锌焙砂酸浸溶液和Me-H2O系的电位-pH图(精)

一、实训目的本次实训旨在通过模拟实际生产过程，深入了解锌焙砂浸出工艺的基本原理、操作步骤以及影响因素，掌握浸出工艺的优化方法，提高对锌焙砂浸出工艺的理解和操作技能。

二、实训内容1. 实训设备与材料（1）设备：反应釜、搅拌器、温度计、压力计、酸碱度计、pH计、气体流量计等。

（2）材料：锌焙砂、硫酸、水、氧气、还原剂等。

2. 实训步骤（1）锌焙砂预处理：将锌焙砂进行破碎、磨细，以提高其与浸出剂的接触面积。

（2）浸出工艺：将预处理后的锌焙砂与浸出剂（硫酸）混合，在反应釜中进行浸出反应。

（3）温度控制：通过加热和冷却，使反应温度保持在105℃左右。

（4）搅拌：采用搅拌器进行搅拌，以保证浸出剂与锌焙砂充分接触。

（5）气体流量控制：通过调节氧气和还原剂的流量，控制反应过程中的气体环境。

（6）酸碱度控制：通过添加酸或碱，使反应液pH值保持在理想范围内。

（7）反应时间控制：根据浸出率要求，调整反应时间。

（8）浸出液处理：将浸出液进行过滤、沉淀、洗涤等操作，以去除杂质。

三、实训结果与分析1. 锌、铟浸出率通过优化浸出工艺，在初始浸出酸度为110 g/L，温度105℃，反应时间2.5 h，SO通入量理论值的1.05倍、搅拌速度450 r/min的条件下，锌、铟浸出率分别达到了98.96%、95.7%。

与常规浸出工艺相比，浸出率明显提高。

2. 影响因素分析（1）浸出剂：硫酸浓度、pH值、温度等对浸出率有显著影响。

实验结果表明，在优化条件下，浸出率较高。

（2）反应时间：反应时间对浸出率有一定影响，但过长的反应时间会导致能耗增加，因此需在保证浸出率的前提下，尽量缩短反应时间。

（3）搅拌速度：搅拌速度对浸出率有显著影响，合适的搅拌速度可以提高浸出率。

（4）气体环境：氧气和还原剂流量对浸出率有显著影响，合适的气体环境有利于提高浸出率。

四、实训总结1. 通过本次实训，我们对锌焙砂浸出工艺有了更深入的了解，掌握了浸出工艺的基本原理和操作步骤。

电位-pH平衡图罗国伟3090702056 金属0902 材料科学与工程摘要：综述了金属平衡电位与溶液pH值的关系、理论电位-pH图与实验电位-pH图的绘制，分析了电位-pH图在腐蚀研究应用中的理论判据以及它的局限性。

关键词：电位-pH平衡图；腐蚀；局限性。

前言电位-pH平衡图是由著名的比利时腐蚀科学家Pourbaix教授于1938首先提出的。

也称Pourbaix图[1]。

该图以元素的电极电位为纵坐标，以水溶液的pH值为横坐标,将一给定的元素-H2O体系中全部反应物和生成物的热力学平衡条件，即元素、元素离子和元素化合物的稳定化条件，集中地表示在一个图上。

这对于推断反应的可能性及生成物的稳定性，特别是对材料腐蚀的研究提供了极大的方便。

迄今为止，已有20多门学科领域接受并采用电位-pH平衡图来指导研究工作，对科学研究与生产实践带来了巨大的社会和经济效益。

1 电位-pH图的原理在金属腐蚀过程中，电位是控制金属离子化过程的因素，表征溶液酸度的pH值则是控制腐蚀产物的稳定性的因素。

1.1 平衡电位与溶液pH值的关系金属在水溶液中的腐蚀过程所涉及到的化学和电化学反应中，有的与电极电位有关而与溶液中的pH值无关，有的只与溶液中的pH值有关而与电极无关，有的则既与电极电位有关又与溶液的pH值有关。

电化学腐蚀热力学计算表明了3种不同反应类型各具特点：1）只与电极电位有关，而与溶液的pH值无关。

该反应的特点是只有电子交换，而不产生氢离子（或氢氧根离子）。

2）只与溶液的pH值有关，而与电极电位无关。

该反应的特点是只产生氢离子，无电子参与反应，因此构不成电极反应，而是单纯的化学反应。

3）既与溶液的pH值有关，又与电极电位有关。

该反应的特点是氢离子（或氢氧根离子）和电子都参与反应。

所以在一定温度下，反应的平衡条件既与电位有关，又与溶液pH值有关。

1.2 理论电位-pH图的绘制理论电位-pH图是根据体系的热力学数据绘制的。