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含碳球团还原反应及其技术

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含碳球团还原反应及其技术

汪琦

(辽宁科技大学,辽宁鞍山114044)

摘要:对含碳球团的自还原反应和工艺中涉及的燃烧和氧化反应进行了论述,分析了煤的性质、氧化性气氛对含碳球团自还原性的影响;介绍并且评价了现有和正在研发的含碳球团

直接还原法和熔融还原法。

关键词:含碳球团;还原工艺;自还原性

中图分类号:TF124 文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2009)04-0001-10

Reduction Reacti o n of Carbon-Conta i n ing Pellet and Its R educti o n Process

W ang Q i

(Sc ience and T echnology Un i v ersity of L iaon i n g,Ahshan114044,L iaon i n g,Ch i n a)

Abstract:Se lf reducti on reac ti ons o f carbon-conta i n i ng pe llet and combusti on and ox i d izi ng reac tions i nvo lved i n t he reducti on process are discussed,and effects of coa l properti es and ox i d izi ng

at m osphere on the self-reduc tion o f carbon-conta i n i ng pe llet are ana l y zed.Ex isti ng and be i ng de-

ve loped pro cesses o f t he direc t reduction and m elti ng reduc tion of carbon-conta i n i ng pellet are i ntro-

duced and t hen eva l uated.

K ey word s:ca rbon-contai n i ng pe ll et;reducti on process;self-reduction

含碳球团是指由含铁粉料配以固体还原剂(煤粉和焦粉等)和适当的粘结剂,经充分混合后经造球机造球或压球机压制而成的一种含碳含铁的小球或冷压块。含碳球团还原技术特点是含碳球团在使用时不需固结或冷固结,可以回收处理钢铁企业的废料,无论在经济上,还是在环保上都具有重要意义。可实现在1200~1300 温度下的快速还原;还原过程中产生的气体从球团内排出,能够抑制气相中氧化性气氛对球团的氧化作用,使含碳球团在氧化性气氛中能够还原,为在还原反应器内用高温烟气或直接燃烧还原过程中产生的可燃性气体提供还原耗热创造了条件。含碳球团还原技术受到越来越多的冶金工作者的重

汪琦,教授,博士生导师,现任辽宁科技大学材料科学与工程学院冶金系主任,辽宁省优秀专家,中国金属学会青年委员会委员,辽宁省金属学会理事,w angq i8822@s i na.co https://www.wendangku.net/doc/af14125110.html,。视。

本文对含碳球团自还原反应和在工艺中涉及的燃烧和氧化反应等进行了论述,并对鞍钢开发含碳球团还原技术提出了合理建议。

1 含碳球团还原过程中的化学反应

1.1 含碳球团自还原反应及其影响因素

1.1.1 含碳球团还原反应及其特点

由于含碳球团的碳在整个球团内均匀分布,当球团达到一定温度时,分布在球团内的无数碳粒与铁氧化物发生反应,因此球团内部的还原可以称为自还原。煤中挥发分占可燃基的10% ~40%,煤被加热到足够高温度时开始析出挥发分气体。挥发分中的可燃性气体除了一氧化碳和氢气外,主要是碳氢化合物,高温下碳氢化合物二次分解成碳和氢。因此,将铁矿粉和煤粉混合制成的含碳球团自还原过程极为复杂,它包括如下

反应:

煤热解时挥发分的析出和挥发分中碳氢化合物的裂解:

煤 C+挥发分(1)高分子碳氢化合物低分子碳氢化合物+ C+H2(2)铁氧化物被挥发分中的CO和H2以及裂解产生的H2的间接还原、铁氧化物与气化反应产生的C O和H2的还原反应均为:

Fe x O y+C O/H2 Fe x O y-1+CO2/H2O(3)二氧化碳和水蒸汽与碳的气化反应:

CO2/H2O+C 2CO/(CO+H2)(4)反应(3)与(4)结合生成反应(5):

Fe x O y+C Fe x O y-1+C O(5)反应(4)与反应(5)结合,需借助碳气化反应的直接还原。

普通球团和含碳球团的还原差别在于,含碳球团自还原时产生的CO引起了球团内气体压力增加,促使CO的扩散,加速了球团的还原速率,使含碳球团的还原速率明显高于一般球团。研究结果表明[1-2],只有当含碳球团内固定碳物质的量与铁氧化物所含氧物质的量的比R 1,并在高温下(1200 以上)含碳球团才能快速还原,获得超过90%的金属化率。

1.1.2 煤的性质对自还原性的影响

配烟煤的含碳球团比配无烟煤的含碳球团还原反应速度快,其原因是烟煤的反应性比无烟煤的好,碳在还原铁氧化物时反应的活化能低[3-5],或是碳的还原作用开始温度降低和反应动力学常数前的指数因子大[6]。挥发分的还原作用主要是温度超过700 ,且工业分析的挥发分基本析出后,残留的挥发分中碳氢化合物裂解产生氢气和游离碳。烟煤工业分析的挥发分最高可占可燃基的20%~40%左右,是一些分子结构较小的分子,析出温度较低。在还原工艺中若析出的挥发分不能作燃料利用,则会引起煤耗的增加。无烟煤中的工业分析挥发分量比烟煤的少,只用煤作还原剂时,无烟煤的煤耗比烟煤的低。

1.1.3 气氛对自还原性的影响

早在1977年,M c Ada m[7]就报道了含碳球团在一定的二次燃烧气氛中进行还原。任志国等[2]在实验中发现含碳球团在空气中能还原出金属铁。杜挺等[2]进行的含碳球团在氧化性气氛中的还原实验发现,在1300 时含碳球团在两种氧化性气氛中(气相浓度比CO CO2=70和CO CO2=30)的自还原和再氧化特性为:反应前期,以自还原为主;反应中期,球团中含碳量明显减少,球团自还原和再氧化速度基本相等,球团在两种气氛中的金属化率分别达到80%和90%左右;反应后期,球团内的碳将近用完, 自还原基本停止,球团以再氧化为主,金属化率迅速降至50%左右。影响含碳球团自还原和再氧化的因素为:气相中CO增加,含碳球团自还原和再氧化速度基本不变,但最高金属化率增加;球团直径增加,最高金属化率增加,但再氧化速度降低。

含碳球团在氧化性气氛中具有的这种自还原性是目前开发含碳球团直接还原工艺和熔融还原工艺的理论基础。因此,含碳球团还原反应还包括球团与氧化性气体之间的氧化反应和脱碳反应,从球团内排出的可燃性气体的燃烧反应等。

1.2 含碳球团自热还原

1.2.1 自热还原

Fe2O3的直接还原反应:

Fe2O3+3C=2Fe+3CO

H=456.4kJ/m o l(6)式中, H为焓变,kJ/m ol。

C素消耗为:

3 12

2 56

=0.3214kg(C)/kg(Fe)

但如果该直接还原所需要的热量由C素的不完全燃烧提供,那么:

C+1/2O2=CO

H0298=-451.48kJ/m o l(7)

每从Fe2O3直接还原1kgFe,不完全燃烧需耗C素为:

456.4

451.5

=0.2166kg(C)/kg(Fe)

则直接还原1kgFe还原剂和耗热累计消耗的C素量为:

0.3214+0.2166=0.5380kg(C)/kg(Fe)

直接还原产生大量的CO(3 22.4/2 56= 0.6m3),其燃烧热量为:

3CO+3/2O2=3CO2

H=-841.6kJ/mo l(8)

可见,如能充分利用该热量供给直接还原耗热,还剩余:

841.6-456.4

841.6

100%=45.77%

冶炼过程中如该热量能满足需要,则冶炼生铁C素消耗仅是作为还原剂的消耗,即321.4kg(C)/kg(Fe),能耗仅为9.42kJ/t F e,这个能耗是冶金工作者梦寐以求的目标。

实现燃烧直接还原产生的CO,提供直接还原耗热的还原过程称为自热还原。根据化学热力学理论,还原反应和燃烧反应在一个反应器内是不能同时进行的。因此,在目前的还原工艺中,采取将还原反应与燃烧反应隔开,将燃烧热量高效率地传递给还原反应器或还原反应区域。

1.2.2 燃烧和氧化反应

含碳球团还原过程中排出的可燃性气体包括挥发分和还原产生的CO。挥发分在温度高于700 后发生裂解反应(1)和脱氢反应(2),产生H2和C H4。因此,这些可燃性气体的燃烧反应归纳起来为CO和H2的燃烧,甲烷C H4的离解和燃烧。

高温烟气中的主要氧化性气氛是CO2和H2O。对还原后含碳球团中的金属铁的氧化和脱碳是通过气氛中的CO2和H2O进行的。

高温烟气氧化金属铁的反应式为:

Fe+CO2=Fe O+CO

G0=13160-17.21T(9)

Fe+H2O=Fe O+H2

G0=-23430+16.16T(10)式中, G0为吉布斯自由能变化量,(kJ/m o l) CO2与Fe的氧化反应是吸热反应,即随温度的升高CO2的氧化能力增强;H2O与Fe的氧化反应是放热反应,故随温度的升高H2O氧化能力减弱。上述两个反应均是可逆反应,当烟气中CO 和H2含量足够高时,氧化反应就不能进行。

含碳球团在高温烟气中的脱碳反应是碳气化反应的逆反应。

[C石墨]P+CO2=2CO

=172130-177.46T(11) [C石墨]P+H2O=H2+CO

G0=135540-144.00T(12)

