Мфтериалы Второго Международного Конгресса. Цветные металлы

Подождите немного. Документ загружается.

240

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

например NaCl-NaF-Na

обеспечивает 95–97% извлечение вольфрама из концентрата

в форме вольфрамата натрия. Сплавление концентрата с тройной солевой системой при

1223–1273 К

в течение 1 часа приводит к переводу вольфрама в солевой расплав, при этом

часть концентрата (~20%) остается нерастворенной, она содержит главным образом

SiO

, CaO, Fe

. Верхний солевой вольфраматный расплав сливают с твердого остатка.

Вольфрам получают восстановлением вольфрамата натрия алюминием в среде расплава

по методике [5]. Следует учитывать, что наряду с восстановлением вольфрама имеется

вероятность прохождения побочных реакций восстановления компонентов концентрата

(железо и др.). Это может явиться причиной повышенного содержания примесей в конеч-

ном продукте. Результаты получения порошка вольфрама приведены в таблице 3.

Таблица 3

Условия получения порошка вольфрама из шеелитового концентрата

Состав расплава Температура

Т, К

Извлечение

вольфрама

в расплав, % мас.

Содержание

алюминия,

Выход порошка

вольфрама,

% мас.

компонент масса, г

NaCl 50 1170–1273 95–97 2,5 93–95

NaF 25

концентрат 15

По результатам рентгенофазового анализа продуктами восстановления являются од-

нофазные порошки вольфрама. Элементный анализ порошков показал, что содержание

примесных элементов зависит от используемого исходного сырья. Порошок, полученный

из оксида вольфрама, имеет следующий состав, % мас.: W – 98–99; Fe – 0,2–0,3; Cu – 0,3 0,4.

Порошок из шеелитового концентрата, % мас.: W – 96–97; Fe – 0,5–0,6; Cu – 0,4–0,5; неме-

таллические примеси – 1,2–1,5. Экспериментально установлен гранулометрический со-

став порошков вольфрама, полученного из оксида в расплавах отдельных солей, а также

вольфрама, полученного из шеелитового концентрата в расплаве тройной солевой систе-

мы (табл. 4). Из данных следует, что порошки вольфрама с наибольшей удельной поверх-

ностью (29

⋅10

–1

) образуются в расплаве хлорида натрия.

Таблица 2

Условия получения порошков вольфрама

Состав расплава,

Температура

Т, К

Содержание алюминия Выход

вольфрама,

масс. %

г масс. % от потраченного

– 50

– 5

1160

1,20 100 85

– 50

– 5

1160 1,56 130 96

– 20

– 5

1160 1,38 115 95

NaCl – 50

– 5

1160 1,20 100 87

NaCl – 50

– 5

1160 1,56 130 97

NaCl – 20

– 5

1160 1,38 115 98

241

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

Таблица 4

Гранулометрические характеристики порошков вольфрама

Исходное

соедине-

ние

Состав

расплава

Средний

диаметр,

мкм

Модальный

диаметр,

мкм

Медианный

диаметр,

мкм

Максималь-

ный диаметр,

мкм

Удельная

поверхность,

–1

38,5 38,1 32,9 131,0 4,5⋅10

NaCl 5,1 9,3 3,7 16,3 29⋅10

CaWO

NaCl

NaF

12,7 14,47 9,73 85,97 12,96⋅10

Таким образом, восстановление кислородных соединений вольфрама алюминием

в среде расплавов солей щелочных металлов при 1123–1273 К приводит к образованию

металлических порошков вольфрама с большой удельной поверхностью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Панов В.С., Чувилин А.М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и из-

делий из них. М.: МИСиС. 2001.

2. Каламазов Р.У., Цветков Ю.В., Кальков А.А. Высокодисперсные порошки вольфра-

ма и молибдена. М.: Металлургия. 1988.

4. 3. Пат. 2243063 (РФ) Способ получения металлического порошка вольфрама /

Ю.И. Мулин, В.В. Гостищев. 2004.

5. Пат. 2285586 (РФ) Способ получения порошка молибдена и его композитов с воль-

фрамом / В.В. Гостищев, Э.Х. Ри. 2006.

