17. DIAGRAMAS Eh - pH y/o (diagramas Pourbaix).Eh-pH-diagramas muestran las áreas de estabilidad termodinámica de diferentes especies en una solución acuosa. Áreas de estabilidad se presentan como una función del pH y escalas de potenciales electroquímicos. Por lo general, los límites de estabilidad superior e inferior de agua también se muestran en los diagramas con líneas de puntos. Tradicionalmente estos diagramas se han tomado de diferentes manuales 12.Sin embargo, en la mayoría de los manuales de estos diagramas están disponibles sólo para un número limitado de temperaturas, concentraciones y combinaciones de elementos.El módulo de Eh-pH de HSC Chemistry permite la construcción de diagramas de una manera muy flexible y rápido, debido a que el usuario puede dibujar los diagramas exactamente a la temperatura y la concentración seleccionada.El pH-Eh módulo se basa en STABCAL - Cálculos de estabilidad para sistemas acuosos -. Desarrollado por HH Haung, en Montana Tech, EE.UU. 9,10.

17.1 IntroducciónLos diagramas Eh-pH- son también conocidos como diagramas de Pourbaix según el autor del famoso manual diagrama de Pourbaix [12]. El tipo más sencillo de estos diagramas se basa en un sistema químico que consta de un elemento solución de agua y, por ejemplo, el sistema-Mn-H2O. El sistema puede contener varios tipos de especies, como los iones disueltos, óxidos de condensados, hidróxidos, óxidos, etc. El diagrama-Eh-pH muestra las áreas de estabilidad de estas especies en las coordenadas potenciales redox-PH.Por lo general, el eje potencial redox se basa en el electrodo de hidrógeno Standart (SHE) Escala designado Eh, pero otras escalas también se puede utilizar. El potencial redox del sistema representa su capacidad para cambiar electrones. El sistema tiende a eliminar electrones de las especies cuando el potencial es alta (Eh> 0). Estas condiciones pueden existir cerca de la ánodo en la celda electroquímica, pero también pueden ser generados con algunos agentes oxidantes (Cu + H2O2 = CuO + H2O). En condiciones reductoras, cuando el potencial es baja (Eh <0), el sistema es capaz de suministrar electrones a la especie, por ejemplo, con un electrodo de cátodo o con algunos agentes reductores.El pH del sistema se describe su capacidad para suministrar protones (H (+ a)) para la especie. En condiciones ácidas (pH <7) la concentración de los protones es alta y en condiciones cáusticas (pH> 7) la concentración de protones es baja.Por lo general, una gran cantidad de diferentes especies existen simultáneamente en las mezclas acuosas en EH-condiciones de pH fijos. El Pourbaix Diagramas de simplificar esta situación muchos al mostrar sólo las especies predominantes que el contenido es más alto en cada área de estabilidad. Las líneas en los diagramas representan las EH-condiciones de pH en que el contenido de las especies adyacentes es el mismo en el estado de equilibrio. Sin embargo, siempre existen estas especies en pequeñas cantidades en ambos lados de estas líneas y pueden tener un efecto en las aplicaciones prácticas.Las líneas en los diagramas también pueden ser representados con las ecuaciones de reacción química. Estas reacciones pueden ser divididas en tres grupos de acuerdo a los tipos de reacción:

1. Las líneas horizontales. Estas líneas representan reacciones que están involucrados con los electrones, pero son independientes del pH. Ni iones H (+a) ni iones OH (-a) participar en estas reacciones.

2. Las líneas diagonales con pendiente, ya sea positivo o negativo. Estas líneas representan reacciones que están involucrados con dos electrones y iones H (+a) y OH (-a).

3. 3. Las líneas verticales. Estas líneas representan reacciones que están involucrados, ya sea con H (+ a) - o OH (-a) iones, pero son independientes de Eh. En otras palabras, los electrones no participan con estas reacciones.

