铟-铋二元合金真空蒸馏气-液平衡研究

新型高性能透明导电氧化物薄膜(简称IBO)在加工过程中会产生大量的废料,另外,随着IBO的广泛应用,IBO废靶量也将与日俱增。采用真空蒸馏工艺分离提纯时,In与Bi的饱和蒸气压相近,较难获得满意的工艺参数。气-液平衡(VLE)相图可用于指导真空蒸馏实践,本文以配置的In-Bi合金为原料进行真空蒸馏实验,以获得In-Bi合金的VLE值,并采用MIVM预测In-Bi合金组元的活度及气液平衡数据,获得以下结论：在压力5～10 Pa、温度1 183 K、平衡时间3.17 h条件下,当残留物中In含量为80.80%时,挥发物中铋含量达到97.17%,表明采用真空蒸馏可分离In-Bi合金中的In和Bi;采用分子相互作用体积模型(MIVM)预测了In-Bi合金组元的活度,平均标准偏差分别为±0.013 9、±0.007,平均相对偏差分别为±11.216%、±11.452 1%,表明采用MIVM预测In-Bi合金组元的活度是可靠的;采用MIVM预测了In-Bi合金体系的VLE值,与实验值吻合,表明采用MIVM预测铟基合金体系的VLE值是可靠的,且适用于不同摩尔比下的铟基合金,可用于指导真空蒸馏分离铟基...     

有色金属合金体系气液相平衡研究进展

真空蒸馏是从液相到气相的传质过程,合金的气液相平衡相图是真空蒸馏设计的重要理论依据,根据气液相平衡相图可以预判蒸馏最终产物以及分离提纯效果,因此准确的气液相平衡相图对于真空蒸馏生产实践以及废弃二次资源回收分离提纯具有重要的实际意义。本文首先介绍了合金体系的分离系数,然后介绍了气液相平衡成分图的计算方法,并指出了其不足,接着介绍了气液平衡相图的计算方法,同时给出了理论计算与实验值存在偏差的原因。     

铅锑合金共沸及气液相平衡研究

根据气液相平衡理论设计了测定合金气液相平衡的试验设备并测定了铅锑合金气液相平衡数据。测定结果证实了铅锑合金存在共沸现象,共沸现象发生在铅锑合金中锑摩尔含量为10%~20%。并采用分子相互作用体积模型计算了铅锑合金的活度组元的系数,平均相对偏差和平均标准偏差分别为±0.08%和±0.005,证明该模型适用于计算铅锑合金活度系数。结合气液相平衡理论应用该模型计算并绘制了铅锑合金气液相平衡相图（T-x-y图）,计算结果并没有出现共沸现象并且与试验结果偏差很大。通过分析可知,纯金属的饱和蒸气压的准确性、金属挥发时分子形式、液态金属原子间结合力、液态金属表面张力和黏度等都会影响合金气液相平衡的计算结果,而目前的气液相平衡理论都没有考虑这些因素。本研究指出,下一步合金气液相平衡研究工作的重点是从试验角度测定纯金属的饱和蒸气压,在此基础上结合原子间结合力和分子挥发状态发展目前的气液相平衡理论,使其适用于计算共沸合金体系,从而更好地指导真空蒸馏。     

Au-Ag合金真空蒸馏分离的理论探讨

文中比较了Au—Ag合金中Au、Ag在不同温度下的蒸气压及其蒸气压比值，用分离系数讨论了Au—Ag合金组分真空分离的可能性，并通过计算Au—Ag气液相平衡成分，分析了适合进行真空蒸馏分离的Au—Ag合金成分。     

应用M-MIVM预测含钛渣系组元活度

 在钢铁冶炼过程中,随着护炉钛材料和含钛铁矿石的应用,大量的含钛炉渣被生产出来。由于缺少多元含钛渣系的热力学数据,限制了钛资源综合利用技术的深入发展。因此,应用改进的分子相互作用体积模型(M-MIVM(FII)),预测了基础渣系Al₂O₃-CaO-SiO₂、FeO-MnO-SiO₂和含钛渣系FeO-MnO-TiO₂、FeO-SiO₂-TiO₂、MnO-SiO₂-TiO₂、Al₂O₃-CaO-FeO-TiO₂中各组元活度,并与试验值比较。结果表明,M-MIVM(FII)的预测值与试验值符合较好,6个体系总的平均相对误差为11%,该精度处于Turkdogan提出的30%以内的试验误差范围; M-MIVM(FII)在参数拟合与活度预测能力方面均优于MIVM,该模型对多元含钛熔渣体系组元活度具有更好的预测效果。在此基础上,应用M-MIVM(FII)预测Al₂O₃-CaO-SiO₂-TiO₂熔体中TiO₂活度,并分析其影响因素。结果表明,TiO₂活度预测值与试验值吻合良好,且随炉渣碱度、Al₂O₃含量的增加而降低,该规律与试验规律相一致。M-MIVM(FII)仅通过拟合子二元系活度或者直接由无限稀活度系数就能够预测多元熔体的热力学性质。     

