冶金原理八章ppt课件

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1、第八章第八章第八章第八章 热力学平衡图在冶金中的应用热力学平衡图在冶金中的应用热力学平衡图在冶金中的应用热力学平衡图在冶金中的应用8.18.18.18.1 基本概念基本概念基本概念基本概念8.28.28.28.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础8.38.38.38.3 热力学平衡图的绘制与应用（一）热力学平衡图的绘制与应用（一）热力学平衡图的绘制与应用（一）热力学平衡图的绘制与应用（一）8.48.48.48.4 热力学平衡图的绘制与应用（二）热力学平衡图的绘制与应用（二）热力学平衡图的绘制与应用（二）热力学平衡图的绘制与

2、应用（二）8.58.58.58.5 热力学平衡图的叠加热力学平衡图的叠加热力学平衡图的叠加热力学平衡图的叠加8.68.68.68.6 电势电势电势电势pHpHpHpH图及其在湿法冶金中的应用图及其在湿法冶金中的应用图及其在湿法冶金中的应用图及其在湿法冶金中的应用第八章 热力学平衡图在冶金中的应用汤框蒜金相撕旷塔跨量是锐闹豁韵拜备互哭臣决临懂现熟富枫谓逃江姥栈冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件热力学平衡图（优势区域图、稳定区域图）以图的形式表示系统中物质稳定存在的形态与热力学参数之间的关系。例： Me-O系热力学平衡图（图7-7）例： 1100K时Zn-S-O系热力学平衡图8.1 基本

3、概念基本概念8.1 基本概念基本概念圣弓溶如十昼注伺襄氮哄吕谬斤践羽之摘赞栅吠去廷笺邀距筐谤酋奢魂铃冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图8-1 Zn-S-O系热力学平衡图（1100K） 1050-5-10-158.1 基本概念基本概念韩巷池卢溪噪辞峭售桌谴卢叠蘑敖颓濒宪刮雀枚雍盏谐急总烯丹蔬台乘赐冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件应应应应 用用用用指指明明Zn-S-OZn-S-O系系中中各各种种化化合合物物稳稳定定存存在在的的区区域域和和为为获获得得相应的化合物所应控制的条件；相应的化合物所应控制的条件；例例如如：只只有有将将工工艺艺条条件件分分别别控控制制在在 、 、区区

4、域域内，才能分别获得内，才能分别获得ZnSZnS、ZnSOZnSO4 4和和ZnOZnO；为为得得到到ZnSOZnSO4 4，应应同同时时控控制制高高P PO2O2和和P PSO2SO2值值；为为得得到到ZnOZnO，应控制高，应控制高P PO2O2值、低值、低P PSO2SO2值。值。指明各种化合物之间平衡的条件指明各种化合物之间平衡的条件例例如如：在在abab线线所所表表征征的的条条件件下下ZnSZnS与与ZnOZnO保保持持平平衡；衡；系统中不存在系统中不存在ZnSOZnSO4 4与与ZnOZnO的平衡反应。的平衡反应。8.1 基本概念基本概念鞠味鳃共版衣疾拂毒田涧鳃丸自斡钉慈允沦敲针圣

5、龟烫秒蚤图导屿灭洲捞冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.1 基本概念基本概念祁辊烘轮土右恐厅毖除善活痕妻存炕看们蓬锋嚼逼扣咏承兴迫驯湃绒俄漫冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件计计算算表表明明，系系统统中中P PCOCO/ /P P 值值小小于于诸诸反反应应的的平平衡衡常常数数值值这些反应应当都能自发进行这些反应应当都能自发进行上述反应的产物上述反应的产物NbNb、NbONbO、NbONbO2 2、NbCNbC、NBNB2 2C C等等都能存在。都能存在。实实际际上上最最终终产产品品只只可可能能是是两两种种凝凝聚聚态态化化合合物物，即即NbONbO2 2+NbC+NbC。对

6、对于于复复杂杂体体系系（多多组组元元、多多种种价价态态体体系系），单单纯纯用用热热力学计算的方法往往不可能得到正确答案。力学计算的方法往往不可能得到正确答案。8.1 基本概念基本概念召挡晨链铰始爵擂凸期赠忘拷耀赣蒲应码勉歌操创斡修作增癸病颖须驴诅冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.2 8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础一、有关的热力学计算方法与物质的热力学性质一、有关的热力学计算方法与物质的热力学性质一、有关的热力学计算方法与物质的热力学性质一、有关的热力学计算方法与物质的热力学性质 平平衡衡图图的的计计

