛銻合金的分離3.3 3.3 鉛銀合金的處理鉛銀合金的處理3.5 3.5 黃雜銅及銅的真空處理黃雜銅及銅的真空處理3.6 3.6 錳鐵合金提錳錳鐵合金提錳28 2930圖圖4-1 氧化物的蒸氣壓與溫度的關(guān)系氧化物的蒸氣壓與溫度的關(guān)系31 335.1.1 5.1.1 金屬氧化物在真空中的穩(wěn)定性金屬氧化物在真空中的穩(wěn)定性 當(dāng)金屬氧化物MeO處于任一實(shí)際分壓( )條件下，發(fā)生離解反應(yīng)時(shí)： 2O2Me2MeO)/ln(2ppRTGGO2OpGGmTTG

10、Gm146.1910lg146.19345.1.2 5.1.2 金屬氧化物的真空熱還原金屬氧化物的真空熱還原)(gXOMeXMeO)/lg(146.19)/ln(ppTGppRTGGXOXOPappmxo10132510mTGG146.19350G)/lg(146.190ppTGXOmTppTGXO146.19)/lg(146.19Pappmxo10132510CmAT146.19/XOpXOpCTAG)/lg(146.19ppTGGXO36)(32332gCOAlCOAl3231773177332/lncOAlAlCOppRTGG317731773lnppRTGGCO)(3026131773JG)(ln177330261331773JppRGCO37用碳還原Al2O3時(shí)PCO與G1773的相應(yīng)數(shù)據(jù)Pco/Pa（atm）G1773（1molAl2O3）Jmol-1101.33103（1）302613101.33102（10-1）200775101.3310（10-2）98937101.33（10-