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冶金原理 第一章冶金炉渣 第五节 熔融炉渣的性质 冶金原理精品课程 上一节 教学内容 概述 一、炉渣的熔化温度 二、熔渣的粘度 三、熔渣的密度和金属微粒在渣中的沉降 四、熔渣的电导 五、熔渣的热含量 六、熔渣的表面性质 冶金原理精品课程 概述 熔渣的物理化学性质直接关系到冶炼过 程能否顺利进行和技术经济指标是否符合要 求，是能否实现优质高产低消耗的重要因素。 如熔渣的熔化温度和热含量影响热能消耗， 熔渣的密度、表面张力和粘度影响冶炼过程 金属的回收率。研究熔渣的性能也是认识熔 渣结构的重要途径（如电导、粘度）。 冶金原理精品课程 概述 冶金工作者除了应对熔渣性能的原理和规律 有所认识外，还要掌握组成——性能图和根 据已知数据计算熔渣性能的方法，从而可以 了解已知成分的熔渣性能是否能满足冶炼过 程的要求，或由所要求的性质来选择合理的 熔渣成分。 冶金原理精品课程 一、炉渣的熔化温度 炉渣的熔化发生在一定的温度范围内。 熔化温度（或称熔点）是指固态渣完全转变为均匀 液相或液态渣冷却时开始析出固相的温度 可由熔渣状态图的液相线或液相面的温度来确定。 炉渣的熔化温度可以决定冶炼时所需采取的温度制 度，同时也是确定熔渣其它物理化学性质的因素之 一。 冶金原理精品课程 一、炉渣的熔化温度 炉渣的熔化温度主要与组成有关，从熔渣 的状态图可以看出各种渣系的熔化温度区。处 在等温线上的各种炉渣组成，其熔化温度相同。 根据该线可以确定某一熔化温度时的炉渣成分， 或根据炉渣成分估算出该组成下的熔化温度。 图1-11为CaO-FeO-SiO2系等熔度图。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 粘度是熔渣的重要性质，关系到冶炼过程能 否进行、也关系到金属或硫能否充分地通过 渣层沉降分离。 冶炼过程要求炉渣具有较小的粘度。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 1．粘度的定义 当流体在管道中流动时，管道与流体间的 粘附力和内部的内摩擦力，使靠近管道的流体流速最小， 而中心的流速最大。设在流动的液体中有相邻的两层流体， 面积为 F,距离为ds,一层的流速为v,另一层为v+dv（图112），两层流体间的内摩擦力p可由下式求出： dv p F dS 既内摩擦力与表面积大小和速度差成正比，与距离成反比。 比例系数ף与液体的粘度有关，故称为粘度系数，亦称粘度。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 2、粘度的单位： 当P=10-5N, F=1cm2, ds=1cm, dv=1cm·s-1时， 10-5=ףN·s·cm-2=1.1Pa·s 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 表1-4 某些液体的粘度 液体 水 蓖麻油 甘油 生铁液 钢液 温度 298 298 298 1698 1868 冶金原理精品课程 粘度 0.00089 0.8 0.5 0.0015 <0.0025 液体 温度 273 汞 流动好的渣 稠渣 很稠的渣 粘度 0.0017 <0.50 1.5~2.0 >3.0 二、熔渣的粘度 由表1-4数据可看出，流动的渣，其粘度 相 当 于 甘 油 的 室 温 粘 度 0.5Pa·s。 粘 度 1.5~2.0Pa·s的渣，虽然比较粘稠，但尚能满 足冶炼要求。当渣的粘度达3.0~5.0Pa·s或更 高时，则会造成冶炼过程难以进行，导致熔渣 不易由炉内放出。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 3、熔渣的粘度与成分的关系 1）SiO2对炉渣的粘度影响最大。前已述及，熔渣中 SiO2含量愈高，硅氧配合阴离子的结构复杂，离子半 径愈大，熔体的粘度也愈大。Al2O3、ZnO等也有类 似的影响。 2）碱性氧化物的含量增加时，硅氧配阴离子的离子 半径变小，粘度将有所下降，但并不是说炉渣中碱性 氧化物含量愈高粘度愈低，相反，碱度太高的炉渣是 粘而难熔的。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 4、熔渣的粘度与温度的关系 任何组成的炉渣，其粘度都是随着温度的升高 而降低的。但是温度对碱性渣和酸性渣的影响 有显著的区别，如图1-13所示。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 碱性炉渣（含SiO2小于35%）在受热熔化 时，立即转变为各种Me2+和半径较小的硅氧配 阴离子，粘度迅速下降，如图1-13所示，其粘 度-温度曲线b上有明显的转折点，该点的对应 温度Tc称为熔化性温度，当温度超过Tc后，曲 线变得比较平缓，此时温度对粘度的影响已不 明显了。