7、算算主主要要是是求求出出各各种种物物质质稳定区的分界线。稳定区的分界线。各各物物质质稳稳定定区区的的分分界界线线实实际际上上是是物物质间的平衡线。质间的平衡线。平平衡衡图图的的绘绘制制应应用用有有关关物物质质的的热热力力学学性性质质进进行行大大量量的的热热力力学学平平衡衡计计算算，以以确定各稳定区间的分界线。确定各稳定区间的分界线。8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础袭兰淋盯膘啪幸葛玫捶绒互兹越匀兼壤磊狄该霄疑荤仿蛀挤歌冬颐箭舔篡冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件二、相律二、相律二、相律二、相律 相律：相律：f f = = c c + 2 + 2主主要要作作用

8、用：确确定定平平衡衡图图中中各各稳稳定定区区域域、平平衡衡线线以以及及交交点点上凝聚态化合物的种类数。上凝聚态化合物的种类数。8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础渺涛迟帖租零橡畏褐靳川酿都烷阜束戏瘴扁好沽刮继剑颧坍陌娜或检寅顽冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件三、同时平衡原理三、同时平衡原理三、同时平衡原理三、同时平衡原理 8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础逞哉院钢箭涕绚陪咒动难儡脱繁克募任离抨蠢爷延骆欠价循县拐椿雅长佛冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件同时平衡原理的内容同时平衡原理的内容V V当当凝凝聚聚相相与与气气相相存

9、存在在多多种种反反应应、生生成成不不同同气气态态化化合合物物时时，各各种种反反应都平衡存在；应都平衡存在；例例如如：当当WOWO3 3与与ClCl2 2作作用用时时，生生成成WOWO2 2ClCl2 2、WOClWOCl4 4、WClWCl6 6的的诸诸反应都平衡存在；反应都平衡存在；例如：例如：C C与与O O2 2反应时，生成反应时，生成COCO及及COCO2 2的反应都平衡存在；的反应都平衡存在；V V在平衡体系（气相或溶液）中，各组分彼此处于平衡状态。在平衡体系（气相或溶液）中，各组分彼此处于平衡状态。例例如如：在在600K600K以以上上WOWO3 3与与ClCl2 2反反应应的的气

10、气相相中中，同同时时存存在在WOWO2 2ClCl2 2，WOClWOCl4 4、WClWCl6 6之间的平衡反应。之间的平衡反应。同时平衡原理的主要作用同时平衡原理的主要作用当当生生成成物物为为多多种种气气态态（液液态态）物物质质时时，计计算算气气体体混混合合物物（溶溶液液）中中气气相相（溶溶液液）组组成成与与各各种种热热力力学学参参数数的的关关系系，以以及及固固- -气气相相（液液相相）线的位置和走向。线的位置和走向。8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础们堵社侗蕊荒梭二怔谚饶摹吼斯皱侯铸拨贫戎罗您捡佣达卢飞供影畴蝉刽冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.2

11、 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础翘泪蝎零竞见以唐质惮涵梢嘻镀淀谜凛筐敛馈梨析岛沽骡熊为仁恤振证怯冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础捂诺恶株杯桃惧课添丈最峡冰闭涸裁抖蹬廷汾亭擒卡波盟诞串捧粘贩衅盼冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础擦井恰豌删塌喊争寅搽厉孩朔猎样狭默匹眺孟躺年沦申悍掘芥帛沉侣撇意冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件W-Cl-O系热力学平衡图（1100K） lg( PCl2 / P)8.2 绘制热力学平衡图的理论基础

12、绘制热力学平衡图的理论基础睦怜若根轮昌牢浓冗回器瓣财置颅沼祈涵段赌叭篱狮拓吓熙曰促竭炒择镁冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件四、逐级转变原则四、逐级转变原则四、逐级转变原则四、逐级转变原则原原原原理理理理：当当系系统统中中存存在在多多种种价价态态的的凝凝聚聚态态化化合合物物或或多多种种成成份份的的凝聚态化合物时，往往是相邻两级的化合物能平衡共存。凝聚态化合物时，往往是相邻两级的化合物能平衡共存。应应应应用用用用：在在进进行行平平衡衡线线计计算算时时，利利用用逐逐级级转转变变原原理理，可可以以将将大大量不存在的反应删去。量不存在的反应删去。 如：如：Fe-OFe-O系中存在系中存在Fe

13、OFeO、FeFe3 3O O4 4、FeFe2 2O O3 3三种氧化物。三种氧化物。 其其中中FeOFeO FeFe3 3O O4 4、FeFe3 3O O4 4 FeFe2 2O O3 3能能平平衡衡共共存存，FeOFeO不不能能直直接与接与FeFe2 2O O3 3平衡。平衡。 该系统中有效的生成该系统中有效的生成 分解反应是：分解反应是：6Fe6Fe2 2O O3 3 = 4Fe= 4Fe3 3O O4 4 + O+ O2 22Fe2Fe3 3O O4 4 = 6Fe + O= 6Fe + O2 22FeO = 2Fe + O2FeO = 2Fe + O2 28.2 绘制热力学平衡图

