不同温度Fe-H2O体系的溶解组分优势区域图和Pourbaix图

作者：杨四齐; 夏先禹; 张利华^*; 白希为; 姚浩

来源：矿冶, 2023, 32(05): 64-73.

• Fe-H2O体系
• 热力学
• 羟基离子
• 溶解组分优势区域图
• Pourbaix图

针对Fe-H2O体系中重要的单核配合物进行计算分析，通过热力学手册获得各反应物质S298K0、ΔG298K0和CP0的数据，计算得到不同温度下的ΔGT0的数据，分别构建298、373、473、573 K温度下的溶解组分优势区域图和Pourbaix图。结果表明，Fe2+和Fe3+均可稳定存在于强酸性溶液中。随着溶液pH值的升高，Fe2+依次转化为FeOH+、Fe(OH)+和Fe(OH)-3,而Fe3+依次转化为FeOH2+、Fe(OH)+2、Fe(OH)30和Fe(OH)-4。在高电势区域，Fe2+被氧化成Fe3+,并进一步被氧化成FeO42-。随着温度的升高，溶液中Fe2+和Fe3+的稳定存在区域向酸性方向偏移而减少。通过控制体系电位和pH值条件，可以使铁以FeOOH/Fe2O3的形式沉淀。随着温度升高到373 K及以上，碱性条件下，Fe(OH)-4的优势区域出现，造成单质Fe的腐蚀。随着温度的升高，以固相形态存在的Fe、FeOOH/Fe2O3、Fe3O4稳定区域逐渐减少，液相区域不断扩大，特别是Fe2O3的固相区域减少明显。因此，热力学上，温度越高，对Fe金属的防腐及溶液中铁的沉淀越不利。

• 单位
  昆明理工大学