Mo（W）-H_2O系溶液化学行为研究

依据Mo（W）-H2O体系中存在的主要电化学反应以及各反应组份的热力学数据,通过在室温下（298 K）的热力学计算,归纳出Mo-H2O系、W-H2O系反应平衡式及其εT和pH的计算式,并绘制出Mo-H2O系与W-H2O系的电位-pH图.图形明确了钨、钼的各种物质形态在不同pH条件下的热力学稳定区以及化学反应可能性,并指出了MoO42-及WO42-的电化学性质差异.结果表明：W-H2O体系总体电位值明显低于Mo-H2O体系电位值,可利用其性质的差异,选择适当的还原剂进行选择性还原,实现钨钼的高效分离.     

Mo(W)-H2O系溶液化学行为研究

依据Mo(W)-H₂O体系中存在的主要电化学反应以及各反应组份的热力学数据, 通过在室温下(298 K)的热力学计算, 归纳出Mo-H₂O系、W-H₂O系反应平衡式及其ε_T和pH的计算式, 并绘制出Mo-H₂O系与W-H₂O系的电位-pH图.图形明确了钨、钼的各种物质形态在不同pH条件下的热力学稳定区以及化学反应可能性, 并指出了MoO₄2-及WO₄2-的电化学性质差异.结果表明: W-H₂O体系总体电位值明显低于Mo-H₂O体系电位值, 可利用其性质的差异, 选择适当的还原剂进行选择性还原, 实现钨钼的高效分离.      

Mo(VI)-V(V)-H_2O系的热力学平衡与钼酸盐深度除钒工艺的理论分析

针对钼酸盐深度除钒,计算并绘制了Mo(VI)-V(V)-H_2O系中存在的各种单核离子、同多酸根离子、杂多酸根离子随pH以及浓度变化的热力学平衡图,并全面分析了其变化规律,随后利用热力学计算对现有的钼酸盐深度除钒工艺进行了理论分析。研究结果表明,在pH下降的过程中,VO_4~(3-)会率先转变为聚合的偏钒酸根离子,而钼则在相对较低的pH下才会形成聚合离子,并且聚合开始时p H还会随着钼浓度的下降而降低。当pH=2.0~5.5时体系中会形成大量的钼钒杂多酸根离子。低浓度钼钒混合溶液会在强酸性条件下形成MoO_2~(2+)和VO_2~+,但钒形成阳离子的能力要强于钼。目前钼酸盐深度除钒的工艺从原理上可归为两类,即利用钒在弱碱性范围内会优先生成聚合离子以及利用酸性条件下钒更易生成阳离子的性质。通过热力学平衡计算,可较为准确地对这些工艺在处理不同浓度料液时的最佳pH范围进行预测。     

碳热还原氮化制备氮化硅粉体反应条件研究

对二氧化硅碳热还原氮化合成氮化硅的反应体系进行了热力学和动力学分析,主要研究了反应温度和氮气流量对Si3N4、Si2N2O和SiC生成的影响。热力学研究表明,Si3N4的生成需要足够高的温度(高于1800K)和充足的氮气气氛;Si2N2O的生成条件是较低的温度(低于1700K)和不充足的氮气气氛;SiC的生成条件是更高的温度(高于2000K)和不充足的氮气气氛。试验研究验证了热力学的分析,并确定了碳热还原氮化合成氮化硅的主要工艺条件(氮气流量为3L/min、煅烧温度为1500℃)。在以上工艺条件下,可制备出纯的Si3N4粉体。     

碱性水溶液中亚砷酸硫化过程的热力学

为优化高碱条件下硫代亚砷酸萃取工艺,研究碱性水溶液中亚砷酸硫化过程热力学。基于已有的热力学数据,绘制了298K条件下As~(III)-S-H_2O系各种As~(III)离子随pH及S/As摩尔比变化的浓度曲线,分别讨论了pH和硫化剂加入量对亚砷酸硫化过程的影响以及硫化反应产物形态。结果表明,在碱性介质中,亚砷酸硫化反应在热力学上是可行的。在高碱条件下,亚砷酸硫化反应可能受抑,通过提高硫化剂用量,可强化硫化过程。     