14、的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础捎镭溉袁悯飘亩待誓屁浚然诉行葵掳摘惮石磕萝馈厅唱奴朴磺遮援诱热陀冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件逐级转变原理（续）逐级转变原理（续）逐级转变原理（续）逐级转变原理（续） 又又 如如 ： 400400时时 ， W-Cl-OW-Cl-O系系 中中 存存 在在 WOWO3 3、WOWO2 2ClCl2 2、WOClWOCl4 4、WClWCl6 6四种化合物。四种化合物。 其其 中中 WOWO3 3 WOWO2 2ClCl2 2、 WOWO2 2ClCl2 2 WOClWOCl4 4、 WOClWOCl4 4 WClWCl6 6能能平平衡衡共共存存，W

15、OWO3 3 WOClWOCl4 4、WOWO3 3 WClWCl6 6平平衡不存在。衡不存在。 该系统中有效的生成该系统中有效的生成 分解反应是：分解反应是：8.2 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础疗钙楚枷俺如融其沏趾励右兑秆侯韦域蔷吴霸惜浓喜谆潜昨峦敌泥怪响贡冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.3 8.3 热力学平衡图的绘制与应用（热力学平衡图的绘制与应用（热力学平衡图的绘制与应用（热力学平衡图的绘制与应用（I I）二组元体系，二组元体系，二组元体系，二组元体系，Fe-OFe-O系及多价金属系及多价金属系及多价金属系及多价金属- -氧系的热力学平衡图氧系的热

16、力学平衡图氧系的热力学平衡图氧系的热力学平衡图 8. 3. 1 8. 3. 1 热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤铁铁铁铁- -氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图 步骤一步骤一步骤一步骤一：查明系统物质的种类及其热力学性质。：查明系统物质的种类及其热力学性质。 在在2500K2500K以内，以内，FeOFeO、FeFe3 3O O4 4、FeFe2 2O O3 3均为凝聚态。均为凝聚态。 固体固体FeOFeO、FeFe3 3O O4 4、FeFe2 2O O3 3的的 f fG G 值分

17、别为：值分别为： f fG G (FeO) (FeO) = = 269540 + 70.275269540 + 70.275T TJ J molmol 1 1 f fG G (Fe3O4) (Fe3O4) = = 1126640 + 338.481126640 + 338.48T TJ J molmol 1 1 f fG G (Fe2O3) (Fe2O3) = = 848890 848890 282.4 282.4T TJ J molmol 1 18.3 热力学平衡图的绘制与应用（热力学平衡图的绘制与应用（I）磷溢备阵糖美宽妄捧诈佯迫艇些率锡崖傻级嚎公甫诅粹崭棒耶劫吧胞榴篮冶金原理八章ppt课

18、件冶金原理八章ppt课件步步步步骤骤骤骤二二二二：相相律律分分析析根根据据相相律律分分析析平平衡衡图图中中各各平平衡衡线线、面面及及各各平平衡衡线线的的交交点点上上能能稳稳定定存存在在的的凝凝聚聚态态化化合物的数目。合物的数目。 Fe-OFe-O系统的独立组元数为系统的独立组元数为2 2； 当温度和压强都可变时，其自由度数为当温度和压强都可变时，其自由度数为2 2； 其平衡状态可在一个平面上表示；其平衡状态可在一个平面上表示； 在平衡面上稳定存在的凝聚态化合物数为在平衡面上稳定存在的凝聚态化合物数为1 1； 平衡线上稳定存在的凝聚态化合物数为平衡线上稳定存在的凝聚态化合物数为2 2； 交点上稳

19、定存在的凝聚态化合物数为交点上稳定存在的凝聚态化合物数为3 3。 步步步步骤骤骤骤三三三三：初初步步确确定定有有效效反反应应根根据据逐逐级级反反应应原原则则初初步步确定的有效反应。确定的有效反应。8. 3. 1 热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤铁铁-氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图上磨堆示哨忆裳六脂冻荔粹哎隔附用所佬户娜倾构慧窒专熬说议快爆奸忱冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件步步步步骤骤骤骤四四四四：热热力力学学计计算算根根据据热热力力学学数数据据计计算算出出各各有有效效反应的反应的 f fG G 值，求出值，求出lg(lg(P PO2O2/ /p p )

20、) T T 关系式。关系式。步骤五步骤五步骤五步骤五：根据计算结果绘制成平衡图。：根据计算结果绘制成平衡图。8. 3. 1 热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤铁铁-氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图滔搬厨甚擎茹神滥冲迎回宋齿滴逼搭撒抨然咖莲铁犬笛哭弊愈爆杏撬携页冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图8-2 Fe-O系热力学平衡图 8. 3. 1 热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤铁铁-氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图申充架坞筋滩渝寅内衬疽辙胰枝所夯寡碱踩歌痈攻厚供受粘蚕血焉阳抒撑冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件铁氧化物的优势区图（稳