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 酸性炉渣因含SiO2高（SiO2大于40%）， 当升高温度时，复杂的硅配阴离子逐步离解为 简单的配阴离子，离子半径逐步减小，因而粘 度也是逐步降低的，其粘度-温度曲线a上不存 在明显的熔化性温度。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 通过实验求得碱性渣的粘度与温度关系式如 下： ln A B T w 或写成 B0e RT 式中A= W ף/R ,B= lnBo ,Wף为粘流活化能，是 质点在两平衡位置间移动所需的最小能量，质点 大，Wף也大，粘度也大。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 对于酸性渣，由于温度升高硅氧配阴离子解体， 质点数增多而半径变小，Wף已不是常数，故式 （1-3）不适用，因而粘度与温度的关系常用经验 方程表示如下： log log A BT (1 4) 式中A、B为与炉渣成分有关的常数，该式表示酸 性渣的粘度的重对数与温度T成直线关系，这已为 许多实验所证实。 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 3．CaO-FeO-SiO2系炉渣的粘度 CaO-FeO-SiO2系炉渣的粘度已有大量的测 定数据，并已在浓度三角形中绘成等粘度曲 线。图1-14为1623.15K时CaO-FeO-SiO2系 炉渣的等粘度曲线 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 由于粘度仅能在均一液相内测定，所以等 粘度曲线图仅占有浓度三角形的局部（给 定的等熔化温度曲线以内的液相区） 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 在应用该图时，首先应将炉渣中的三种主 要氧化物换算为总和100%，然后再查图 可得各种炉渣在给定温度下的粘度值。例 如，要查某个铜造锍熔炼炉渣的粘度，该 炉渣中主要成分的质量百分比数为 SiO237.3%、CaO4.7%、FeO46.0%。先 将三成分总和换算成百分之百，即： 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 37.3 SiO2 % 100% 42.4% 37.3 4.7 46.0 4.7 CaO% 100% 5.3% 37.3 4.7 46.0 46.0 FeO% 100% 52.3% 37.3 4.7 46.0 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 从图1-14中查得这种炉渣在1623K下的粘度 约为1.5Pa·s。但是，因为这种炉渣并不是纯 粹的三元系，因此查出的数据只能作参考。 由图可见该炉渣系粘度最低的组成为： CaO10~30%、SiO215~30%，FeO40~60%. 冶金原理精品课程 二、熔渣的粘度 4.粘度对冶金生产的影响： 在冶金生产中，常因炉料成分变化大，造成熔渣粘 度过于高难于流动，严重时还会生成炉瘤，致使炉 矿异常。常用加入萤石（CaF2）、并同时升高炉 温的方法降低熔渣的粘度，改善其流动性，从而能 够冲刷洗去炉瘤。原因是CaF2能与CaO 生成低共 晶（熔点1659.15K），促使CaO熔于渣中，同时 CaF2中的F-可代替O2-促使硅氧配阴离子解体，分 离成较小的配合离子，使熔渣粘度降低。所以 CaF2不论对酸性渣或碱性渣都具有大幅度降低粘 度的作用。 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣 中的沉降 熔渣密度的大小直接影响到冶炼过程中 炉渣与金属之间分离的难易，所以在生产实 践中具有重要意义。 熔渣的密度测定的数据较少，而故态炉 渣熔化后的密度变化很小，故可近似地采用 固态炉渣的密度值。这虽然不够精确，但生 产实用是可取的。 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣 中的沉降 固体渣的密度可近似地按单独氧化物的密度用 加法计算： 1 % MeO MeO % M eO M eO 100 1 % MeO MeO 100 渣 式中 ρMeO——渣中MeO的密度（见表1-5）； %MeO——渣中MeO的质量百分比。 