10高温分离提纯过程

1、2sio2c2cosi )(ln2paapartggrrlgfc = cce(%c) +sice(%si) = 0.144.5+0.081 = 0.71 fc = 5.13, ac = 5.134.5 = 23.09 lgfsi =sisie(%si) +csie(%c) = 0.111+0.184.5 = 0.92 fsi = 8.32, asi = 8.321 = 8.32 将熔渣的质量%浓度换算成摩尔分数： caox= 0.57, 2siox = 0.31，feox= 0.12 2siosio105 . 7,12. 1lg2222sio103 . 231. 0105 . 72atttgr

2、89.294519303103 . 2)09.23(32. 8lg147.1967.29151930322)/(oa)ao()410(aaak)/(meo)(a)ao()410(aaakfeocu(feo)2cu)510(2aaaak【 解解 】 氧 化 精 炼 法 除 铜 的 反 应 为 ： c u2o + fe = feo(s) + 2c u 1200 时 除 铁 反 应 的 标 准 吉 布 斯 自 由 能 变 化 ： )2()1(gggrrr= 103246 jm ol1 k = 4. 57103 从 表 10-3 知 ， 对 铜 中 溶 解 的 铁 ， 0 =19.5； 而 对 稀 溶

3、 液 而 言 ， 0 = 0。 故 ： 3fe1057.45.191x xfe = 1.12105 换 算 成 质 量 百 分 浓 度 为 0.0011% 。 图10-3 炼钢过程中与渣中sio2含量的关系图10-4 炼钢过程中与渣的碱度r及feo含量的关系 occoo%c%/ffppkp occo/o%c%ffkppp图10-5 钢液脱碳过程中%o-%c的关系1-与熔渣接触的钢液的氧浓度；2-熔池的实际氧浓度；3-pco=1.01325105 pa时与%c平衡的%o1） 炼炼 钢钢 过过 程程 中中 残残 余余 氧氧 和和 碳碳 浓浓 度度 的的 关关 系系 对 于 炼 钢 过 程 ， 反

4、应 10-6 的 标 准 吉 布 斯 自 由 能 变 化 ： tgr63.3922363)610(，pklg = 1168/t + 2.07 occo/o%c%ffkppp （ 式 10-6） fc、 fo 值 与 碳 浓 度 有 关 。 随 着 碳 浓 度 增 加 ， fo 下 降 ， fc增 加 。 在 % c为 0.022% 范 围 内 ， fc、 fo 之 积 接 近 1。 当 pco=p时 ， mkp/1o%c% m 平 衡 碳 氧 积 。 1600 ， 碳 含 量 不 太 高 （ 0.5% ）， m = 0.0025 (0.0020.003)（ 可 用 于 15501620 温 度

5、 范 围 内 ） 。 rghhppssmm/2)(co气rghhppssmm/2)(co气pghppmm/1/co 15. 0/ )/(1083. 2/ )/()16.12exp(1083. 2/ )/()2673/1025. 3exp(1083. 2/ )/(o%c%co28. 1co4co44copppppppp )710( gr801. 1/5600lg)710(tkp2osso)710()o(%s%/2ffppkppbag系相图pbzn系相图图10-7 sn-fe相图图10-8 sn-as相图 五、粗铅熔析除铜五、粗铅熔析除铜99.94%599k600.6k100pbcupb系相图图1

6、0-9 铜在铅中的溶解度及与铅中as、sb、sn含量的关系lscck 0001000000000)1 ()1 (111cqgqkckcgqqgqkdgdqdgdqcgqkcgqcckcklsksslls1000)1 (ksgckck0 1 k0 愈大，后来凝固的部分越纯。dfkkkccklsexp)1 (000k 有效分配系数；f 凝固速度，m/s； 扩散层厚度，m；d 杂质的扩散系数，m2/s。当试样以速度 f 凝固时，固液界面处于非平衡状态：五、有效分配系数五、有效分配系数有效分配系数 k 界于 k0 和 1 之间；实际区域精炼的效果低于平衡条件下区域精炼的效果。)exp()1 (10lx

7、kkccskk图10-13 一次区域提纯后，不同 k 值杂质沿锭轴向分布曲线 浓度分布接近极限分布时所必须重复通过的次数取决于 k 值 和 l/l 值：若 l/l 0.1 ，当 k0.1 时，需 20 次；当 k 0.5 时，需数百次。3、区域精炼法的极限杂质分布1)exp(1)exp()(0blblcablblkeaxfbxl/l=0.1rcrthbtapvap303. 2303. 2lg*图10-14 某些金属的蒸气压与温度的关系 bbaababbbaaabappxxxpxp*/)/()(rcrthpaavapa303.2303.2lg)()(*rcrthpbbvapb303.2303.2

8、lg)()(*crthhrccrthhppbvapavapbabvapavapba303.2(303.2303.2(lg)()()()()()(*bbaababbbaaabappxxxpxp*/)/()(（式10-14）（式10-15）1, 0303. 2)(lg/)()(*babvapavapbacrthhpp0303. 2)()()()()(rthhhhbvapavapbvapavap1, 0303. 2)(lg/)()(*babvapavapbacrthhpp0303. 2)()()()()(rthhhhbvapavapbvapavap【例例 7】 将锌铅合金由 1200k 常压蒸馏分离

9、改为 800k 真空蒸馏分离， 且已知 zn、 pb 的饱和蒸气压与温度的关系分别为： 46.14lg255. 16620lg*znttp（pa） 28.13lg9851. 010130lg*pbttp （pa） a）求*pb*zn/pp比值与温度的关系。 b）当蒸馏过程由 1200k 的常压蒸馏改为 103p、800k 下的真空蒸馏时，*pb*zn/pp值的改变情况。 【解解 】a） *pb*zn*pb*znlglg)/lg(pppp 18.1lg27.03510lg*pb*znttpp 随着温度降低，)/lg(*pb*znpp值增加。 b） 1200k 时，3 .318.11200lg27

10、.012003510lg*pb*znpp *pb*zn/ pp=1995 800k 时，784.418.1800lg27.08003510lg*pb*znpp *pb*zn/ pp=60813 800k*pb*zn/ pp为 1200k 时的 30.5 倍。 prtmcw2bbbbaaaa22bammmmmmmmpxmrtcdtdnpxmrtcdtdnaabbabaabbbaaaabbbabnmnmppmmpxpxmmdndnmmmmmmmmmmmmmmaabb11)(aabbbamnmnpmpmmmmmmm一定粗铅的加锌除银bbsbcckaaakhbbznagznagagzn)(0agznznag，【例例 6】无锌粗铅液中每吨含 7.775kg 银，在 773k 时加锌除银。假设其反应产物是纯 ag2zn3。已知 zn、ag 在铅液中浓度极稀时，zn、ag 的活度系数0zn和0ag分别为 11 和 2.3。加锌 除 银 反 应 2ag + 3zn = ag2zn3(s) 的 127612773gr jmol-1。试求除去 98%银时每吨粗铅所需添加的锌量？ 【解解】 以一吨粗铅为计算基础， 应加入锌的总量为与银反应的锌量及残留锌量之总和 a）与银反应的锌量： 927. 69 .10724 .653775. 798. 0kg b）残留锌量： 初始组成： 1tpbkmolag0