湿法冶金相关体系组分活度及相平衡的研究
发布时间：2022-10-19 13:12
重金属锰、钴、镍、铜、锌湿法冶金过程中遍布大量的相平衡问题,尤其钙镁结晶危害是一个在重金属湿法冶金和硫酸盐产品结晶生产过程中普遍存在而又长期未得到有效解决的世界难题。为了能够开发出湿法冶金过程中避免硫酸钙、硫酸镁结晶危害的新工艺,迫切需要知道硫酸钙、硫酸镁在重金属湿法冶金过程中所涉及的相关体系MSO4+NSO4+H2SO4+H2O（M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn；N=Ca,Mg）的相图。要构建硫酸钙、硫酸镁的溶解度随晶型、温度、硫酸浓度和重金属硫酸盐浓度变化而变化的复杂关系,还需要借助预测能力强且能描述混合水盐体系多温性质（包括组分活度和溶解度相图）的热力学模型。利用热力学模型构建这些复杂体系的相图之前,首先需要获得上述二元子体系从298.15-373.15K准确的水活度数据来拟合模型298.15～373.15K的二元参数,尽管目前关于MSO4+H2O（M=Mn, Co,Ni,Cu,Zn）体系常温下的水活度数据非常丰富,但是关于这些体系高温的水活度数据却非常稀少。同样,从高镁锂比的盐湖卤水中提取轻金属镁、锂资源也是一个世界性难题,目前,在我国众多的方法中,“氨法沉镁”被认为是目前解决...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 概述
1.1 前言
1.2 重金属湿法冶金过程中相平衡问题
1.2.1 锰湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.2 钻、镍湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.3 铜湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.4 锌湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.5 小结
1.3 轻金属冶炼过程相平衡问题
1.4 相图研究方法简介
1.4.1 实验测定
1.4.2 热力学模型计算
1.4.3 小结
1.5 本课题的选题背景及研究内容
1.5.1 选题背景
1.5.2 研究内容
2 水盐体系高温水活度等压法测试系统的研制
2.1 测定水盐体系组分活度的主要方法
2.1.1 电动势法
2.1.2 湿度法
2.1.3 直接蒸汽压法
2.1.4 等压法
2.2 等压法装置的发展历程
2.2.1 常温等压法装置的发展历程
2.2.2 有加盖系统等压法装置的研究现状
2.3 水盐体系高温水活度等压法测试系统的研制
2.3.1 水盐体系高温水活度等压法测试系统的研制要点
2.3.2 水盐体系高温水活度等压法测试系统
2.4 小结
3 重金属MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系高温水活度性质的研究
3.1 引言
3.2 等压法实验前期准备工作
3.2.1 实验设备
3.2.2 高纯试剂和储备液的制备
3.2.3 实验步骤
3.2.4 数据校正
3.2.5 参考溶液
3.2.6 方法验证
3.3 MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系323.15 K水活度数据的等压法测定
3.4 MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系373.15 K水活度数据的等压法测定
3.4.1 方法验证
3.4.2 实验结果与讨论
3.5 MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系298.15～373.15 K Pitzer模型参数关联
3.6 应用举例
3.7 小结
4 MgCl_2+LiCl+NH_4Cl+H_2O体系298.15 K相图的实验研究
4.1 引言
4.2 实验方法研究
4.2.1 Mg~(2+)分析方法的检验
4.2.2 NH_4~+分析方法的研究
4.3 实验设备与试剂
4.4 实验步骤与误差分析
4.4.1 实验步骤
4.4.2 误差分析
4.5 实验结果与讨论
4.6 小结
5 MgCl_2+LiCl+NH_4Cl+H_2O体系298.15 K相图的模型预测及应用举例
5.1 引言
