活度在钢铁冶金二相的气体———金属液化学平衡反应中的应用

在本文内作者总结了直至1955年文献内有关三种二相的气体——金属液化学平衡反应各国学者的研究工作(H_2S/H_2—Fe液;H_2O/H_2—Fe液及CO_2/CO—Fe液三反应),标准化了二元系及三元系平衡常数、活度及活度系数等参变数的符号,并分析了f~3的物理意义。在活度系数的实际意义和应用的讨论中,作者指出f~1对脱硫和脱氧二种不同机构上的作用应采取不同的解释。利用最新的数据,作者算出每克原子五种元素脱氧生成物热力势变化值Δφ~(o′o)後者的次序与e~M的次完全符合。最后作者并指出今后合金钢在此热力学方面研究的重要性。     

1273 K条件下铈铁砷的交互作用研究

为了进一步认识铈铁砷的交互作用及其产物,本文首先通过Miedema与离子熵模型计算了Fe_2As化合物的生成热、生成熵,随后计算了Fe_2As与铈铁砷三元化合物的自由能,然后将稀土铈和砷按铈砷原子比为1∶3封入自制H08钢缸体中加热至1 273 K下恒温30 h,采用光学显微镜、XRD、扫描电镜和EDS能谱微区等现代分析手段,对该条件下所得试样中铈铁砷系的交互作用及产物进行分析。结果表明:二元化合物Fe_2As标准自由能计算结果为ΔG=-37 282.63-9. 54T J/mol(Fe为+3价,低自旋离子半径);当Fe_2As与CeAs形成Ce_(12)Fe_(57.5)As_(41)满足理想固溶体条件时,其吉布斯自由能为ΔG=-435 212.63-157.21T J/mol(Fe为+3价,低自旋离子半径);1273 K条件下铈铁砷交互作用的主要产物为CeAs、Fe_2As和三元化合物Ce_(12)Fe_(57.5)As_(41),其二元化合物CeAs和Fe_2As的形成是铈铁砷系三元化合物Ce_(12)Fe_(57.5)As_(41)形成的基础。     

高砷酸性废水除砷的研究

为使高砷酸性废水经处理后能达标排放,且不产生二次污染,需要进行分步处理.对高含砷废水(砷含量为10000mg/L左右)采用分步、催化氧化后絮凝沉淀的处理方法.一步处理:采用石灰乳,调pH=3～4去除SO42-;二步处理:采用NaOH溶液使pH=9～10,回收重金属;三步处理:加入催化剂—活性炭和Fe2 通入空气氧化,使溶液中的As(Ⅲ)和Fe2 氧化成As(Ⅴ)和Fe3 ,然后用石灰乳控制pH=6～9,使高价砷酸根与Fe3 生成难溶的FeAsO4沉淀.经过上述处理后溶液中的砷小于0.5mg/L,有很好的实用价值.     

液态La_2O_3-CaF_2和La_2O_3-CaF_2-CaO-Si渣中La_2O_3的活度

用石墨为还原剂,将渣中La_2O_3还原人液态锡,以测定1500℃下La_2O_3—CaF_2和La_2O_3—CaF_2—CaO—SiO_2渣中La_2O_3的活度。对La_2O_3—CaF_2系,并用Gibbs—Duhem积分法求得CaF_2的活度。此外,在三个不同温度(1600,1550,1500℃)下,将固态La_2O_3用石墨还原人液态锡,以求得La在锡稀溶液中的活度系数。 根据液态渣的离子结构模型,对上述二渣系中La_2O_3的活度数据进行了简单的讨论。     

BaO-BaF_2-Fe_xO熔渣的热力学研究

采用固体电解质电池 Mo|Mo+MoO_2|ZrO_2(MgO)|Fe+(Fe_xO)+Ag|Fe,测定了 1473±3K下 BaO-BaF_2-Fe_xO 熔渣中 Fe_xO 的活度,结果表明:Fe_xO 的活度与 x_(BaO)/x_(BaF_2)比有关,即在均一液相区内,Fe_xO 的活度随着 x_(BaO/x_(BaF_2)比的增大而降低。根据 Fe_xO 的活度测定数据作出了 1 473 K下 BaO-BaF_2-Fe_xO三元渣系的相图和等活度图。     

硫酸铜脱除砷、铁的工艺研究

将农用硫酸铜经一系列脱杂处理 ,得到电镀用硫酸铜 .用氧化、中和、水解方法 ,一次性脱除农用硫酸铜中的砷、铁 ,使之达到电镀用硫酸铜的质量要求 .研究表明 :用H2 O2 作氧化剂 ,可以有效地氧化As(Ⅲ )和Fe(Ⅱ ) ,且反应速度快 ;加入适量Fe2 (SO4) 3,能确保砷以FeAsO4形式除去 ;控制溶液pH值 ,可以使过量Fe3 以Fe(OH) 3沉淀形式除去     

CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3渣系中组元活度的计算

根据分子和离子共存理论,建立了CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3渣系的活度计算模型,并利用模型对渣中各组元的活度进行了计算,分析了w(CaO)对渣中组元活度的影响.结果表明,在CaO-Al2O3渣系中,当w(CaO)小于45%时,随着w(CaO)的增加,3CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3的活度不断升高,而CaO·Al2O3的活度变化不大;当w(CaO)大于45%时,随着w(CaO)的增加,CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3的活度不断降低,而3CaO·Al2O3的活度则略有升高.在CaO-SiO2-Al2O3渣系中,12CaO·7Al2O3的活度低于其在CaO-Al2O3渣系中的活度,随着w(CaO)的增加,CaO和3CaO·Al2O3的活度不断升高,2CaO·SiO2的活度则不断降低,CaO·Al2O3的活度呈现先升高后降低的趋势.     