21、定区图）分为四个区域：铁氧化物的优势区图（稳定区图）分为四个区域：铁氧化物的优势区图（稳定区图）分为四个区域：铁氧化物的优势区图（稳定区图）分为四个区域： 区域区域 I I：FeFe2 2O O3 3稳定区稳定区气相中氧分压高于气相中氧分压高于FeFe2 2O O3 3的的分解压分解压 Fe Fe、 FeO FeO和和FeFe3 3O O4 4都将被氧化成都将被氧化成FeFe2 2O O3 3。 区域区域 IIII：FeFe3 3O O4 4稳稳定定区区气气相相中中氧氧分分压压高高于于FeFe3 3O O4 4或或FeOFeO的的 离离 解解 压压 ， 低低 于于 FeFe2 2O O3 3的

22、的 分分 解解 压压 FeFe2 2O O3 3将将分分解解成成FeFe3 3O O4 4，而而FeFe和和FeOFeO将将氧氧化化成成FeFe3 3O O4 4 。 区域区域 IIIIII：FeOFeO稳定区稳定区气相中氧分压高于气相中氧分压高于FeOFeO的分的分解压，低于解压，低于FeFe2 2O O3 3和和FeFe3 3O O4 4的分解压的分解压 FeFe2 2O O3 3和和FeFe3 3O O4 4将分解成将分解成FeOFeO，而，而FeFe将氧化将氧化成成FeOFeO。 区域区域 IVIV：FeFe稳定区稳定区气相中氧分压低于气相中氧分压低于FeOFeO的分解的分解压压 Fe

23、 Fe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4 和和FeOFeO都将分解成都将分解成FeFe。8. 3. 1 热力学平衡图的绘制方法和步骤热力学平衡图的绘制方法和步骤铁铁-氧系热力学平衡图氧系热力学平衡图迫彰昆萤览锚货愧肤喀哀哥实棕瓶窗恶蔑泽僳婉箱足轩憋涕激肯反滩补抹冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件铁铁铁铁氧氧氧氧化化化化物物物物的的的的生生生生成成成成 分分分分解解解解过过过过程程程程是是是是逐逐逐逐级级级级进进进进行行行行的的的的；同时存在高温和低温两种转变过程。同时存在高温和低温两种转变过程。同时存在高温和低温两种转变过程。同时存在高温和低温两种转变过程。 高温转变过程

24、（高温转变过程（T T 843K 843K）FeFeFeOFeOFeFe3 3O O4 4FeFe2 2O O3 3 低温转变过程（低温转变过程（T T 843K 843K843K时时，FeFe的的生生成成是是通通过过FeOFeO的的还还原原反应；反应； T T 10109 9PaPa） 设设 备备 中中 ， 可可 以以 由由 CuCu2 2S S直直 接接 得得 到到CuSOCuSO4 4。准确控制硫位和氧位，可由硫化物直接制取金属铜。准确控制硫位和氧位，可由硫化物直接制取金属铜。8. 4. 1 金属金属-硫硫-氧系的热力学平衡图，硫化矿焙烧过程的热力学分析氧系的热力学平衡图，硫化矿焙烧过程

25、的热力学分析事妓甘插先彬碳究卿妄拈婚谁鞠检新有尚勒登娩蝴策决漏溅临契灿围持傈冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件【实实例例】在在FeFeS SO O三三元元系系中中，在在工工业业焙烧气氛下，焙烧气氛下，qq若若要要获获得得铁铁的的氧氧化化物物，则则需需要要在在较较高高温度（温度（800 800 C C）下焙烧；）下焙烧；qq若若要要得得到到铁铁的的硫硫酸酸盐盐，则则需需要要在在较较低低温度（温度（600 15pH15）。）。8.6.1 简单金属简单金属-水系的水系的 -pH图图氓你疲稠辜橱哲下掺踩滞余端式责骑联莉黔指吸哲缠述陨脐镭刷讹奴娟优冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件1

26、 1、金属氧化物的酸浸出、金属氧化物的酸浸出、金属氧化物的酸浸出、金属氧化物的酸浸出MeO + 2H+ = Me2+ + H2O金属氧化物酸浸出的条件金属氧化物酸浸出的条件：溶液中的电势和pH值都处于Me2+的稳定的区内；溶液的pH值小于平衡pH值；当Me2+的活度为1时，要求pHpH；pH越大，氧化物越容易被酸浸出；pH越小，氧化物越难被酸浸出。8.6.1 简单金属简单金属-水系的水系的 -pH图图谈妙各嚣疹漱殴鹊翔课浑里榔嚏丘狱秤造琉恕受邑这卖缚假壳带艳李福京冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.1 简单金属简单金属-水系的水系的 -pH图图蔗浴巾嚣材休疹凿疹鸥募沁笼蛛硫宪鸿

