收藏本站
《昆明理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

若干铅基合金真空蒸馏分离提纯的研究

贾国斌  
【摘要】:随着原生有色金属矿产的日渐枯竭和废旧有色金属资源日益增加,充分有效地对废旧资源进行回收再利用己刻不容缓,而焊料、电子器件等的无铅化大大加深原有铅合金的除铅力度。在有色金属冶金行业中,占地小、操作简单、对环境友好的真空蒸馏工艺一直以来都具有鲜明的特点和强劲的生命力。本文对有色冶金领域几种常见的铅基合金(铅锡二元合金、铅锡锑三元合金和铅基多元合金)进行真空蒸馏分离、提纯的研究,并对铅锡二元合金、铅锡锑三元合金真空蒸馏分离提纯进行工业研发。 计算合金的热力学性质对于判断合金真空蒸馏分离程度起到关键作用,但由于高温实验的复杂性,目前很多合金体系的热力学性质尚无实验数据可以参考,难以满足科研工作者的需要。分子动力学方法是对材料的各种性质进行微观原子尺度的计算机模拟,目前主要应用在材料学和量子化学领域,在冶金行业应用较少,而对合金的热力学性质的研究则未见报道。本文结合真空蒸馏自身特点和分子动力学方法的优势,采用分子动力学方法对若干Pb-X二元合金的热力学性质进行模拟,计算二元合金体系不同温度下的生成焓、生成自由能、过剩自由能等热力学性质,对分子动力学方法模拟合金真空蒸馏过程进行探索性研究。 采用分子相互作用体积模型计算铅基合金活度系数并与实验值进行对比,对计算精度较高的Pb-Sn、Pb-Sb和Sb-Sn合金800-1300℃下的活度系数进行预测,为合金真空蒸馏分离热力学和动力学计算提供必要的参考数据。进而对若干铅基合金真空蒸馏进行热力学和动力学分析,计算合金中各组分的纯物质饱和蒸气压、合金的分离系数,绘制合金的气液相平衡成分图,以判断合金真空蒸馏分离的可行性和分离程度。 对全成分范围内铅锡二元合金进行系统的小型、扩大和工业实验研究。工业实验中,对成分为Sn 22%-Pb 78%的高铅物料,选用的实验条件为蒸馏温度950℃,蒸馏时间为50min,真空度0.5Pa,日处理10吨,得到纯度在99.5%以上的粗铅和含铅量在8%左右的粗锡;对于成分为Sn 86%-Pb 12%的高锡物料,选用的实验条件为蒸馏时间为70min,真空度0.5Pa,日处理8吨,分别在1100℃和1200℃进行两次蒸馏,最后得到铅含量在0.01%以下的精锡。研究过程中,对真空炉内部冷凝结构进行改进,顺利实现铅锡合金真空蒸馏深度脱铅的工业实验研究,生产能耗降低20%左右;对真空炉出料系统进行改进,延长设备运转周期和易耗零部件的使用寿命;扩大真空炉对铅锡二元合金的处理范围,使其适合处理全成分范围的铅锡二元合金;提高设备处理能力,达到日处理10吨的水平;加深合金的分离程度,将锡中铅含量去除至0.01%以下;设计全成分范围铅锡合金真空蒸馏处理工艺流程,并推广应用到美国ECS金属精炼公司、确信爱法金属(深圳)有限公司和云南锡业集团(控股)有限公司等国内外多家大型炼锡企业,均取得较好的经济效益。 对两种不同成分的铅锡锑三元合金分别进行小型和工业实验研究,并针对两种合金各自的特点,分别设计两种不同形式的工业实验设备,有效地解决高温锑液对不锈钢管的腐蚀问题。对于成分为Sn26%-Pb66%-Sb6%的三元合金,研制连续真空蒸馏设备,实验条件为蒸馏温度1150℃:,蒸馏时间50min,真空度0.5Pa,日处理能力10吨;对于成分为Sn81%-Pb10%-Sb6%的合金,设计半连续真空蒸馏设备,实验条件为蒸馏温度1200℃,蒸馏时间40min,真空度0.5Pa,日处理能力5吨;两种物料经真空蒸馏后得到锡中铅锑含量均在1%左右,满足后续加铝除锑精炼工艺的要求。 对成分为Au259g/t-Ag3.11%-Cu1.69%-Pb47.48%-Bi5.84%-Sb27%-Sn8.35%-As2.8.%的铅基多元合金进行系统的小型、扩大和重现性实验研究,得到较好的实验结果,其中的贵金属金、银富集5-6倍,残留物中铅、铋的去除率达99%以上。实验结果证明采用真空蒸馏工艺对铅基多元合金进行分离,可以将贵金属金、银、铜与其它有价金属铅、锑、铋分开,减少贵金属在其它有价金属回收过程中的损失,降低回收成本并提高后期工序的回收效率。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TF812

