铜矿浸出热力学分析

矿物浸出过程中的热力学研究,可以揭示浸出过程中反应热变化规律、反应进行的可行性以及反应自动进行的条件.针对铜矿主要矿物浸出过程中的基本反应,收集了反应中化合物的热力学数据,采用热力学焓变、反应吉布斯自由能以及电位E-pH方程,分别对氧化矿、硫化矿及其与不同氧化剂作用时的焓变值、反应吉布斯自由能进行计算,并着重分析了温度对焓变值、自由能的影响程度,最后绘制了各矿物电位E对比图.研究表明,硫化矿反应热较氧化矿的大,硫化矿在细菌直接作用下放出大量的热量,而在间接作用下甚至有吸热现象,但对温度变化比较敏感;同一种硫化矿物与O2作用时的自由能值较低,这说明硫化矿在细菌作用时起主导地位的是直接作用,但温度越高,反应的热力学趋势变小;当矿物与O2作用时,电位范围在201～366 mV之间,与Fe2（SO4）3作用时,电位范围在479～828 mV之间,用O2作为氧化剂要优于用Fe2（SO4）3.     

TiC涂层反应标准吉布斯自由能变化的计算及其绘图

以化学气相沉积法制备TiC涂层的反应为实例,建立了TiC涂层反应的标准吉布斯自由能变化的计算模型,应用所开发的计算和绘图程序,精确地计算和绘制了TiC涂层反应的标准吉布斯自由能变化与温度关系图形.     

苯与2-丁烯烷基化反应的热力学分析

对苯与2-丁烯烷基化反应进行了热力学计算,得到不同反应温度下的焓值、吉布斯自由能和反应平衡常数,并研究了温度、反应物摩尔比以及原料中杂质对该反应热力学平衡的影响.结果表明:在此反应体系下,生成叔丁基苯的平衡转化率最大,更易发生;升高温度和提高反应物物质的量比,均有利于增大热力学平衡时仲丁基苯选择性;2-丁烯原料中杂质对烷基化基本无影响.     

CaC2-CHCl3体系制备纳米碳球的反应热力学

利用CaC2-CHCl3体系反应合成纳米碳球,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对产物的物相、形貌和显微结构进行分析.对该体系进行吉布斯自由能和反应热效应计算,结合实验结果,研究采用无机化学反应法制备微纳米碳球的中间态成碳机理.结果表明:从理论上证实CaC2-CHCl3体系热解产物可能为石墨、金刚石和C3原...     

氧化铝碳热还原氯化法制金属铝的热力学

对氧化铝碳热还原氯化法炼铝的过程进行了热力学研究,该过程分两步,首先,得到一氯化铝,其次,一氯化铝分解得到金属铝。经过热力学计算得到:在常压下,生成一氯化铝的反应发生的起始温度为2 121.21 K,一氯化铝分解得到金属铝的起始温度为1 683.31 K,而当系统压力下降时,上述两步反应的起始温度都会下降;经过计算还得到了上述两步反应的起始温度与系统压力间的关系,也得到了不同系统压力下反应吉布斯自由能与系统温度间的关系。     

辛胺萃取银的热力学研究

研究了以磺化煤油为稀释剂,辛胺为萃取剂萃取银的反应过程和热力学性质。在293.15～318.15 K的温度范围内和0.2～2.0 mol/kg的离子强度下萃取银,使用pH计测定水相的pH值,原子吸收分光光度法测定水相中的银含量,计算了萃取反应的萃取率,确定了最佳萃取条件。利用多项式拟合得到不同温度下的标准平衡常数K~?,并研究了K~?、熵、焓、吉布斯自由能与温度的关系。实验结果表明,低温和低离子强度更加有利于辛胺对银的萃取。热力学计算表明,萃取反应的吉布斯自由能、焓、熵均随着温度的降低而增加,均与温度负相关。     

自蔓延高温合成NiTi形状记忆合金的热力学计算与分析

对自蔓延高温合成Ni-Ti反应体系的标准吉布斯自由能(ΔGT)进行了计算表明,Ni3Ti、NiTi2和NiTi都有可能存在于反应过程中.根据热力学原理编程计算了NiTi反应时的绝热温度及其与稀释剂w(NiTi)含量和预热温度的关系.     

硅铝钡钙包芯线的应用和成分的分析

分析了80t氧气转炉应用Si-Al-Ba-Ca包芯线的脱氧效果，比较了用喂Al线和CaSi线时对脱氧、钢质、工艺的影响。通过计算复合脱氧剂中元素脱氧反应的标准吉布斯(Gibbs)自由能，分析了Ca、Al、Ba等元素在脱氧过程中的作用，同时讨论了钙化合物中钙的蒸气压和温度的关系以及影响因素对脱氧的影响。     

自蔓延高温合成金属钒的热力学研究

对自蔓延高温合成金属钒的吉布斯自由能、单位热效应及绝热燃烧温度进行热力学计算和分析。结果表明,自蔓延高温合成金属钒能自发进行,且反应剧烈;绝热燃烧温度为3 021K,单位热效应为4 988J/g;高纯V2O5和铝粉的反应在943K左右发生,为液—固反应。     