[C石墨]P+2H2O=2H2+C O2

G0=98960-110.53T(13)式中,[C石墨]P为球团中残留碳。

由碳气化反应气相组成平衡图可知,只有高温烟气成分在碳气化反应气相平衡浓度曲线以上,才能够防止脱碳反应发生。而温度在1000 以上,只要烟气中有CO2和H2O存在,脱碳反应几乎是不可避免的。因此,含碳球团在高温烟气中还原时,要使球团中具有一定的残碳量,必须使已还原的球团迅速离开高温烟气区。

只要有足够的反应时间,高温烟气能够按水煤气反应建立平衡。其气相中CO2和H2O平衡成分远远高于CO和H2还原铁氧化物要求的CO2和H2O的平衡成分,而低于碳气化反应平衡浓度。因此,含碳球团在高温烟气中还原或者直接燃烧含碳球团还原过程中产生的可燃性气体,能够保证含碳球团的还原,但脱碳反应仍然能够进行。

含碳球团自热还原过程是在含氧的气氛中进行的。还原得到的金属铁和球团中的碳与氧的反应为:

2Fe+2/3O2=Fe2O3

G0=-818023+251.12T(14)

Fe3C+O2 3Fe

G0=-405996+10.12T(15)

[C石墨]P+O2 CO2

G0=-294762-0.84T(16)

上述氧化和脱碳反应均是不可逆的,反应不能控制。如果含碳球团在含氧的气氛中还原时,氧气扩散到球团内部,不仅还原产物金属铁及其低价铁氧化物将被再氧化,而且球团内部的碳也将被脱掉。依据这样的结论,直接燃烧含碳球团还原排出的可燃性气体,其自热还原是不可能进行的。但是,实验研究结果证明,含碳球团在氧气中还原时,球团内部反应产生的气体从球团内排出及排出的可燃性气体在球团外表面的燃烧,阻碍了氧气向球团内部的扩散,使还原过程得以顺利进行。因此,含碳球团是能够实现自热还原的。

但是,如果还原后的含碳球团滞留在含氧的气氛中,那么还原得到的金属铁和球团内残存的碳都将被氧化,这是实现含碳球团自热还原在工艺中必须要解决的问题。

2 含碳球团直接还原和熔融还原工艺

2.1 含碳球团直接还原工艺-转底炉法[8-11]

(1)Fast m et法

目前成功开发的含碳球团直接还原工艺是转底炉法(Fast m et法)。该工艺将铁精矿或钢厂废料、还原剂(煤粉)和黏结剂混合均匀后进入造球机造球。造成的含碳球团经干燥机干燥后装入转底炉(1~2层),随着炉底的转动,球团在1250~ 1350 高温下迅速还原。还原好的球团用螺旋排料机排出。燃料(天然气、油、煤)和预热空气通过烧嘴进入炉内燃烧(包括还原气相产物C O 的燃烧),产生还原所需的足够高温和热量。燃烧废气逆向流动,最后从加料口的排气口排出,经过二次燃烧、热交换和洗涤除尘后从烟囱排出。

1995年M idrex公司已同日本神户制钢合作,在神户制钢的加古川钢铁厂进行了Fast m et示范装置的工业实验,生产出直接还原铁,金属化率达90%以上,含碳量为2%左右,生产能力为2.5t/h。

(2)I nm etco法(Reds m elt法)

Inm etco法由德国曼内斯曼德马克公司(现为西马克德马克公司)开发,基本方法也是将含碳球团装入转底炉还原成直接还原铁,但在装料方式、烧嘴形式、炉温分布、金属料收集和运输设备,以及高温废气热量利用等方面有其特点。

日本新日铁株式会社君津厂于2000年用I n-m etco法建成直接还原铁生产线。用此工艺生产出直接还原铁,经埋弧电炉熔化后生产出液态铁水,即形成R eds m elt法。

美国印第安纳州Ir on Dyna m ics公司(S tee l Dyna m ics公司的子公司)利用此法建成年产60万t还原铁的生产线,投产以来,虽然出现的问题较多,但钢铁界对此种工艺的前景表示乐观,因为它可以提供热铁水,节约能源,提高生产率和钢质量(可减少钢水中氮含量),使短流程钢厂能提供高质量板材。

(3)Co m et法(Sidm ar法)

Co m et法在转底炉中从底部开始按顺序依次装入熟石灰和石灰石混合的石灰层(用以脱硫) 铁矿石粉矿煤层铁矿石粉矿煤层进行布料,从喷嘴喷入燃料开始燃烧,在转底炉转动过程中铁矿石开始逐渐熔化、还原。该工艺生产的直接还原铁金属化率为92%,硫含量小于0.05%。

Co m et工艺由比利时钢铁能源中心开发并进行了试验研究,此后该工艺在卢森堡阿尔贝德公司所属比利时马尔蒂姆钢铁公司用于实际生产,但此方法生产率低,难以适应大规模生产要求。

1998年初,S i d m ar钢铁厂在此基础上提出了S id m ar法,铁矿粉和还原剂混合装料,但不分层,装料点在转炉底内侧,靠机械装置翻移炉料,并推向炉底外侧出料,热还原铁直接装入熔融电炉生产铁水。

(4)H i-Q i p法

H i-Q i p工艺由日本川崎钢铁株式会社开发。该工艺将铁矿粉用粉煤直接还原和熔化得到高质量粒铁,生产过程是将小于3mm的含碳原料装入转底炉,然后将其表层均匀压坑,坑直径约为50mm,深约为15mm,坑间距约为70~80 mm,然后将铁矿粉、煤和其他原料的混匀料铺在具有压坑的含碳原料层上,再将转底炉加热至1500 ,铁矿还原并熔化,熔融物料在含碳原料层的坑中收集、凝固并从炉内取出。在15m in内生成低杂质高质量直接还原铁。该工艺能直接用粉矿和煤粉,投资少、成本低、产品质量高,金属化率接近100%。

(5)It m k3法

It m k3工艺是由美国M esabiNugget公司与神户钢公司(M i d rex技术公司的母公司)签订协议在M i n nesoda州建造一座It m k3试验工厂,其目的是要进一步发展It m k3工艺至商业性生产规模。

It m t3是一种新的炼铁工艺,用环形炉将铁矿粉和粉煤处理成与高炉生铁质量相同的铁块。能量效率和环境状况都良好,该工艺比高炉作业少产出20%的C O2。还原、熔化和流渣仅需约10m in。此外,投资仅需高炉流程的一半。

转底炉法是将燃着的火焰高温经炉壁通过辐射传给料层表面的球团,使含碳球团中的铁矿粉在高温下被其中的碳和/或挥发分还原。这种工艺的优点是:

(1)采用这种辐射传热,避免了辐射和传质之间的矛盾。

(2)工艺简单,对冶金资源适应性强,建设费用低,完全以煤作燃料。

(3)用转底炉作反应器对生球或压块的强度要求极低,使用冷固结含碳球团,取消了高温氧化球团生产环节,这一点是竖炉和回转窑不能比拟的。

(4)燃料利用率高,无碳氢化合物排放问题。在该工艺中,煤炭带入的挥发分将充分燃烧,不存在碳氢化合物的排放而污染环境的问题,煤粉带入的碳也可以大部分被转化为CO2,燃料利用率高。

(5)采用内配碳自还原,只需外部升温和传热,反应温度比传统工艺高300~600 ,反应速度快,球团在炉膛中停留时间只有10~20m in左右。

但该工艺也存在不足:

(1)火焰区的高温热量靠辐射传热只能达到料层的表面,部分热量通过料层的空隙辐射也只能达到表面层1~2层的地方。该工艺生产率比一般的烧结或球团工艺基本上低了一个数量级。与同等规模的烧结-高炉工艺比较,需建的转底炉的还原面积比烧结机的焙烧面积大10倍以上。

(2)用含碳球团作为直接还原的原料,其中煤的灰分残留在金属化球团内,这就要求用灰分含量非常低的煤作为还原剂,限制了该直接还原技术的推广应用。

(3)高的还原温度对球团中渣的熔点有严格限制,低熔点渣容易粘结在炉底。

2.2 含碳球团熔融还原法

按20世纪60年代S.Eketo r p提出的熔融还原理论,熔融还原为在熔融状态下铁氧化物被碳还原。在系统中,完全靠还原反应生成的CO的二次燃烧热量满足热平衡的需要,称其为自热还原。碳是唯一的能源,在理论上可以达到最低的吨铁碳耗321kg。熔融还原追求的技术思想是既无需铁矿粉造块,又不使用昂贵的冶金焦炭,既能生产高质量的铁水又极少污染环境,工艺过程和设备简单,生产规模灵活,生产率高。

按S.Eketorp熔融还原理论,在一个反应器完成铁矿石还原和渣铁熔化分离的熔融还原法,称为一步法。在实际应用中,除了目前还在研究的Ro m elt法外,其它都未成功。其主要问题是熔融还原反应的强吸热的补偿和高Fe O渣对耐火材料的侵蚀等难以解决。

为了解决熔融还原反应的强吸热的补偿和高Fe O渣对耐火材料的侵蚀等难题,熔融还原法的研究开发向在一个反应器内进行预还原,在另一个反应器内进行终还原的二步熔融还原法发展,称为二步熔融还原法。

其存在的主要问题是:

(1)工业化成功的C OREX法在竖炉内预还原时间长达4h左右才获得高预还原度,设备大头小尾。

(2)铁浴熔融还原法(D I O S法和A I SI-DOE 法)用二次燃烧后的煤气作为预还原气体,只能将矿石还原到30%左右,较低的预还原度没有从根本上解决较高终还原负荷需要的大量热补偿和高Fe O渣对耐火材料的侵蚀等问题,吨铁能耗高,炉衬寿命短,难以经济地生产铁水。

(3)两个反应器之间炉料的排放,煤气的转换限制了煤气物理热的充分利用,连接方法也是一项巨大技术难题。虽然采用旋风反应器作为矿粉预还原的CCF法,将旋风预还原装置直接坐在竖式铁浴炉的正上方,避免了两个反应器的连接问题,但还存在预还原度低的问题。

为了解决熔融还原法中预还原速度慢和(或)预还原度低等问题,提出了含碳球团熔融还原法。

2.2.1 DL M法[12]

在DL M法中,将铁矿粉、熔剂和煤按一定的配比制成球团,再将球团在链篦机上烘干、预热、并进行部分还原。从链篦机出来的预还原球团(还原率为50%~60%)热装进入埋弧熔炼炉,生产出液态生铁。

2.2.2 Fast m elt法

Fast m e lt法是将生产直接还原铁(D I R)的Fast m et法与电熔炼炉(E I F)相结合的二步熔融还原法。含碳球团经Fast m et还原达到80%~90%的金属化率,然后热装入E I F内进行终还原和渣铁分离。

2.2.3 竖炉预还原法

胡光沛等[13]早在1986年就提出含碳球团竖炉-铁浴二步熔融还原设想。

周渝生等1988年申报了用煤粉和铁矿粉直接冶炼铁水的方法发明专利[14],并在煤粉化铁炉

上进行了实验。工艺过程为:煤粉、空气在卧式炉中旋转燃烧提供热量,燃烧产生的高温烟气经过火道进入竖炉,逆流预热铁矿-煤球团,预还原后的球团在竖炉底部和火道中熔化、过热并进行终还原,最后流入前炉完成渣铁的分离。

杜挺等对其设想的3种含碳球团-铁浴熔融还原工艺(快速预还原、竖炉预还原、一步法)与COREX熔融还原工艺进行了计算机模拟,并对它们的能耗参数进行了比较,发现含碳球团高温快速预还原+铁浴终还原炼铁法和含碳球团竖炉预还原+铁浴终还原炼铁法在耗煤量、总能耗和能量利用率等方面均优于COREX法,而COREX法的炉气热值则高于或略高于含碳球团高温快速预还原+铁浴终还原炼铁法和含碳球团竖炉预还原+铁浴终还原炼铁法3种流程的炉气热值。在能耗和原料消耗等方面,含碳球团高温快速预还原+铁浴终还原炼铁法和含碳球团竖炉预还原+铁浴终还原炼铁法可达到比COREX法更好的工艺技术指标。

本文作者曾提出了一种含碳球团铁浴熔融还原法[15]的工艺过程(见图1)为:用竖炉作预还原反应器,铁浴作终还原反应器,从铁浴中排出的煤气(二次燃烧率为50%)与竖炉排出的煤气混合,输入竖炉燃烧室用氧气燃烧,产生的高温烟气输入竖炉,逆流加热含碳球团,还原后的球团排入铁

浴进行终还原和渣铁的分离。

1 加料管;

2 竖炉;

3 还原区;

4 喷火口;

5 过渡区;

6 燃烧

室;7 氧气入口;8 煤气入口;9 排料器;10 排料口;11 预

还原球团;12 铁浴;13 煤气循环压缩机;14 铁水器;15 除

尘器;16 煤气出口;17 含碳球团

图1 含碳球团铁浴熔融还原工艺流程图

图2示出了该工艺过程的模化模型[16]

。

图2 含碳球团铁浴熔融还原工艺模化模型

根据该模型计算得出:

(1)煤气循环量

图3示出了冶炼每吨铁铁浴排出的煤气量、

竖炉预还原所需的烟气量、竖炉排出的煤气量与

预还原度的关系。

1 铁浴煤气;

2 混合煤气;

3 预还原所需烟气;

4 竖炉煤气

图3 预还原所需烟气量与预还原度的关系

由图3可见,预还原度增加,铁浴煤气量减

少,预还原所需的气体量和竖炉排出的煤气量增

加;铁浴煤气混入竖炉煤气得到1200 的混合

煤气,其气体量始终位于还原所需气体量的下方。

因此,铁浴煤气作为还原气体载热体,不能满足还

原耗热。

(2)向铁浴中补充喷煤量

图4示出的铁浴中能量供求与预还原度的关

系。

由图4可见,只靠铁浴终还原产生的CO二

次燃烧放出的热量(曲线1),在任何预还原度范

围内都不能满足终还原和渣铁熔化的要求。因

此,铁浴中二次燃烧率为50%时,不能实现自热还原,

必须补充喷煤。

1 还原产生的CO 二次燃烧放出的热量;

2 终还原和渣铁熔化耗热

图4 铁浴中吨铁能量供求与预还原度的关系

(3)预还原度对煤耗和能耗的影响

图5

示出了预还原度对碳耗的影响。

1 预还原剂碳耗量;

2 铁浴中补充碳量;

3 终还原剂碳耗量;

4 总碳耗量

图5 预还原度对碳耗的影响

由图5可见,预还原度增加,因铁浴还原耗热量降低,向铁浴中补充的煤量降低,工艺过程总碳

耗降低。预还原度增加,预还原所需氧量增加,终还原耗氧量降低,但总的耗氧量和碳耗量降低,总能耗显著降低。

研究表明,含碳球团铁浴熔融还原流程中,预还原度可达80%,工艺过程中每吨铁的煤耗(固定碳为80%)为538kg ,氧耗为392m 3

,竖炉煤气循环使用率为73.64%,煤气化学能利用率高达

95.72%,实际能耗仅为14.13GJ ,系统自身能量利用率为89.10%,系统总能耗为15.50G J 。

杨天钧和黄典冰等提出的含碳球团煤气循环熔融还原法(见图6)

[17]

与上述的含碳球团铁浴

熔融还原法的工艺路线基本相同,不同之处是从

铁浴中排出的煤气(二次燃烧率为20%~25%)与竖炉排出的煤气混合成弱还原性煤气,经蓄热

式换热器加热后输入竖炉。

图6 含碳球团熔融还原法工艺流程

Tecnored 法将预还原竖炉坐在终还原熔炼炉上成为一个反应器,称为改良竖炉,铁矿-煤球团充满整个竖炉并直接坐在竖炉底部,终还原的煤气经二次燃烧后进入竖炉的上部,逆流加热铁矿-煤球团,预还原后的球团直接进入竖炉的下部,进行终还原和渣铁分离,T ecno red 法在竖炉中熔炼Tecnored 球团示意图见图7

。

图7 T ecnored 法在竖炉中熔炼T ecno red 球团

由此可见,含碳球团熔融还原法的优点是:(1)可以实现快速预还原(10~20m i n ),获得较高的预还原度(80%~90%左右)。这与COREX 法中预还原时间长达4h 左右比较,预还原时间可大大缩短,预还原设备可大幅度缩小;与铁浴熔融还原比较,较高的预还原度可以减轻终还原负荷,降低能耗,减轻高Fe O 渣对耐火材料的侵蚀等问题。

(2)Tecnored 法将预还原反应器和终还原反应器结合成一个熔融还原反应器,既有二步熔融还原法的优点,又避开了二步熔融还原法中两个反应器之间炉料排放、煤气转换等连接问题。

这些含碳球团熔融还原法的缺点是:(1)用高温烟气或弱还原性气体加热铁矿-煤球团进行预还原,还原过程产生的可燃性气体的化学能在反应器内没有得到利用,而且需要的烟气量随要求的还原度的增加而增加,预还原度达到80%~90%时,炉内气体量达到3000~4

000m 3

/tFe ,比高炉多1.5~2倍,不仅热损失增加,给操作也带来困难。

(2)煤中的挥发分没有经过燃烧随煤气排出炉外,其中有害气体会对环境造成污染,煤焦油可

能会在煤气管道中沉积,严重时可能堵塞管道。

3 含碳球团自热熔融还原法

为了解决目前含碳球团还原法中存在的问题,本文作者提出了含碳球团自热还原的概念和

顺流竖炉-铁浴熔融还原的技术思想[15]

。

含碳球团自热还原的概念是直接燃烧含碳球团还原过程中产生的可燃性气体,加热球团,提供还原耗热。实现含碳球团自热还原的方法是采用顺流竖炉作反应器,含碳球团和预热的高温富氧空气分别从炉顶加入炉内,它们在顺流下降过程中,球团的升温和还原需要的热量大部分由燃烧挥发分和还原产生的CO 提供。还原后的球团和高温炉气分别从竖炉的下部和中部排出。

含碳球团顺流竖炉-铁浴熔融还原法的工艺过程(见图8)为:用顺流竖炉作预还原反应器,铁浴作终还原反应器,将经顺流竖炉预还原的铁矿-煤球团排入铁浴中进行终还原和渣铁分离,将铁浴排出的煤气(二次燃烧率50%左右)与从竖炉下部排出的煤气混合,经换热器换热加热富氧空气。但这种方法仍然存在预还原反应器和终还