5.2 二元模型参数
5.2.1 MgCl_2+H_2O体系
5.2.2 LiCl+H_2O和NH_4Cl+H_2O体系
5.3 三元模型参数的拟合和运用
5.3.1 MgCl_2+LiCl+H_2O体系热力学性质的模拟和预测
5.3.2 MgCl_2+NH_4Cl+H_2O体系热力学性质的模拟和预测
5.3.3 LiCl+NH_4Cl+H_2O体系三元体系热力学性质的研究
5.4 MgCl_2+LiCl+NH_4Cl+H_2O四元体系298.15 K相图的模型预测
5.5 应用举例
5.5.1 应用举例一
5.5.2 应用举例二
5.6 小结
6 结论
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于室温相变储能材料的NaNO3-LiNO3-KNO3-H2O体系相图预测[J]. 尹霞,陈启元,曾德文,杜勇. 中国有色金属学报. 2012(10)
[2]四元体系LiNO3-Mg（NO3）2-NH4NO3-H2O相图预测及相关相变储能材料的研究[J]. 尹霞,陈启元,王文磊,曾德文. 无机化学学报. 2012(09)
[3]水盐体系中有干扰Li+离子存在下测定Mg2+浓度的掩蔽法研究[J]. 李红霞,姚燕,曾德文. 盐湖研究. 2012(02)
[4]体系Mg（NO3）2-MgCl2-H2O作为相变储能材料的相图预测[J]. 周权宝,尹霞,汪琼,王成. 化学学报. 2011(15)
[5]热力学模型对KCl-K2SO4-H2O体系溶解度的预测[J]. 尹霞,汪琼,吴玉双. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[6]热力学模型研究KNO3-K2SO4-H2O和KNO3-KCl-H2O体系溶解度[J]. 尹霞,吴玉双,汪琼. 无机化学学报. 2011(01)
[7]多元轻稀土硝酸盐水溶液的等压实验研究[J]. 王军,王之昌. 化学通报. 2009(04)
[8]高镁锂比盐湖卤水镁锂分离工艺[J]. 徐徽,许良,陈白珍,石西昌,杨鑫. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[9]高溶解性盐水体系热力学模型预测能力的比较研究Ⅰ:二元体系[J]. 尹霞,李琴香,万艳鹏,李碧海,曾德文. 化学学报. 2008(15)
[10]锌冶炼技术现状及发展探讨[J]. 高保军. 中国有色冶金. 2008(03)
博士论文
[1]湿法冶金过程中硫酸钙结晶的相平衡基础[D]. 王文磊.中南大学 2013
[2]渗透系数和活度系数的等压法测定及其在铝酸钠溶液体系中的应用[D]. 周俊.中南大学 2003
硕士论文
[1]硫酸铜生产工艺改进[D]. 刘涛.兰州大学 2008
[2]基于相图的无机盐相分离技术[D]. 程波波.湖南大学 2008
本文编号：3693425
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 概述
1.1 前言
1.2 重金属湿法冶金过程中相平衡问题
1.2.1 锰湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.2 钻、镍湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.3 铜湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.4 锌湿法冶金过程相平衡问题举例
1.2.5 小结
1.3 轻金属冶炼过程相平衡问题
1.4 相图研究方法简介
1.4.1 实验测定
1.4.2 热力学模型计算
1.4.3 小结
1.5 本课题的选题背景及研究内容
1.5.1 选题背景
1.5.2 研究内容
2 水盐体系高温水活度等压法测试系统的研制
2.1 测定水盐体系组分活度的主要方法
2.1.1 电动势法
2.1.2 湿度法
2.1.3 直接蒸汽压法
2.1.4 等压法
2.2 等压法装置的发展历程
2.2.1 常温等压法装置的发展历程
2.2.2 有加盖系统等压法装置的研究现状
2.3 水盐体系高温水活度等压法测试系统的研制
2.3.1 水盐体系高温水活度等压法测试系统的研制要点
2.3.2 水盐体系高温水活度等压法测试系统
2.4 小结
3 重金属MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系高温水活度性质的研究