El área de la estabilidad química del agua se muestra en el Eh-pH-diagramas con líneas de puntos. El límite de estabilidad superior de agua se basa en el potencial cuando la generación de oxígeno se inicia en el ánodo. Se especifica por la reacción:2 H2O = O2(g) + 4 H(+a) + 4 e-El límite menor estabilidad se basa en la formación de hidrógeno en el cátodo. Se especifica por la reacción:2 H(+a) + 2 e- = H2(g)La construcción de los diagramas con módulo de HSC Chemistry EPH es una tarea muy sencilla. Sin embargo, varios aspectos deben ser tenidos en cuenta cuando se especifica el sistema químico y el análisis de los resultados del cálculo, por ejemplo:Siempre se necesita 1. Un conocimiento básico de la química, sistemas acuosos y la electroquímica o hidrometalurgia con el fin de sacar las conclusiones correctas.2. El módulo Ef realiza los cálculos utilizando sustancias estequiométricas puros. En minerales práctica puede contener elementos de impurezas y la composición puede diferir ligeramente de la estequiométrica.3. Siempre hay algunos errores en los datos termoquímicos básicos de la especie. Esto puede tener un efecto significativo sobre los resultados, especialmente si la fuerza motriz química de la reacción es pequeña. Por lo general, las pequeñas diferencias entre los diagramas de Pourbaix de diferentes fuentes se pueden explicar por las ligeramente diferentes datos básicos utilizados.4. A veces los datos para todas las especies existentes no está disponible desde la base de datos HSC o de las otras fuentes. Esto distorsiona los resultados si las especies faltantes son estables en las condiciones dadas. Las especies inestables que falta no tendrán ningún efecto sobre los resultados.5. El módulo EPH no tiene en cuenta el comportamiento no ideal de soluciones acuosas. Sin embargo, en muchos casos estos diagramas ideales dan una idea bastante buena de las posibles reacciones en soluciones acuosas, especialmente si la fuerza impulsora de las reacciones es alta.6. cálculos termoquímicos no tienen en cuenta la velocidad de las reacciones (cinética). Por ejemplo, la formación del ion SO4 (2a) puede ser una reacción lenta. En estos casos diagramas metaestables creados mediante la eliminación de dichas especies desde el sistema pueden dar resultados más consistentes con los resultados experimentales de laboratorio.El usuario HSC debe tener mucho cuidado al sacar conclusiones de Eh-pH diagramas debido a estas limitaciones y supuestos. Sin embargo, estos diagramas pueden ofrecer información muy valiosa al combinar los resultados con el trabajo experimental y con un buen conocimiento de la química acuosa. No existe una teoría cinética o termoquímica universales disponibles, que en su totalidad podría sustituir tradicional trabajo experimental de laboratorio con modelos de cálculo teóricos puros.Más información sobre EH-pH-diagramas, métodos de cálculo y aplicaciones se puede encontrar a partir de diferentes manuales, por ejemplo, desde el Atlas Pourbaix 12.

17.2 Especificaciones del sistema químico

Fig. 1. Selección de elementos y especies para la Eh - pH - diagrama.La selección Ef Diagrama en el menú principal HSC mostrará la forma-Efe, Fig. 1. El usuario debe especificar el sistema químico, que se utiliza para calcular el diagrama en esta forma. Supongamos que el sistema contiene Cu, S y H2O. Los siguientes pasos deben ser especificados con el fin de crear el diagrama:1. Seleccione el elemento principal: Seleccione un elemento de la lista. Este elemento se utiliza como el elemento "principal" en el primer diagrama, es decir, todas las especies, que se muestran en el diagrama, contendrá este elemento. El usuario puede cambiar fácilmente la selección principal elemento más tarde en la forma de diagrama, véase la fig. 3. El Cu se ha seleccionado en este ejemplo, pero S se puede seleccionar para elemento principal pulsando el botón S en la Fig. 3.2. Seleccione Otros elementos: Seleccione otros elementos en el sistema. Hasta 7 elementos se pueden seleccionar, pero se recomienda usar menos, porque gran cantidad de elementos y especies aumentar el tiempo de cálculo y puede causar otros problemas. S ha sido seleccionado en este ejemplo. Nota: No es necesario seleccionar H y O, ya que estos siempre se incluyen automáticamente.3. Modo de búsqueda: Esta selección especifica el tipo de especies, que se obtuvieron de la base de datos. Se recomienda utilizar selecciones por defecto. Nota: condensadas = sustancias sólidas, iones acuosa Neutrales = especies disueltas sin cargos, acuosas iones = disuelto, Gases = especies gaseosas sin cargo, iones de gas = iones gaseosos y líquidos = especies de líquidos.