原反应器连接困难的问题。

图8 顺流竖炉铁浴熔融还原法工艺过程

用顺流竖炉作预还原器的另一个可能的含碳球团还原熔融还原方法也是由本文作者提出的,即顺流竖炉直接坐在终还原反应器的上方成

为一个反应器,含碳球团料柱直接坐在终还原反应器的底部,高温富氧空气和球团在竖炉内的顺流下降过程中,通过直接燃烧球团还原过程中产

生的可燃性气体加热球团,进行预还原,在终还原反应器再燃烧从竖炉排出的高温煤气,将预还原的球团进行终还原和渣铁分离。这种方法可称为含碳球团自热熔融还原法 ,简称为S H SR 法,工艺流程见图9

。

1 含碳球团;

2 竖炉顶部的装料管;

3 竖炉上部;

4 竖炉下部;

5 氧气;

6 吹氧口;

7 渣铁;

8 出渣铁口;

9 高温废气出口;10 高温废气;11 除尘器;12 换热器;13 低温废气;14

富氧空气;15 高温富氧空气;16 气体喷入口

图9 含碳球团自热熔融还原法工艺流程示意图

SH SR 法的优点:快速预还原使预还原设备可大幅度减小;较高的预还原度可以减轻终还原负荷,降低能耗,减轻高Fe O 渣对耐火材料的侵蚀等问题;采用一个反应器的二步熔融还原法,不仅具有二步熔融还原法的优点,还避免了二步熔融还原法中两个反应器之间炉料排放、煤气转换等连接问题;还原产生的可燃性气体在反应器内可直接利用,热效率高;煤中的碳氢化合物在反应器内燃烧,能够减少环境污染。

4 鞍钢开发含碳球团还原技术的意义

鞍钢年产生冶金尘泥达约60万t 。尘泥中含有锌和碱金属,用作烧结矿原料时将随烧结矿一起带入高炉。锌和碱金属在高炉中的循环富集,严重影响高炉顺行,不得不减少甚至停止尘泥在烧结生产中的使用,给企业废弃物循环利用设置了严重障碍。

转底炉法(Fast m et 法)正在成为冶金尘泥脱锌和碱金属,生产直接还原铁技术的一部分,引起冶金工作者的关注。其优点是:转底炉是钢坯加热设备之一,在钢铁冶金企业广泛应用;原料为冶金企业尘泥,部分还原剂由尘泥带入,使尘泥中的

碳得到充分利用;球团或压块不用高温固结;燃料燃烧完全,燃料带入的挥发分和还原产生的C O 能够充分燃烧,不存在碳氢化合物的排放而污染

环境问题;还原产生的锌和碱金属以氧化物的形式随高温炉气一起排出炉外,为实现回收创造了条件;快速自还原反应温度为1200 以上,比传统工艺高300~600 ,反应速度快,一般为10~20m in 。

Fast m et 法这一技术在国内外已开发多年,有成功的范例,但更多的是失败的教训,尤其是在国内。主要原因是传统的还原理论和简单的工艺设备将人们带入了误区,在对工艺技术条件、所需关键设备没有很好掌握的条件下,投入了大量资金进行半工业试验和工业试验,付出了惨痛的代价。

辽宁科技大学通过近20年关于含碳球团还

原理论和技术的研究认为,采用Fast m et 法处理冶金尘泥的技术开发中必须解决如下关键技术问题:

(1)冶金尘泥的预处理

冶金尘泥种类繁多,包括烧结、高炉炼铁、炼钢、轧钢等各个工艺环节产生的粉尘和泥浆。尤其是泥浆必须处理或与其它粉尘混合使用,才能用于制成球团;各种尘泥物理化学性质差别非常大,为了实现多种尘泥整体回收利用,必须对各种冶金尘泥和不同种类尘泥混合物的物理化学性质进行系统全面研究,使尘泥混合物的物理化学性质满足Fast m et 法的工艺技术要求。

(2)尘泥含碳球团的还原

在Fast m et 法中,含碳球团在转底炉内的还原是一个非常复杂的过程,包括多孔介质中传热和传质,强吸热的耦合气-固反应和大量还原产生的可燃性气体(挥发分和还原产生的CO )的燃烧。由于实验研究方法与实际工艺过程不符,导致对反应机理认识不清,常常将不正确的实验结果用于指导工艺制度的制定和指导生产。

(3)尘泥含碳球团的软熔性

Fast m et 法高温自还原,对尘泥含碳球团的软熔性能要求十分严格,解决不好将造成炉料在炉底粘接。

(4)直接还原用转底炉

直接还原用的转底炉是一个承受高温还原和燃烧的反应器,同时还有一些相应的配套设备,一

些关键技术需要解决。

除了Fast m et法外,国内外冶金工作者还在不断探索其它的方法,如竖炉直径还原法和熔融还原法。鞍钢如果能够在这方面开展技术开发工作并取得突破,将能够实现自主知识产权的技术。

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(编辑贺英群)

收稿日期:2009-06-09

全国已启动矿产资源核查矿区8950个

全国矿产资源潜力评价、全国矿业权实地核查和全国矿产资源利用现状调查等三项工作,自2007年启动以来已取得较好成绩。国土资源部要求各地应采取有力措施,确保配套经费和人员落实,确保年度目标完成。

全国矿产资源潜力评价方面,部省两级组织管理机构已全面到位,共有47个项目组、2000多名技术人员参与,各项技术准备工作全面完成,编制了总体技术要求并开展了大规模技术培训,完成了11项潜力评价典型示范,圈定铁矿预测区488处、铝土矿预测区38处。全国矿业权实地核查方面,已完成技术指南、总体实施方案、试点及培训等准备工作,各地野外实测工作全面展开。全国矿产资源利用现状调查方面,各省项目组织机构和核查队伍基本到位,技术培训正在进行。试点工作已完成,取得初步进展,落实了部分工作经费,开始全面实施。目前,全国已启动核查的矿区有8950个,已完成1100个。

国土资源部要求全国矿产资源潜力评价项目,今年要完成13个矿种远景区选区和铁、铝定量预测。各地要对收集地质资料提供便捷服务,不得以任何借口拒绝借阅或收取工本以外的费用。全国矿业权实地核查,年底要完成野外实地核查工作,与探矿权采矿权登记作好衔接,顺利做好配号工作。全国矿产资源利用现状调查要严格按程序办事,确保工作质量和数据可靠。

摘自中国国土资源报

微波加热在含碳球团中应用的研究

文章编号:100221639(2001)0620008203 微波加热在含碳球团中应用的研究陈　津1,刘　浏1,曾加庆1,任瑞刚2 (1.钢铁研究总院,北京　100081;2.宣化钢铁公司,河北宣化　075100) 摘要:论述了微波加热含碳球团的基本原理和应用效果。赤铁矿和磁铁矿是吸收微波的良好介质,活性碳和焦炭也能较好地吸收微波。含水的粘结剂(水泥)能提高含碳球团吸收微波的效果和升温速度。并提出了微波加热技术在含碳球团中应用亟待解决的问题。关键词:微波加热;含碳球团;冶金应用中图分类号:TM924.76 文献标识码:A Study on the M icrowave Hea ti ng of Pellets Con ta i n i ng Coa l CH EN J in1,L I U L iu1,ZEN G J ia2qing1,R EN R u i2gang2 (1.Cen tral Iron&Stcel R esearch In stitu te,Beijing　100081,Ch ina; 2.Xuanhau Iron&Steel Co.,Xuanhau　075100,Ch ina) Abstract:T he basic p rinci p le and app licati on of the m icrow ave heating of pellets con tain ing coal are discu ssed in the paper. H em atite and m agnetite are good m edia of m icrow ave ab so rp ti on.Charcoal and coke are also relatively good m edia fo r m icrow ave ab so rp ti on.B inder con tain ing w ater can increase the m icrow ave ab so rp ti on effetiveness and heating rate of the pellets con tain ing coal.Som e p rob lem s on the m icrow ave heating of pellets con tain ing coal are p resen ted. Key words:m icrow ave heating;pellet con tain ing coal;app licati on in m etallu rgy 1　微波的热效应和微波加热技术 20世纪中期,微波理论和技术得到了不断完善,发现了微波的热效应。很多物体在微波照射下能够吸收微波能量使之转化为热能,这一现象成为微波加热的物质基础[1]。微波加热技术的研究和应用在国外始于20世纪40年代。微波加热与传统加热的区别是,传统加热是依靠热源通过传导、对流和辐射的方式,首先使物体表面加热,然后通过热传导,使物体内部温度由表及里逐渐升高。热量在多数物体内传递的速度很慢,因此达到整个物体加热需要较长时间。而微波加热是根据微波在穿透介质体(导体和绝缘体的过渡状态)的过程中,介质体能够把微波能转变为热能而实现的。微波加热属于体积加热。只要介质体不是很厚(相对而言),就可以很快达到整体加热的效果。微波作为加热能源的应用,是近几十年发展起来的新技术。微波加热具有以下特点: (1)微波加热为穿透性加热,加热速度快。这表收稿日期:2001208206 作者简介:陈　津(19552　),男,河北武清人,副教授,主要从事熔融还原研究工作; 刘　浏(19512　),男,北京人,教授,主要从事钢铁冶金工作.现为微波能转化为热能的即时性。根据德拜理论,极性分子在极化驰豫过程中的驰豫时间Σ,与外加交变电磁场极性改变的圆频率Ξ有关,在微波频段时有ΣΞ≈1。以工业微波加热设备常用的两种微波工作频率915M H z和2450M H z计算,得到Σ约为1029～10210s数量级。因此,微波能在物料内转化为热能的过程具有即时性[2],宏观上表现为加热速度快。 (2)选择性加热,只能对吸收微波的物料(介质体)有加热效应。物料对电磁波的吸收特性是指电磁波能够穿透到物料内部,其穿透的距离,在理论上与电磁波波长同数量级。与微波(厘米数量级)相比,红外电磁波比微波波长短得多(仅微米数量级)。因此,红外线只能透入物料表面层,其对物料加热升温是依靠物料表面导热,把热量传入内部。而微波却能透入物料内部深层,被物料吸收转换成热能对物体直接加热,形成物料独特的受热方式——物料整体被加热,即所谓无温度梯度加热。 (3)只对物料加热,环境热损耗低,高效节能,无污染。微波加热属介质加热范畴,不同物料介质特性所吸收的微波能量是不同的。这种介质吸收微波能量的选择性为微波利用率的提高提供了有利条件。 (4)加热过程操作简便,适宜自动控制。由于微