碳酸钠选择性浸出钨钼混合矿的热力学

针对碳酸钠选择性浸出钨钼混合矿的理论问题,选取25℃条件下的热力学数据,计算并绘制了不同总碳浓度条件下的Ca-W-Mo-C-H2O体系主要离子的浓度对数图,以及溶液中总钨、总钼的浓度与pH关系图,分析了CO32-浓度以及pH值对钨酸钙和钼酸钙混合体系选择性浸出的影响.结果表明：溶液中钨钼饱和浓度随着CO32-浓度的增加而增加,且钼的饱和浓度是钨饱和浓度的1.85倍;在总碳浓度一定的条件下,CaMoO4比CaWO4更易分解;为了避免低pH值下CO32-以HCO3-形式存在导致钨钼浸出率降低,溶液需要保持较高的碱度.通过控制溶液总碳浓度及pH值,可以达到钨钼混合矿选择性浸出钼的目的.     

H2SiF6—Fe2（SiF6）3—H2O系中方铅矿的浸出热力学

对Fe2(SiF6)3酸性浸出剂浸出方铅矿的可行性做了热力学分析,提供了PbSiF6的溶解度图,利用热力学数据计算并绘制了H2SiF6-H2O和PbS-H2O系的E－pH图以及Fe－F电位图。结果分析表明：在Fe2(SiF6)3酸性溶液中,H2SiF6-H2O体系的氧化还原性质是稳定的;SiF6^2-离子稳定的pH计算值范围约在－0．97－－4．86之间;pH值大小可能对PbS的两种氧化机制产生影响;随着F^-浓度的增加,Fe^3 的氧化电位下降。     

CaO-FeO-SiO_2-Cr_2O_3-MoO_3不锈钢渣系活度计算及其应用

建立了计算CaO-FeO-SiO2-Cr2O3-MoO3五元不锈钢渣系组元活度的热力学计算模型,并以此为基础,结合相应的热力学数据,分析了氧化钼的活度变化以及氧化钼的还原反应,由分析可知,氧化钼容易被钢液中的元素还原,并且钼元素在熔渣-钢液之间的分配比均在1×10-3以下,说明完全可以用氧化钼取代钼铁生产含钼不锈钢种,但在此过程中铬元素可能会有一定程度的氧化,因此在冶炼过程中需将一氧化碳分压(PCO/P0)控制在0.03以下,以减少铬的氧化。     

稀土钼系杂多化合物对苯酚过氧化氢羟化反应催化活性的影响

本文研究了稀土钼系杂多化合物(NH4)12H10[Nd4Mo28O104(H2O)12]·22H2O对苯酚过氧化氢羟化反应的催化性能。探讨了反应温度、反应时间、反应介质、反应体系pH及n(phOH)／n(H2O2)(摩尔比)等对苯酚羟化反应催化活性的影响。实验结果表明以甲醇为溶剂,用合成的稀土钼系杂多化合物为催化剂添加适量的V2O5,体系pH为5．o,n(phOH)／n(H2O2)=11．5,反应温度为343K,反应5小时,苯酚的转化率达41.00％,对苯二酚的产率为37．85％。     

低品位镍钼矿加钙焙烧及直接热还原热力学研究

通过热力学分析计算,给出了镍钼矿直接热还原的ΔGΘ-T图,用于直观分析不同温度下镍钼矿中矿物的还原过程,并在此基础上进行低品位镍钼矿加钙焙烧及硅铁直接热还原实验。研究表明:镍钼矿原有工艺的焙烧温度为580~620℃,反应速率低,焙烧时间长,升温会增加钼的挥发,加钙氧化焙烧可以将焙烧温度提高到700℃,提高了反应速率,并且可以将钼固定在矿物中,生成稳定的钼酸钙,减少氧化钼的挥发,起到良好的固钼作用。对镍钼矿氧化焙烧、硅铁直接还原过程进行分析,绘制镍钼矿中硅铁还原在不同温度下各反应的热力学状态图。分析研究表明,低温下的固-固反应中,硅铁均可还原氧化钼,但铁对氧化钼的还原能力较弱,Fe不能还原Ca Mo O4;液-固反应中,硅可还原氧化钼、钼酸钙,但铁没有还原能力;在铁浴反应阶段及钢渣界面的反应,起还原作用的主要是硅。实验室中加钙焙烧-硅铁直接热还原工艺制备镍钼铁合金,镍、钼的收得率均在85%以上,焙烧过程中硫被Ca O固定在熔渣中,有利于环保。     