6. Гостищев В.В. Физико-химические аспекты получения порошка вольфрама вос-

становлением его соединений алюминием в ионных расплавах / Гостищев В.В., Бойко

В.Ф., Климова Л.А., Метлицкая Л.П.// Теоретические основы химической технологии.

2006. Т.40. №5. с. 584 – 587.

242

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА ИЗ РУД

А.С. Мукушева

АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», г. Алматы, Казахстан

Реализованный на месторождениях северного Казахстана способ кучного выщела-

чивания урана не является оптимальным, с точки зрения его эффективности. Снижение

скорости процесса выщелачивания и общего извлечения урана происходит из-за повы-

шенного содержания в руде глин и карбонатов, а также образующихся в процессе сульфа-

тов кальция, гидроксидов железа и алюминия, цементирующих рудную массу в нижней

части штабеля. Не оптимизированы также технологические параметры сернокислотного

выщелачивания [1].

На основе анализа проведенных экспериментальных и технологических исследований

кинетики процесса выщелачивания урана разработан ряд рекомендаций по усовершенство-

ванию и оптимизации процесса в условиях рудоуправления № 1 Степногорского горно-

химического комбината, которые позволят существенно повысить извлечение урана:

• Выявленные кинетические закономерности выщелачивания позволили рекомен-

довать применение пауз в орошении штабеля: паузу длительностью 1 сутки устанавли-

вать в тот момент, когда концентрация урана в продуктивном растворе снизится до 50 %

от максимально достигнутой; паузу длительностью 2 суток устанавливать при снижении

концентрации урана до 34±1 % от пиковой; паузу длительностью 3 суток устанавливать

при снижении концентрации урана до 27±4 % от пиковой. Рекомендуемый способ при-

вязки момента назначения паузы к концентрации раствора проще и удобнее, чем описан-

ный в литературе способ привязки к достигнутой степени извлечения.

• При вводе в рабочий раствор дополнительного окислителя (NH

)

извлечение

урана заметно возрастает на первом этапе выщелачивания (во время орошения без пауз),

тогда как при наличии пауз в орошении его роль значительно ниже.

• Рассчитаны параметры изменяемой плотности орошения штабеля: в начальный

период (без пауз) – 60 л/т за цикл = 60 л/(т⋅сут); в период с паузами – 120 л/т за цикл, что

составляет 60, 40 и 30 л/(т⋅сут) при длительности паузы 1, 2 и 3 суток соответственно.

•

Предотвращение кольматации нижних слоев штабеля может быть осуществлено пу-

тем отделения шламовой фракции с последующей переработкой методом агитационного

выщелачивания (в пачуках либо в автоклавах) и сорбцией урана из пульпы. В случае, если

содержание урана в шламовой фракции сопоставимо с его содержанием в товарной руде,

рациональным представляется направлять фракцию на автоклавное выщелачивание.

• Для эффективного проведения процесса рекомендовано во время пауз в ороше-

нии применять искусственную аэрацию штабеля в начале каждой паузы, с подачей его

в количестве, обеспечивающем полный воздухообмен в штабеле. Затраты на искусствен-

ную аэрацию при этом весьма несущественны, тогда как ожидаемый эффект значителен.

Установлено, что сочетание оптимального режима орошения и аэрации обеспечивает до-

статочно высокую степень извлечения урана даже без применения дорогостоящих высо-

коэффективных окислителей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Отчёт по НИОКР «Оптимизация технологии кучного выщелачивания на РУ-1 с це-

лью увеличения выпуска концентратов урана» (№ 354-СГХК), Институт высоких техноло-

гий АО «НАК «Казатомпром», Алматы, 2005, 125 с.

243

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

При решении проблемы мышьяксодержащих отходов производства цветных метал-

лов необходимо рассмотреть их в качестве техногенного сырья для получения товарных

мышьяксодержащих продуктов с дальнейшей их переработкой с доизвлечением из них

ценных компонентов.

Мышьяксодержащие отходы комбината «Тувакобальт» (Хову-Аксынское месторожде-

ние арсенидно-арсенатных кобальтовых руд, Тыва), подвергаясь ветровой и водной эро-

зии, представляют собой серьезную опасность для окружающей среды. В Хову-Аксынском

хвостохранилище накоплено не менее 75 тысяч тонн мышьяка с концентрацией 3,5–6,4 %.

