材料概论第二版课件教学课件 作者 周达飞 主编第3-1章.ppt

《材料概论第二版课件教学课件 作者 周达飞 主编第3-1章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、材料概论原材料的选用与合成制备工艺过程与方法第三章材料的制备方法首先需考虑：选用什么原料or通过何种方法合成所需的原材料?不同材料需采用不同原材料。相同的原材料通过不同的制备工艺过程和方法也可制得不同性能的材料3.1原材料的选用与合成3.2制备工艺过程与方法选择制备工艺过程和方法,一定程度上与所选的原材料有关；一旦确定了工艺过程和方法应根据工艺方法的特点和要求来选择合适的原材料。选用合适的设备，也是制备优良材料的关键之一3.1原材料的选用与合成需考虑化学组成、纯度、颗粒度等，以及成本和对环境的影响。一般可将材料领域的原材料分为:第三章材料的制备方法天然原料：天然的矿物or岩石与动植物原料(杂

2、质较多，价廉)。化工原料(人工合成原料)：采用化学or物理方法将天然原料进行富集、提纯、加工后得到(纯度较高，价也较高)。又可分为：无机化工原料&有机合成原料。1.矿石的开采和还原3.工业废渣的利用2.硅酸盐矿物原料4.原料的质量要求3.1.1天然矿物原料第三章材料的制备方法金属矿物→冶炼金属：如铁矿石、铝土矿、方铅矿、黄铜矿等硅酸盐矿物→玻璃、陶瓷、水泥等主原料：石英砂、粘土、长石、石灰石等；石油、天然气、煤、电石及某些农副产品等：合成高分子化合物的基本原料煤和石油产品→冶金和无机材料生产中的燃料。B.矿石原料的开采和选别C.矿石原料的预处理：焙烧富集，or球团化D.可当材料使用的天然矿物

3、1.矿石的开采和还原第三章材料的制备方法A.矿物：指地壳中的化学元素，经各种地质作用所形成的、并在一定条件下相对稳定的单质or化合物，是组成矿石和岩石的基本单元。具有比较均一的成分和内部结构，是具有相对固定的化学性质和物理性质、并有一定几何形态的自然物体。矿物涉及的内容较广，可简略归纳为3点：第三章材料的制备方法具有一定的化学组成和化学性质，绝大多数为各种化合物的混合物。在一定的地质条件下所形成的某些矿物，具有共生组合规律。除石油外液态矿物为数极少，绝大多数矿物是固态无机物，且属于晶质矿物，理想条件下能长成规则的几何多面体(如方铅矿呈立方体，方解石呈菱面体)；属非晶质矿物的很少，如蛋白石、火山

4、玻璃。不同矿物具有不同的物理性质，如颜色、光泽、透明度、硬度等。自然界中已知矿物~3000多种，被利用~200余种，重要的仅100多种。在地壳中的分布是不均匀的。矿石矿物：有开采利用价值的矿物，其集合体称矿石；脉石矿物：与矿石矿物相伴生的无用矿物，组成脉石。按用途可分为：金属矿、非金属矿和燃料矿。第三章材料的制备方法矿物不是孤立地存在于地壳中，往往是几种矿物共同产生在一个矿床中。共生组合：指同一成因、同一成矿期的矿物组合。地壳(厚度~36km)中含量最多、分布最广的有8种元素见表3-1，其总的质量已占98.59%。表3-1地壳中8种主要元素的含量与分布情况元素质量/%原子/%体积/%O46.6

5、062.5593.77Si27.7221.220.86Al8.136.470.47Fe5.001.920.43Mg2.091.840.29Ca3.361.941.03Na2.832.641.32K2.591.421.83富集元素：分布较集中，能形成独立矿物，甚至富集成矿床，如金、银、汞等；分散元素：含量不一定比富集元素少，但却趋于分散很难形成独立的矿物or矿床，常以类质同象混入物形式，参加到其他矿物中去，如钒、钴、钍等。B.矿石原料的开采和选别根据来源可分为：露天矿、地下矿和海底采矿。第三章材料的制备方法现代冶金工业对提取金属的原料提出了一定的要求，如铜的品位≮10%，铅≮40%，锌≮40%，

6、锡≮4550%。如此高品位的矿石不多，∴必须进行选矿。金属矿石中，所含金属并非以“纯”金属而是以化合物状态存在，如氧化物、硫化物、氢氧化物、碳化物、硅酸盐等见p71表3-2。实际上，矿石很少单独以上述化合物形式出现，而是在一些脉石矿物(石英，石灰石等)中存在着一些“富”含金属的矿物。表3-2一些重要的矿石及其金属含量金属矿物学名称含金属的氧化物及其他化合物金属含量/%(质量)铁铝铜钛赤铁矿磁铁矿褐铁矿菱铁矿铝土矿辉铜矿,黄铜矿金红石Fe2O3Fe3O42Fe2O3∙3H2O等FeCO3Al(OH)3Cu2S，CuFeSTiO2406045703035254020300.5540

7、50无机材料工业中，通过选矿达到除去石英砂、粘土等矿物中的含铁等杂质。选矿的基本任务有三个方面：第三章材料的制备方法①富集矿石中的有用矿物或金属其品位，并与脉石分开，有害杂质矿物→冶炼的需要。②把共生在矿石中的有用矿物或金属分选出来。③使尾矿中的有用矿物or金属%→最小，回收率。采矿场→矿石一系列的选矿作业工序精矿产品(合适冶炼)图3-1。其意义在于最合理地利用矿产资源。图3-1选矿流程示意