CaO-SiO2-Al2O3-FeO-CaF2-La2O3-Nb2O5-TiO2渣系的活度计算模型

根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了CaO-SiO2-Al2O3-FeO-CaF2-La2O3-Nb2O5-TiO2八元渣系的活度计算模型.利用该活度模型,计算和分析了此渣系中铌、稀土、钛相关组元的活度变化规律.实验结果表明,模型计算结果与实际测量值能较好吻合;在本实验渣系条件下,含铌组元主要为FeO·Nb2O5,含...     

由标准生成热计算含有化合物的二元系的活度

本文利用已知化合物的生成热,推导出了一个在含有化合物的二元体系,由相图计算活度的新公式: 式中:ΔHf~0为化合物的标准生成热;x,y分别为化合物的化学计量系数;N_A、N_B分别为组元A、B的摩尔分数;γ_A、γ_B分别为组元A、B在液相线温度时的活度系数。 对已知活度值的Au—Bi二元体系,用文献中公式及我们的公式进行了计算,其计算数值与实验数值符合较好,证实了用本公计算含有化合物的二元体系的活度是可行的。 我们用本公式计算了Al—La二元体系的活度,对预报的结果进行了初步分析。     

CaO-FeO-Fe2O3-SiO2-Cu2O渣系作用浓度计算模型

基于炉渣结构共存理论,建立1 523～1 733 K时的CaO-FeO-Fe2O3-SiO2-Cu2O五元渣系作用浓度计算模型,对成分(质量分数)波动范围为CaO 5%～20%,FeO 5%～50%,Cu2O 5%～25%,SiO2 5%～45%,Fe2O3 5%～70%的炉渣,计算1 523和1 573 K时的各组元作用浓度,考察碱度和温度对活度系数和的影响,并对所得数据进行非线性回归分析.研究结果表明,理论计算值与文献实测值之间的相对误差小于10%,且随渣含铜增加呈直线上升的趋势一致,说明模型能较好地反映本渣系的结构本质;CaO能降低炉渣的溶铜能力,增强炉渣的溶铁能力.该模型的建立为采用铁酸钙渣系的炼铜新工艺热力学研究提供了理论依据.     

利用Matlab计算三元物系的汽液平衡数据

运用Matlab优化工具箱中的两个优化程序,计算了基于Wilson活度系数模型的乙苯(l)异丙苯(2)二异丙苯(3)三元物系的汽液平衡数据.计算结果表明这种方法是有效的,而且大大减轻了进行复杂算法设计的工作量.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系Al2O3活度预测模型

高炉渣系各组元活度对高炉冶炼和产品质量具有重要的影响作用. 基于分子-离子共存理论,建立CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;结合试验测定值对其进行验证与修正,最终建立了修正的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;同时,依据模型计算结果探究R(w(CaO)/w(SiO₂)),w(MgO)/w(Al₂O₃)和w(Al₂O₃)对Al₂O₃活度的影响. 研究结果表明:修正后的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型具有较高的预测精度,能够很好地预测熔渣Al₂O₃活度;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,w(Al₂O₃)=20%时,随着R增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当R=1.25,w(Al₂O₃)=20%时,随着w(MgO)/w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,R=1.25时,随着w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐增大.     

三元合金及金属间化合物中各组分活度系数的计算

根据Kohler三元溶体模型和Miedema二元系统生成热模型，建立了计算三元合金及金属化合物中各组分活度系数的方程。计算了三元合金Ti-5Al-2.5Sn,Ti-6Al-4V及不同温度下金属间化合物TiAl,Ti3Al和Ti2AlNb中各组分的活度系数。并与有关实验值进行了对比.计算结果表明此公式的计算结果与实验值吻合较好，解决了固态二元、三元合金及金属间化合物中各组分的活度系数的计算问题，Ti与A1活度系数均小于1，对Raoultl定律产生负偏差。根据所计算的活度系数和活度值，预测了SiC/TiAl,SiC/Ti3Al和SiC/Ti2AlNb复合材料的界面反应，表明SiC/Ti3Al界面反应较为严重。     

