錫基合金熔析凝析過程中元素遷移規(guī)律的研究
發(fā)布時間:2020-12-27 12:25
目前,熔析凝析法是處理粗錫、錫鉛、錫鉛鉍等合金實現(xiàn)組元分離和提純最有效的手段之一,具有處理量大、操作簡單、金屬回收率高、作業(yè)成本低等優(yōu)點,但對其探究尚缺乏深入。因此,本文主要圍繞錫基合金熔析凝析過程中元素遷移規(guī)律及其熱物理性質開展研究工作。實驗研究了金屬錫基合金熔析凝析過程,探究溫度場、熔析凝析次數(shù)等因素對元素組元在液相和凝固相中分布影響規(guī)律,獲得了Pb、Sb、Bi、Cu、Ag在金屬錫熔體中的遷移規(guī)律和相互作用;實驗研究錫基二元合金的熱物理性質隨溫度、組分變化的差異性,獲得了錫基二元合金粘度和表面張力對熔析凝析過程元素遷移規(guī)律的影響。得到主要結論如下:(1)錫基二元合金靜置實驗結果表明,Pb、Bi的遷移方向為高溫端到低溫端,Sb、Cu、Ag的遷移方向為低溫端到高溫端。隨著Pb、Bi、Sb、Cu、Ag含量的增加,Pb、Bi、Sb、Cu、Ag的遷移總量略有下降,降低了以上元素在錫中的遷移率。在錫基多元合金靜置結晶實驗中,Sb、Bi、Ag對Pb元素的遷移沒有影響,但Pb的存在卻減慢了Ag的遷移,Pb和Bi影響了Sb的遷移,且Bi是主要因素。在錫基二元合金連續(xù)結晶實驗中,Pb、Sb、Cu、Ag...
【文章來源】:昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】:123 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
018年全球及Figure1.1ConsumptionStructur
昆明理工大學碩士學位論文10加鋁除砷、銻;加硫除銅;結晶分離除鉛、鉍;真空蒸餾除鉛、鉍。傳統(tǒng)火法煉錫流程如圖1.3所示[7]。圖1.3傳統(tǒng)火法精煉流程Figure1.3Traditionalfirerefiningprocess1.熔析、凝析法除鐵砷熔析法、凝析法除鐵、砷等雜質的是利用鐵、砷等雜質在液態(tài)錫中的溶解度隨溫度變化而改變,并且它們能與錫結合,生成高熔點的金屬間化合物,采用加木屑的方法促使晶體懸浮物與液體錫達到分離。熔析法是將含鐵、砷高的固體粗錫加熱到錫的熔點以上,錫熔化為液體,高熔點金屬化合物仍保持固體狀態(tài),使固體從液體中分離出來以除去鐵、砷。凝析法是將含鐵、砷較低的已熔成液體的粗錫降溫,由于溶解度降低,鐵、砷及其化合物結晶為固體析出,分離出固體后,得到較純的液體錫,達到錫與鐵、砷分離的目的。2.離心機除鐵、砷離心機過濾脫除粗錫中的鐵、砷等雜質是以凝析法為基礎以Fe-Sn,F(xiàn)e-As,Sn-As相圖為依據(jù)。其過程的實質是,將液態(tài)粗錫冷卻到不同溫度,或控制在某一特定的溫度范圍內,使雜質達到過飽和狀態(tài)呈固體化合物以浮渣形式析出。3.加硫除銅加硫除銅是基于硫和銅的親和力大于硫和錫的親和力,元素硫加入錫液后,熔于錫液中,在強烈攪拌下,錫液中的銅與硫充分結合生成穩(wěn)定的高熔點硫化亞
第二章理論基礎19第二章理論基礎2.1錫基二元合金相圖分析相圖是表示合金體系中合金的狀態(tài)與成分、溫度、壓力之間的圖解。利用相圖可研究三個參量變化時,合金存在哪些相、相的成分和相對量以及可能發(fā)生的相變。因此,相圖也可稱為狀態(tài)圖或平衡圖[75]。而粗金屬的熔析凝析過程就是以相圖為基礎的,合金中的成分一般是不可控的,但可通過控制溫度進而控制合金中的成分。2.1.1Sn-Pb二元合金相圖Sn-Pb二元合金的相圖是指導熔析凝析提純金屬錫的重要依據(jù),如圖2.1(a)所示。從圖2.1(a)可以看出,在富錫端,對于任一成分的錫鉛二元合金,當溫度高于或等于232℃(錫熔點)時,合金處于均勻的液態(tài),當溫度低于232℃時,體系中則會有β錫(含鉛1.3%)析出。圖中在共晶點(183℃)處,共晶體的錫含量為73.9%,此時共晶體的鉛含量達到最大值。(a)(b)圖2.1Sn-Pb合金二元相圖Fig.2.1BinaryphasediagramofSn-Pballoy圖2.1(b)為Sn-Pb二元合金相圖的右側部分。在圖2.1(b)中,液相線和固相線可近似看做兩條直線,在理想情況下,晶體中的含鉛量X、液體中的含鉛量Y與平衡溫度T有如下對應關系:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]液態(tài)合金表面張力的理論計算的研究進展[J]. 唐義洲,黃燦,黃福祥,涂堅,吳保安,唐會毅,羅維凡. 功能材料. 2018(06)