pH和加料方式对选择性沉淀分离镍锰的影响

根据Ni(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-NH3-CO32--H2O体系的热力学,绘制出溶解度、过饱和度及pH的变化规律图,确定了选择性沉淀分离镍、锰的工艺条件。热力学分析结果表明,在pH≈10条件下,采用反向(金属剂加入到沉淀剂中)加料方式,有利于锰的选择性沉淀。沉淀分离试验结果证实了热力学预测结果,所得碳酸锰沉淀粉末的分散性和洗涤性能良好,镍损失率仅1.0%,锰沉淀率高达99.7%。     

MoS_2-CaO-O_2系热力学分析及应用

通过热力学计算得出温度为800,900 K时,不同Mo S2,Ca O,O2初始物质量条件下对应Mo S2-Ca O-O2体系的热力学平衡,确定辉钼矿石灰焙烧的反应机制。热力学分析表明,800 K时体系初始摩尔量Mo S2∶Ca O=1∶3时,随着氧用量的增加Mo(VI)优先与石灰、氧气结合生成CaMoO_4,然后S(II)被氧化生成CaSO_4,体系氧化最终热力学平衡产物为CaSO_4,CaMoO_4;800 K时体系初始摩尔量Mo S2∶Ca O=1∶2时,随着氧用量的增加,约70%的Mo S2首先生成CaMoO_4,Ca S,然后Ca S氧化为CaSO_4,最终CaMoO_4作为固硫剂与残余的Mo S2反应生成Mo O3和CaSO_4,最终对应热力学平衡产物为CaSO_4,Mo O3。理论上证明可以实现辉钼矿选择性钙化焙烧;温度从800 K提高至900 K时,不影响全钙化焙烧过程;对于选择钙化焙烧高温不利于CaMoO_4固硫,而富氧益于固硫。验证试验采用100 g辉钼矿与55 g氧化钙混匀,在温度为800 K的马弗炉中焙烧2 h,焙砂钼、硫固定率分别为98.36%,91.44%,X射线衍射(XRD)分析表明钼硫分别以Mo O3,CaSO_4存在,与热力学分析结论一致。     

碱性体系中铝-钒-钼分离技术研究

采用沉淀剂CaO、CaCl2、MgSO4·7H2O、Fe2O3、CDJ对V-H2O/Mo-H2O体系、Al-V-H2O/Al-Mo-H2O体系及Al-V-Mo-H2O体系中钒钼的沉淀效果进行了研究.结果表明:在V-H2O/Mo-H2O体系中,CaO和CaCI2对钒钼的沉淀效果较好,而在Al-V-H2O/AI-Mo-H2O体系中效果变差.热力学计算表明其原因是Ca<'2 与溶液中的铝反应形成了各种形式的铝酸钙.CDJ在三种体系中对钒钼的沉淀具有很好的效果,在Al-V-Mo-H2O体系中控制一定的试验条件和CDJ用量,能有效地分步分离碱性溶液中的钒和钼.     