四元体系HCl-MeCl_m-MeCl_n-H_2O中盐酸的活度系数Ⅰ.HCl-KCl-NaCl-H_2O及HCl-KCl-LiCl-H_2O体系

25℃时测定电池:H_2|HCl(μ_1),Me′Cl(μ_2),Me″Cl(μ_3)|AgCl—Ag的电位,求得四元体系HCl—KCl—NaCl—H_2O及HCl—KCl—LiCl—H_2O中盐酸的活度系数γ_1,结果表明,在恒定的总离子强度μ时(μ≤3)存在下列线性关系 logγ_1=logγ_(1(0))-α_(12)μ_2-α_(13)μ_3并且其中系数α_(12)及α_(13)在实验的误差范围内和Harned等在三元体系中的数值相同。若线性关系成立,将Gibbs-Duhem方程式推广到1—1价型四元体系可以导出一些方程式,若已知各对应三元体系水的活度,则从这些方程式可以求得α_(ij)(i≠)1,也可以求得该四元体系中水的活度或蒸气压。     

铜和锌离子对水热臭葱石沉砷过程的影响

研究铜和锌离子质量浓度变化对Fe~(2+)氧化,Fe~(3+)与As~(5+)共沉淀形成臭葱石过程的作用机理以及对As和Fe沉淀率、沉砷渣化学组分和物相组成的影响规律。研究结果表明:由于Cu~(2+)/Cu~+离子对的催化作用,亚铁离子氧化速率加快,促进亚稳态碱式硫酸铁水热沉淀反应的发生,当初始Cu~(2+)质量浓度为20 g/L时,As和Fe沉淀率分别为96.9%和74.9%;沉砷渣中Cu主要以类质同象形式取代砷酸铁晶格中的铁形成砷酸铜类复杂化合物。Zn~(2+)质量浓度的增加促进了Fe~(2+)/SO_4~(2-)离子对的氧化,使Fe~(3+)更易达到过饱和状态,导致亚稳态铁矾物相的生成,形成以臭葱石为主并伴有微量铁矾和碱式硫酸铁的聚合体。当初始Zn~(2+)质量浓度为20 g/L时,沉砷渣中As,Fe和S的质量分数分别为23.5%,28.5%和3.7%,其中Zn主要以聚合物的形式包覆在臭葱石表面。     

氮化硅—铁系复合材料的制造方法

本文介绍耐磨性、耐热性均优的氮化硅—铁系复合材料的制造方法。 目前已付诸实用的陶瓷金属系复合材料有两类:一类是陶瓷分散型合金如Al_2O_3—Al系、ThO_2—Ni合金系等;另一类是金属陶瓷如WC—Co系、WC—TiC—Co系、TiC—Ni系、Cr_3C_2—Ni系、Al_2O_3—Cr系等。Si_3N_4—Fe系复合材料,因其主要原料氮化硅和铁在烧结中反应彻底,氮化硅陶瓷相和铁系金属相不能稳定存在,如按常规烧结冶炼,先要将Si_3N_4和Fe粉末混合、成形后,再置真空、惰性气体、H_2等氛围(为防止烧结过程中氧化和氮化)中以1150～1250℃高温烧结,按     

含碱高炉渣的氧化铁活度

为了研究高炉渣化学成分与FetO活度、钾容量、硫容量间的规律,采用氧化锆固体电解质电池测定了气-渣-金平衡时的含碱高炉渣中FetO活度.结果表明:二元碱度增加,FetO活度增加,钾容量减小,硫容量增大;MgO,Al2O3含量增加,FetO活度降低,钾容量增大,硫容量先增大后减小;当高炉的碱负荷较高时,控制炉渣的化学成分,使FetO活度保持在0074~0078之间,可以使炉渣具有适宜的脱硫能力和较大的排碱能力,有助于降低碱金属的危害.     

GLPC法测量含两个挥发组分三元系中第二挥发组分无限稀时的活度系数

由理论塔板模型导出一个含 k 个挥发组分的(k+1)组分系统的由 GLPC 数据计算活度系数的公式,应用于角鲨烷、四氰乙氧基甲基甲烷—苯—第二挥发组分三元系,测定第二挥发组分无限稀时的活度系数,得到了令人满意的结果.     

SiO_2-B_2O_3二元系熔渣中组元的活度

以铜作为熔剂,石墨作为还原剂,用“渣-金”化学平衡法,在1500℃和1550℃下测定了SiO_2-B_2O_3二元熔渣中SiO_2的活度,并采用Gibbs-Duhem积分法求得了该二元熔渣中B_2O_3的活度。此外,通过“渣-金”平衡实验,得到了Cu-Si合金中Si的活度和活度系数。     

应用三次自然样条函数计算二元系数活度系数

使用三次自然样条函数能够在微型电子计算机上由二元系数据迅速而且准确地计算出该二元系任意成份的活度系数。通过与数学模型计算结果对比,对具有正偏差的Cu-Fe系、具有负偏差的Fe-Ni系,与先具与正偏差继而又具有负偏差的Ag-Bi系进行检验。结果证实通过样条函数计算二元系任意成份的活度系数效果都很好。一般情况下在X=0.1—0.9范围内计算相对误差可小于5％。有时可小于1—2％.