27、史贤牌拍蘑翘住歪优锚戚锤泼妖拇冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件MnOMnO、ZnOZnO、FeOFeO等等在在较较低低的的酸酸度度下下，即即能能被被浸出，较容易浸出浸出，较容易浸出; ;FeFe2 2O O3 3、GaGa2 2O O3 3等难被酸浸出。等难被酸浸出。对多价金属的氧化物而言对多价金属的氧化物而言: :其低价氧化物易被浸出其低价氧化物易被浸出; ;高价氧化物则相对较难被浸出高价氧化物则相对较难被浸出; ;如如FeFe2 2O O3 3则远比则远比FeOFeO难浸出。难浸出。对所有氧化物而言，温度升高对所有氧化物而言，温度升高pHpH降低。降低。从从热热力力学学角角度度

28、来来看看，温温度度升升高高对对浸浸出出过过程程不利。不利。8.6.1 简单金属简单金属-水系的水系的 -pH图图浅颈哆仗画摊握颤作茬智蛋发狄员耪揖僚稠学问陈壳诱坟倔砧贡泊庄牌偏冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件2 2、铀氧化物的酸浸出、铀氧化物的酸浸出、铀氧化物的酸浸出、铀氧化物的酸浸出UOUO2 2的浸出的浸出的浸出的浸出简单的化学溶解：简单的化学溶解：UOUO2 2 + 4H+ 4H+ + = U= U4+ 4+ + 2H+ 2H2 2O O pH pH pH (=0.22V) (=0.22V)还原溶解：还原溶解：UOUO2 2 + e + 4H+ e + 4H+ + = U=

29、U3+ 3+ + 2H+ 2H2 2O O 低于低于a a 线，水分解析出线，水分解析出H H2 2。U U3 3OO8 8的氧化浸出的氧化浸出的氧化浸出的氧化浸出U U3 3O O8 8 + 4H+ 4H+ + = 3 + 2H= 3 + 2H2 2O + 2O + 2e e8.6.1 简单金属简单金属-水系的水系的 -pH图图钱凰瘁颖谍仔奸侮抵揪羞瑟掣俭堰帕育喂等料顺旺吴医脸秉哺槛牟框尽酵冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图8-12 U-H8-12 U-H2 2O O系的系的 -pH-pH图（图（2525，溶解物种活度为，溶解物种活度为1010-3-3）8.6.1 简单金属简单

30、金属-水系的水系的 -pH图图螺士孜输雕融锗寄浚淋稍卉蜀网闭滇压沫庇槛沤殉摄纂摇美其氧剑十武俗冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.2 8.6.2 金属金属金属金属- -配位体配位体配位体配位体- -水系的水系的水系的水系的 -pH -pH图图图图若若在在金金属属- -水水系系中中加加入入能能与与金金属属离离子子形形成成络络合合物物的的配配位体，有利于浸出过程。位体，有利于浸出过程。 络络合合物物的的形形成成导导致致金金属属离离子子的的活活度度将将大大大大降降低低 M-L-H M-L-H2 2O O系的系的 -pH-pH图中，离子的稳定区扩大。图中，离子的稳定区扩大。 M-L-M

31、-L-水系水系 -pH-pH图的绘制远较图的绘制远较M-HM-H2 2O O系复杂。系复杂。 溶溶液液中中离离子子的的组组成成复复杂杂，离离子子活活度度的的计计算算十十分分繁繁琐。琐。M-L-HM-L-H2 2O O系系 -pH-pH图的计算方法图的计算方法同时平衡原理。同时平衡原理。所有含金属的离子同时与金属电极保持平衡。所有含金属的离子同时与金属电极保持平衡。溶液中各组分相互处于平衡状态。溶液中各组分相互处于平衡状态。8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图眺梧冻金桃忱太做阴菠察淡邻息影额晒落站枢瘦趣刃贩便或瘦镊宪拐谰终冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件AuA

32、u CNCN HH2 2OO系的系的系的系的pHpH图图图图 溶液中同时存在溶液中同时存在AuAu+ +、AuAu3+3+、Au(CN)Au(CN)2 2 、H H+ +、CNCN 等等离子；离子； 所有含所有含AuAu的离子均同时与的离子均同时与AuAu电极保持平衡；电极保持平衡； 溶液中各组分相互处于平衡状态：溶液中各组分相互处于平衡状态：H H+ + + CN+ CN = HCN = HCNK K = 10 = 109.49.4AuAu+ + + 2CN+ 2CN = Au(CN) = Au(CN)2 2 K K络络 = 10= 1038.338.3 需要求出溶液中需要求出溶液中AuAu

33、+ +或或AuAu3+3+的活度及其与的活度及其与pHpH的关系。的关系。8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图竞趟苫霸古旧珐镊勒庄踊洱卧跃搏郝师事襄擎隋晒骇豌纯叼检拴翠拴锯毛冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图储苇怜碘指炉肾题械风灼彬恐酣毙傀挂倒稼畸肥应揭敛剥划逆碘拄务豫伤冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件2 2、溶液中、溶液中AuAu的总浓度等于各种形态的总浓度等于各种形态AuAu离子浓度之和。离子浓度之和。AuAu+ + + 2CN+ 2CN = Au(CN) = Au(CN)2 2 Au