赤泥还原焙烧脱铁试验研究

研究了采用还原焙烧法从赤泥中除铁。试验结果表明:铁去除率达80.68%,钪损失率为2%;在400～500℃条件下,Fe2O3转变为Fe3O4阶段的还原反应动力学与界面化学反应控制模型符合较好;550℃以上,反应由界面化学反应和气体内扩散混合控制。     

Au-Cl~--SO_3~(2-)-H_2O系的电化学行为研究

根据Au-Cl--SO2-3-H2O系中可能存在的电化学反应及各组分的热力学数据,通过计算,得出Au-H2O系、Au-Cl--H2O系和H2SO3-H2O系的电化学反应和ε-pH表达式,绘制出相应的电位-pH图及H2SO3-H2O系与Au-Cl--H2O系的重叠图,确定了不同pH和电位条件下各种物质的热力学稳定区域和发生反应的可能性。结果表明:通过氯化处理,金的电位明显降低;H2SO3系总体电位明显低于Au-Cl--H2O系的电位,采用H2SO3还原金,控制pH=1.75效果最佳。     

炼铜烟灰碱浸脱砷的热力学及动力学

基于热力学计算,绘制了常温(298K)条件下Me-S-H2O系(Me:Cu,Pb,Zn,As)Eh-pH图,并对pH=13～15时As2S3、CuS、Cu2S、PbS、ZnS热力学稳定区进行分析。结果表明,在碱浸体系中,砷与铜、铅、锌等有价金属的分离在热力学上是可行的。基于NaOH与(NaOH+Na2S)两种体系中砷的浸出行为研究,为提高铜烟灰碱浸脱砷效率,选择(NaOH+Na2S)浸出体系是适宜的。在该体系中,在303～363K范围内,铜烟灰中砷的浸出过程受内扩散控制,浸出动力学方程遵循未反应收缩核模型。     

AOD炉中氧化钼直接合金化冶炼不锈钢的热力学分析

 研究了钼元素的氧化反应以及三氧化钼的还原反应,并分析了氧化钼的加入对AOD冶炼不锈钢过程以及不锈钢液成分的影响;在此基础之上,研究了严重影响钼收得率的氧化钼挥发问题,最后分别探讨了去碳保钼以及去碳保铬的热力学条件。通过上述的计算和分析,认为氧化钼接入AOD炉中直接还原冶炼不锈钢是可行的,但在加入时,需配入一定量的还原剂和固定剂,这样才能降低氧化钼的加入对钢液质量以及钢液温度的影响,同时提高钼元素的利用率并冶炼出优质不锈钢种。     

铬矿熔融还原不锈钢直接合金化的热力学分析

 针对铬矿熔融还原法不锈钢直接合金化工艺中的热力学问题，利用热力学参数状态图、化学反应等温方程式等进行了理论分析和计算，为在转炉中用铬矿实现钢的直接合金化的热力学可行性提供了理论依据。结果表明：转炉内用铬矿熔融还原直接合金化是可行的，且必须外加还原剂；增加渣中(Cr2O3)含量，适当提高碱度，可以降低(Cr2O3)开始还原温度；渣中铬氧化物以(CrO)形态存在时，开始还原温度较低；(FeO)含量越低，(Cr2O3)开始还原温度越低。     

铜还原钼酸盐实验研究

基于钨钼的电化学性质差异,以铜为还原剂,在添加EDTA络合剂和无络合剂作用的条件下,研究了EDTA用量、pH值、还原时间、反应温度对钼还原率的影响。结果表明,添加EDTA络合剂不利于钼还原率的提高;反应可采用铜直接还原,选择pH=1.0～1.5、反应温度60℃及延长还原时间,利于钼还原率的提高。     

Dy_2O_3(Dy)-HCl-CaF_2-H_2O体系热力学研究

根据热力学计算结果,绘制25℃条件下Dy_2O_3(Dy)-HCl-CaF_2-H_2O体系在总镝浓度为0.1mol/L的溶液中各主要溶解组分的lgc-pH图,以及在不同总镝浓度溶液中Dy~(3+)与Ca~(2+)的lgc-pH图,利用热力学平衡图分析钙热还原稀土冶炼渣直接酸浸的可行性。结果表明:钙热还原稀土冶炼渣中可溶解于酸的Dy_2O_3(Dy)易与CaF_2反应重新生成难溶的DyF_3,致使浸出的镝重新沉淀。