Исследования показали, что происходит вымывание мышьяка из отходов в водные рас-

творы [1, 2].

В связи с вышесказанным актуальным является вопрос об удалении мышьяка из от-

ходов кобальтового производства. В работах [3–6] были проведены исследования разных

вариантов деарсенизации шламов комбината «Тувакобальт». Проведенные исследования

показали возможность снижения концентрации мышьяка посредством сульфидизирую-

щего обжига и других способов очистки от мышьяка. В продолжение этих исследований

в данной работе была поставлена задача по извлечению мышьяка из шламов кобальтово-

го производства в виде сульфидного продукта для изготовления необрастающих покры-

тий морских судов и сооружений.

Технология извлечения мышьяка из шламов включала твердофазный обжиг отходов

в смеси с содой, последующее водное выщелачивание обожженных шламов, в результате

которого мышьяк переходит в раствор и осаждение мышьяка из раствора в виде сульфида

мышьяка (рис. 1).

Технологическая схема вывода мышьяка из отходов кобальтового производства со-

стоит из следующих стадий (рис. 1.):

1. Подготовка шламов к обжигу (приготовление шихты):

– измельчение до порошкообразного состояния в отдельности составляющих ших-

ты; шлама, соды, каменного угля Тувинского месторождения;

– смешивание тонко измельченных компонентов шихты; шлама, соды, каменного

угля с соотношением 1 : 1 : 0,1 соответственно;

– взвешивание шихты.

2. Обжиг шихты с соотношением шлам/сода/уголь=1 : 1 : 0,1 в муфельной печи при

850

С в течение 3 часов:

– твердофазный обжиг с образованием продукта арсената натрия;

– взвешивание продукта;

– растирание продукта.

3. Выщелачивание продукта обжига арсената натрия водой при температуре 70

С:

– растворение арсената натрия;

– фильтрование пульпы на нутч-фильтре;

– промывание кека горячей водой;

– высушивание кека от выщелачивания.

4. Очищенный от мышьяка и высушенный кек собирается и упаковывается в мешки,

затем направляется на дальнейшую переработку для получения строительных материа-

лов, цветных металлов.

5. Осаждение мышьяка из щелочного водного раствора выщелачивания сульфидом

натрия в кислой среде:

– нейтрализация раствора до рН=3;

– образование сульфида мышьяка в кислой среде при рН=3;

ПЕРЕРАБОТКА ШЛАМОВ КОМБИНАТА «ТУВАКОБАЛЬТ»

С ПОЛУЧЕНИЕМ ПРОДУКТОВ МЫШЬЯКА

Р.О. Молдурушку, Ю.Д. Каминский, Н.И. Копылов, А.В. Полугрудов, Т.Е. Шоева

Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН,

г. Кызыл, Республика Тува, Россия

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск, Россия

244

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

– фильтрование пульпы на нутч-фильтре;

– промывка осадка горячей водой;

– высушивание осадка в сушильном шкафу.

Обжиг

850

Продукт арсенат

натрия

Выщелачивание

арсената натрия

O, 70

Пульпа

Фильтрация

Кек Раствор

Получение

керамических изделий

Осаждение

мышьяка

S, HCl

Фильтрация

Кислый

раствор

Пульпа

Осадок сульфида

мышьяка

Исходный шлам

Шихта

Рис. 1. Технологическая схема вывода мышьяка из шламов

комбината «Тувакобальт»

В процессе обжига при температуре 850

С происходит перевод малорастворимых

соединений мышьяка в водорастворимую форму арсената натрия

(AsO

)

+ 3Na

=2Na

AsO

+ 3MgCO

Твердофазный обжиг шламов проводился при следующих параметрах: соотношении

шихты шлам/сода/уголь=1 : 1 : 0,1; температуре 850

С; времени обжига 3 часа. Обожжен-

ный шлам (огарок), полученный в результате твердофазного обжига, содержал в среднем

2,64–2,91 % мышьяка. Рентгенофазовым анализом установлено, что минералогический

состав обожженных шламов представлен ортоклазом (23,27 %), карборундом (26,32 %),

магнезитом (3,83 %), гетитом (3,32 %), доломитом (3,26 %). В обожженных шламах орто-

клаз имеет линии с межплоскостными расстояниями (d 4,27; 3,79; 3,16; 2,61; 2,56 А), до-

ломит (d 2,83; 2,66; 2,17; 1,86; 1,51 А), магнезит (d 2,73; 2,51; 2,09; 1,70; 1,48 А), гетит

(d 4,20; 2,66; 2,47; 2,26; 2,17 А) (рис. 2). Идентификация исследуемых образцов по этало-

ну была проведена по рентгенометрическому определителю В.И. Михеева [7].