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣中 的沉降 表1-5 各种氧化物的密度(g·cm-3 ) 氧化物 密度 氧化物 密度 氧化物 密度 SiO2 2.20~2.55 MgO 3.65 PbO 9.21 CaO 3.40 CaF2 2.8 ZnO 5.60 FeO 5.0 Al2O3 3.97 Cu2O 6.0 Fe3O4 5~5.4 MnO 5.4 NaO 2.27 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣 中的沉降 炉渣的密度与所含的成分有关。当炉渣中含有 有较多质量大的氧化物如PbO、FeO、Fe3O4、 ZnO等时，其密度增加；反之，若含质量小的 氧化物如SiO2，CaO等时，则炉渣的密度较小 炉渣的密度值常介于2.5~4.0之间。 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣 中的沉降 例题 有一炼铅炉渣，其中所含的各种氧化 物 的 成 分 如 下 ： SiO230%、CaO10%、 ZnO13%、Al2O37.7%。试求其密度。 解： 按式（1-5）得炉渣的密度为 1 渣 (30 2.2 10 3.4 13 5.6 27 5.0 100 12.3 3.65 7.7 3.97) 3.833 g.cm 3 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣 中的沉降 液态金属在炉渣熔体中的沉降速度，可以用斯托克 斯公式表示： 2 ( 金 渣 ) 金 v g 9 渣 2 式中 v——沉降速度，cm·s-1 g——重力加速度，980cm·s-2; ρ金·ρ渣——金属（或锍）和炉渣的密度，g·cm-3; η——熔渣的粘度，P（1P=0.1Pa·s）。 冶金原理精品课程 三、熔渣的密度和金属微粒在渣 中的沉降 由式（1-6）可见，金属或锍的微粒半径大， 密度大，而熔渣密度小，粘度小皆有利于加 大金属或锍的沉降速度、完全。因而金属在 炉渣内的间接损失少。 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 1、熔渣的电导是通过测量面积为1cm2， 长度为1cm的熔渣的电导度得出的： 导点度L与面积S成正比，与距离成反比， 比例系数κ为比电导，亦称电导，其单位为 Ω1·㎝-1。 有色冶金炉渣在1573K的κ约为0.1～ 0.2Ω-1·㎝-1。而一般冶金熔渣的κ值一般在 0.1～16Ω-1·㎝-1范围内变化。 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 2、熔渣的导电机理 电子导电－－熔渣内电子流动而引起的导电 离子导电－－熔渣内离子迁移而引起的导电 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 3、化合物的分类 电子导电为主的化合物，其k值较大 如 FeO1673K ， k=17.85 ， CaO2853K ， k=40，MgO3073K，k约为35……等 离子导电为主的化合物，其k值很小， 如SiO22023K，k约为0.05，各种硅酸盐k值 约为10-4~101数量级，这类化合物将大大地 降低熔渣的k值 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 4、温度对电导的影响 升高熔渣的温度，对电导的影响是多方面的。 首先，温度升高后，电子导电减弱，其次， 硅氧配阴离子解体，参与导电的离子增加， 离子迁移能力加大，离子电导加强。同时， 温度升高使熔渣粘度降低，也有利于离子导 电，因而升高温度将使电导值加大 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 电导与温度的关系符合以下关系： k Ae wk RT 式中 A——常数； Wk——导电活化能 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 5、电导与粘度的关系 对于一定组成的熔渣，比电导k与粘度η之 间存在以下关系： kn·η=K 式中 K——常数； η——粘流活化能与电导活化能之比 Wη/Wk，常数。 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 由于Wη>Wk，故n>1。因而当升高温 度而使粘度降低时，粘度的下降率将大于比 电导的增加率。这是因为比电导决定于半径 小的Men+，粘度取决于复杂的硅氧配阴离子， 温度升高，硅氧配阴离子解体，对粘度的影 响大，对比电导的影响小。 