4. Aceptar: Pulse OK para iniciar la búsqueda de la base de datos.5. Seleccione Especie: Por lo general, se pueden seleccionar todas las especies en el diagrama pulsando Todos. En algunos casos, sin embargo, es útil para eliminar las especies innecesarios del sistema. Esto disminuirá el tiempo de cálculo y simplificar los diagramas. Nota: A) Al presionar simultáneamente oprimida la tecla CTRL y haciendo clic con el ratón que es fácil de hacer cualquier tipo de selección. B) Al hacer doble click la especie es posible ver más información de la especie. Archivo CUS25.IEP Cargar para ver las especies seleccionadas de este ejemplo.La selección de la especie es el paso más crítico de las especificaciones de cálculo Efe. Debido a las razones cinéticas especialmente la formación de moléculas grandes puede ser tomar un tiempo bastante largo en soluciones acuosas. Por ejemplo, la formación de grandes polisulfuro, sulfato, etc. moléculas (S4O6 (2a), HS2O6 (-a), HS7O3 (-a), ...) puede tomar un buen tiempo. Si éstos están incluidos en el sistema químico entonces pueden consumir fácilmente todo el azufre y la formación de sulfuros simples (AGS, Cu2S, ...) disminuye debido a la falta de azufre. Por lo tanto, en algunos casos, las grandes moléculas deben ser rechazadas desde el sistema químico.

Los datos de algunas especies también pueden ser poco fiables, sobre todo si la clase de fiabilidad de la especie no 1 está en la base de datos. Estas especies pueden ser rechazados por el sistema químico. Tenga en cuenta también que las especies con (ia) sufijo no se recomienda el uso, consulte el Capítulo 28.4 para más detalles.6. Temperatura: El usuario debe especificar al menos una temperatura para el diagrama. Hasta cuatro temperaturas pueden especificarse con el fin de dibujar diagramas combinados, que muestran el efecto de la temperatura. Las temperaturas de 25, 50, 75 y 100 ° C se han seleccionado en este ejemplo, Figs. 1 y 2.7. Criss-Tizón: Esta opción permite HSC extrapolar la función de la capacidad de calor de las especies acuosas si no se da esta información en la base de datos 11, véase el capítulo 28.4.8. EPH: Prensa EPH para iniciar el diálogo Guardar archivo y Cálculo del diagrama. También puede pulsar Guardar archivo con el fin de guardar los datos para su uso posterior sin ejecutar el procedimiento de cálculo.9. Diagrama: Al pulsar el botón Ef mostrará el formulario de especificaciones Diagrama, véase el capítulo 17.3 y Figura 2. Pulsando diagrama en la Fig. 2 verá el esquema predeterminado.17.3 Eh - pH - Menú Diagrama

Fig. 2. Los valores predeterminados para el Eh - pH - diagrama.El menú EPH-diagrama muestra un resumen de las especificaciones del sistema químico, así como los valores por defecto seleccionados para el diagrama. La forma más rápida de avanzar es aceptar todos los valores predeterminados y pulse Diagrama para diagramas Ef simples o Combine para diagramas combinados. Por lo general, en el comienzo, no hay necesidad de modificaciones a los valores predeterminados. Sin embargo, es importante entender el significado de estos ajustes, ya que pueden tener fuerte efecto en el diagrama. Los detalles de las opciones de menú diagrama se explican en los siguientes párrafos.1. Abrir archivoEl módulo Ef también se puede utilizar como una aplicación independiente, en estos casos, los datos para el diagrama pueden ser leídos desde los archivos * .IEP pulsando archivo abierto. Normalmente las especificaciones del sistema se transfieren automáticamente de la hoja de especificaciones del sistema para el menú diagrama, Fig. 2.Las especificaciones del diagrama se pueden modificar en el menú de diagrama. Las selecciones se pueden guardar para su uso posterior con Archivo selección Guardar IEP en el menú. Los IEP-archivos también pueden ser editados por cualquier editor de texto como el Bloc de notas de Windows. Por favor, tenga cuidado ya que cualquier error puede provocar resultados impredecibles. Los resultados de los cálculos

pueden ser guardados en el archivo * .EPH con Archivo selección Guardar EPH y se cargan de vuelta con Archivo Abrir selección de EPH que hace que el diagrama que se recalcula automáticamente....2. Especies y libro? G-dataLas especies seleccionadas y-datos? G calculados en base a los valores de entalpía, entropía y la capacidad calorífica de la base de datos HSC se muestra en la hoja de Especies del libro diagrama, Fig. 2. Las especies se organizan de acuerdo a los elementos y el tipo de especie. El usuario puede modificar los-datos? G, así como añadir o eliminar las especies en esta hoja. La hoja de Especies hace que sea posible el uso de los datos y de las especies que no se pueden encontrar en la base de datos HSC, por ejemplo:A. El publicó diagramas Pourbaix menudo se basan en? G-datos que se da en los trabajos originales. Esta-data? G se puede utilizar en la hoja de Especies para reemplazar los valores predeterminados basados en la base de datos HSC si es necesario. Tenga en cuenta que estos? G-valores también se pueden calcular a partir de los valores de potencial estándar utilizando la ecuación 1