Для выявления оптимальных условий водного выщелачивания обожженных шламов

был применен метод многофакторного планирования эксперимента. В нашей модели из-

учали влияние 4 факторов (температуры, Т : Ж, времени выщелачивания, скорости пере-

мешивания) на степень извлечения мышьяка в раствор. Функциями отклика на измене-

ние переменных факторов были выбраны содержание мышьяка в кеке от выщелачивания

и степень извлечения мышьяка в раствор. Факторный эксперимент показал, что наиболее

значимыми факторами водного выщелачивания обожженных шламов являются темп

ера-

245

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

тура и соотношение твердой и жидкой фаз. Увеличение их значений будет положительно

сказываться на степени извлечения мышьяка в раствор. В результате факторного экспери-

мента выявлены следующие оптимальные условия проведения водного выщелачивания

обожженных шламов: температура 70

С, соотношение твердой и жидкой фаз Т: Ж=1:7,

продолжительность выщелачивания 30 мин. Содержание мышьяка в кеке от выщелачи-

вания в среднем составило 0,9 %, а степень извлечения мышьяка в раствор 76 %. После

водного выщелачивания промытый, очищенный от мышьяка высушенный кек направля-

ется на получение строительных керамических материалов, цветных металлов.

ри водном выщелачивании арсената натрия мышьяк переходит в раствор. Содер-

жание мышьяка в растворах составило 3–7 грамм на литр. Кобальт (0,57 мг/л), никель

(0,88 мг/л), медь (0,35 мг/л) переходят в водный раствор в незначительных количествах.

Из арсенатно-карбонатного раствора мышьяк сульфидом натрия в кислой среде пе-

реводится в сульфид мышьяка (рис. 3).

Исходный водный арсенатно-карбонатный раствор, используемый для исследова-

ния осаждения мышьяка, был получен при следующих параметрах: температуре 70

С,

соотношении Т : Ж=1 : 4, времени выщелачивания 30 мин. Концентрация мышьяка в ис-

ходном водном растворе составила 6,6 г/л.

В качестве кислотного реагента использовалась соляная кислота 30 %. Осаждение

сульфида мышьяка происходит при значении рН=3.

Для оптимизации технологических параметров были проведены опыты по осаж-

дению сульфида мышьяка из щелочных водных растворов при комнатной температуре

и при температурах 50

С, 70

С. Результаты опытов по осаждению мышьяка из растворов

приведены в таблице 1. Как видно из таблицы, наибольшая степень осаждения (99,6 %)

мышьяка из раствора наблюдается в фильтратах, полученных при температуре 50

С,

в опытах № 3 и № 4. Оптимальным условием осаждения мышьяка из раствора является

проведение процесса при нагревании, а именно при температуре 50

С.

Образующийся желтый осадок сульфида мышьяка является небольшим по объему,

компактным малотоксичным и хорошо сохраняющимся продуктом.

Таким образом, проведенное исследование показало возможность удаления мышья-

ка из шламов комбината «Тувакобальт» путем твердофазного обжига с последующим во-

дным выщелачиванием и осаждением сульфида мышьяка из раствора. Данная технология

позволяет извлечь из отходов кобальтового производства мышьяк в товарные продукты,

а также снизить негативное влияние отходов на окружающую среду.

