鑄造含鉛雜銅脫鉛熱力學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對(duì)飲用水系統(tǒng)所用鑄造銅合金含鉛量過高，污染水質(zhì)，危害人體健康的問題，對(duì)鑄造雜銅脫鉛過程進(jìn)行了熱力學(xué)分析及實(shí)驗(yàn)的研究。
　　針對(duì)鑄造銅合金脫鉛需要設(shè)計(jì)了硫化造渣脫鉛和氧化造渣脫鉛兩種研究方案，并對(duì)這兩種方案開展進(jìn)行了熱力學(xué)分析。結(jié)果表明：鑄造銅合金在熔煉溫度范圍內(nèi)硫化造渣脫鉛反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能為正值且隨溫度升高而增大，該反應(yīng)不能發(fā)生；氧化造渣脫鉛反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能在熔煉溫度范圍為負(fù)值，脫鉛反應(yīng)可以進(jìn)行。從而確定脫鉛方案采用氧化造渣脫鉛

2、研究方案，采用Cu2O為氧化劑，SiO2為造渣劑。
　　借助Miedema生成熱模型，對(duì)Cu-Pb二元系與Cu-Zn-Pb三元系建立了活度計(jì)算模型，對(duì)二元系與三元系中各元素活度進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，溫度對(duì)元素的活度影響微弱，對(duì)元素活度起主要作用的是元素在熔體中的摩爾含量。
　　利用活度對(duì)脫鉛反應(yīng)實(shí)際自由能進(jìn)行計(jì)算，可以輔助分析鑄造雜銅脫鉛過程的影響因素。結(jié)果表明：Cu-Pb二元系，成分一定時(shí)，脫鉛反應(yīng)實(shí)際自由能與溫度呈線性上

3、升關(guān)系，降低溫度有利于脫鉛反應(yīng)的進(jìn)行；溫度一定時(shí)，鉛含量越高，脫鉛反應(yīng)實(shí)際自由能越低。脫鉛反應(yīng)越容易進(jìn)行。Cu-Pb-Zn三元系，元素與氧親和力關(guān)系為鋅>鉛>銅，熔體中鋅先發(fā)生氧化。溫度一定時(shí)，鋅含量越大，熔體中鉛的平衡濃度越大，越不利于鉛的脫除。
　　制備了含鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的銅鉛合金，按M O Cu:M=1:1向熔體中加入2 Pb Cu2O，分別在1150℃、1200℃、1300℃、1400℃經(jīng)過0.5h、1h、1.5h、2h

4、、2.5h熔煉后取樣測定成分含量來分析除鉛效果。結(jié)果表明，1150℃脫鉛速度最快，脫鉛效果最好，與熱力學(xué)分析結(jié)果相吻合。
　　選用Cu55.407Zn38.405Pb2.168合金于1150℃溫度下，經(jīng)過0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h熔煉后取樣測定各元素含量。試驗(yàn)結(jié)果表明隨著熔煉時(shí)間的延長，熔體中銅含量呈逐漸增長趨勢，而鋅與鉛含量呈逐漸降低趨勢，銅與鋅成分變化速度及變化程度較大，鉛的成分變化速度最慢，變化程度最小。產(chǎn)生這