donde n es la carga transferida en la reacción de la pila, F es la constante de Faraday (23.045 cal / (V * mol)) y E es el potencial de electrodo estándar en voltios. Nota: Dar? G-datos de las temperaturas seleccionadas, por lo general estos valores sólo están disponibles a 25 ° C.B. A veces todas las especies necesarias no están disponibles en la base de datos de HSC. Estas especies desaparecidas se puede agregar a la especificación del sistema químico si el usuario tiene los? G-valores o datos de potenciales químicos para estas especies. La nueva especie se pueden agregar mediante la inserción de fila vacía con la selección Insertar fila y la fórmula escribir y? G-valores de esta fila.La nueva especie se pueden insertar en cualquier lugar, pero se recomienda añadir el mismo tipo de forma secuencial las especies, ya que hace que la lista más fácil de leer y actualizar. Nota: A) No introduzca ningún elemento nuevo, nuevos elementos deben ser añadidos en la ventana de selección EPH-elemento, Fig. 1. B) No crear filas vacías.C. En algunos casos es necesario para eliminar ciertas especies del sistema, por ejemplo, si se encuentran algunas barreras cinéticas para ralentizar la velocidad de reacción en los experimentos. Tales especies pueden ser eliminadas por la selección Eliminar fila.

Las etiquetas y Líneas hojas están en los programas de uso interno y no es necesario hacer ninguna modificación en estas hojas. La hoja de etiquetas contiene datos de formato para las etiquetas tales como; texto, número de área, coordenadas, el nombre y las propiedades de la fuente, y las etiquetas de la visibilidad y la orientación. La hoja Líneas contiene datos de formato de las líneas de equilibrio del diagrama: nombres, números de especies en la zona de la línea, las coordenadas del punto final de línea y propiedades de línea.3. TemperatureLos Pourbaix diagramas se dibujan a una temperatura constante. El usuario debe seleccionar una temperatura para el diagrama de la lista de temperaturas, Fig. 2. Los valores reales de temperatura sólo se pueden cambiar de la forma de especificación del sistema, la Fig. 1. No es necesaria la selección de temperatura aquí para ver los diagramas combinados.Los? G-valores predeterminados en la hoja de Especies en las columnas 2 - 5 se calculan a las temperaturas dadas. Los Delta G-valores en la columna 2 se calculan utilizando la primera temperatura, la columna 2 utilizando la segunda temperatura, etc.

4. Other parametersLos valores predeterminados para constante dieléctrica y Delta G de H2O se calculan automáticamente sobre la base de la temperatura y presión seleccionada. El cálculo de la constante dieléctrica se basa en values15 y vapor de agua pressure16 experimentales, que son válidos 0-373 ° C, y de 1 a 5000 bar. Fuera de este rango se extrapola la constante dieléctrica.La fuerza y el factor de corrección constantes Ion se calculan automáticamente por el programa y por lo general no necesitan ser modificados por el usuario.5. rangos potenciales y pH escalaEl usuario puede cambiar el rango por defecto (Max y Min Eh Eh) para la escala potencial, así como la gama de escala de pH (pH Max y Min pH). Los ajustes de escala también se pueden cambiar haciendo clic en el X o el eje y en la forma de diagrama. La diferencia mínima entre los valores mínimo y máximo es 0.2 y no hay límite superior para la diferencia.6. Molalidad y PresiónLos diagramas son calculados usando molalidades constantes (concentraciones) para todos los elementos. Los valores por defecto se pueden cambiar en la tabla en la esquina inferior derecha del menú diagrama, ver Fig. 2. Los valores molalidad se dan en unidades de H2O kg mol /.La presión total del sistema también se da en la tabla Molalidad. El módulo Ef utiliza el valor máximo indicado en la columna de la presión que la presión total del sistema químico. No es posible seleccionar un valor de presión menor que la presión de vapor de agua a la temperatura seleccionada. En otras palabras, la presión total debe ser siempre mayor que la presión de vapor del agua a la temperatura seleccionada. El valor predeterminado para la presión es de 1 bar.7. Mostrar Áreas predominio de ionesLa selección "Mostrar Áreas predominio de iones" hace que la EPH-módulo para calcular dos diagramas para el mismo sistema. El primero es un Eh-pH-diagrama normal con todas las especies, y el segundo es el diagrama de predominio con sólo especies acuosas. Ambos diagramas se dibujan en la misma figura; el primer diagrama en negro y la segunda en azul. Esta opción se recomienda para su uso únicamente con EH-pH diagramas normales (véase el capítulo 17.4).8. Diagrama y Combinar BotonesDiagrama comienza los cálculos y automáticamente muestra el diagrama de Pourbaix-normal. Combine mostrará siendo uno más del menú para ver las especificaciones del diagrama combinados, véase el capítulo 17.5 para más detalles.9. Otras opcionesLa hoja de cálculo activa se puede imprimir utilizando la selección Archivo Imprimir. Puede realizar cambios en la configuración utilizando el programa de instalación normal de página, Configuración de impresión y los cuadros de diálogo de vista previa en el menú Archivo. El archivo de impresión Todas las impresiones de selección las tres hojas.La selección de edición Copiar ofrece copiar y pegar las operaciones normales, Editar Copiar todas las copias de selección los tres hojas en el portapapeles. El diseño de hoja de cálculo puede ser cambiado por el menú Formato, que contiene cuadros de diálogo para ancho de columna, altura de la fila, la fuente, la alineación y los formatos de número.Pulse Salir o seleccione Salir de archivos cuando se quieren volver de nuevo a la forma especificaciones del sistema, la Fig. 1. El menú Ayuda abre el diálogo HSC Ayuda.