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张敏;吕金波;吕娜;李继红;;TA1匹配焊接材料及其焊接接头组织的细化机理分析[J];焊接学报;2011年06期
2 常成;刀海金;孙啸飞;陈步明;郭忠诚;;锌电积电流效率影响因素的研究进展[J];中国有色冶金;2011年04期
3 李劼;洪波;倪恒发;吕晓军;蒋良兴;赖延清;;铅基多孔材料的反重力渗流铸造工艺与平均孔径测试[J];中南大学学报(自然科学版);2011年07期
4 张凯;白红美;程方益;陈军;;真空蒸镀法制备锡薄膜及其嵌锂电化学性能[J];应用化学;2011年08期
5 李威;许春香;王振强;周杨;刘燕萍;钱沄;;微量Nd的添加对Mg-Al-Zn合金微观组织和高温力学性能的影响[J];锻压装备与制造技术;2011年03期
6 李平;王腾;范丽珍;DIN Rafi-ud;曲选辉;;低温球磨制备Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料及其性能[J];北京科技大学学报;2011年07期
7 屈华;刘伟东;刘玉颖;;Al-Fe-Si合金基体及强化相Al_(12)(Fe,X)_3Si价电子结构分析[J];稀有金属;2011年04期
8 张华;张浔;翟洪祥;;焊接参数对Ti_3AlC_2与Cu合金接头结构和强度的影响[J];稀有金属材料与工程;2011年S1期
9 韩小峰;牛艳娥;张小平;;索节用低熔点铅锑合金的熔炼与浇注工艺[J];铸造技术;2011年08期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁超;郭建亭;王勇;李谷松;周兰章;付占东;;GH2328合金的耐蚀性与耐磨性[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
2 陈业新;马杰;陈涛;;硼对氢气环境中有序态Ni_3Fe合金的韧化作用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
3 晋五良;;1235和8079两种合金生产双零铝箔的分析[A];有色金属工业科学发展——中国有色金属学会第八届学术年会论文集[C];2010年
4 张静;潘复生;郭正晓;丁培道;汪凌云;;含铝和含锰镁合金系中的合金相[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
5 孙雅茹;孙文儒;孙晓峰;于连旭;贾丹;张伟红;郭守仁;胡壮麒;;680℃长期时效对改型Thermo-Span合金组织与性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
6 骆合力;李尚平;曹栩;张喜娥;张冬云;;可焊高强Ni_3Al基MX246AG合金研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
7 周小军;王莉;郑爱国;;Nb521合金及抗高温氧化涂层[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
8 潘复生;张静;汪凌云;丁培道;;变形镁合金研究最新进展及应用前景[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
9 黄福祥;杨惠;赵玮霖;唐丽文;;高强高导Cu-Cr-Zr-Fe-Ti合金铸态组织分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
10 沈慧敏;;硒化亚铜浊度法直接测定铅基合金中硒的条件研究[A];中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会第七届全国铅酸蓄电池学术年会论文全集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周建成 欧曼丽 陈岳飞;株冶集团铅基合金无溢流浇注系统成功应用[N];中国有色金属报;2010年
2 吴玉琨;准晶的发现与郭可信[N];中国新闻出版报;2006年
3 廖建国;表面处理钢板最近10年的发展[N];世界金属导报;2007年
4 王镐;医学用钛量增长明显[N];中国有色金属报;2011年
5 本报记者 贺波 陈坤 本报通讯员 胡国胜;“冷门”里淘出“金硕果”[N];广西日报;2009年
6 荆虹;中铝山东企业电解铝厂科技研发添“新贵”[N];淄博日报;2008年
7 王辛;我国材料领域又获重大成果[N];中国化工报;2003年
8 国才;我国材料领域又获重大成果[N];中国有色金属报;2003年
9 实习记者 王亚丽;做人,做事,然后为师[N];中国化工报;2006年
10 记者 张燎原;16个有色产品成湖南名牌[N];中国有色金属报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾国斌;若干铅基合金真空蒸馏分离提纯的研究[D];昆明理工大学;2010年
2 李培跃;7050合金淬火敏感性及其机理研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
3 刘亮;合金元素对高熵合金组织与性能的影响[D];吉林大学;2012年
4 计海涛;Al-Mg系合金挤压加工变形及低周疲劳行为研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 李振荣;制备工艺及热处理对GH4169合金组织与性能的影响[D];沈阳工业大学;2012年
6 姜艳;几种化合物与合金的单晶及其氧化各向异性[D];上海交通大学;2010年
7 侯清宇;Mg-Gd-Y合金的塑性变形特征研究[D];南京理工大学;2012年
8 张东;合金整体催化剂载体的热稳定性研究[D];天津大学;2009年
9 王致明;几种合金熔体的不均匀性及其特征研究[D];山东大学;2010年
10 左敏;Al-X(Si,Zr,Ca)-P合金中磷化物的研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周爱国;铜电积用新型铅基合金阳极的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2010年
2 吴菊英;典型变形镁合金中合金相的计算研究[D];重庆大学;2012年
3 孙洪利;抗静电性聚苯醚/尼龙66合金性能的研究[D];北京化工大学;2010年
4 宋佳;W-10%Ti合金的制备工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 马政;Al-0.42Mg-0.50Si-0.99Cu合金工业型材热变形行为及组织、性能研究[D];中南大学;2011年
6 曹远栋;锌电积用新型铅基合金阳极的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2009年
7 孙雪盼;挤压变形Al-0.8%Mg-0.6%Si-xSc合金的低周疲劳行为研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 郑琪;半赫斯勒合金电热输运特性的理论研究[D];山东大学;2012年
9 鲁火清;铝空气电池用铝合金的研究[D];中南大学;2012年
10 袁灿;熔体处理对356合金凝固特性的影响[D];南京航空航天大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026