Hidrometalurška metoda za vađenje plemenitih metala iz vatrostalne sulfidne rude. Preuzmite knjigu "Analitička hemija sumpora" (1.9Mb) Otapanje pirita u azotnoj kiselini

Istraživanje razvoja nove hidrometalurške tehnologije korištenjem nitratnog luženja originalne „zlatne glave“ i naknadnog topljenja nastalog kolača obavljeno je na dva uzorka bogatog gravitacijskog koncentrata koji sadrži zlato („zlatna glava“) iz rudnika Kholbinsky u JSC Buryatzoloto.

Kao rezultat istraživanja, predloženo je da OJSC Buryatzoloto izvrši radove na ispitivanju i uvođenju tehnologije za preradu „zlatne glave“ sa ispiranjem nitrata. Uvođenje ove tehnologije će eliminirati radno intenzivne operacije pečenja i topljenja svinja, eliminirati oslobađanje otrovnih plinova, smanjiti gubitke plemenitih metala (za 2-3%) i smanjiti troškove obrade "zlatne glave" za polovicu .

U procesu prerade ruda koje sadrže zlato u fabrikama za dobijanje zlata (GRP) u ciklusu gravitacionog obogaćivanja, dobija se bogat koncentrat koji sadrži zlato, tzv. može se izdvojiti do 50% zlata i srebra. Ovisno o sastavu prerađene početne rude, ovaj gravitacijski koncentrat sadrži sljedeće minerale: sulfide (pirit, arsenopirit, galena, sfalerit itd.), tehnogeni otpad (metalno željezo, olovo, bakar) i okside željeza, silicija, aluminija - do 50% . Maseni udio zlata u GL je po pravilu 1-10%. Ovaj koncentrat je vrlo otporan na cijanidaciju, jer je zlato relativno veliko i u bliskoj je vezi sa sulfidima i kvarcom. Kako bi se smanjili gubici u procesu vađenja plemenitih metala, proizvodi sa velikim i vatrostalnim zlatom počinju da se izoluju u fazi mlevenja i u prvoj fazi gravitacionog obogaćivanja rude zlata, a zatim se nakon gravitacione dorade prerađuju u posebnoj tehnološkoj ciklus.

Trenutno se za preradu ugljičnog dioksida koristi tehnologija, čija je glavna operacija oksidativno prženje koncentrata na temperaturi od 500-700 ° C. Zatim se dobiveni šljunak topi u olovnu leguru (werkblei) i kupeliran i na visokoj temperaturi (850-900°C). Ponekad se pepel (sa malom količinom obojenih metala) direktno topi u leguru zlata i srebra. Općenito, tehnologiju koja koristi operaciju prženja karakterizira visok radni intenzitet, oslobađanje toksičnih plinova sumpora, arsena i olova, te proizvodnja značajne količine industrijskih proizvoda koji sadrže zlato (prašina, šljaka, otpadne kapi), iz kojih se mora izvući dodatno zlato. Sve to dovodi do primjetnih tehnoloških i mehaničkih gubitaka plemenitih metala.

Za preradu bogatih koncentrata koji sadrže zlato, otpornih na gravitaciju, obećava kisela tehnologija prema kojoj se početni koncentrat (OC) tretira otopinom dušične kiseline, a čvrsti sediment (kolač) topi. Ova tehnologija omogućava eliminaciju radno intenzivne operacije pečenja, sprečavanje oslobađanja otrovnih gasova i smanjenje gubitaka plemenitih metala.

Koristeći kiselinu, istraživanja su provedena na dva uzorka „zlatne glave“ rudnika Kholbinsky Buryatzoloto OJSC.

Karakteristična karakteristika GR uzoraka je prevladavanje sulfida u njima i prisustvo tehnogenog otpada, koji je gvožđe-bakar - sa pretežnom količinom bakra. U uzorku br. 1 maseni udio sulfida bio je veći od 60%, uključujući 35% galenit. U uzorku br. 2 prevladava pirit - više od 80%, galenit - 6,0%. Maseni udjeli zlata i srebra u uzorku br. 1 su 14,52%, odnosno 3,76%; u uzorku br. 2 - 4,34% i 1,36%.