10. Ejemplo de normales Pourbaix-Diagramas (Cu-S-H2O-sistema)Acepte todos los valores predeterminados y pulse Diagrama. Continúe en el capítulo 17.4.17.4 Normal Eh-pH-DiagramsLos calculados Eh-PH-diagramas se muestran en la Fig. 3. En la ventana de diagrama es posible, por ejemplo, para modificar el diseño y el formato del diagrama. Las líneas negras continuas muestran las áreas de estabilidad de las especies más estables en el pH y Eh-escalas. Las líneas de puntos muestran cian las áreas de estabilidad superior e inferior de agua, ver el capítulo 17.1. Las áreas de estabilidad de los iones se muestran con líneas de puntos azules si la opción "Mostrar Áreas predominio de iones" ha sido seleccionado, ver Fig. 2.1. Elementos PrincipalLos Eh-pH diagramas muestran únicamente aquellas especies que contienen el elemento principal seleccionado. El elemento principal defecto (Cu) se debe seleccionar en forma especificación del sistema, la Fig. 1. Sin embargo, el principal elemento activo se puede cambiar fácilmente en la forma de diagrama pulsando los botones de elemento en la parte superior derecha de la forma de diagrama, ver Fig. 3 para el diagrama de Cu-S-H2O y la fig. 4 para el S-Cu-H2O-diagrama. Por lo general, es útil para comprobar todos los diagramas con diferentes elementos principales para tener una mejor idea de los equilibrios.2. Las etiquetas y LíneasLa EPH-módulo localiza el área etiquetas automáticamente en el punto de las áreas de estabilidad más amplia. Usted puede trasladar fácilmente las etiquetas arrastrando con el cursor del ratón si es necesario. El texto de las etiquetas y de las partidas puede ser modificado mediante la inserción del cursor en la ubicación correcta dentro de la fila de texto y luego al comenzar a escribir. Puede iniciar el diálogo Formato de etiqueta con un doble clic la etiqueta o por la selección de formato de etiqueta. Este diálogo permite cambiar el texto y líneas propiedades, tales como fuente, tipo, tamaño, grosor de línea, el color, etc.Puede insertar nuevas etiquetas con la selección Etiqueta Insertar. Puede eliminar estas etiquetas mediante la selección de etiquetas Eliminar. Tenga en cuenta que no puede eliminar las etiquetas predeterminadas, pero puede ocultar estas etiquetas mediante la eliminación de todo el texto de la etiqueta.

Fig. 3. Eh-pH-diagrama del Cu-S-H2O-sistema a 25 ° C utilizando Cu como elemento principal. Los molalidades de Cu y S son 1 mol / kg H2O.

Fig. 4. Eh-pH-diagrama de-Cu-H2O-sistema S a 25 ° C utilizando S como el elemento principal. Los molalidades de Cu y S son 1 mol / kg H2O.

