【正文】 O M n 22 2CaF Ca FF e O F e O 22 3 22F e O F e O F e F e O??? ? ?gO M g O24242SiO O SiO????22 3 22A l O O A lO??232 5 432P O P O2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 熔渣的等活度線 可以看出，由理論模型計(jì)算的熔渣中氧化物的活度有時(shí)和實(shí)際測量的誤差較大，這給應(yīng)用帶來很多的不便，為了應(yīng)用方便，將常用的渣系中氧化物的活度實(shí)測出來，劃到一張圖上，使用時(shí)一查即可。 這些方法在一般的冶金物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教科書上有詳細(xì)的介紹，此處不再遨述。在渣系圖上一般以等活度線的形式出現(xiàn)。 CaOMgO 2SiO25PO例 36： 熔渣組成為 在 1600℃ ，計(jì)算熔渣中 的活度。 1. 假設(shè)： 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 （ 1）熔渣是由各種電中性的簡單氧化物分子 . . . . 和 及它們之間形成的復(fù)雜氧化物分子等組成的理想溶液； FeOCaOMgO23Al O2SiO25PO （ 2）簡單氧化物分子于復(fù)雜氧化物分子之間存在著化學(xué)平衡，平衡時(shí)的簡單氧化物的摩爾分?jǐn)?shù)叫該氧化物的活度。渣中 和 的量是不斷變化的，所以討論渣的氧化性，有必要將 也折算成 ,就有兩種算法： %FeO?FeO23Fee23FeOe（ 1）全氧法 233e O F e F e O??160 372 1 x 3 72 160x???即 1kg的 可以折合 23FeOFeO? 23% % %Fe O Fe O Fe O???2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 （ 2）全鐵法 2 3 2122Fe O Fe O O??1 2 72 1 x 2 72 160x???即 1kg的 可以折合 23FeOFeO 23% % %F e O F e O F e O????2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 ●決定熔渣的氧化還原反應(yīng)： ? ? ? ? ? ?Fe O O Fe??? ?%F eOOK a? ?? ?0 %FeOOL a?或 實(shí)驗(yàn)測得： 6320l g 4KT? ? ? ?或 lnG R T K??? ? ?63 20 2. 30 3 8. 31 4 2. 73 4 2. 30 3 8. 31 4 T? ? ? ? ? ?12 10 10 52 .3 5 T??2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 特別地，在 T＝ 1873K， K?0 3L ?或 令 ? ?0%F eOOLa? ?－代表實(shí)際熔渣中的值。 CaO2SiO 2CaO SiO? 2CaO SiO? 22CaO SiO? 在頻率為 的光譜線中測定氧化物的氧釋放電子的能力與 中的氧釋放電子的能力之比 ,稱為該氧化物的理論光學(xué)堿度（ Optical Basicity）若以 的理論光學(xué)堿度的值為 1時(shí)，其它氧化物的理論光學(xué)堿度依次為表 32的數(shù)據(jù)。 （ 2）堿度 用過剩堿表示爐渣的酸堿性雖然很科學(xué)，但在工程中有時(shí)很不方便。 CaO 2SiO2O? 2SiO2O?CaO （ 1）過剩堿 根據(jù)分子理論，假設(shè)爐渣中有 , , , 等復(fù)雜化合物存在。 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 熔渣的化學(xué)性質(zhì) 堿度 1. 將熔渣中的氧化物分為三類： 1) 堿性氧化物： 2)酸性氧化物： 3)兩性氧化物： CaOMgOFeOMnO23VO等 2SiO25POVOeO等 23Al 2TiOCr等 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 冶金熔渣 是硅酸鹽渣系中堿性最強(qiáng)的氧化物，而 是最強(qiáng)的酸性氧化物。 將精礦中某些有用的成分通過物理化學(xué)方法富集于爐渣中，便于下道 工序?qū)⑺鼈兓厥绽玫脑懈患??；? ln i?與 T成反比。 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 多元系溶液中組元的活度 Wagner模型 2f? ?%2? ?%3在等溫、等壓下，對(duì) Fe－ 2－ 3－ … 體系，認(rèn)為多元系組元 2的活度系數(shù) 取對(duì)數(shù)后是各組元的濃度 ， …… 的函數(shù)，將其在濃度為零附近展開： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 22l g l g l gl g % 2 % 3 %% 2 % 3 %f f ffnn? ? ?? ? ? ?? ? ?令 ? ? 22 2lg%2f e? ?? ? ? 32lg%3f??22e32e2ne叫做組元 2的“活度相互作用系數(shù)”。iiiX X X??實(shí)際溶液區(qū)域，該段溶液既不符合亨利定律也不符合拉烏爾定律 區(qū)域 3， 1iiXX該段溶液對(duì)組元 i符合拉烏爾定律 1iX ?iP?? ?%1i ?%,ik2）三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)狀態(tài)下的特征值 純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的特征值：濃度 壓強(qiáng) 1%標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的特征值：濃度 壓強(qiáng) 1iX ?,Hi假想純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的特征值：濃度 壓強(qiáng) 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ,Ria,Hia,iR i H iiiiH i iHiPakPPaPk????? ? ?,Ria%,ia, % , % , ,% , ,%,iR i i i H iiii i H i iiPa k k kPPa P k Pk???? ? ? ? 活度之間的關(guān)系 1. 純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)活度 與亨利活度 之間關(guān)系 2. 