Рис. 2. Дифрактограмма обожженных шламов

Таблица 1

Степень осаждения мышьяка при различной температуре

№ опыта V раствора,

мл

С (As) в растворе,

г/л

С (As) в осадке сульфида

мышьяка, %

Степень

осаждения, %

Исходный

водный раствор 200 6,6

1 (25

С)

229 0,41 32,08 92,8

2 (25

С)

222 0,50 33,32 91,6

3 (50

С)

244 0,023 48,62 99,6

4 (50

С)

250 0,028 31,48 99,5

5 (70

С)

250 0,46 39,52 91,5

246

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

Нейтрализация

до pH=3

р-р HCl 30 %р-р HCl 30 %

р-р Na

S 12 %

Пульпа

Фильтрация, промывка

Фильтрат

Кислый раствор

Осадок сульфида

мышьяка

Исходный раствор

мышьяка

р-р HCl

O (горяч)

Анализ Анализ

Нейтрализация

до pH=3

Осаждение

Проверка на полноту

осаждения

р-р Na

S 12 % + 10 % от СНКр-р Na

S 12 % + 10 % от СНК

Рис. 3. Технологическая схема осаждения сульфида мышьяка

из щелочных водных растворов

ЛИТЕРАТУРА

1. Гаськова О. Л., Бортникова Е. П., Бортникова С. Б., Андросова Н. В. Эксперимен-

тальное моделирование окислительного выщелачивания хвостов передела никель-

кобальтовых руд//Химия в интересах устойчивого развития. – 2000. – № 8. – С. 373–380.

2. Молдурушку Р. О., Каминский Ю. Д., Куликова М. П. Определение химического

состава растворов выщелачивания шламов комбината «Тувакобальт»//Вест.КазНУ. Сер.

хим. –2007. – № 5 (49). – с. 243–247.

3. Копылов Н. И., Каминский Ю. Д. Сульфидизирующий обжиг мышьяксодержащего

кобальтового концентрата//Технология неорганических веществ и материалов. 2007.-

том 8. –№ 8. – С. 341–345.

4. Копылов Н. И., Каминский Ю. Д. Безотвальная переработка упорного мышьяксо-

держащего сырья – технологии XXI века//Первый Международный конгресс «Цветные

металлы Сибири – 2009», 8–9 сентября, 2009 г., Красноярск. С. 507–512.

5. Каминский Ю. Д., Копылов Н. И. Вывод мышьяка из отвалов кобальтового произ-

водства//Первый Международный конгресс «Цветные металлы Сибири – 2009», 8–9 сен-

тября, 2009 г., Красноярск. С. 513–515

6. Каминский Ю. Д., Копылов Н. И., Молдурушку Р. О. Удаление мышьяка из от-

вальных кеков комбината «Тувакобальт»//Химическая технология. Том 10. № 11. 2009.

– С. 669–673.

7. Михеев В. И. Рентгенометрический определитель минералов.- М. 1957. – 868 с.

247

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

Особая значимость в технологической практике придается решению задач коллек-

тивного и селективного выделения металлов из сложных водно-солевых систем. При реа-

лизации наиболее часто используемых сульфатных схем переработки полиметаллических

материалов часто сталкиваются с вопросами о взаимном влиянии компонентов на повы-

шение или снижение их растворимости.

Эффективность гидрометаллургических процессов переработки полиметаллического

свинецсодержащего рудного сырья и других одноименных материалов, извлечения метал-

лов из насыщенных солями растворов, работа аппаратов цепи «выщелачивание-переработка

растворов» напрямую связаны с характером поведения солевых компонентов.

В литературе имеются сведения о растворимости индивидуальных сульфатов при

различной температуре и кислотности [1, 2] и характере растворимости в тройных и чет-

верных водно-сульфатных системах, образованных солевыми парами [3–6]. Исследова-

лась зависимость растворимости индивидуального сульфата свинца от температуры, кон-

центрации серной кислоты. Было показано, что при 25

С растворимость сульфата свинца

растет с увеличением концентрации серной кислоты [1]. Независимыми исследованиями

установлено, что повышение концентрации хлорида трехвалентного железа при высоких

температурах ведет к повышению растворимости хлорида свинца, а при низких способ-

ствует более эффективному его высаливанию [7, 8]. Более сложные свинецсодержащие

сульфатные водно-солевые системы не изучались.

Для понимания происходящих в многокомпонентных сульфатных системах процес-

сов, происходящих при гидрометаллургической переработке полиметаллического сырья,

а тем более составления выводов о корректировке их технологических и технических па-

раметров известных в литературе сведений о растворимости недостаточно.