高中化学知识点总结氧化还原反应

三、氧化还原反应 1、准确理解氧化还原反应的概念 1.1 氧化还原反应各概念之间的关系（1）反应类型：氧化反应：物质所含元素化合价升高的反应。还原反应：物质所含元素化合价降低的反应。氧化还原反应：有元素化合价升高和降低的反应。（2）反应物：氧化剂：在反应中得到电子(化合价降低)的物质-----表现氧化性还原剂：在反应中失去电子（化合价升高）的物质-----表现还原性（3）产物：氧化产物：失电子被氧化后得到的产物-----具有氧化性还原产物：得电子被还原后得到的产物-----具有还原性（4）物质性质：氧化性：氧化剂所表现出得电子的性质还原性：还原剂所表现出失电子的性质注意：a.氧化剂还原剂可以是不同物质，也可以是同种物质 b氧化产物、还原产物可以是不同物质，也可以是同种物质 C.物质的氧化性（或还原性）是指物质得到（或失去）电子的能力，与物质得失电子数目的多少无关（5）各个概念之间的关系如下图 1.2 常见的氧化剂与还原剂 (1)物质在反应中是作为氧化剂还是作为还原剂，主要取决于元素的化合价。 ①元素处于最高价时，它的原子只能得到电子，因此该元素只能作氧化剂，如+7价的Mn和+6价的S ②元素处于中间价态时，它的原子随反应条件不同，既能得电子，又能失电子，因此该元素既能作氧化剂，又能作还原剂，如0价的S和+4价的S ③元素处于最低价时，它的原子则只能失去电子，因此该元素只能作还原剂，如-2价的S (2)重要的氧化剂 ①活泼非金属单质，如F2、Cl2、Br2、O2等。 ②元素处于高价时的氧化物、高价含氧酸及高价含氧化酸盐等，如MnO2，NO2；浓H2SO4，HNO3；

最全氧化还原反应知识点总结

一、氧化还原基本概念 1、四组重要概念间的关系 (1)氧化还原反应：凡是反应过程中有元素化合价变化(或电子转移)的化学变化叫氧化还原反应。氧化还原反应的特征：元素化合价的升降；氧化还原反应的实质：电子转移。 (2)氧化反应和还原反应：在氧化还原反应中，反应物所含元素化合价升高(或者说物质失去)电子的反应成为氧化反应；反应物所含元素化合价降低(或者说是物质得到电子)的反应称为还原反应。 (3)氧化剂、还原剂是指反应物。所含元素化合价降低的物质叫做氧化剂，所含元素化合价升高的物质叫做还原剂。 (4)氧化产物、还原产物是指生成物。所含元素化合价升高被氧化，所得产物叫做氧化产物，所含元素化合价降低被还原，所得产物叫做还原产物。关系：口诀：化合价升．高，失．电子，被氧．化，还．原剂，氧．化反应；（升失氧还氧）化合价降．低，得．电子，被还．原，氧．化剂，还．原反应；（降得还氧还） 2、氧化还原反应与四种基本反应类型注意：有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应均为氧化还原反应。二、氧化还原反应的有关计算 1．氧化还原中的电子转移表示法 (1)双线侨法：在反应物和生成物之间表示电子转移结果，该法侧重于表示同一元素的原子或离子间的电子转移情况，如

注意： ○1线桥从方程式的左侧指向右侧； ○2箭头不表示得失，只表示变化，所以一定要标明“得”或“失”。 (2)单线桥法：在反应物中的还原剂与氧化剂之间箭头指向氧化剂，具体讲是箭头从失电子的元素出发指向得电子的元素。如三、氧化还原反应的类型 1．还原剂+氧化剂氧化产物+还原产物此类反应的特点是还原剂和氧化剂分别为不同的物质，参加反应的氧化剂或还原剂全部被还原或氧化，有关元素的化合价全部发生变化。例如： 2．部分氧化还原反应此类反应的特点是还原剂或氧化剂只有部分被氧化或还原，有关元素的化合价只有部分发生变化，除氧化还原反应外，还伴随非氧化还原反应。例如 3．自身氧化还原反应自身氧化还原反应可以发生在同一物质的不同元素之间，即同一种物质中的一种元素被氧化，另一种元素被还原，该物质既是氧化剂又是还原剂；也可以发生在同一物质的同种元素之间，即同一物质中的同一种元素既被氧化又被还原。例如：

氧化还原反应教学设计(人教版)

氧化还原反应（第一课时）教学设计【教材依据】本节为高中化学必修一（鲁科技版）第二章第三节内容。【设计思路】指导思想新课程标准重在培养学生分析问题，解决问题的能力。基于这样的培养目的，教学设计中要体现出学生作为教学活动的主体，让学生积极的参与到教学实践中来。本节课堂教学模式是在课前预习的基础上，通过课堂创设情景，提出问题，学生讨论交流，进行活动探究，总结得出结论。其目的是让学生在教师的引导下通过自己的思考，分析，实验，得出结论。设计理念本节课通过分析参加反应的各物质所含元素化合价是否有变化，建立氧化还原反应的概念，然后探讨氧化还原的本质。教材分析在中学阶段的化学基本概念，基础理论知识中，氧化还原反应占有非常重要的地位，是中学化学教学的重点和难点之一。中学涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念，才能使他们真正理解这些反应的实质，正确探究物质的氧化性和还原性。在初中化学学习中，学生已经接触了许多化学反应，并能根据四种基本反应类型对化学反应进行分类，但是，没有从得氧失氧角度认识化学反应，更没有形成氧化还原反应概念。由于得氧失氧并不是氧化还原反应的实质，本节课引导学生直接从化合价的层面认识氧化还原反应。学情分析学生通过初中的学习已经认识化学中常用的元素的化合价，有能力分析清楚物质中各种元素的化合价，也初步了解了电子转移对元素化合价的影响。为课堂上讨论氧化还原反应的本质奠定了知识基础。学生来自各个初中，讨论问题能力参差不齐，但是经过这一个多月的前期培养，分析，讨论的能力有提高。【教学目标】知识与技能 ①学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应；初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法；理解氧化还原反应的本质就是发生了电子转移。 ②掌握四种基本反应类型与氧化还原反应之间的关系。过程与方法：掌握探究物质氧化性和还原性的过程与方法。情感态度与价值观： ①使学生体会到氧化还原反应的普遍存在，并能举例说明生产生活中的氧化还原反应。 ②进行“透过现象看本质”和“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。【教学重点】用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应【教学难点】用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应；让学生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。【教学准备】学生准备复习初中化学中常用的元素的化合价，预习氧化剂还原剂知识。教师准备教学媒体、课件；锌-石墨-硫酸铜原电池装置。

铁碳微电解结构分析图文稿

铁碳微电解结构分析文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

萍乡拓步环保研发生产的第三代TPFC采用规整球形结构，填充空隙更均匀，废水与颗粒表面接触更充分，传质效率更高，反应更彻底。应用于微电解反应器，可高效去除废水中重金属离子、色度、高浓度有机物（COD）,对环状及长链大分子有机物进行开环断链，对有毒、有害有机污染物破解有毒官能团，提高工业废水的可生化性。反应活性高，不钝化，不板结，不堵塞，可定期反洗，产品使用过程无需更换，只需定期补充即可。与市场上炼钢球团改性铁粒对比，该产品处理效率提高一倍以上。一、新型铁碳TPFC应用特点 1、活性高 TPFC新型铁碳微电解填料内含稀贵微量元素M，铁-碳-催化元素M-形成空间网状结构，提高氧化还原电位，采用高温磁化构架、微孔活化技术，形成多孔结构，比表面积大，表面Zeta电位高，能大幅度降低污染物开环、断链及降解反应的活化能，提高反应速率和净化效率。 2、孔隙率高，堆密度低 TPFC新型铁碳微电解填料采用专业构架成孔技术，孔隙率高，堆密度0.8- 1.2g/cm3，材料省，大幅度降低工程成本。 3、清洗方便，高效稳定 TPFC新型铁碳微电解填料采用规整球形颗粒结构，区别于市场上所有其它类型微电解填料，反洗更容易，更节水，产品活性稳定高效。

