湿法冶金流程及水溶液热力学活度系数ppt课件.ppt

《湿法冶金流程及水溶液热力学活度系数ppt课件.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、湿法冶金第二讲主讲：谢克强博士1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。2湿法冶金流程介绍11.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。3湿法冶金流程介绍21.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。4湿法冶金流程介

2、绍31.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；5湿法冶金流程介绍41.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。6湿法冶金流程介绍51.浸出：得到Au(CN)2-和Ag(CN)2-；2.脱气：脱其中含氧；3.用锌

3、还原。7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。8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

4、等，其耐磨性能优于电镀膜。9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；10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

5、过程；“＝”适用于可逆过程，即平衡状态。11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：G=H-TSF=U-TS判断自发和平衡的公式为：恒温恒压下dG≤0恒温恒容下dF≤0其中：“＜”为自发；“＝”为平衡条件。12水溶液热力学－自由能对于纯物质：表征热力学量用mol量表示（克分子）。对于水溶液，例如：ZnO(s)+H2SO4(aq)→ZnSO4(aq)+H20(l)如果按计算自由

6、能，则为错误算法。其错误在于：水溶液H2SO4、ZnSO4不能用纯物质自由能进行计算，它们已经是水溶物种。13水溶液热力学－自由能所以，对于水溶液，应该用偏摩尔量来表征，则上述反应正确的写法为：即写成离子反应式，并用下标标明物种。此时反应自由能为：＜0,反应可行；＞0反应不可行。14水溶液热力学－自由能生成自由能区分原则：单质在25℃（298K）自由能为0，自由能为生成自由能，否则为Gibbs自由能。Gibbs自由能利用自由能判断反应能否进行，这是热力学需要解决的第一个问题。15水溶液热力学－平衡常数反应进行到什么程度，这是

7、热力学需要解决的第二个问题（平衡常数）。16水溶液热力学－平衡常数平衡常数(单位为焦耳时，R＝8.314，单位为卡时，R＝1.987)17水溶液热力学－平衡常数所以上述反应在298K时的自由能为K值越大，反应越容易向右方进行。18湿法冶金反应式一般均要写成离子式，并标明物种状态。19电解质的活度、活度系数－焓变状态’生成物温度t1状态生成物温度t2状态’反应物温度t2状态反应物温度t1H过程在t2下进行反应在t1下进行反应焓变过程示意图20电解质的活度、活度系数－焓变整个过程的焓变取I→I’→II途径进行计算是物料温度由t1

8、上升到反应温度t2体系的焓变。为在温度t2下反应过程的反应热。21电解质的活度、活度系数－焓变(1)式中—物料中组元i的摩尔数；—物料中组元i温度由t1上升到t2的焓变。(2)为求出首先必须求出物料中各组元的摩尔数。22电解质的活度、活度系数－理想溶液公式(1)中若为纯物质(固体或气体)，