Цель настоящей работы – изучение водно-солевой системы, содержащей сульфаты

Pb (II), Fe (III), Fe (II), и сопутствующие – Zn (II) и Cu (II) для получения сведений о вза-

имной растворимости солей и оценки их поведения в остывающих технологических рас-

творах. Особенно интересно было проследить за характером изменения растворимости

сульфата свинца в зависимости от присутствия сопутствующих сульфатов, температуры,

концентрации серной кислоты, ионной силы растворов, близких к насыщению.

Для работы были использованы сульфаты меди и цинка марки «чда», сульфаты свин-

ца, железа (II) и железа (III), серная кислота марки «хч».

Анализы на содержание ионов свинца (II) проводили методом атомной адсорбции

(спектрометр Analyt-2000, Perkin Elmer, США). Концентрацию в жидких фазах ионов

меди, цинка и железа определяли с использованием методов классического объемного

анализа – комплексонометрии, хроматометрии, сульфат-иона – весовым методом.

Содержание (растворимость) компонентов исследуемой сульфатной системы

(SO

)

-FeSO

-PbSO

-ZnSO

-CuSO

-H

(* – 50 и 70 г/дм

) приводили в г/дм

как наиболее удобном варианте выражения концентрации в гидрометаллургии.

Растворимость PbSO

исследовали при различных температурах (90, 70, 50 и 25

С).

Были выбраны два вида исходных, близких к насыщению растворов, соответствующих по-

лученным при технологических испытаниях по начальным концентрациям компонентов:

• суммарное содержание Fe (II) + Fe (III) = 70 г/дм

, Сu – 30 г/дм

, Zn – 50 г/дм

–

содержания постоянные; содержание свинца соответствовало растворимости его сульфата

при 90

С;

РАСТВОРИМОСТЬ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ

PbSO

–Fe

(SO

)

–FeSO

–ZnSO

–CuSO

–H

В ПОЛИТЕРМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

Е.А. Сычева

Дочернее государственное предприятие «Восточный научно-исследовательский

горно-металлургический институт цветных металлов» Республиканского

государственного предприятия «Национальный центр по комплексной

переработке минерального сырья Республики Казахстан»,

г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан

248

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

• содержание серной кислоты в первом модельном исходном растворе – 50 г/дм

а во втором – 70 г/дм

В обоих случаях варьировали соотношение ионов Fe (II) и Fe (III) в пределах их сум-

мы (70 г/дм

) следующим образом: 20–50, 30–40, 35–35, 40–30, 50–20 г/дм

. Этим мо-

делировали изменение содержания железа (II) и железа (III) в растворах окислительного

выщелачивания сульфидного полиметаллического сырья и в растворах, подвергающихся

регенерации окислителя – Fe

(SO

)

, учитывая поведение сульфата свинца

в присутствии

сульфатов железа (II и III), меди (II) и цинка (II). Максимальная температура соответство-

вала условиям выщелачивания, минимальная – кристаллизации основной части сульфа-

та свинца.

Исследование гетерогенных равновесий системы PbSO

– Fe

(SO

)

– FeSO

– ZnSO

–

CuSO

– H

O проводилось с использованием одного из методов физико-химического ана-

лиза – снятия кривых растворимости при 90, 70, 50 и 25

C и построением графических

(политерм) и аналитических зависимостей взаимной растворимости солевых пар компо-

нентов системы и ионной силы на основе результатов анализа состава равновесной жид-

кой фазы остывающих модельных растворов, соответствующих технологическим. Экспе-

рименты проводили при постоянном перемешивании. После достижения равновесия при

каждой из заданных температур, системы отстаивались в термостатированных условиях.

Пробы жидких фаз отбирались и анализировались на содержание металлов, рассчитыва-

лись соответствующие значения ионной силы.

В таблицах 1, 2 и на рисунке приведены данные, полученные о растворимости ком-

понентов при охлаждении модельных растворов системы PbSO

-Fe

(SO

)

-FeSO

-CuSO

ZnSO

-H

O в выбранных условиях эксперимента.