El formato de la selección H2O Estabilidad Líneas abre el diálogo de formato, que permite modificar los formatos y las propiedades de estabilidad líneas de agua. Este diálogo no se puede abrir haciendo doble clic las líneas de estabilidad del agua.3. Scales

Fig. 5. Menú para dar formato a eje y, tenga en cuenta las diferentes opciones posibles escala.El cuadro de diálogo Formato de escala se puede abrir haciendo doble clic en los números de eje, ver Fig. 3, o por la selección de escala Formato, véase la fig. 5. Una característica especial del cuadro de diálogo escala Eh-pH-diagrama es la opción de unidad de escala. Puede seleccionar entre el hidrógeno, escalas Saturada Calomel y Ag / AgCl. La escala por defecto es el hidrógeno, que se utiliza en los cálculos. La diferencia entre los valores mínimo y máximo debe ser de al menos 0,2 unidades.4. Impresión

Fig. 6. EPH-Diagrama de diálogo Imprimir.

Usted puede abrir el diálogo de impresión pulsando Imprimir BW o Imprimir Col o seleccionando Archivo Imprimir Especial, ver Fig. 3. Este diálogo permite al usuario seleccionar los márgenes y el tamaño del diagrama, así como la orientación, ver Fig. 6. Si usted tiene una impresora a color puede seleccionar la opción Color. Imprimir imprimirá una copia del diagrama.5. Otras OpcionesEl diálogo de la fuente por defecto diagrama se puede abrir pulsando fuente o con la selección de fuente formato predeterminado en el menú. Este diálogo permite al usuario establecer la fuente predeterminada, que se guarda en el archivo HSC.INI.Copia y selección de edición Copiar copiará el diagrama en el Portapapeles de Windows, que permite pegar el diagrama en otras aplicaciones de Windows en formato Windows Metafile. Editar Copiar Todo selección también copiará los valores molalidad y presión en el diagrama. Editar Copiar Especial copiará diagramas escaladas.La Guardar o Archivo Guardar selección salvará al-pH-Eh diagrama en formato Windows Metafile (* .WMF). Estos diagramas no se pueden leer de nuevo a HSC.El menú o la selección Archivo Salir reactivará la forma de menú Diagrama, ver Fig. 3. La selección de Ayuda se abrirá el diálogo de HSC Ayuda.6. Ejemplo: Cu-S-H2O-SystemEl Cu-S- y S-Cu-H2O-diagramas se muestran en las Figs. 3 y 4. Estos diagramas pueden dar mucha información valiosa. Por ejemplo, el comportamiento de disolución del cobre puede ser fácilmente estimada a partir de la Fig. 3. Es fácil ver que en soluciones neutras y cáusticos metálicos de cobre es estable cerca de cero los valores posibles. Será formar óxidos en las condiciones de ánodo (Eh> 0) y sulfuros en condiciones de cátodo (Eh <0). Sin embargo, se disolverá como Cu (+ 2a) en condiciones ácidas en el ánodo (Eh> 0) y precipitar en un cátodo (Eh <0) en forma metálica.17.5 Especificaciones para Diagramas CombinadasLos Eh-pH-diagramas normales muestran el efecto de pH y el potencial en las áreas de estabilidad de diferentes especies. La opción Combinar, ver Fig. 2, que permite ver el efecto de otras variables en el mismo diagrama. Básicamente, estos diagramas combinadas se realiza mediante la superposición de hasta cuatro diagramas normales juntos. Estos diagramas separados pueden calcularse utilizando el elemento principal, la temperatura, molalidad (concentración) o la presión como una variable. El tradicional Pourbaix-diagrams12 generalmente muestran el efecto de molalidad en el mismo diagrama. Estos diagramas combinados hacen que sea fácil de comparar el efecto de las principales variables del proceso sobre el comportamiento del sistema químico.La opción Combinar sólo dibuja diagramas combinados para el mismo sistema químico. Otras limitaciones son las mismas que para los diagramas normales Eh-pH. Tenga en cuenta que el usuario puede seleccionar diferentes variables para ser utilizado simultáneamente en el mismo diagrama combinado. Sin embargo, se recomienda encarecidamente utilizar una sola variable, como molalidad o la temperatura, ya que los diagramas combinados multivariables serán difíciles de leer. El diagrama combinado puede llegar a ser muy complicado si se seleccionan más de dos elementos principales diferentes en un diagrama.1. Especificaciones del sistema químicoLas especificaciones del sistema químico de los esquemas combinados se hacen exactamente de la misma manera que para los diagramas normales, ver el capítulo 17.2. El H2O-sistema Fe-S-se utiliza aquí como ejemplo cuando se describen el enfoque y las propiedades de los diagramas combinado. Las selecciones se