[2]中國錫礦床時空分布特征與潛力評價[J]. 夏慶霖,汪新慶,常力恒,劉壯壯,甘雪婷. 地學前緣. 2018(03)
[3]高溫金屬熔體黏度突變探索[J]. 商繼祥,趙云波,胡麗娜. 物理學報. 2018(10)
[4]未來10年我國錫資源需求預測[J]. 王京,周園園,李梓博,唐萍芝. 中國國土資源經濟. 2018(01)
[5]凝膠推進劑粘度振動法測量技術研究[J]. 劉陽,竇雙慶,王宏亮,張惠君,李林永. 火箭推進. 2017(05)
[6]雙毛細管式碳氫化合物黏度測量方法研究[J]. 楊竹強,馮松,潘輝,畢勤成,劉朝暉. 西安交通大學學報. 2015(07)
[7]廢錫回收再生炙手可熱 循環(huán)利用前景大有可為[J]. 朱則剛. 廣西節(jié)能. 2014(04)
[8]全球錫礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及思考[J]. 張福良,殷騰飛,周楠. 現(xiàn)代礦業(yè). 2014(02)
[9]二氧化錫薄膜:制備及在室溫下氣敏性質(英文)[J]. 郝沛沛,陳長龍,魏玉玲,穆曉慧. 無機化學學報. 2014(02)
[10]毛細管法測量表面張力系數(shù)測量精度的提高[J]. 秦穎,張瑞斌,王茂仁. 實驗科學與技術. 2013(05)
博士論文
[1]復雜錫合金真空蒸餾分離提純的研究[D]. 李一夫.昆明理工大學 2015
[2]若干鉛基合金真空蒸餾分離提純的研究[D]. 賈國斌.昆明理工大學 2010
[3]錫陽極泥制取純(NH4)2SnCl6、Sb4O5Cl2及納米ATO的新工藝和理論研究[D]. 楊建廣.中南大學 2005
碩士論文
[1]高溫熔體粘度測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 朱萍.山東大學 2017
[2]基于旋轉法粘度測量系統(tǒng)的研究[D]. 馬力.大連海事大學 2016
[3]鋁基、鎂基合金熔體熱物理性質測定及應用研究[D]. 修瑋瑋.東北大學 2013
[4]熔鹽電解精煉制備高純鈦的工藝研究[D]. 周志輝.中南大學 2011
[5]KNO3-NaNO2系熔鹽的物理化學性質研究[D]. 章凱羽.東北大學 2008
[6]高溫液態(tài)金屬粘度儀的研究與設計[D]. 時迎亮.山東大學 2007
[7]印度尼西亞BBIM公司錫冶煉工程技術方案設計[D]. 陳文勇.湖南大學 2006
[8]基于圖像處理的熔體界面性質分析系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 趙瑤池.中南大學 2005
[9]廣西大廠錫石多金屬硫化礦尾礦的綜合利用研究[D]. 劉進.昆明理工大學 2003
本文編號:2941729
【文章來源】:昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】:123 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
018年全球及Figure1.1ConsumptionStructur
昆明理工大學碩士學位論文10加鋁除砷、銻;加硫除銅;結晶分離除鉛、鉍;真空蒸餾除鉛、鉍。傳統(tǒng)火法煉錫流程如圖1.3所示[7]。圖1.3傳統(tǒng)火法精煉流程Figure1.3Traditionalfirerefiningprocess1.熔析、凝析法除鐵砷熔析法、凝析法除鐵、砷等雜質的是利用鐵、砷等雜質在液態(tài)錫中的溶解度隨溫度變化而改變,并且它們能與錫結合,生成高熔點的金屬間化合物,采用加木屑的方法促使晶體懸浮物與液體錫達到分離。熔析法是將含鐵、砷高的固體粗錫加熱到錫的熔點以上,錫熔化為液體,高熔點金屬化合物仍保持固體狀態(tài),使固體從液體中分離出來以除去鐵、砷。凝析法是將含鐵、砷較低的已熔成液體的粗錫降溫,由于溶解度降低,鐵、砷及其化合物結晶為固體析出,分離出固體后,得到較純的液體錫,達到錫與鐵、砷分離的目的。2.離心機除鐵、砷離心機過濾脫除粗錫中的鐵、砷等雜質是以凝析法為基礎以Fe-Sn,F(xiàn)e-As,Sn-As相圖為依據(jù)。其過程的實質是,將液態(tài)粗錫冷卻到不同溫度,或控制在某一特定的溫度范圍內,使雜質達到過飽和狀態(tài)呈固體化合物以浮渣形式析出。3.加硫除銅加硫除銅是基于硫和銅的親和力大于硫和錫的親和力,元素硫加入錫液后,熔于錫液中,在強烈攪拌下,錫液中的銅與硫充分結合生成穩(wěn)定的高熔點硫化亞
