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目前我国有色金属工业正面临严重资源、能源和环境问题,原生矿产资源经历年开采,矿石品位不断下降,低品位复杂资源成为主要开发对象。传统火法冶金存在伴生金属回收困难、工艺流程长、能耗高、环境污染严重等问题。所以有学者提出低温碱法熔炼,它是一种高效、高选择性氧化物分离提取方法。但该工艺相关金属氧化物钠盐的热力学性质还很欠缺,影响了对实际冶炼过程的理解和改进。因此,获得相关金属氧化物钠盐热力学性质对深入分析和了解碱性熔炼过程具有重要意义。 通过固相反应法制备β(β")-Al2O3陶瓷前驱粉料,采用XRD、SEM对粉料的物相进行表征。粉料经过等静压成型置于MoSi2高温炉中1590℃埋料烧结,制得电解质管。研究结果表明: 1.Na2O的影响:随着主要成分Na2O加入量的增加,前驱粉体中β"相的含量呈先增加后下降的趋势,当Na2O加入量为10%时,β"相的含量达到86.24%;对高温烧结后的电解质管进行电化学性能检测,结果表明,当Na2O加入量为10%时,电解质管的电阻率最小为:4.51Ω·cm。 2.Li2O的影响:研究结果表明,Li2O的加入在一定程度上提高了粉体中β"相的相对含量。对高温烧结后电解质管电化学性能检测结果表明,加入Li2O能大大降低电解质管的电阻率;随着Li2O加入量的增加,电解质管电阻率呈先降低后略有增加的趋势,当其加入量为0.8%时,电解质管电阻率最小为:4.51Ω·cm。 用自制的β(β")-Al2O3固体电解质管组装四种钠浓差电池分别测量锡酸钠、铅酸钠、锌酸钠和硅酸钠四种氧化物钠盐的标准生成自由能。钠盐标准生成自由能测量前,组装了ZrO2-CaO基参考电池检测整个系统的稳定性,以保证钠盐标准生成自由能测量的系统和环境稳定可靠。得到结论如下: 1.参考电池:(-) Pt|Fe,FexO(|) ZrO2-CaO(|) NiO,Ni|Pt(+),在867K~1309K测得电动势值与温度的关系曲线为:E=153.24+0.1078T±2.32(mV) 2.锡酸钠电池:(-)O2(Ar)| SnO2,Na2SnO3(1)β(β")-Al2O3(|)NaCrO2,Cr2O3| O2(Ar)(+),在785K~1169K测得电动势值与温度的关系曲线为:E=589.94-0.266T±13.143(mV)计算得到锡酸钠的标准生成自由能与温度的关系为:ΔGθNa2SnO3=-1061.782+0.2434T±2.537(kJ/mol)依此构建钠浓差电池,得到铅酸钠、锌酸钠、硅酸钠的标准生成自由能与温度关系曲线:ΔGθNa2PbO3=-745.8633+0.24904T±5.452(kJ/mol)ΔGθNa2ZnO2=-772.1717+0.19101T±5.4767(kJ/mol)ΔGθa2SiO3=-1381.9986+0.17906T±6.598(kJ/mol)