Fe－Bi－j三元溶液体系热力学参数的测定与模型计算

利用气液平衡实验方法和三元系液态合金组元间相互作用系数的计算模型，测定和计算了Ｆｅ－Ｂｉ－ｊ三元溶液体系在１８７３Ｋ时第三组元Ｃｒ，Ｃｕ，Ｃ，Ａｌ和Ｓｉ对Ｂｉ的活度相互作用系数以及ｌｎγ~０值。实验值与模型计算值符合良好。     

Fe—Bi—j三元溶液体系热力学参数的测定与模型计算

利用气液平衡实验方法和三元系液态合金元组间相互作用系数的计算模型，测定和计算了Ｆｅ－Ｂｉ－ｊ三元溶液体系在１８７３Ｋ时第三组合组元Ｃｒ，Ｃｕ，Ｃ，Ａｌ和Ｓｉ对Ｂｉ的活度相互作用系数以及ｌｎγ＾０值。实验值与模型计算值符合良好。     

改进的MIVM在含磷二元熔渣中的应用

由于含有P2O5的二元炉渣体系结构复杂,具有负偏差强和不对称性高的特点,故现有热力学模型对其组元活度曲线的拟合效果较差.采用改进的分子相互作用体积模型(M-MIVM)对22个常规二元熔渣拟合,总平均相对误差为11.53％.在对5个二元含磷熔渣体系P2O5活度进行数据拟合时,M-MIVM相对于实验值的平均相对误差为8.8...     

真空蒸馏法处理热镀锌渣回收金属锌的研究

本文从原理计算和实践生产两方面分析了真空蒸馏法处理热镀锌渣回收金属锌工艺的可行性。计算结果表明Zn-Fe和Zn-Al二元系中分离系数βZn分别达到108,在900-1100℃条件下蒸馏,气相主要是Zn气,Fe、Al及其它元素留于液相中;实践生产证明,采用真空蒸馏法处理热镀锌渣回收金属锌,工艺流程短、设备操作简单、投资少、生产成本低、对环境友好,能够实现热镀锌渣的资源综合利用,符合循环经济要求,具有广阔的应用前景。     

铜阳极泥浮选尾矿有价金属真空蒸馏回收探索

本文综述了云南钢业股份有限公司冶炼加工总厂铜阳极泥处理工艺中有价金属铅、锑、铋、碲的分散率,并针对最大的分散点浮选尾矿进行回收的探索。对浮选尾矿熔炼合金的真空蒸馏进行计算分析,对浮选尾矿熔炼合金、浮选尾矿碱性浸出碲后的浸出渣熔炼合金开展真空蒸馏试验,验证了真空蒸馏的可行性,得到最优工艺参数为1 000℃,蒸馏90 min,在该工艺条件下,铅、铋的分离率可以分别达到99%、73%,金、银的直收率可以分别达到94.63%、91.04%。提出了熔炼过程中锑的定向去除为后续浮选尾矿综合回收工艺的新切入点,即可实现较为高效、经济的浮选尾矿有价金属回收工艺。     

Si Al、Si Ba和Al Ba二元合金熔体组元活度的计算

 根据Miedema二元合金生成热模型，结合相关热力学数据，对硅钙钡系中的各二元合金在1 873 K下的活度进行计算。结果表明，采用该模型对Si Al合金活度的计算结果与实测结果吻合较好；并对Si Ba和Al Ba合金熔体1 873 K下各组元的活度进行了计算，为含钡合金的成分设计和生产提供理论依据。     

粗镉的真空蒸馏浅谈

简述了真空蒸馏原理，通过计算说明了铅等杂质与镉在真空状态下的有效分离，并就常压与真空状态下镉的沸腾温度进行比较，体现真空蒸馏节能降耗，同时简述了真空蒸馏的操作实践。     

