熔渣结构及理论 Molten Slag 2离子结构理论 基本观点 熔渣理论及模型 氧的三种存在形态: (1)桥键氧O(饱和氧) (2)非桥键氧O(非饱和氧) (3)自由氧离子O2 三种离子间存在平衡20O0+O 21
Molten Slag 21 § 二、 熔渣结构及理论 1熔渣理论及模型 2 离子结构理论 基本观点 氧的三种存在形态： （1）桥键氧O0（饱和氧） （2）非桥键氧O-（非饱和氧） （3）自由氧离子O2- - 0 2- 三种离子间存在平衡 2O O +O
熔渣结构及理论 Molten Slag 2离子结构理论 离子理论存在的问题 熔渣理论及模型 不少复合离子的结构是人为的揣测和假定 如铝氧离子:AIO2、AO3、Al2O42 铁氧离子:FeO2、Fe2O2、Fe2O32、FeO3 ◎熔渣中同时存在游离的离子、游离氧化物和类似于化合物分子的 络合物。 例如,在含FeO和SO2的熔渣中,络合物分子Fe2SiO4与游离的 离子Fe2、SO4以及游离氧化物FeO和SO2之间存在平衡: Fe sio,=2Fe2+ +Si04- Fe2 SIO4=FeO+ Sio 2 22
Molten Slag 22 不少复合离子的结构是人为的揣测和假定。 如铝氧离子：AlO2 –、AlO3 3–、Al2O4 2– 铁氧离子：FeO2 –、Fe2O4 2–、Fe2O5 2–、FeO3 3– 熔渣中同时存在游离的离子、游离氧化物和类似于化合物分子的 络合物。 例如，在含FeO和SiO2的熔渣中，络合物分子Fe2SiO4与游离的 离子Fe2+ 、SiO4 4–以及游离氧化物FeO和SiO2之间存在平衡： 离子理论存在的问题 2 4 2 4 4 2 2 4 Fe SiO FeO SiO Fe SiO 2Fe SiO = + = + + − § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 2 离子结构理论
熔渣结构及理论 Molten Slag 3共存理论 基本观点 熔 ●熔渣由简单离子(Nat、Ca、Mg2+、Mn2+、Fe2+,O2-、S2- F等)和SO2、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等分子组成。 渣理论及模型 ●简单离子与分子间存在动态平衡。 4聚合物理论 基本观点 ●熔体的物理化学性能取决于其聚合程度 ●熔体的聚合程度可用NBOT表示。NBOT:每个四次配位 阳离子所具有的非桥氧数。NBO/T值越小,聚合程度越高。 23
Molten Slag 23 § 二、 熔渣结构及理论 1 熔 渣 理 论 及 模 型 3 共存理论 基本观点 熔渣由简单离子（Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Mn2+ 、Fe2+ ，O2−、S 2−、 F −等）和SiO2、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等分子组成。 简单离子与分子间存在动态平衡。 4 聚合物理论 熔体的物理化学性能取决于其聚合程度。 熔体的聚合程度可用NBO/T表示。NBO/T：每个四次配位 阳离子所具有的非桥氧数。NBO/T值越小，聚合程度越高。 基本观点
熔渣模型 Molten Slag 离子溶液模型分类: 统计热力学模型:利用统计方法分别由离子间的作用能(用 熔渣理论及模型 混合热表示)和离子分布的组态来计算离子溶液形成的偏摩 尔焓变量和偏摩尔熵变量,再由此计算熔渣组元的活度。 如:完全离子溶液模型,正规离孑溶液模型等 ≯经典热力学模型:假定硅酸盐熔渣中的各种复合阴离子和氧 离子之间存在着聚合型的化学反应平衡。利用这类聚合反应 的平衡常数计算熔渣组元的活度。 如:马松( Masson)模型等 24
Molten Slag 24 离子溶液模型分类： § 三、 熔渣模型 1 熔 渣 理 论 及 模 型 ➢ 统计热力学模型：利用统计方法分别由离子间的作用能（用 混合热表示）和离子分布的组态来计算离子溶液形成的偏摩 尔焓变量和偏摩尔熵变量，再由此计算熔渣组元的活度。 如：完全离子溶液模型，正规离子溶液模型等。 ➢ 经典热力学模型：假定硅酸盐熔渣中的各种复合阴离子和氧 离子之间存在着聚合型的化学反应平衡。利用这类聚合反应 的平衡常数计算熔渣组元的活度。 如：马松（Masson）模型等
熔渣模型 Molten Slag 1完全离子溶液模型 假设: (1)熔渣完全电离,且正、负离子电荷总数相等; 熔渣理论及模型 (2)同号离子不论电荷数多少,与其相邻的异号离子间的相 互作用完全相同,同号离子位置交换后,能量不变。偏摩尔 焓变AH=0,同样△Hn=0 a= B B∑n A∑n 离子溶液模型的作用:计算熔渣组元活度 25
Molten Slag 25 § 三、 熔渣模型 1 熔 渣 理 论 及 模 型 1 完全离子溶液模型 假设： （1）熔渣完全电离，且正、负离子电荷总数相等； （2）同号离子不论电荷数多少，与其相邻的异号离子间的相 互作用完全相同，同号离子位置交换后，能量不变。偏摩尔 焓变Hi=0，同样Hm=0。 A A A n a x n + + + + = = B B B n a x n − − − − = = 离子溶液模型的作用：计算熔渣组元活度