冶金原理精品课程 四、熔渣的电导 增加熔渣中碱性氧化物含量时，对熔渣电导 的影响也是两重性的，即Me2+数量增多，同 时使硅氧配阴离子解体，粘度下降，两者都 将使熔渣电导加大。 冶金原理精品课程 五、熔渣的热含量 1、单位质量的炉渣由298K加热到恒定温度时所吸 收的热量为炉渣的热含量，理论上可由式（1-9） 计算： Q T熔 T CP(固) dT 熔 CP(液) dT (1-9) 式中 Q——炉渣在TK时的热含量，kJ·kg-1 Cp(固)·Cp(液)——炉渣在固态和液态下的比热， kJ·kg-1·k-1 γ熔——炉渣熔化热，kJ·kg-1。 298.15 冶金原理精品课程 T熔 五、熔渣的热含量 由于炉渣组成复杂，缺乏Cp、γ熔的数 据，故应用式（1-9）计算炉渣热含量有困 难。目前炉渣热含量的数据是用量热计测出， 并作出了组成——等热含量曲线图。 冶金原理精品课程 五、熔渣的热含量 图 1-15为CaO-FeO-SiO2系炉渣在1523.15K 时的等热含量曲线图。由该图可看出，有色 冶金炉渣在1523K时的热含量约为 1255.8kJ·kg-1。虽然由图查得的数据不够 准确，但实际生产中应用该数据计算熔渣耗 去的热量是可行的。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表面张力 界面张力 毛细管压力 熔渣的表面性质对冶金过程起着重要的作 用。液体金属或锍与熔渣的分离，熔渣对耐火 材料炉衬的侵蚀作用等都与表面性质密切相关。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 1．熔渣的表面张力 1）基本概念：与气相接触的液体表面质点，因 其配位数未得到满足，原子间的作用力不平衡， 比液体内部的质点具有较高的能量，其超出部分 的能量就是表面自由能，为单位面积上的能量， 由于表面质点能量过剩，因而液体表面将自动收 缩以降低过剩能量。液体表面的这种自动收缩的 趋势，相当于在液体表面水平方向上存在着使液 体表面收缩的力，这一作用力是作用在单位长度 上的，单位为N·m-1,称为表面张力。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 熔渣的表面张力与组成炉渣的离子相互间的 作用能有关，可用离子的静电位来描述。离子的静 电位可用式（1-10）计算： (1-10) z i r 式中 I——离子的静电位； z——离子的电荷数； r——离子半径。 表1-6列出了某些阳离子的静电位。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表1-6 某些阳离子的静电位 阳离子 z r i 阳离子 z r i Ca2+ 2 1.04 1.92 Al3+ 3 0.57 5.26 Fe2+ 2 0.83 2.41 Ti4+ 4 0.68 5.88 Mn2+ 2 0.80 2.50 Si4+ 4 0.39 10.26 Mg2+ 2 0.74 2.70 P5+ 5 0.34 14.70 Fe3+ 3 0.67 4.76 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 2）表面活性物质 熔渣中静电位小的离子将被静电位大的 离子排斥到熔渣表面，使表面质点的配位数 趋向饱和，表面过剩能量降低，因而可降低 熔渣的表面张力，这种物质称为表面或性物 质。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 如图1-16所示，纯FeO熔体在1673.15k的表 面张力接近0.6N·m-1。往其中加入SiO2、 P2O5、TiO2等氧化物时，由于在熔体中形成 配合阴离子，且这些配合阴离子的离子半径 大，静电位比阳离子和O2-都小，因而能降 低熔体的表面张力。而静电位与FeO相近的 MnO和CaO虽对FeO熔体的表面也有影响， 但不显著。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 3）温度对表面张力的影响 温度升高可使表面活性物质的作用减弱，使表 面张力增加。 对熔渣的表面张力，可近似地由式（1-11）计算： 渣 i xi (1-11) 式中 δ渣——熔渣的表面张力，N·m-1; σi——熔渣中各组分的表面张力因素其数 据见表1-7； xi——组分的摩尔百分数。