4、无钝化 TPFC新型铁碳微电解填料将微电解正负极材料有机地结合到一体，即在单个颗粒内同时形成无数个正负电极对，使放电反应永远畅通无阻，从根本上避免微电解工艺由于材料表面致密氧化物覆盖导致的钝化现象发生。真正实现无钝化、无需更换，只需根据其缓慢溶解速度，定期补加即可。 5、无堵塞无板结 TPFC新型铁碳微电解填料为单一材料（多元素复合一体），无需组配，密度一致，可定期反冲洗，从根本上解决使用过程中材料间杂质堵塞、填料板结等问题。 6、消耗量少 TPFC新型铁碳微电解填料放电反应效率高，去除单位COD微电解材料消耗量少，产生污泥量小，处理成本低。 7、预处理（解毒）作用稳定确保后续生化高效运行 TPFC新型铁碳微电解填料采用过滤方式，来水水质波动对出水水质影响小，能充分确保出水水质可生化性满足后续生化处理要求，维持生化处理单元平稳高效运行，最终确保出水水质达标。 8、系列产品针对性更强，更高效 TPFC新型铁碳微电解填料根据不同废水类型研发专用型号产品，针对性更强、技术更专业、处理效率更高。

(完整版)氧化还原反应习题及答案详解

精心整理氧化还原反应 1．下列有关氧化还原反应的叙述正确的是() A．元素化合价升高的反应是还原反应 B．物质在变化中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低 C．有电子转移的反应就是氧化还原反应 D．有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应答案解析 2 A．Fe2 B．NH4 C． D．CuO 答案解析 3 A B C D 答案解析氧化还原反应中可能只有一种元素的化合价变化；有单质参加的化合反应或者有单质生成的分解反应属于氧化还原反应。 4．下列变化中只有通过还原反应才能实现的是() A．Fe3＋―→Fe2＋B．Mn2＋―→MnO C．Cl－―→Cl2D．N2O3―→HNO2 答案 A 解析发生还原反应时，元素的化合价降低。B中锰元素化合价由＋2价升高为＋7价，C中氯元

素的化合价由－1价升高为0价，D中元素的化合价无变化。 5．日常生活中的许多现象与化学反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是() A．铜铸塑像上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3] B．充有氢气的气球遇明火爆炸 C．大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏 D．铁质菜刀生锈答案 C 解析A中铜元素的化合价由0价升高为＋2价；B中氢气爆炸后生成水，元素化合价由0价变为＋1 6 A．Zn B．2H2 C．H2＋ D．2H2 答案解析A中＋2价Cu 7 A． B．2Fe2 C． D．Na2 答案解析 8．已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下，则下列说法正确的是() (说明：一种小球代表一种元素的原子) A．图中的反应物都是化合物 B．该反应属于置换反应 C．该反应属于非氧化还原反应 D．该反应不符合质量守恒定律

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高中化学学习材料（精心收集**整理制作）【精品资源】临川一中新人教版化学必修1满分课堂--氧化还原反应 1.用化学方程式表示下列反应，并注明反应属于四种基本反应类型中的哪一种。（1）三氧化硫跟水反应（2）加热高锰酸钾制氧气（3）氧化铁跟盐酸反应（4）氧化铜跟铝在高温下生成氧化铝和铜思路解析：基本反应类型是按反应物及生成物的基本形式来分类的，多种反应物生成一种产物为化合反应，反之为分解反应；一种单质与一种化合物反应生成一种新的单质和一种新的化合物称为置换反应，在溶液中离子间交换的反应则是复分解反应。答案：（1）SO3+H2OH2SO4（化合反应）（2）2KMnO4△ K2MnO4+MnO2+O2↑（分解反应）（3）Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O（复分解反应）（4）3CuO+2Al 高温 Al2O3+3Cu（置换反应） 2.下列不属于氧化还原反应的是（） A.3Cl2+6KOH====5KCl+KClO3+3H2O B.2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O C.SnCl4+2H2O====SnO2+4HCl D.3CCl4+K2Cr2====2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl 思路解析：分析一个化学反应是不是氧化还原反应，最常用的方法就是分析参加反应的元素中是否有化合价的变化。答案：CD 3.氧化还原反应的实质是（） A.元素化合价发生变化 B.反应中有氧原子的得失 C.反应中有电子得失或电子的偏离 D.反应后生成新物质思路解析：氧化还原反应的实质是元素的原子间有电子的得失或偏离。答案：C 4.下列说法正确的是（） A.氧化还原反应的本质是元素化合价发生变化 B.还原剂是一种能够得到电子的物质 C.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应 D.氧化反应和还原反应是同时发生的思路解析：这是一组概念的考查，氧化还原反应的本质是元素原子间的电子得失或偏离；还原剂是在化学反应中失去了电子的物质；物质所含元素化合价升高的反应叫氧化反应。

铁碳微电解结构分析

萍乡拓步环保研发生产的第三代铁碳微电解填料TPFC采用规整球形结构，填充空隙更均匀，废水与颗粒表面接触更充分，传质效率更高，反应更彻底。应用于微电解反应器，可高效去除废水中重金属离子、色度、高浓度有机物（COD）,对环状及长链大分子有机物进行开环断链，对有毒、有害有机污染物破解有毒官能团，提高工业废水的可生化性。反应活性高，不钝化，不板结，不堵塞，可定期反洗，产品使用过程无需更换，只需定期补充即可。与市场上炼钢球团改性铁粒对比，该产品处理效率提高一倍以上。一、新型铁碳微电解填料TPFC应用特点 1、活性高 TPFC新型铁碳微电解填料内含稀贵微量元素M，铁-碳-催化元素M-形成空间网状结构，提高氧化还原电位，采用高温磁化构架、微孔活化技术，形成多孔结构，比表面积大，表面Zeta电位高，能大幅度降低污染物开环、断链及降解反应的活化能，提高反应速率和净化效率。 2、孔隙率高，堆密度低 TPFC新型铁碳微电解填料采用专业构架成孔技术，孔隙率高，堆密度0.8-1.2g/cm3，材料省，大幅度降低工程成本。 3、清洗方便，高效稳定 TPFC新型铁碳微电解填料采用规整球形颗粒结构，区别于市场上所有其它类型微电解填料，反洗更容易，更节水，产品活性稳定高效。

含碳球团还原反应及其技术

专家论坛含碳球团还原反应及其技术汪琦 (辽宁科技大学,辽宁鞍山114044) 摘要:对含碳球团的自还原反应和工艺中涉及的燃烧和氧化反应进行了论述,分析了煤的性质、氧化性气氛对含碳球团自还原性的影响;介绍并且评价了现有和正在研发的含碳球团直接还原法和熔融还原法。关键词:含碳球团;还原工艺;自还原性中图分类号:TF124 文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2009)04-0001-10 Reduction Reacti o n of Carbon-Conta i n ing Pellet and Its R educti o n Process W ang Q i (Sc ience and T echnology Un i v ersity of L iaon i n g,Ahshan114044,L iaon i n g,Ch i n a) Abstract:Se lf reducti on reac ti ons o f carbon-conta i n i ng pe llet and combusti on and ox i d izi ng reac tions i nvo lved i n t he reducti on process are discussed,and effects of coa l properti es and ox i d izi ng at m osphere on the self-reduc tion o f carbon-conta i n i ng pe llet are ana l y zed.Ex isti ng and be i ng de- ve loped pro cesses o f t he direc t reduction and m elti ng reduc tion of carbon-conta i n i ng pellet are i ntro- duced and t hen eva l uated. K ey word s:ca rbon-contai n i ng pe ll et;reducti on process;self-reduction 含碳球团是指由含铁粉料配以固体还原剂(煤粉和焦粉等)和适当的粘结剂,经充分混合后经造球机造球或压球机压制而成的一种含碳含铁的小球或冷压块。含碳球团还原技术特点是含碳球团在使用时不需固结或冷固结,可以回收处理钢铁企业的废料,无论在经济上,还是在环保上都具有重要意义。可实现在1200~1300 温度下的快速还原;还原过程中产生的气体从球团内排出,能够抑制气相中氧化性气氛对球团的氧化作用,使含碳球团在氧化性气氛中能够还原,为在还原反应器内用高温烟气或直接燃烧还原过程中产生的可燃性气体提供还原耗热创造了条件。含碳球团还原技术受到越来越多的冶金工作者的重汪琦,教授,博士生导师,现任辽宁科技大学材料科学与工程学院冶金系主任,辽宁省优秀专家,中国金属学会青年委员会委员,辽宁省金属学会理事,w angq i8822@s i na.co https://www.wendangku.net/doc/af14125110.html,。视。本文对含碳球团自还原反应和在工艺中涉及的燃烧和氧化反应等进行了论述,并对鞍钢开发含碳球团还原技术提出了合理建议。 1 含碳球团还原过程中的化学反应 1.1 含碳球团自还原反应及其影响因素 1.1.1 含碳球团还原反应及其特点由于含碳球团的碳在整个球团内均匀分布,当球团达到一定温度时,分布在球团内的无数碳粒与铁氧化物发生反应,因此球团内部的还原可以称为自还原。煤中挥发分占可燃基的10% ~40%,煤被加热到足够高温度时开始析出挥发分气体。挥发分中的可燃性气体除了一氧化碳和氢气外,主要是碳氢化合物,高温下碳氢化合物二次分解成碳和氢。因此,将铁矿粉和煤粉混合制成的含碳球团自还原过程极为复杂,它包括如下 1