muestran en la Fig. 7. Las temperaturas disponibles deben especificarse en forma especificaciones del sistema, la figura 1.2. Eh-pH-Diagrama MenúLa modificación del sistema químico, así como otros ajustes se realizan en el Diagrama de menús en la misma forma que para los diagramas normales descritas en el Capítulo 17.3. En este ejemplo no se hicieron cambios en las selecciones predeterminadas. La única acción fue para presionar Combine, ver Fig. 2.3. Combine MenúLa variable que se utiliza para dibujar los diagramas combinados, se selecciona en el menú Combinar, ver Fig. 8. El usuario puede seleccionar hasta cuatro conjuntos de datos que se utilizará en los cálculos con la opción Seleccionar. Cada conjunto de datos especifica ajustes para un solo diagrama normal, que se incluirá en el diagrama combinado.La idea básica es que todos los valores deben originalmente ser el mismo en cada conjunto de datos. Valores Restablecer restaurarán los valores originales. El usuario puede entonces dar diferentes valores para una variable en cada conjunto de datos. La molalidad de hierro ha sido seleccionado para la variable en la Fig. 8 dando el valor 1,00E + 00 para el conjunto de datos 1, por lo general se selecciona automáticamente 1,00E-03 para el conjunto de datos 2 y 1,00E-06 por conjunto de datos 3. La opción Seleccionar y línea de texto cada vez que se modifica un conjunto de datos.Un diagrama combinado se puede extraer pulsando Diagrama cuando se han dado los valores de las variables para los conjuntos de datos.Diferentes variables se pueden utilizar simultáneamente en cada conjunto de datos. Sin embargo, se recomienda utilizar sólo una variable porque diagramas multivariables son difíciles de leer. Tenga en cuenta también que sólo el potencial del electrodo de hidrógeno está disponible si más de una temperatura se usa para el Eh-pH-diagrama combinado.

Fig. 7. Especificación de un sistema de H2O-Fe-S-una-pH-diagrama Eh.

Fig. 8. Especificación de un diseño del diagrama combinado para un sistema Fe-S-H2O.Las opciones de la línea de texto especifican qué valores de variables se utilizan como etiquetas de línea. Por lo general, los diagramas combinadas son tan complicados que se necesitan etiquetas de las líneas para distinguir las líneas de diferentes conjuntos de datos entre sí. Las etiquetas de línea se encuentran automáticamente en el punto medio de las líneas. La opción Línea de texto se selecciona automáticamente sobre la base de la última variable cambiada. Sin embargo, el usuario puede cambiar esta selección justo antes de comenzar los cálculos finales con Diagrama.Las siguientes opciones de texto de línea se pueden utilizar:- Elemento principal- Temperatura: (todos los números redondeados a enteros)- Molalidad y Presión: Sólo se utilizan los tres últimos caracteres de los números. Por ejemplo, "1,00E-03" se acorta a "-03".- Datos Número Set- Ninguno: no se utilizan etiquetas de línea.La opción Fuente se refiere al elemento que se utiliza para la molalidad y etiquetas de línea de presión. Se selecciona automáticamente de acuerdo a la última variable editada. Sin embargo, el usuario puede cambiar esto antes de pulsar Diagrama. El diálogo de formato de etiqueta de línea se puede abrir pulsando línea de texto Font, ver Fig. 8.

La Edición Copiar y pegar selecciones se pueden utilizar para editar la molalidad y los valores de presión. Tabla muestra todos los resultados de los cálculos, que se utilizan para dibujar el diagrama definitivo, véase el capítulo 17.7.Diagrama calcula todos los conjuntos de datos seleccionados y muestra el diagrama combinado, consulte el Capítulo 17.6. Salir devuelve el control al formulario menú Diagrama, Fig. 1.4. Instrucciones breves para crear un combinado Eh-pH-diagrama1. Especifique sistema químico y pulse EPH, ver Fig. 7.2. Acepte la configuración predeterminada y pulse Combine, ver Fig. 2.3. Dar los valores de una variable, por ejemplo, molalidad 1,00E + 00 para el conjunto de datos 1, 1,00E-03 para el conjunto de datos 2 y 1,00E-06 por conjunto de datos 3. Pulse Diagrama para calcular el diagrama combinado, ver Fig. 8 y la fig. 9.17.6 Combined Eh-pH-DiagramsLa base de cálculo y la apariencia de los diagramas combinados es el mismo que para los Eh-pH diagramas normales tratados en los capítulos anteriores. Los diagramas combinados se reducen a diagramas normales si se selecciona sólo un conjunto de datos, ver Fig. 8. Sin embargo, hay algunas diferencias que se tratan en este capítulo. El diagrama combinado del ejemplo Fe-S-H2O se muestra en la Fig. 9.El principal elemento de la selección de los diagramas combinados se hace en los cuatro datos Establece opciones, Fig. 8. El elemento principal seleccionado puede ser visto desde el encabezamiento del diagrama. El primer elemento en el rubro "Fe-S-H2O-sistema a 25 ° C" es siempre el elemento principal. Tabla muestra todos los resultados de los cálculos, que se utilizan para dibujar el diagrama final, ver el capítulo 17.7 para más detalles.

