【摘要】：面對(duì)急劇下降的有色金屬資源儲(chǔ)備和日益復(fù)雜的礦物資源等嚴(yán)峻形勢(shì),回收從礦石冶煉及二次資源中產(chǎn)生的Sn-Sb合金意義重大。真空蒸餾法處理Sn-Sb合金具有流程短、無(wú)污染、金屬回收率高等優(yōu)點(diǎn)。本文以Sn-Sb二元合金為對(duì)象,開(kāi)展了合金組元活度的預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)測(cè)定,合金體系氣液相平衡(Vapor-Liquid Equlibibrium, VLE)建模和實(shí)驗(yàn)測(cè)定等研究工作。通過(guò)對(duì)合金組元活度預(yù)測(cè)模型的篩選和合金體系VLE預(yù)測(cè)模型的建立等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的研究,獲得能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)：Sn-Sb二元合金組元活度的熱力學(xué)模型,建立Sn-Sb二元合金體系的VLE關(guān)系,構(gòu)建二元合金的VLE預(yù)測(cè)模型,進(jìn)而為豐富多元合金的熱力學(xué)數(shù)據(jù)、完善真空蒸餾基礎(chǔ)理論,為有色金屬合金高效、清潔分離提供理論支撐：1.首先對(duì)分子相互作用體積模型(Molecular Interaction Volume Model, MIVM)進(jìn)行簡(jiǎn)化,然后采用簡(jiǎn)化的MIVM、Wilson方程、Miedema模型計(jì)算了Sn-Sb二元合金在905K溫度下的活度和活度系數(shù),通過(guò)計(jì)算、分析上述模型的平均相對(duì)偏差及平均標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)現(xiàn)：MIVM簡(jiǎn)化后,計(jì)算過(guò)程大大簡(jiǎn)化,活度計(jì)算值與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值的平均相對(duì)偏差為±0.09%,平均標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.0006。而Wilson方程與Miedema模型的平均相對(duì)偏差分別為±0.37%、±11.98%,平均標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為±0.001、+12.08%。另外,MIVM物理意義清晰、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)少,表明采用簡(jiǎn)化的MIVM計(jì)算Sn-Sb二元合金體系的活度可靠性強(qiáng)。2.對(duì)自制熔鹽電解質(zhì)(LiCl+KCl+SnCl2)凈化,測(cè)算了Sn-Sb合金組元活度,與文獻(xiàn)中相同條件下所測(cè)算數(shù)據(jù)值進(jìn)行了對(duì)比,數(shù)據(jù)吻合。同時(shí)以自制的8YSZ為固體電解質(zhì)與低溫液態(tài)電解質(zhì)方案、文獻(xiàn)中采用熔鹽電解質(zhì)(LiCl+KCl+SnCl2)測(cè)定的活度值相比,表明本文中在低溫、高溫條件下測(cè)算活度值準(zhǔn)確可靠。首次以8YSZ為固體電解質(zhì),采用電動(dòng)勢(shì)法測(cè)算了Sn-Sb二元合金在905K、1073K的溫度條件下的活度等熱力學(xué)性質(zhì)。3.采用文獻(xiàn)中及本文測(cè)定的活度值對(duì)MIVM, Wilson方程及Miedema模型進(jìn)行校核、篩選,結(jié)果表明:MIVM的平均相對(duì)偏差最小,為±5.68%,Wilson方程與MIVM為同一精度,Miedema模型偏差最大,為±12.47%。另外,MIVM物理意義清晰、且經(jīng)驗(yàn)參數(shù)少,表明采用簡(jiǎn)化的MIVM計(jì)算Sn-Sb合金組元的活度準(zhǔn)確可靠。4.采用簡(jiǎn)化的MIVM完善了合金分離系數(shù)β和氣液相平衡成分的計(jì)算,采用優(yōu)化方法計(jì)算并繪制了不同溫度下Sn-Sb二元合金的氣液相平衡成分圖(x-y圖),為真空蒸餾分離合金提供了理論參考�；跉庖浩胶饫碚�,采用簡(jiǎn)化的MIVM建立了二元合金體系的氣液相平衡預(yù)測(cè)模型,采用該模型計(jì)算了Sn-Sb二元合金體系的氣液相平衡,并繪制了氣液平衡相圖(T-x(y)相圖和p-x(y)相圖),實(shí)現(xiàn)了Sn-Sb二元合金真空蒸餾過(guò)程最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件的篩選,不同溫度、壓力條件下合金組元在氣、液相間分布的簡(jiǎn)便、直觀預(yù)測(cè)以及蒸餾產(chǎn)品成分的定量預(yù)測(cè)。綜上,可以看到,研究結(jié)果豐富了二元合金的熱力學(xué)數(shù)據(jù)、完善了真空蒸餾基礎(chǔ)理論,為有色金屬合金真空分離實(shí)踐提供了可靠的理論依據(jù)和指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF13;TF81

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本文編號(hào)：2678083