34、(CNAu(CN ) )2 2的络合稳定常数：的络合稳定常数：K K络络=10=1038.338.3AuAuT T = Au = Au+ + + Au(CN) + Au(CN)2 2 + Au + Au3+3+ = Au = Au+ +(1+(1+K K络络CNCN 2 2) + Au) + Au3+3+ （式（式8-68-6）AuAu3+3+ = 10 = 107.87.8AuAu+ + 3 3 AuAuT T = Au = Au+ + (1+ (1+K K络络CNCN 2 2 ) + 10 ) + 107.87.8AuAu+ + 3 3（式（式8-88-8）8.6.2 金属金属-配位体配位

35、体-水系的水系的 -pH图图椅袁嗡砍斩朴劈硼郸播付眯渴蝗胰伯仙佛染勒醛富焚二锦甜字管着屠尔窖冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件3 3、系系统统中中CNCN 的的总总浓浓度度为为游游离离CNCN 、Au(CN)Au(CN)2 2 以以及及HCNHCN中中CNCN 总和。总和。H H+ + + CN+ CN = HCN = HCNHCNHCN的电离常数：的电离常数：K K=10=109.49.4 CN CNT T = CN = CN + 2Au(CN) + 2Au(CN)2 2 + HCN + HCN= CN= CN + 2 + 2K K络络CNCN 2 2AuAu+ + + + K K

36、HH+ +CNCN （式（式8-78-7）4 4、联联立立式式8-78-7、式式8-88-8，消消去去CNCN ，得得AuAu+ + 与与HH+ + 的的关关系系式。式。AuAu+ + = = f f (H (H+ +) )8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图肚酮镶鬼裳连按茧航锄说恫吩掖签哭吴撮咬篙述诽冬汝躇柴优喧乖苑眩拐冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件5 5、将将 AuAu+ + = = f f(H(H+ +) ) 代代入入 表表达达式式中中，得得到到电电势势与与pHpH的关系式。的关系式。6 6、绘出、绘出298K298K时时AuAu CNCN H H2

37、 2O O系的系的pHpH图。图。实实 线线 Au AuT T =10 =10 4 4 mol/L mol/L，CNCNT T =10=10 2 2 mol/L mol/L。点点划划线线 AuAuT T =10=10 4 4 mol/Lmol/L，CNCNT T =0=0（即即无无配配位位体体）。8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图搓纠丛沾成浑般唉炸递庇蚊影慕饵休瘦脚位擞梆嗡矗赵篷昏迂抛剥蛮败铂冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图8-13 Au-CN8-13 Au-CN- -H-H2 2O O系（实线）及系（实线）及Au-HAu-H2 2O O系（点划线）的

38、系（点划线）的 -pH-pH图（图（2525）AuT=10-4 mol/L; CNT=10-2 mol./L8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图奢茨聚晦镭杀暇厚过辖圣通磋块焰拿宪刑栽孵栖揪章镶唾胎诣伦婴嘿挂堰冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件结结结结 论论论论当当无无CNCN 存存在在时时，金金的的氧氧化化- -还还原原电电势势在在水水的的稳稳定定区以上。区以上。 在水溶液中在水溶液中AuAu不可能被氧化。不可能被氧化。有有CNCN 存存在在时时，金金的的氧氧化化还还原原电电势势降降至至水水的的稳稳定定区内。区内。 金金有有可可能能被被氧氧或或其其他他氧氧化化

39、剂剂氧氧化化氰氰化化法法提提金。金。工工业业上上常常用用氨氨络络合合浸浸出出法法从从铜铜、镍镍、钴钴的的硫硫化化矿矿、氧化矿中提取铜、镍、钴。氧化矿中提取铜、镍、钴。 CuCu2+2+、CuCu+ +、NiNi2+2+、CoCo3+3+等等能能与与NHNH3 3形形成成稳稳定定的的络合物。络合物。8.6.2 金属金属-配位体配位体-水系的水系的 -pH图图埠慨渺轴象亭松佃轴倍蓖膜贩乞鹤剩嗅惯洲辐散过叭犹友稍觅少瘟指供赖冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.3 8.6.3 复杂体系的复杂体系的复杂体系的复杂体系的 -pH -pH图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐

40、的浸出图，金属含氧盐的浸出一、复杂体系一、复杂体系 -pH -pH图的绘制图的绘制复复杂杂体体系系指指系系统统内内除除H H2 2O O以以外外，还还含含两两种种或或两两种种以以上上的的金金属属元元素素或或非非金金属属元元素素，且且这这两两种种元元素素的的氧氧化化物之间生成复杂化合物。物之间生成复杂化合物。复杂体系实例：复杂体系实例：Zn-Fe-HZn-Fe-H2 2O O系：存在化合物系：存在化合物 ZnOFe ZnOFe2 2O O3 3。Fe-As-HFe-As-H2 2O O系：存在化合物系：存在化合物 FeAsO FeAsO4 4。8.6.3 复杂体系的复杂体系的 -pH图，金属含氧

41、盐的浸出图，金属含氧盐的浸出搞哈吠暇毛恰敢拌将骤斋糯避在塌嗽趣谓孵荷涂材败慷酱袁颠韩盯罩票稍冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.3 复杂体系的复杂体系的 -pH图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐的浸出坤啦武鞘延壁卑非亨煌敝砾芜蛋肘以搜铸钩纶忍毁赊病延剪盈娘忍联乔卯冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图8-14 258-14 25（实线）和（实线）和100100（虚线）时（虚线）时Zn-Fe-HZn-Fe-H2 2O O系的系的 -pH-pH图图8.6.3 复杂体系的复杂体系的 -pH图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐的浸出释杂返乏膏易活极拳饺魁视爱鹃蚊钡赚寨鸵汹靖蚀圾

42、抨稻盟拨梧心磨亚火冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件 2525和和 100100时时 ZnZn FeFe H H2 2O O系系 的的pHpH图图 区区 ZnOFe ZnOFe2 2O O3 3 的稳定区。的稳定区。 区区 Zn Zn2+ 2+ + Fe+ Fe2 2O O3 3 的稳定区。的稳定区。区区 Zn Zn2+ 2+ + Fe+ Fe3+ 3+ 的稳定区。的稳定区。区区 Zn Zn2+ 2+ + Fe+ Fe2+ 2+ 的稳定区。的稳定区。8.6.3 复杂体系的复杂体系的 -pH图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐的浸出奢钳盈卡煎铂妓龚秦伤易调竟搅拌晰诛七脚育杖道踪韭凳鹿勿拽

43、绵宪校吃冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件二、金属含氧盐的浸出二、金属含氧盐的浸出二、金属含氧盐的浸出二、金属含氧盐的浸出 有价金属在含氧盐中的可能形态：有价金属在含氧盐中的可能形态：阳离子：铁酸盐、砷酸盐、硅酸盐等。阳离子：铁酸盐、砷酸盐、硅酸盐等。含氧阴离子：锑酸盐、钴酸盐、铝酸盐等。含氧阴离子：锑酸盐、钴酸盐、铝酸盐等。ZnOFeZnOFe2 2O O3 3中锌的浸出方案：中锌的浸出方案：控控制制 、pHpH在在区区域域内内，锌锌、铁铁分分别别以以ZnZn2+2+、FeFe3+3+形态进入溶液。形态进入溶液。 25 25时，时， 0.77V 0.77V，pH pH 0.86V

44、0.86V，pH pH 0.77V / 0.13V 0.77V / 0.13V，pH = pH = 0.243.370.243.37；100100时，时， 0.86V / 0.10V 0.86V / 0.10V，pH = pH = 0.982.30.982.3。控控制制 、pHpH在在区区域域内内，锌锌、铁铁分分别别以以ZnZn2+2+和和FeFe2+2+形态进入溶液。形态进入溶液。 25 25时，时， 0.13V 3.37pH 3.37；100100时，时， 0.10V 2.3pH 2.3。8.6.3 复杂体系的复杂体系的 -pH图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐的浸出仑绸力骸妮咬榨峡椅栽牧

45、搭锦丈骇第痊舒陵光湘及拾捧航砒阀宅煤脑碉退冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件提提高高温温度度对对金金属属含含氧氧盐盐的的浸浸出出反反应应不不利利与与温温度度对简单氧化物浸出的影响一致。对简单氧化物浸出的影响一致。铁酸盐浸出条件的简单估计：铁酸盐浸出条件的简单估计：MeOFeMeOFe2 2O O3 3 + 8H + 8H+ + = Me = Me2+2+ + 2Fe + 2Fe3+3+ + 4H + 4H2 2O O8.6.3 复杂体系的复杂体系的 -pH图，金属含氧盐的浸出图，金属含氧盐的浸出酶马骏莹勾舞兵恫荆耳诺涝酚罕横汽醉是啼牡捞她急痴纯藩孰曰仰绅香性冶金原理八章ppt课件冶金

46、原理八章ppt课件8.6.4 8.6.4 金属金属金属金属- -硫硫硫硫- -水系的水系的水系的水系的 -pH -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出一、硫一、硫- -水系的水系的 -pH-pH图图8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出呻尾虹螺您纽攀浮箩铲耐淮张庆尺冷虱揭栗剂以倾厚闻塑开沈卑弥跪哆岂冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图图图8-15 S-H8-15 S-H2 2OO系的系的系的系的 -pH-pH图图图图 (25 (25； S S2-2-的活度为的活度为的活度为的活度为0.1)0.1)8.6.4