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表1-7 氧化物的表面张力因素 氧化物 1573K 1673K 1773K 1873K CaO —— 614 586 661 MnO —— 653 641 —— SiO2 —— 285 286 181 203 ② ③ —— —— FeO Mge Al2O3 —— —— 584 560 —— 512 502 —— 640 630 PbO —— 140 ZnO 140 540 TiO2 550 380 —— 冶金原理精品课程 223 —— —— —— 448~602 —— —— —— ① 六、熔渣的表面性质 对熔渣表面张力的测定数据，亦可利 用浓度三角形作出等表面张力曲线图，图 1-17为CaO-FeO-SiO2系炉渣在1623K时 的等表面张力曲线图。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 4）例题 试求某炉渣（SiO252%、CaO18%、 FeO30%）在1773K时的表面张力。 解： 先确定Xi值，按100g渣量计算 各组分的摩尔数： SiO2=52/60=0.867 CaO=18/56=0.321 FeO=30/72=0.417 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 各组元的摩尔分数： XSiO2=0.867/(0.867+0.321+0.417)=0.54 XCaO=0.321/1.605=0.20 XFeO=0.417/1.605=0.26 由表1-7查表得： 1773K时，σSiO2=286、σCaO=586、σFeO=560 将以上数据代入式（1-11）得： σ渣=286×0.54+586×0.20+560×0.26 =417.2×10-2=0.417N·m-1 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 2、熔渣与金属间的界面张力 1）基本概念：液相与气相接触时表面存在 的收缩力称为表面张力，而两凝聚相（固相 或液相）的接触界面上质点间出现的张力则 称为界面张力。 当冶金熔体与固相物质接触时，二者之 间界面张力的大小可用润湿边界角θ来度量， 润湿边界角是液滴的却线与固体水平面的夹 角。图1－18表示了各种润湿情况。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 图中三个张力之间存在以下关系； σ1=σ1，2+σ2cosθ 或cosθ=(σ-σ1，2)/σ2 （1-12） 由式（1-12）可见，液固两相间界面张 力σ1，2 愈大，则cosθ愈小，润湿边界θ愈大， 即润湿程度差，相反则润湿程度好。这一规 律对液液两相亦同样适用。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 2）界面张力与成分的关系 熔渣中不能溶于金属液中的组分，其含量发生变 化时，对σ1，2 没有影响。如SiO2、CaO、Al2O3 等， 对于金属液中不能溶解于熔渣中的组分，情况亦相 同。 当熔渣的组分几乎不溶于金属液时，σ1，2 是很高 的，一般大于1N·m-1。 熔渣中加入能溶于两液相中的组成物，则能使σ1， 2明显降低。如FeO、FeS等， 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 3．熔渣与耐火材料炉衬的作用 在火法冶金中， 熔渣对耐火材料炉衬有一定侵蚀作用，这与熔渣的 表面性质与熔渣向炉衬内部渗透的毛细管压力有关： p 2 cos r 式中 Pσ——熔渣向炉衬孔洞及毛细管的渗入强度 （毛细管压力）： θ——熔渣的润湿边界角； σ——熔渣的表面张力； r——孔洞或毛细管半径。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 即渗入强度不仅随熔渣表面张力的增大而加强， 也与润湿边界角有关。 当θ<90。时，cosθ为正值，Pσ随着θ的变小而加 大，即熔渣对炉衬内部， 当θ<90。时，cosθ为负值，即Pσ相当于一种推 斥力，可阻止熔渣向炉衬内的渗透，且θ值愈大， 推斥力也愈大。 因而，对一定的耐火材料，其毛细管半径σ为定 值，为了防止熔渣的渗透，要求熔渣的表面张力低， 界面张力大。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 4．熔渣和熔锍间的界面张力 在有色冶金中， 铜、镍、铅的冶金过程皆产出锍，锍与渣的分 离程度决定金属的回收率。而熔锍在熔渣中的 沉降与两者间的界面张力有着密切的联系。 熔渣中的熔锍系以微粒分散状态存在，根 据对凝固炉渣的显微研究，已查明夹杂在炉渣 中的锍的微粒直径0.001~0.2mm之间，且小于 0.007mm的微粒数占总量的80%以上。