真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应热力学

介绍了真空碳热还原制备Mg-Sr合金新思路,研究了其还原反应的反应式、吉布斯自由能及临界还原温度。结果表明,真空碳热还原MgO,SrO的混合物可以得到Mg-Sr合金;其他因素不变的情况下,还原反应吉布斯自由能随反应温度的提高而减小,随系统气压的降低而减小,随反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Sr摩尔分数的减小而减小;反应温度的提高、系统气压的降低和Sr摩尔分数的减小均有利于还原反应的进行;当系统气压为10 Pa,Sr摩尔分数为0.1时,临界反应温度为1353 K;相同系统气压下,碳热还原制备Mg-Sr合金的临界反应温度低于真空碳热炼锶、炼镁的临界温度,反应更易于进行;常规真空硅热还原制备金属镁(皮江法)的反应温度1473 K,气压13.3 Pa下,无论反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Mg,Sr相对比例如何,真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应均具备热力学可行性。     

使用Gibbs最小能法分析三氯氢硅的还原过程

基于目前西门子法多晶硅生产过程中三氯氢硅的还原过程的研究,介绍了Gibbs最小能法的模型方程的建立和求解过程;并通过模拟计算结果与生产统计数据的对比,证明了所建模型的正确性。同时,利用Gibbs最小能法分析了原料中四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、氯化氢的含量以及反应温度对还原产物中各种物质含量的影响,为相关的工程技术人员提供设计依据。     

氯化物熔盐中钙镁离子固化工艺的热力学分析

分析了在高钛渣熔盐氯化过程中氯化物熔盐介质物化性能恶化的原因,并提出钙镁离子固化工艺以改善氯化物熔盐介质的物化性能,通过热力学研究了钙镁离子固化工艺的可行性.固化剂与钙镁离子反应的吉布斯自由能均小于零,反应均能自发进行.当以Na2SO4作为固化剂,温度低于1073K时,氯化物熔盐中kp=[Ca2+][SO2-4]和kP...     

COREX用焦在铁水中的渗碳特性

 钢铁工业是支撑国民经济发展的基础产业,同时也属于资源和能源密集型行业,随着国家严格的环保政策的逐渐实施,其面临的资源和环保要求日益增加。传统高炉炼铁生产工艺由于存在能耗高、污染物排放多的弊端,发展受到了限制,因此非高炉炼铁工艺的研究和应用日益受到钢铁行业的重视。系统研究了COREX熔融还原非高炉炼铁工艺使用的顶装焦、捣固焦和气煤焦在铁水中渗碳特性,并分析了3种不同样品在铁水中的渗碳动力学行为。研究结果表明,高温铁水与碳原子接触时发生渗碳反应的吉布斯自由能远小于Fe₃C生成反应的吉布斯自由能,焦炭与高温铁水接触被消耗的过程以渗碳反应为主。顶装焦、捣固焦和气煤焦3种焦炭样品与高温液态铁水接触后迅速发生渗碳反应,铁水中碳含量快速增加,但铁水中碳含量增加的幅度随着铁水中碳含量的升高而快速降低,在渗碳反应时间超过120 min后铁水中的碳含量基本保持恒定。3种焦炭在铁水中的渗碳速率由高到低分别为气煤焦、顶装焦和捣固焦,铁水温度对渗碳过程具有明显的影响,随着温度的升高,渗碳速率和最终铁水中的碳含量增加。动力学分析表明,捣固焦在铁水中的渗碳活化能最高,顶装焦次之,气煤焦最小。     

An effect of a strong magnetic field on the phase transformation in plain carbon steels

The effect of a magnetic field on the Gibbs free energy of a material depends on its magnetization behaviors. To investigate the change in the Fe-Fe₃C phase diagram caused by a high external magnetic field, the magnetic Gibbs free energies of the phases such as austenite, ferrite, and cementite are calculated on the basis of the molecular field theory. Using the calculated Gibbs free energy as a function of weight percent carbon and temperature at a particular magnetic field, a phase diagram of the Fe-Fe₃C system is drawn. The phase diagram is shifted upward so that the Ac ₁ and Ac ₃ temperatures increase as the magnetic field is applied, but the Ac _m temperature change is almost independent of applied magnetic field value. The increase of eutectoid temperature and composition and its application to microstructural control are discussed.     

新型真空热还原法制镁工艺分析

通过对真空条件下A l-S i-Fe合金还原白云石煅白的热力学分析及实验研究,得到真空条件下还原反应的吉布斯自由能及反应临界温度,确定工艺可行性;所进行还原实验的结果表明:在还原温度1 443 K、还原时间2 h、真空度4 Pa、制团压力50 MPa条件下,可获得86.4%的镁收率,相比同等条件下硅热法镁还原率仅为73.9%。     

澳斯麦特法炼铜过程的热力学研究

采用HSC Chemistry 5.0热力学分析软件,对硫化铜精矿澳炉熔炼提取金属铜过程的吉布斯自由能与温度关系进行了研究,重点分析了澳炉熔炼、电炉渣净化沉降及澳炉吹炼过程,研究结果为云南锡业澳炉炼铜法提供一定的理论依据和基础数据。