純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)活度 與 1％濃度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)活度 之間關(guān)系 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 %, 1i iHik xk??ix? ?%i? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?1%% %% 100 % % 100% 100jiij i iijrr rirrr r rrriiAA iAxii i A Ai A A AAA? ? ?? ?????由相似三角形原理 與 之間關(guān)系 jrAirA?－溶劑的相對(duì)原子質(zhì)量； －組元 i的相對(duì)原子質(zhì)量 －溶劑 j與組元 i相對(duì)原子質(zhì)量之差。 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 對(duì)二元系 i— j，研究組元 i在全濃度范圍內(nèi)三種不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度之間的關(guān)系。0 iixx??? ?%1i ?%,ik,Hik 39。 此處， 段符合亨利定律的實(shí)際溶液為參比溶液 ,或曰參考態(tài) . 假想的 %1溶液的蒸氣壓 既是以參比溶液，或曰參考態(tài)建立的標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 。 3） %1溶液標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：活度為 1,質(zhì)量百分濃度亦為 1,且符合亨利定律的狀態(tài) ,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)蒸氣壓 . 1ix ? iPP?標(biāo) ＝ ,ii i R iiP xaP ?? ??1ix ?,Hik ,i i H i H iHiP x f ak%, iPk標(biāo) ＝? ? % , % ,%,%i iiiP i f ak ? ? ?2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 活度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與參考態(tài) 活度的參考態(tài) 在 1%溶液標(biāo)準(zhǔn)態(tài)中 ,C點(diǎn)是符合亨利定律的狀態(tài) ,若 C點(diǎn)已經(jīng)超出 范圍 ,即實(shí)際蒸氣壓為 D點(diǎn)時(shí) ,已不符合亨利定律 ,欲求 C點(diǎn) ,應(yīng)在滿足亨利定律的定義域 范圍之內(nèi)，求極限 如圖 132所示 39。 活度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與參考態(tài) 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 活度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與參考態(tài) 冶金中，最常用的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的條件描述如下： 1）純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：摩爾分?jǐn)?shù) ,符合拉烏爾定律。所以寫 必須表明各組元的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 另若 在 Ⅰ ， Ⅱ 中選相同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，則 相同。 －拉烏爾活度系數(shù)； H基礎(chǔ)上 ( )將之推廣到全濃度范圍， 0≤ ≤1 ， 即：當(dāng)組元以假想純物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，對(duì) 進(jìn)行修正： －亨利活度或假想純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度； －亨利活度系數(shù) iXi,ii i R iip Xap ?? ??,Ria i?iX iXi39。 事實(shí)上，組元 i由液態(tài)中的組元變?yōu)闅鈶B(tài)，是一個(gè)物理過程 當(dāng)過程達(dá)平衡且服從拉烏爾定律或亨利定律時(shí)，有 拉烏爾定律或亨利定律第二種表達(dá)式（平衡式） i i iP k X? 39。 %0i ??? 39。 39。 1iiiiiPPXXX???2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 二元系中組元的活度 ,i H i iP k X? 39。數(shù)學(xué)描述為： 其中 組元 i在氣相中的蒸氣壓； 純組元 i的蒸氣壓； 組元 i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)； 組元 i服從拉烏爾定律的定義域。 組元 i的濃度等于 1或 1%時(shí)，服從亨利定理的蒸氣壓； 組元 i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)或質(zhì)量百分濃度； 組元 i服從亨利定律的定義域。 2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 二元系中組元的活度 0iX ???● 是描述溶質(zhì)組元 i在液相中濃度與其在氣相中的蒸氣壓的線性關(guān)系； 在 或 時(shí) ,在定義域 或 成立； ● 線性關(guān)系的斜率是從服從亨利定律的線性關(guān)系延長到 的蒸氣壓（當(dāng)濃度用摩爾分?jǐn)?shù)，實(shí)際上是假想純?nèi)苜|(zhì) i的蒸氣壓）或從服從亨利定律的線性關(guān)系延長到 的蒸氣壓（當(dāng)濃度用質(zhì)量百分濃度，實(shí)際上是假想 %i的蒸氣壓） ● 組元 i的濃度可以用摩爾分?jǐn)?shù)，也可以用質(zhì)量百分濃度。 當(dāng) 時(shí)， ， i服從拉烏爾定律。iiiX X X?? ? ?,i i i i i R iP P x P a???? ? ? ? ?? ?, , , ,H i H i i H i H ik f x k a? ? ?? ?? ?% , % , % , % ,%i i i i ik f i k a? ? ? ? ?iiipXk?2023/1/13 ?上一內(nèi)容 ?下一