Fig. 9. Combinado Eh-pH-diagrama para un-H2O-sistema Fe-S a 25 ° C. La molalidad Fe valores de 1, 10-3 y 10-6 se han utilizado como parámetro.

Fig. 10. Los resultados de cálculo utilizados para dibujar el diagrama final. Este formulario se puede abrir pulsando la tabla en forma de diagrama, ver Fig. 9.

17.7 resultados de cálculo de diagramas CombinadasEl módulo Ef realiza automáticamente todos los cálculos necesarios para la elaboración del diagrama. El libro resultado puede verse pulsando tabla en forma Diagrama, ver Fig. 9. Normalmente no necesita preocuparse de estas hojas en absoluto. Es posible utilizar esta información, por ejemplo, para ver las coordenadas numéricos exactos de las líneas o para identificar algunas áreas de estabilidad muy pequeñas y complejas, etc. La modificación de esta hoja de trabajo no tiene efecto sobre el diagrama.El libro de resultados contiene seis hojas. Los primeros cuatro hojas (DS1, DS2, DS3, DS4) son para la línea de coordenadas basado en conjuntos de datos de 1 a 4. Estas hojas contienen los nombres de las especies, números de área, línea de coordenadas y propiedades de línea.La hoja de la etiqueta contiene los nombres de etiqueta y la etiqueta de coordenadas, así como los números de área, que conectan la etiqueta para las líneas finales especificados en la hoja de Líneas. Esta hoja da las coordenadas calculadas de las líneas en el diagrama final. Estas dos hojas también muestran todas las propiedades de formato utilizados para dibujar las etiquetas y las líneas en el diagrama. El número de área se calcula con la fórmula.

donde n es el número de serie de datos.

Por ejemplo, significa que la etiqueta se combina a partir de datos en los conjuntos de 2 y 3.Usted puede imprimir la hoja activa (o todas las hojas) pulsando Imprimir. Salir cierra el libro resultado y se vuelve a la forma anterior.17.8 Eh - pH - Diagramas en la PrácticaEl módulo HSC EPH permite la creación rápida y fácil de diagramas de Pourbaix para el sistema químico requerido en condiciones especificadas por el usuario. Estos diagramas contienen la información básica del sistema acuoso en una forma compacta e ilustrativo. Estos diagramas se han encontrado muchas aplicaciones en la ingeniería de la corrosión, la geoquímica y la hidrometalurgia desde la publicación de la famosa handbook12 Pourbaix Atlas.En la hidrometalurgia, el Eh-pH-diagramas se puede utilizar, por ejemplo, para especificar las condiciones de lixiviación selectiva o precipitación. En la ingeniería de la corrosión, pueden ser utilizados para analizar el comportamiento de disolución y pasivación de diferentes metales en ambientes acuosos. Estos diagramas también pueden ser utilizados para ilustrar el comportamiento químico de los diferentes iones en soluciones acuosas.Los geoquímicos utilizan el Pourbaix Diagramas muy comúnmente para estudiar el proceso de erosión y sedimentación química. El proceso de erosión se utiliza para predecir lo que sucederá con un mineral, que está expuesta a condiciones de oxidación de ácido a alta temperatura y presión. Diagramas de Pourbaix también se pueden utilizar para estimar las condiciones, que fueron necesarios para formar ciertos sedimentos y otros minerals17 en el pasado geológico.Algunos ejemplos de aplicación de módulo y Pourbaix diagramas EPH se dan en el capítulo 18, así como un ejemplo del formato de archivo Efe.

El cloro-Oxígeno lixiviación de un concentrado de sulfuro de zinc de bajo grado de flotación

En una planta convencional - tostación - lixiviación - electroobtención de zinc, en el concentrado el excesivo de hierro es un problema porque se forman durante el tostado las ferritas de hierro-zinc insolubles. Para reducir al mínimo esta dificultad, la mayoría de plantas de zinc domésticos no aceptarán un concentrado que contiene más de 7 pct Fe o menos de 50 pct Zn. Esto por lo general impide el uso de sulfuro de zinc se concentra cuando molienda fina no liberará la esfalerita o cuando el mineral esfalerita contiene hierro excesivo.