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小明爱学习

银虫 (初入文坛)

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专业: 金属基复合材料

[交流] 从铁、铜、铝、钛制备工艺的不同特点已有4人参与

因为铁铜铝钛具有不同的物理化学性质，因此制备过程存在差异，可从原料，设备提纯等方面进行比较。
铁的制备工艺：原料为矿石，熔剂，焦炭等。矿石多选用赤铁矿（），等，用到的熔剂常为石灰石，用来除去矿石中的脉石，用到的设备主要是高炉，在高炉内发生一系列物理化学反应：燃料燃烧；铁的还原：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe；石灰石分解与造渣，然后进行提纯：除去生铁中多余的碳、硫、磷等有害杂质：氧化；造渣脱磷和脱硫；脱氧：将FeO还原成Fe。
铜的制备：主要原料为铜矿石，如黄铜矿（CuFeS2）、斑铜矿（Cu3FeS2）、辉铜矿（Cu2S）、铜蓝（CuS）等；用到的主要设备为熔炼炉，进行造锍熔炼，
生产出冰铜--将冰冰铜转炉吹炼形成粗铜---粗铜的火法精炼得到精铜，为进一步提纯可以进行电解精炼。与铁的提纯不同之处在于铁是经过还原反应，而铜是通过火法精炼和电解精炼。
铝的制备：主要原料为铝土矿（Al2O3、Fe2O3、SiO2 及少量的TiO2）；用到的主要设备为回转窑，在其中进行烧结。经过浸出，脱硅，精铝酸钠溶液分解等一系列过程之后得到Al2O3。将Al2O3电解得到Al.这与电解法提纯精铜的方法类似，但是与铜不同的是铜可以导电，而固体氧化铝粉末不导电，为使其导电必须变为熔融状态。
钛的制备：主要原料为含钛矿物，如金红石：TiO2，钛铁矿：FeTiO3，钙钛矿：CaTiO3，钛硅酸钙：CaO•TiO2•SiO2等。主要设备为熔炼炉，用石油焦作还原剂，还原熔炼制备高钛渣，然后进行高钛渣的选择氯化—得到TiCl4，利用各种氯化物沸点不同精馏提纯TiCl4。最后提纯的方法是镁、钠还原四氯化钛—海绵钛，最后经过电解精炼--真空熔炼--自耗电弧熔炼--粉末冶金，得到钛。可见钛的提纯最为复杂，虽然也用到和铁相似的还原法，但是必须在惰性气体保护下才可以进行。

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