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 根据式（1-6）计算，取η渣=1.0Pa·S, ρ -3,直径0.007mm的锍微粒在 -ρ =1.5g·cm 锍 渣 熔渣中的沉降速度仅为4.0×10-6cm·s-1,若熔 渣厚度为50cm，则完全沉降需时144天，这 在冶炼生产中是不可能的。因而应创造有利 于锍微粒聚集的条件，使微粒直径加大，此 时，增加熔渣与熔锍的界面张力σ1，2是极为 重要的 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 熔渣的表面性质与衡量熔渣和熔锍两液相彼 此吸引能力的大小的粘着功Wa有式（1-4）的关系： Wa=σ1+σ2-σ1,2 (1-14) 式（1-14）中熔锍的表面张力σ1 和熔渣表面张力 σ2的值通常都为0.4N·m-1左右，因而粘着功基本上 决定于σ1,2。熔渣与熔锍间界面张力σ1,2 的值愈大， 熔锍微粒与熔渣在相界面上相互吸引的能力就愈 小，从而熔锍微粒就有可能相互碰撞而聚集成尺 寸较大的颗粒。相反，如σ1,2小，熔锍微粒易被熔 渣润湿，则不易合并成较大的颗粒 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 界面张力与其它性质一样，也是随熔体 成分和温度而改变的。对熔锍与熔渣的分离 而言，研究熔锍中S的含量，熔渣中SiO2 含 量，熔渣中FeO用CaO来取代，以及温度等 因素对σ1,2 的影响等具有实际意义。由于研 究工作的难度大，因而这些方面的研究数据 并不多。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表1-8列出了有关熔锍中含S量在不同温度下 对 σ1,2 的 影 响 的 数 据 。 实 际 用 熔 渣 成 分 为 FeO44.7%、CaO10.5%、SiO244.8%, 锍 系 Cu、Fe、S混合熔化而合成的。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表1-8 熔锍的含锍量和温度对σ1,2的影响 实验后锍中含Cu及S（质量百分数） σ1，2，10-3N·m-1 Cu S 1523K 1573K 1623K 18.57 20.94 100.0 108.5 113.5 20.39 23.45 89.0 99.0 105.0 19.21 25.35 83.0 93.5 101.5 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 由表1-8可见，锍中含S量增加时σ1,2降 低，这是由于 S和Cu在锍中共价键成分比较 大，易形成配合离子，S在锍中起着表面活 性物质作用之故。而温度升高有利于提高 σ1,2，使锍微粒易聚集。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表1-9所示为渣中SiO2含量不变而用CaO 取代FeO，以及增加SiO2,减少CaO时， σ1,2值。实验温度为1573K，原始锍的成 分为Cu 19.42%、S 31.78%、Fe 48.8%。 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 表1-9 炉渣成分对σ1,2的影响（1573K） 炉渣编号 炉渣成分，%（mol） σ1,2,10-3N·m-1 FeO SiO2 CaO 1 67.0 33.0 0 88.5 2 60.0 33.0 7.0 45.1 3 51.0 33.0 16.0 31.0 4 40.5 33.0 26.5 53.0 5 43.5 43.0 13.5 90.0 6 40. 47.0 12.5 108.5 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 由表1-9可看出，用CaO取代渣中FeO时， CaO含量在16%左右时σ1,2 为最低值。而 SiO2含量增加，CaO含量降低时，σ1,2迅速 加大，这是由于SiO2 使熔渣与熔锍间相互 作用能力降低之故。 根据表1-9的数据和渣中夹杂的小于 0.007mm的锍微粒含Cu量的数据可作出图 1-19。 冶金原理精品课程 冶金原理精品课程 六、熔渣的表面性质 由图1-19可看出，渣中CaO含量为16%时，σ1,2最 小，而渣中锍的损失最大。而增加SiO2 含量时， σ1,2升高，渣中锍的迅速下降，尽管提高酸度会造 成熔渣粘度加大，但对锍微粒的聚集过程，σ1,2 的 提高是决定性的。提高温度既可使σ1,2加大，又可 使粘度降低，皆有利于锍微粒的聚集沉降。 由以上分析可知，高温和高酸度炉渣有利于提高熔 渣与熔锍间的界面张力，降低铜在炉渣中的机械损 失。 冶金原理精品课程 下一章