Таблица 1

Сведения о растворимости в системе

PbSO

-Fe

(SO

)

-FeSO

-CuSO

-ZnSO

-H

O (H

O – 50 г/дм

)

Исходное содержание

Fe (II)/Fe (III), г/дм

Содержание в равновесной жидкой фазе, г/дм

Pb (II) Fe (III) Fe (II) Cu (II) Zn (II)

20/50 0,25 49,43 18,5 29,63 49,5 5,6264

30/40 0,21 39,44 29,25 28,3 49,4 5,5339

35/35 0,17 34,83 34,01 27,36 49,24 5,4795

40/30 0,12 29,27 39,6 27,1 48,1 5,4083

50/20 0,057 19,75 49,21 27,04 47,1 5,3133

20/50 0,2 49,31 19,41 29,44 49,31 5,6258

30/40 0,13 39,41 29,25 27,6 49,21 5,5093

35/35 0,075 34,73 34,26 26,97 49,11 5,4686

40/30 0,07 29,25 39,5 26,9 48,2 5,2585

50/20 0,067 19,43 48,85 26,83 47,11 5,2433

20/50 0,054 48,55 19,59 28,72 48,92 5,5757

30/40 0,049 39,40 29,25 27,5 48,8 5,4953

35/35 0,048 34,73 34,09 26,73 48,67 5,4466

40/30 0,048 29,25 39,4 26,5 48 5,3837

50/20 0,048 19,34 47,48 26,41 47,03 5,2179

20/50 0,036 45,28 19,1 27,76 48,82 5,4215

30/40 0,033 39,40 26,25 26,59 48,55 5,3871

35/35 0,03 34,01 33,18 26,28 48,6 5,3860

40/30 0,026 28,25 39,3 26,2 47,8 5,3355

50/20 0,026 19,34 45,06 26,17 46,93 5,0868

– ионная сила раствора

249

Второй международный конгресс

Цветные металлы

–

2010

, г. Красноярск

•

Раздел III

•

Производство цветных и редких металлов

Таблица 2

Сведения о растворимости в системе

PbSO

-Fe

(SO

)

-FeSO

-CuSO

-ZnSO

-H

O (H

O – 70 г/дм

)

Исходное содержа-

ние Fe (II)/Fe (III),

г/дм

Содержание в равновесной жидкой фазе, г/дм

Pb (II) Fe (III) Fe (II) Cu (II) Zn (II)

20/50 0,029 46,11 18,5 29,23 49,19 6,0887

30/40 0,024 38,42 25,00 28,00 48,80 5,9765

35/35 0,021 33,28 32,86 27,12 48,09 5,9740

40/30 0,018 23,00 38,40 27,00 48,00 5,7768

50/20 0,015 18,16 44,73 26,86 47,93 5,7759

20/50 0,019 45,39 18,01 28,88 48,61 6,0389

30/40 0,014 38,00 23,9 27,50 48,40 5,9111

35/35 0,013 32,01 32,1 26,88 48,10 5,9067

40/30 0,012 23,00 38,5 26,8 47,88 5,7709

50/20 0,012 18,19 44,23 26,59 47,78 5,7563

20/50 0,017 45,35 17,7 28,40 48,38 6,0119

30/40 0,013 37,40 23,00 26,70 48,00 5,8379

35/35 0,012 30,80 31,61 26,19 47,60 5,8245

40/30 0,011 22,90 39,4 26,13 47,50 5,7656

50/20 0,01 18,01 44,14 26,11 47,30 5,7242

20/50 0,011 44,69 17,03 27,80 48,12 5,9409

30/40 0,011 36,70 22,9 26,30 47,90 5,7995

35/35 0,01 24,74 31,13 26,01 47,33 5,7656

40/30 0,01 22,70 38,60 25,86 47,30 5,7238

50/20 0,01 17,80 43,74 25,30 47,05 5,6789

– ионная сила раствора

Рис. 1. Зависимость растворимости сульфата свинца от содержания сульфата железа (III)

при концентрации серной кислоты 50 г/дм

(а) 70 г/дм

и (б) в политермическом режиме

0,025

0,075

0,125

0,175

0,225

20 30 35 40 50

0,025-0,075 0,075-0,125 0,125-0,175 0,175-0,225

Содержание Pb, г/дм

Содержание железа 3

, г/дм

Температура

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

Содержание Pb, г/дм

20 30 35 40 50

Содержание железа 3

, г/дм

Температура

0,01-0,015 0,015-0,02 0,02-0,025 0,025-0,03

Мфтериалы Второго Международного Конгресса. Цветные металлы - 2010

Подождите немного. Документ загружается.