3.1 引言
3.2 等压法实验前期准备工作
3.2.1 实验设备
3.2.2 高纯试剂和储备液的制备
3.2.3 实验步骤
3.2.4 数据校正
3.2.5 参考溶液
3.2.6 方法验证
3.3 MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系323.15 K水活度数据的等压法测定
3.4 MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系373.15 K水活度数据的等压法测定
3.4.1 方法验证
3.4.2 实验结果与讨论
3.5 MSO_4+H_2O(M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)体系298.15～373.15 K Pitzer模型参数关联
3.6 应用举例
3.7 小结
4 MgCl_2+LiCl+NH_4Cl+H_2O体系298.15 K相图的实验研究
4.1 引言
4.2 实验方法研究
4.2.1 Mg~(2+)分析方法的检验
4.2.2 NH_4~+分析方法的研究
4.3 实验设备与试剂
4.4 实验步骤与误差分析
4.4.1 实验步骤
4.4.2 误差分析
4.5 实验结果与讨论
4.6 小结
5 MgCl_2+LiCl+NH_4Cl+H_2O体系298.15 K相图的模型预测及应用举例
5.1 引言
5.2 二元模型参数
5.2.1 MgCl_2+H_2O体系
5.2.2 LiCl+H_2O和NH_4Cl+H_2O体系
5.3 三元模型参数的拟合和运用
5.3.1 MgCl_2+LiCl+H_2O体系热力学性质的模拟和预测
5.3.2 MgCl_2+NH_4Cl+H_2O体系热力学性质的模拟和预测
5.3.3 LiCl+NH_4Cl+H_2O体系三元体系热力学性质的研究
5.4 MgCl_2+LiCl+NH_4Cl+H_2O四元体系298.15 K相图的模型预测
5.5 应用举例
5.5.1 应用举例一
5.5.2 应用举例二
5.6 小结
6 结论
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于室温相变储能材料的NaNO3-LiNO3-KNO3-H2O体系相图预测[J]. 尹霞,陈启元,曾德文,杜勇. 中国有色金属学报. 2012(10)
[2]四元体系LiNO3-Mg（NO3）2-NH4NO3-H2O相图预测及相关相变储能材料的研究[J]. 尹霞,陈启元,王文磊,曾德文. 无机化学学报. 2012(09)
[3]水盐体系中有干扰Li+离子存在下测定Mg2+浓度的掩蔽法研究[J]. 李红霞,姚燕,曾德文. 盐湖研究. 2012(02)
[4]体系Mg（NO3）2-MgCl2-H2O作为相变储能材料的相图预测[J]. 周权宝,尹霞,汪琼,王成. 化学学报. 2011(15)
[5]热力学模型对KCl-K2SO4-H2O体系溶解度的预测[J]. 尹霞,汪琼,吴玉双. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[6]热力学模型研究KNO3-K2SO4-H2O和KNO3-KCl-H2O体系溶解度[J]. 尹霞,吴玉双,汪琼. 无机化学学报. 2011(01)
[7]多元轻稀土硝酸盐水溶液的等压实验研究[J]. 王军,王之昌. 化学通报. 2009(04)
[8]高镁锂比盐湖卤水镁锂分离工艺[J]. 徐徽,许良,陈白珍,石西昌,杨鑫. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[9]高溶解性盐水体系热力学模型预测能力的比较研究Ⅰ:二元体系[J]. 尹霞,李琴香,万艳鹏,李碧海,曾德文. 化学学报. 2008(15)
[10]锌冶炼技术现状及发展探讨[J]. 高保军. 中国有色冶金. 2008(03)
博士论文
[1]湿法冶金过程中硫酸钙结晶的相平衡基础[D]. 王文磊.中南大学 2013
[2]渗透系数和活度系数的等压法测定及其在铝酸钠溶液体系中的应用[D]. 周俊.中南大学 2003
硕士论文
[1]硫酸铜生产工艺改进[D]. 刘涛.兰州大学 2008
[2]基于相图的无机盐相分离技术[D]. 程波波.湖南大学 2008
本文编号：3693425
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3693425.html
