鑄造含鉛雜銅脫鉛熱力學分析與實驗研究.pdf

1、本文針對飲用水系統(tǒng)所用鑄造銅合金含鉛量過高，污染水質，危害人體健康的問題，對鑄造雜銅脫鉛過程進行了熱力學分析及實驗的研究。
　　針對鑄造銅合金脫鉛需要設計了硫化造渣脫鉛和氧化造渣脫鉛兩種研究方案，并對這兩種方案開展進行了熱力學分析。結果表明：鑄造銅合金在熔煉溫度范圍內硫化造渣脫鉛反應標準自由能為正值且隨溫度升高而增大，該反應不能發(fā)生；氧化造渣脫鉛反應標準自由能在熔煉溫度范圍為負值，脫鉛反應可以進行。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Cu-Pb二元系與Cu-Zn-Pb三元系建立了活度計算模型，對二元系與三元系中各元素活度進行了計算。結果表明，溫度對元素的活度影響微弱，對元素活度起主要作用的是元素在熔體中的摩爾含量。
　　利用活度對脫鉛反應實際自由能進行計算，可以輔助分析鑄造雜銅脫鉛過程的影響因素。結果表明：Cu-Pb二元系，成分一定時，脫鉛反應實際自由能與溫度呈線性上

3、升關系，降低溫度有利于脫鉛反應的進行；溫度一定時，鉛含量越高，脫鉛反應實際自由能越低。脫鉛反應越容易進行。Cu-Pb-Zn三元系，元素與氧親和力關系為鋅>鉛>銅，熔體中鋅先發(fā)生氧化。溫度一定時，鋅含量越大，熔體中鉛的平衡濃度越大，越不利于鉛的脫除。
　　制備了含鉛質量分數(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。結果表明，1150℃脫鉛速度最快，脫鉛效果最好，與熱力學分析結果相吻合。
　　選用Cu55.407Zn38.405Pb2.168合金于1150℃溫度下，經過0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h熔煉后取樣測定各元素含量。試驗結果表明隨著熔煉時間的延長，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。產生這