(完整版)钢铁冶金学试题库.doc

试题库一、填空题 1.高炉生产的主要原料是___________________ 、 _________ 和熔剂。答案：铁矿石及其代用品；燃料 2.炼铁的还原剂主要有三种，即__________ 、 _________和_________ 。答案：碳、一氧化碳、氢 3.高炉内CO 不能全部转变成CO2 的原因是因为铁氧化物的____________需要过量的CO 与生成物平衡。答案：间接还原 4.钢、铁都是铁碳合金，一般把碳含量大于 2.00%叫_______________ 。答案：铁 5.硅的氧化反应是________反应，低温有利于硅的氧化。答：放热 6.钢中加入适量的铝，除了脱氧的作用以外，还具有___________ 的作用。答案：细化晶粒 7.在硫的分配系数一定的条件下，钢中含硫量取决于_______中硫含量和渣量。答案：炉渣 8. 要使炉况稳定顺行，操作上必须做到三稳定，即 ____________ 、 ____________ 、 ____________。答案：炉温、碱度、料批 9.钢中有害气体主要是_________ 、 _________。答案： H； N 10.炼钢的基本任务有脱碳、脱硫、脱氧合金化和__________。答案：去气和去夹杂物 11.造渣方法根据铁水成份和温度，冶炼钢种的要求选用_______、双渣法、留渣法。措施。答案：单渣 12.12.铁矿石还原速度的快慢，主要取决于____________和 ____________的特性。答案：煤气流；矿石 13.生铁一般分为三大类，即____________ 、 ____________、 ____________。答案：铸造铁、炼钢铁、铁合金 14.在钢材中引起热脆的元素是____________ ，引起冷脆的元素是 ____________ 。答案： Cu、 S；P、 As 15.在 Mn 的还原过程中， ____________是其还原的首要条件, ____________ 是一个重要条件。答案：高温；高碱度 16.炉渣中含有一定数量的MgO ，能提高炉渣 ____________ 和 ____________。答案：流动性；脱硫能力 17.氧气顶吹转炉炼钢操作中的温度控制主要是指__________和终点温度控制。。答案：过程温度 18.氧气顶吹转炉炼钢影响炉渣氧化性酌因素很多，经常起主要作用的因素是 _________。答案：枪位和氧压 19.铁子预处理主要是指脱硫，另外也包括___________ 。答案：脱硅和脱磷 20.影响高炉寿命的关键部位是____________ 和 ____________ 。答案：炉缸；炉身中部 21.氧气预吹转炉传氧方式一般有直接传氧和（间接传氧）两种方式。 22.高炉下部调剂中 ,凡是减少煤气体积或改善透气性的因素就需____________ 风速和鼓风动能；相反，则需相应 ____________ 风速和鼓风动能。答案：提高；减小 23 转炉入炉铁水温度应在_________以上。答案： 1250 ℃ 24.一般规定矿石中含硫大于为____________ 高硫矿。答案： 0.3% 25.FeO 含量对烧结矿质量的影响主要表现在____________和 ____________两个方面。

甲醇还原球团研究

甲醇还原球团矿的实验研究甲醇系结构最为简单的饱和一元醇，化学式为CH3OH,又名“木醇”或“木精”。甲醇常温下是无色有酒精气味易挥发的液体，有毒，误饮5-10ml能使双目失明，大量饮用会导致死亡。甲醇易燃，其蒸气与空气能混合形成爆炸混合物，甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，同时放出热量。方程式2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O工业制法和储备工业上用一氧化碳和氢气的混合气（合成气）在一定的条件下制备甲醇。甲醇可用作溶剂和燃料，也是一种化工原料，主要用于生产甲醛。甲醇分子中，碳原子以SP3杂化轨道成键，为极性子。主要参数见下：甲醇在高温下会发生裂解，生成H2和CO,甲醇还原球团的实质不妨理解为H2和CO混合气还原铁矿石。然而，甲醇裂解产生的H2毕竟有限，难保证球团第一阶段的还原充分，为保证实验达到预期成果，还需要单独通入氢气还原，氢气由氢气发生器电解制取。甲醇还原球团矿的过程分为三个阶段：铁矿石的还原、甲醇的裂解、金属铁的碳化。第一阶段通氢气还原时间需要足够长，以保证球团的充分还原，生成金属多孔的海绵铁，为甲醇的裂解提供良好的条件。第三阶段的还原时间不足时，碳沉积在球团表面上进行，碳被氧化消耗，只有反应时间足够长时，才有Fe3C

的生成。还原产物表层呈现灰色，多是由于富氢还原下碳沉积的发生。研究方法管式炉还原铁矿石制备碳化铁装置如图1.1所示。实验所用外购瓶装氮气，甲醇气体由无水甲醇液体通过蒸馏制得，氢气由氢气发生器制取，反应在管式炉刚玉管中进行。实验所选用的球团为产自巴西的镜铁矿，粒度控制在0.074-0.045mm，球团矿的主要成分如下表1-1所示。图1.1还原装置示意图 1-氮气瓶；2-1号流量计；3-氢气发生器；4-2号流量计；5甲醇汽化装置；6-3号流量计；7-混气阀；8-4号流量计；9-管式气氛炉；10-计算机和阻抗检测系统表1-1 巴西球团精矿的主要成分（%w）名称TFe CaO MgO FeO SiO2 S Fe2O3 镜铁矿67.05 0.89 0.11 0.81 1.89 0.033 94.89 球团矿还原过程为：将质量为m的球团两端打孔，拧入螺钉，螺钉两侧连接上铁丝，封装在刚玉管内，两侧接上两根细长的刚玉管，接头处用水玻璃与氟

转底炉处理钢铁厂尘泥技术

转底炉处理钢铁厂尘泥技术简介北京科技大学 2014年3月1日

提纲 1技术概述 2钢铁厂尘泥基础特性 3钢铁厂尘泥制备内配碳球团的直接还原行为4转底炉处理钢铁厂尘泥工艺方案 5转底炉处理钢铁厂尘泥关键技术 6金属化球团在高炉炼铁中的应用

1技术概述钢铁生产过程中粉尘的产生量一般为钢产量的8-12%左右，近年来，迫于铁矿资源紧张、污染物排放治理的压力，钢铁企业大都采用返回烧结的方法来利用这些粉尘，但由于粉尘中的Zn、Pb、K、Na等元素对烧结机产能、烧结矿质量及高炉顺行和长寿产生严重影响，因此，部分难利用粉尘不得不废弃，不但会对环境造成严重的污染，而且造成大量宝贵资源的浪费。实现钢铁厂含锌粉尘高效利用，不仅有利于减少钢铁企业污染物排放，而且还可以充分利用其中的有价资源，对于实现我国钢铁工业的可持续发展具有十分重要的意义。 2007年10月莱钢与北京科技大学共同申报了国家发改委循环经济高技术产业化示范项目，并获批准（发改办高技【2007】3194号文），开始了关于转底炉关键工艺技术及装备的研究开发工作。通过关键工艺技术基础研究，掌握了复杂原料条件下的铁氧化物还原规律，建立了能量供给与多化学反应匹配的热工控制机制，揭示了直接还原条件下锌铅钾钠的高效脱除机理，形成了高效还原脱锌的系统工艺集成、基于原料特性的综合配料及成球技术、稳定长寿的转底炉本体结构设计与制造技术、灵活高效的热工控制技术、转底炉能量综合利用技术、转底炉二次粉尘回收技术、关键工艺装备设计及制造技术等关键技术。这些技术的应用，成功解决了在转底炉本体的设计制造技术、还原工艺及热工控制、二次粉尘的回收及转底炉余热回收利用等相关难题，达到了工程设计目标，实现了转底炉连续稳定运行。

各种铁碳合金转变关系

各种铁碳合金转变关系 1铁素体，奥氏体，马氏体是钢在不同温度下，或是不同处理使得存在形式，首先碳溶在铁中若含量极少，小于0.0218%，在较低温度时就会形成铁素体，碳含量增加的话就会存在铁素体和渗碳体，铁素体和渗碳体机械混合结构和成珠光体，将碳含量小于0.77%的铁加热到727摄氏度以上就会变成奥氏体，奥氏体与铁素体的不同是结构不一样，奥氏体是面形立方，铁素体是体心立方，将奥氏体以极快的速度冷却，它就不能变为低温下的铁素体和渗碳体混合结构，因为碳原子无法扩散，直接就切变成体心立方的马氏体，马氏体是碳过饱和溶于体心立方的铁中，之所以研究这些东西，在于这些结构的性质不同，如，铁素体有好的塑形，但是非常软，马氏体是很硬的，但塑形不怎么样，一般淬火得到的就是马氏体， 2正火得到珠光体组织，淬火是将奥氏体变化为马氏体，回火是将马氏体变为铁素体。加入锰和镍能将奥氏体临界转变温度降至室温以下，使钢在室温下保持奥氏体组织，即所谓奥氏体钢。 3铁素体，奥氏体都有很好的塑性,韧性,珠光体有较高的综合机械性能;莱氏体\渗碳体都是脆性的,硬度高,耐磨性好;索氏体较珠光体有更高的综合机械性能;马氏体分2种:低碳M有很高的强韧性,高碳M有更高的耐磨性;屈氏体较索氏体的层片间距更小,屈服强度更高,弹性更好. 4奥氏体——碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处铁素体——碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。渗碳体——碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。珠光体——铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。