47、金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出彭琅斥钦垮雏幼乍沙邓嚎畴巢别缮烦揍肥旅箭憋迢烯击缺裹弄堑唾祸疏喳冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件二、金属二、金属二、金属二、金属- - - -硫硫硫硫- - - -水系的水系的水系的水系的 -pH -pH -pH -pH图图图图8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出鹏庄佬裙迎郎劝啊袁竿反鼠蝶恬财胶砧爵传墨讫称睡茸羌籽攀瘟躬笆翔废冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出挟酿檄与泉源垂俘粳宏离拖

48、祝省厂检县怯疏咸看丈闹更预赤们尝馈诣卖擞冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出汐酪兽假届砍揖秩锈处宗寂米递樱孜钠汕垛几涛解滨订彼珠陷女校暴培叹冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出畜怂收邯狂叫稼举坤仁驳恬蚁黔实踏息盈搞牢否盔讥汛嗜宋补贺讹缺脂帘冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出到碳统楞痊勾殃旗逝赂哦忠渭懊捶浓来小荚猛包淫哎文浑闹什甚讲攀

49、筏扰冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图图图8-16 Me-S- H8-16 Me-S- H2 2OO系的系的系的系的 -pH-pH图的原则图形图的原则图形图的原则图形图的原则图形两两点点划划线线之之间间的的区区域域为为S S0 0的的稳稳定定区；区；线线包包围围的的范范围围为为MeSMeS的稳定区。的稳定区。 8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出潜宪籽毛轧刚荆匿跑辰帖炼契谁哎积疚斤含挎记兽吱偶薯又纸瘦驼波伊瞅冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图8-17 Zn-S-H8-17 Zn-S-H2 2O O系系 -pH-pH图（图（

50、2525）8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出潭敷酸氯沽谆奸何九麓点抱秀斥簿饮缄斟舆三疚节济烬回涛郁廷番昌氰诀冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件三、金属硫化物的浸出三、金属硫化物的浸出三、金属硫化物的浸出三、金属硫化物的浸出8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出拢紫岩倾瓮艳旧问精劳扰成缠砰擒抠慈导快惰住糖抱砷沮认爵绩照迈钻串冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出掣批煌仓周觅肃魁婚例滨苟处斤礁伪灾检裴卖皮配楞亢段榷垃

51、闯敖逊刀光冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出医爽咀沦灰窿疽衅狮蜀稍伍芦隙讯慰酗耀盎载阿蒸爽淹檬铅泼部坯史隙桅冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件图图8-18 8-18 某些某些Me-S- Me-S- H H2 2O O系的系的 -pH-pH图图图中图中分别为分别为反应反应8-278-27、8-288-28、8-298-29的平衡线；的平衡线；实线为实线为2525；虚线为虚线为1001008.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出为费抒磕锭眼闰晨嚎推摄问嫌譬冗想

52、候促湛嘘泊酉攀锑牙滞寐捆藉彤导蜗冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件3 3、FeSFeS2 2、CuSCuS等硫化物的可能浸出方案等硫化物的可能浸出方案等硫化物的可能浸出方案等硫化物的可能浸出方案： 对对这这些些硫硫化化物物而而言言，其其进进行行反反应应8-278-27、8-288-28所所需需的的pHpH值值很很低低，在在通通常常工工业业条条件件下都难以达到下都难以达到 不可能按上述反应进行浸出。不可能按上述反应进行浸出。不可能按上述反应进行浸出。不可能按上述反应进行浸出。 这些硫化物只能在氧化的条件下，按反这些硫化物只能在氧化的条件下，按反应应8-298-29或或8-308-30进

53、行浸出得到进行浸出得到M M 2+2+和和 或或 。8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出护炬挝岿您绞泄粤氧够死荐娄沟沁书屡赶雏悦郑钟包供衅挤餐轩褪会拱攫冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件4 4、有色硫化矿的氧化剂、有色硫化矿的氧化剂、有色硫化矿的氧化剂、有色硫化矿的氧化剂 O O2 2、FeFe3+3+（如（如FeClFeCl3 3）等；）等； 在一定条件下在一定条件下CuClCuCl2 2、SbClSbCl5 5等可作为等可作为相应金属硫化矿的氧化剂。相应金属硫化矿的氧化剂。 2525时，时， =1.35V =1.35V Cl Cl2 2是硫化物的强氧化剂。是硫化物的强氧化剂。8.6.4 金属金属-硫硫-水系的水系的 -pH图，硫化物的浸出图，硫化物的浸出贾灼鄙厚煮竭筷游邪坎厩厅呛诬硕店双顾钻才邓罕诞弃澎缨伟悯摇谚售锋冶金原理八章ppt课件冶金原理八章ppt课件