湿法冶金流程及水溶液热力学、活度系数.ppt

* 电解质的活度系数－活度系数计算 现有的计算混合电解质溶液中的平均活度系数的 公式有皮泽精确式、皮泽简化式、弗兰克－汤普桑 （Frank-Thompson）弥散晶格理论、斯托凯斯－罗 宾桑（Stokes-Robinson）的水化理论和格柳考夫 （Glueckauf）的改进的离子水化理论以及梅斯纳的 半经验公式。 * 电解质的活度系数－活度系数计算 李以圭、陆久芳等曾用上述几种方法去计算过电解质溶液中离子的活度系数并对其准确性进行了比较。结果表明，改进了的弗兰克－汤普桑方程、梅斯纳的半经验计算方法以及简化了的皮泽方程均可用于低离子强度的（I＜0.5～1mol/kg）混合电解质溶液。 * 电解质的活度系数－活度系数计算 而在高的离子强度下只有带θ与ψ的皮泽方程能适用。在上述方法中，皮泽方程虽然精确度最高，但计算方法复杂，而且其两个必不可少的参数θ与ψ必须由实测数据回归得出，对于多数体系，尚无数值。梅斯纳法虽然精度差一些，但因计算简便故而易于推广，得到了广泛的应用。 * 电解质的活度系数－活度系数主要计算方法 (1) MK(Meissner-Kusik)计算法； (2) MP(Mckay-Perring)计算法； (3) 皮泽计算法。 湿 法 冶 金 第二讲 主讲：谢克强 * 主要内容 用湿法冶金方法从原料制取金属的流程简介； 用湿法冶金方法制取无机材料简介； 水溶液热力学 ； 电解质活度系数 。 * 湿法冶金流程介绍1 1.沸腾炉焙烧： ZnS转化为ZnO和部分ZnSO4; 2.两段逆流浸出； 3.酸浸渣再用烟化法回收残余的锌及有价金属。 * 湿法冶金流程介绍2 1.破碎； 2.湿磨； 3.高压釜内溶出，得到NaAlO2，Fe2O3等伴生物进入渣相与Al2O3分离； 4.晶种分解，加入Al(OH)3晶种， NaAlO2分解得到Al(OH)3； 5. Al(OH)3煅烧得到Al2O3。 * 湿法冶金流程介绍3 1.还原：NiO、CoO、Fe2O3还原为Ni、Co和FeO; 2.浸出：钴镍以Ni(NH3)n2+、 Co(NH3)n2+ 、Co(NH3)n3+形态进入溶液，铁成Fe(OH)3沉淀入渣； 3.蒸氨：分解得到碱式碳酸盐，并回收NH3和CO2； 4.再溶解； * 湿法冶金流程介绍4 1.机械活化：热球磨； 2.浸出：CaWO3浸出生成Na2WO3; 3. 净化除杂：三种工艺，化学沉淀法、萃取法、离子交换法； 4.仲钨酸氨溶液结晶得到仲钨酸氨。 * 湿法冶金流程介绍5 1.浸出：得到Au(CN)2-和Ag(CN)2-； 2.脱气：脱其中含氧； 3.用锌还原。 * 湿法冶金制取无机材料介绍 1.金属粉末的制取 水溶液电解法：制取铜、银、铁、镍等金属粉末； 还原法：制取贵金属粉末。 2.非金属材料及陶瓷材料粉末制取 沉淀或共沉淀法：制取铁氧体粉末、ASCS陶瓷粉末、氧化稀土、氧化铪、氧化铀等新型陶瓷材料。 * 湿法冶金制取无机材料介绍 3.电镀法制取新型材料薄膜及电成型 例如：Y钇-Ba-Cu合金薄膜、 Sm钐-Ba-Cu合 金薄膜、Cd-Zn-Se硒合金等等。 电镀法用于制件的成型，如：医疗器械的部 件、印刷板等。 4.化学镀(亦称非电电镀） 例如：在发动机某些部件表面镀Co-Zn-P膜 或Ni-Zn-P膜等，其耐磨性能优于电镀膜。 * 水溶液热力学－自由能、熵、热焓 自由能、熵、热焓―――3个性质、特征 1.体系向自由能减小方向进行； 2.溶液的热焓用下式求得： 式中 n—溶液中所含物质的种数 —溶液热焓，J —溶液中所含物质的摩尔数 —溶液中所含物质的偏摩尔热焓，J 数据可在文献热力学手册中找到。热焓表示体系 为放热或吸热； * 水溶液热力学－熵 3.熵：热力学利用熵(S)和自由能(G或F)状态函数来判断过程 自发进行的方向和平衡状态。 过程熵变的基本公式为： 下标R表示可逆过程。 由热力学第二定律的原理可以推出，对于孤立体系有 dS≥0 其中：“＞”适用于自发过程；“＝”适用于可逆过程，即平衡状态。 * 水溶液热力学－自由能、熵、热焓 由于用熵来判断过程的自发性要在孤立体系的条件下进 行，这对化学反应和相变来说不太方便，所以热力学又引进 了吉布斯自由能G和亥姆霍茨自由能F两个状态函数。它们的 定义是：