氧化还原反应概念及其关系

第六讲氧化还原反应的概念及其关系一、复习预习 1.一些常见元素的化合价 2．初中化学中常见的带电原子团：碳酸根离子 CO 2－、碳酸氢根离子 HCO3－、硫酸根离子 SO42－、亚硫酸根离子 SO32－、高锰酸根离子 3 MnO4－、硝酸根离子 NO3－、磷酸根离子 PO43－、氢氧根离子 OH－、铵根离子 NH4+

3．氧化反应和还原反应： CuO+H 2 Cu+H 2 O H 生过的氧化反应二、知识讲解知识点1：氧化还原反应的概念 1.从得失氧的角度认识氧化还原反应结论：根据得失氧的情况，得到氧的反应是氧化反应；失去氧的反应是还原反应。一种物质被氧化，另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。 2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应结论：根据化合价升降情况，所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应；所含元素化合价降低的物质发生还原反应。反应前后有元素化合价升降的反应叫氧化还原反应。 3．从电子转移的角度认识氧化还原反应

结论：根据元素的化合价变化与电子得失或电子对偏移的关系，从电子得失的角度分析失去电子的反应为氧化反应，得到电子的反应为还原反应。凡有电子转移(得失或偏移)的化学反应叫氧化还原反应。 4.小结氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移)；特征是反应前后元素的化合价发生变化。判断方法为标明元素的化合价，分析元素的化合价是否变化。知识点2：氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 (1).换反应一定是氧化还原反应； (2).分解反应一定不是氧化还原反应；(3).单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应是氧化还原反应。关系如图所示：知识点3：氧化还原反应的一些概念 1.氧化剂和还原剂氧化剂：得到电子或电子对偏向的物质--------所含元素化合价降低的物质还原剂：失去电子或电子对偏离的物质———所含元素化合价升高的物质 2.氧化产物和还原产物氧化产物：氧化反应得到的产物还原产物：还原反应得到的产物 3.氧化性和还原性 (1)氧化性：氧化剂得电子的能力。 (2)还原性：还原剂失电子的能力。 4. 氧化反应和还原反应

人教版高一化学氧化还原反应教学设计

第三节氧化还原反应一、教材的地位和作用：氧化—还原反应贯穿中学化学学习的全过程，是学习中学化学的主线和关键之一。通过这一节内容的学习，了解化学反应有多种不同的分类方法，认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类和分析氧化还原反应。二、学情分析：学生在初三的时候已经初步接触过氧化反应和还原反应，而且学生已经学过化学中的四大反应类型，对于化学反应的分类具有一定的认识，而氧化还原反应是建立在初中学过的知识之上的，因此学生学习起来上手应该不难，但需要教师做好导引工作，让学生明白氧化还原反应的实质，了解化学反应有多种不同的分类方法，认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类和分析。三、教学目标： 1、知识与技能：（1）学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应；（2）掌握四种基本反应类型和氧化还原反应间的关系，理解氧化剂和还原剂的概念，会判断氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物。 2、过程与方法：（1）引导学生从元素化合价这一角度看化学反应方程式，让学生自己发现问题，通过学生之间的讨论解决问题，掌握氧化还原反应的本质。（2）在化学方程式的基础上，再引出氧化剂和还原剂的概念，让学生顺理成章的接受新知识。 3、情感、态度与价值观：通过氧化还原反应概念的教学，培养学生准确描述概念、深刻理解概念、比较辨析概念的能力；四，教学重难点：教学重点：判断分析氧化还原反应教学难点：分析氧化还原反应五，教学过程：【复习引入】初中阶段我们学习过许多化学反应，根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质的种类的多少，可以把化学反应分为四个基本反应类型。让学生分别举出两个例子。

(完整版)高一化学氧化还原反应习题及答案解析

第二章第三节氧化还原反应一、选择题（只有1个正确答案；共6小题，每小题3分，共18分。） 1．有关氧化还原反应实质的说法中正确的是（）A．是否有元素的电子转移B．是否有元素的化合价的变化 C．是否有氧元素的参加D．是否有原子的重新组合 2．下列有关四种基本反应类型与氧化还原反应关系的说法中正确的是（）A．化合反应一定是氧化还原反应B．分解反应一定不是氧化还原反应 C．置换反应一定是氧化还原反应D．复分解反应不一定是氧化还原反应 3．下列有关实验室制取气体的反应中，其原理不属于氧化还原反应的是（）A．实验室中用稀硫酸与锌粒反应制取H2B．实验室中用浓盐酸与二氧化锰加热制Cl2(见P3-20) C．实验室中用高锰酸钾加热分解制取O2D．实验室中用稀盐酸与石灰石反应制取CO2 4．下列化学反应中，属于氧化还原反应的是（）A．Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl B．Fe+CuSO4===Cu+FeSO4 C．2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O D．CaO＋H2O===Ca （OH）2 5．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不属于氧化还原反应的是A．金属冶炼 B．燃放鞭炮C．食物腐败D．点制豆腐 6．从硫元素的化合价态上判断，下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是（）A．Na2S B．S C．SO2 D．H2SO4 二、选择题（有1-2个答案，只有一个正确选项的，多选不给分；有两个正确选项的，选对一个给2分，选错一个该小题不给分。共10小题，每小题4分，计40分。） 7．下列说法中，能够判断一个反应是否是氧化还原反应的是（）A．反应前后，元素是否有电子转移 B．反应前后，元素是否有化合价变化 C．反应前后，是否有氧元素参加 D．反应前后，是否有氢元素参加 8．对溶液中的离子反应存在下列几种说法，其中正确的是（）A．不可能是氧化还原反应B．只能是复分解反应 C．可能是置换反应 D．可能是化合反应 9．下列水溶液中的各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是（）A．Na+、Ba2+、Cl-、SO42-B．Ca2+、HCO3-、C1-、K+

人教版必修一氧化还原反应_教案(一)

氧化还原反应教学方案(设计)（一）课题氧化还原反应课型新授课教材版本人教版章节第二章第3节 ●学情分析(分析处理) 学生在初中化学学习中已经接触了许多反应，并已经掌握按反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少把化学反应分为四种基本反应；从具体的反应理解氧化反应和还原反应，但并没认识到氧化还原反应的本质特征；学习了化合价，理解了化合价的变化。但并没有了解化合价变化的实质以及化合价的变化与得失电子之间的关系。学生在初中化学一年的学习中只对化学知识有了初步了解，有了一定的搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，但仍有待提高。 ●教学内容(分析处理) “氧化还原反应”是人教版高一化学新教材第二章第三节的内容。对于氧化氧化还原反应，在中学新课程体系中是分三阶段完成的：在初中阶段从得氧失氧的角度分析理解；在化学必修1中要求在初中化学的基础上，能用化合价升降和电子转移的观点来初步理解氧化还原反应以及了解常见的氧化剂和还原剂即可；通过后续课程如金属及其化合物及非金属及其化合物的学习，对氧化还原反应有了更多更具体的认识后再要求学生深入理解氧化还原反应的有关知识。本节课的教学处于第二阶段，既复习了初中的基本类型反应及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习，还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。氧化还原反应的知识是高中化学的重要理论知识，不仅是本章的教学重点，也是整个高中化学的教学重点。 ●教学目标（设计） 1、知识技能目标：（1）初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法。（2）会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应，理解氧化还原反应的实质。 2、过程与方法：（1）体验氧化还原反应从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进，逐步深入的发展过程。（2）通过对氧化还原反应的特征和本质的分析，学习由表及里以及逻辑推理的抽象思维方法。 3、情感态度目标：通过氧化和还原这一对典型矛盾，它们既相反又相互依存的关系的认识，深刻体会对立统一规律在自然现象中的体现，树立用正确的观点和方法学习化学知识。

PCB络合废水的铁碳微电解工艺

印制电路板（PCB）废水水量大，废水污染物种类多，成分复杂，含多种络合剂（螯合剂）如氨、EDTA、酒石酸根等，与铜等重金属离子形成稳定的络合物，严重影响铜等重金属的处理，处理难度大。就PCB络合废水处理而言，络合物的破除成为铜等重金属去除的关键。一、利用铁碳微电解法处理PCB络合废水原理：络合重金属废水在微电解反应器内发生微电解反应和置换反应：阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2+ 阴极(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2 一方面，微电解反应产生新生态的氢和亚铁，能与水中的许多物质发生氧化还原反应，破坏络合物的结构，使其失去或降低与铜等重金属的络合能力，同时新生的Fe（OH）2与Fe（OH）3具有较高的絮凝、吸附活性，能吸附水中的分散小颗粒及有机分子而絮凝沉降下来，使废水进一步净化。另一方面，铁能与废水中的铜进行置换反应，铁把络合铜中的铜置换出单质铜。二、典型工艺流程铁碳微电解法具有适用范围广，处理效果好，适用寿命长，成本低廉，操作方便等优点，已在PCB络合废水处理中得到广泛应用。三、 TPFC填料在处理络合废水中的八大优势与传统铁碳微电解填料相比，TPFC具有以下优势： 1、专为环保设计与市场上炼钢球团改型产品不同，TPFC填料专为环保设计，根据不同水质而调整生产工艺和配方，以使能够达到最佳的反应效果。 2、微孔发达，比表面积大，活性高 TPFC采用高温磁化架构，微孔活化技术，表面ZeTa电位高，与市场上炼钢球团改型产品（扁圆形）相比，单位Fe-C形成的电子对高出一个数量级，反应速率和净化效率高，能大幅降低污染物开环、断链及降低反应的活化能。 3、规整球形结构接触反应更彻底，易于反洗