铅冶炼烟灰中镉的资源化回收新工艺的实践

介绍了一种铅冶炼烟灰中含镉物料的资源化回收工艺，阐述了该工艺的技术特点：一是镉湿法采用铝粉置换新工艺，降低成本；二是采用低温熔盐还原海绵镉，并对镉碱渣进行资源化利用；三是粗镉采用真空蒸馏，污染小、金属提纯效果好；四是精镉采用自动压铸，有效改善了劳动强度和作业环境；五是收尘系统采用三级干式除尘技术，镉烟尘排放浓度远低于国标规定的排放标准，实现了精镉冶炼的清洁生产。     

电解铝钪合金的热力学

简要介绍了铝—钪合金的优异性能 ,发展现状 ;提出了利用未经高度提纯的氧化钪 ,直接在电解槽中电解铝—钪合金的工艺方案 ;对该方案的反应热力学数据进行了计算 ,并利用Miedema模型对钪在铝中的活度系数进行了计算。结果表明 :在电解条件下 ( 12 2 3K) ,钪与铝共同析出时 ,在铝液中的平衡活度最大可以达到 2 33 %。加之钪与铝生成稳定的高熔点化合物 ,使钪在铝中的活度系数远小于 1,从而使在电解槽中直接生产含钪在 2 %左右的铝钪合金成为可能。     

某厂利用铜镉渣提取精镉的工艺设计

介绍了某企业处理1万t/a铜镉渣生产精镉的工艺设计,采用的工艺为"铜镉渣浸出分离铜-一次置换-造液-二次置换-海绵镉压团熔铸-蒸馏-产出镉锭"。该工艺镉回收效率高,安全环保,综合回收效果好,具有较好的经济效益。     

有色金属合金体系组元活度研究现状

本文综述了有色金属合金体系组元活度的研究进展,介绍了两种获取合金组元活度的方法,包括模型预测及实验测定。另外介绍了目前广泛应用于合金组元活度预测的热力学模型,以及各模型的特点及应用范围,并对这些模型进行了简要评述。综述了合金体系组元活度实验测定研究进展,可为合金组元活度等热力学性质研究提供理论参考。     

海绵钛还原过程余热回收初步探析

国内外海绵钛生产主要是镁还原-真空蒸馏法(又称Kroll法或联合法),其中还原-蒸馏和镁电解是两个主要耗能工序。我国在钢铁和其他高能耗企业的余热回收利用方面都已进行了卓有成效的工作,但对海绵钛还原过程的余热资源并未进行回收利用。文中以还原过程余热空气资源为研究对象,对其进行热工测试,计算分析还原过程中余热空气的散热参数。根据余热资源产生和分布规律,分别采用列管换热器和热管换热器进行回收试验研究。综合对比后,在工业应用中建议采用列管换热器进行余热回收利用。     

GA-BP渣系活度预测模型及不锈钢脱氧机理

采用GA-BP神经网络模型对熔渣组元活度进行预测,通过对不同温度条件下不同组元渣系活度值的验证,证明了GA-BP渣系活度预测模型有较好的预测精度。在此基础上建立了奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢冶炼过程中钢液脱氧热力学模型。热力学模型表明,钢液中铬质量分数越高,脱氧越困难;奥氏体不锈钢铝脱氧条件下,镍质量分数越高,脱氧能力越差;任何情况下降低熔渣中脱氧产物的活度都有利于降低平衡条件下钢液中溶解氧质量分数。     

有色合金中组元活度相互作用系数的模型计算

在Ｍｉｅｄｅｍａ二元合金生成热模型基础上，采用规则溶液一级近似理论、自由体积理论以及Ｔｏｏｐ几何模型，建立了三元系中组元活度相互作用系数的计算模型。计算结果与实验值对比效果良好。     

基于原子-分子理论的二元合金熔体热力学计算

分别使用Miedema、MIVM、NRTL、Wilson二元合金系热力学模型及FactSage热力学软件计算Bi-Pb、Bi-Sn、Cd-Pb、Pb-Sn 4个二元合金系的活度值,并与实验值进行比较.结果表明:Miedema、MIVM、NRTL、Wilson模型计算不同体系活度的效果不同,每种模型都有其适用的体系.而FactSage热力学软件计算的活度均与实验值吻合较好,文中使用FactSage分别计算Bi-Pb、Bi-Sn、Cd-Pb、Pb-Sn 4个二元系不同温度下的活度值.同时利用原子-分子理论计算Bi-Pb二元系质量作用浓度,给出生成金属间化合物BiPb反应的标准吉布斯自由能的表达式.