第二章理論基礎19第二章理論基礎2.1錫基二元合金相圖分析相圖是表示合金體系中合金的狀態(tài)與成分、溫度、壓力之間的圖解。利用相圖可研究三個參量變化時,合金存在哪些相、相的成分和相對量以及可能發(fā)生的相變。因此,相圖也可稱為狀態(tài)圖或平衡圖[75]。而粗金屬的熔析凝析過程就是以相圖為基礎的,合金中的成分一般是不可控的,但可通過控制溫度進而控制合金中的成分。2.1.1Sn-Pb二元合金相圖Sn-Pb二元合金的相圖是指導熔析凝析提純金屬錫的重要依據(jù),如圖2.1(a)所示。從圖2.1(a)可以看出,在富錫端,對于任一成分的錫鉛二元合金,當溫度高于或等于232℃(錫熔點)時,合金處于均勻的液態(tài),當溫度低于232℃時,體系中則會有β錫(含鉛1.3%)析出。圖中在共晶點(183℃)處,共晶體的錫含量為73.9%,此時共晶體的鉛含量達到最大值。(a)(b)圖2.1Sn-Pb合金二元相圖Fig.2.1BinaryphasediagramofSn-Pballoy圖2.1(b)為Sn-Pb二元合金相圖的右側部分。在圖2.1(b)中,液相線和固相線可近似看做兩條直線,在理想情況下,晶體中的含鉛量X、液體中的含鉛量Y與平衡溫度T有如下對應關系:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]液態(tài)合金表面張力的理論計算的研究進展[J]. 唐義洲,黃燦,黃福祥,涂堅,吳保安,唐會毅,羅維凡. 功能材料. 2018(06)
[2]中國錫礦床時空分布特征與潛力評價[J]. 夏慶霖,汪新慶,常力恒,劉壯壯,甘雪婷. 地學前緣. 2018(03)
[3]高溫金屬熔體黏度突變探索[J]. 商繼祥,趙云波,胡麗娜. 物理學報. 2018(10)
[4]未來10年我國錫資源需求預測[J]. 王京,周園園,李梓博,唐萍芝. 中國國土資源經濟. 2018(01)
[5]凝膠推進劑粘度振動法測量技術研究[J]. 劉陽,竇雙慶,王宏亮,張惠君,李林永. 火箭推進. 2017(05)
[6]雙毛細管式碳氫化合物黏度測量方法研究[J]. 楊竹強,馮松,潘輝,畢勤成,劉朝暉. 西安交通大學學報. 2015(07)
[7]廢錫回收再生炙手可熱 循環(huán)利用前景大有可為[J]. 朱則剛. 廣西節(jié)能. 2014(04)
[8]全球錫礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及思考[J]. 張福良,殷騰飛,周楠. 現(xiàn)代礦業(yè). 2014(02)
[9]二氧化錫薄膜:制備及在室溫下氣敏性質(英文)[J]. 郝沛沛,陳長龍,魏玉玲,穆曉慧. 無機化學學報. 2014(02)
[10]毛細管法測量表面張力系數(shù)測量精度的提高[J]. 秦穎,張瑞斌,王茂仁. 實驗科學與技術. 2013(05)
博士論文
[1]復雜錫合金真空蒸餾分離提純的研究[D]. 李一夫.昆明理工大學 2015
[2]若干鉛基合金真空蒸餾分離提純的研究[D]. 賈國斌.昆明理工大學 2010
[3]錫陽極泥制取純(NH4)2SnCl6、Sb4O5Cl2及納米ATO的新工藝和理論研究[D]. 楊建廣.中南大學 2005
碩士論文
[1]高溫熔體粘度測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 朱萍.山東大學 2017
[2]基于旋轉法粘度測量系統(tǒng)的研究[D]. 馬力.大連海事大學 2016
[3]鋁基、鎂基合金熔體熱物理性質測定及應用研究[D]. 修瑋瑋.東北大學 2013
[4]熔鹽電解精煉制備高純鈦的工藝研究[D]. 周志輝.中南大學 2011
[5]KNO3-NaNO2系熔鹽的物理化學性質研究[D]. 章凱羽.東北大學 2008
[6]高溫液態(tài)金屬粘度儀的研究與設計[D]. 時迎亮.山東大學 2007
[7]印度尼西亞BBIM公司錫冶煉工程技術方案設計[D]. 陳文勇.湖南大學 2006
[8]基于圖像處理的熔體界面性質分析系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 趙瑤池.中南大學 2005
[9]廣西大廠錫石多金屬硫化礦尾礦的綜合利用研究[D]. 劉進.昆明理工大學 2003
本文編號:2941729
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