Takav gravitacijski koncentrat s prilično složenim mineralnim sastavom i prisustvom tehnogenog otpada karakterizira povećana postojanost, stoga postojeća tehnologija prerade ugljičnog dioksida u preduzeću uključuje tri radno intenzivne operacije: pečenje na 700-900 ° C (za 6 sati), topljenje u rudno-termalnoj peći koristeći Werkblei i kupelu. Direktna ekstrakcija plemenitih metala u leguru ne prelazi 96%. Dobijeni srednji proizvodi (čvrsti proizvod za prečišćavanje plina, šljaka, lomljena cigla iz peći i lomljeni ostaci iz kapljica) vraćaju se u tehnologiju obrade sirovine (obično za mljevenje prije cijanizacije). Stepen ekstrakcije plemenitih metala iz ovih sredina nije utvrđen.

Tehnološka shema za preradu ugljičnog dioksida ispiranjem nitrata prikazana je na Sl.

Dušična kiselina je jako oksidaciono sredstvo i, u interakciji sa sulfidima, stvara jedinjenja rastvorljiva u vodi. Izuzetak je galenit, koji se raspada i formira nerastvorljivi olovni sulfat. Tehnogeni otpad, predstavljen uglavnom gvožđem i bakrom, u potpunosti prelazi u rastvor. Nakon nitratnog luženja (NAL) GL, dobiva se otopina koja sadrži većinu nečistoća i čvrst proizvod u kojem su koncentrirani plemeniti metali, nerastvorljivi oksidi (uglavnom oksidi silicija i željeza) i olovo sulfat (olovo u oksidiranom obliku). Dobiveni čvrsti proizvod (kolač) se odvaja od rastvora, suši i topi da bi se dobila legura zlata i srebra.

Kao rezultat luženja, određena količina srebra (10%) može ući u otopinu. Za njegovu ekstrakciju, nakon odvajanja kolača, kuhinjska so se unosi u rastvor, a iz rastvora se oslobađa srebro u obliku nerastvorljivog hlorida, koji se može rastopiti ili zajedno sa kolačem koji sadrži zlato, ili zasebno, da bi se dobio tehnički srebro sa masenim udjelom metala od 98-99%.

Rezultati eksperimenata sa ispiranjem nitrata uzoraka „zlatne glave“ i topljenjem nastalih kolača pokazali su sljedeće.

1. Prilika za rudnik Kholbinsky da eliminiše radno intenzivne i visokotemperaturne operacije pečenja, topljenja i kupelacije, čime se sprečava oslobađanje otrovnih gasova od pečenja i topljenja iz svinja.

2. Povećati ekstrakciju plemenitih metala u ingot tako što ćete značajno smanjiti (dva puta za uzorak br. 1 i pet puta za uzorak br. 2) masu rastopljenog proizvoda (kolač), shodno tome smanjiti količinu šljake. i eliminisanje srednjaka: lomljenja kapljica i cigli. Očekivani porast vađenja plemenitih metala je 2-3%.

3. Tokom ACR procesa „zlatne glave“, srebro se izluži do 8%. Da bi se smanjila ekstrakcija srebra u rastvor, razvijeni su i predloženi ACR uslovi. Istovremeno se ekstrakcija srebra u otopinu smanjila za skoro 30 puta.

4. Nakon topljenja osušenih pogača iz AKV „zlatne glave“ uzorka br. 1 pomoću poznatog punjenja (soda, boraks, kvarc), dobijena je legura ukupnog masenog udjela zlata i srebra od 90%. I nakon topljenja kolača iz uzorka AKV „zlatna glava“ br. 2 pomoću eksperimentalnog punjenja, dobivene su legure s ukupnim masenim udjelom zlata i srebra od 95-99%.

5. Značajna količina galenita u CG dovodi nakon ACR-a do primjetne tranzicije olova u komercijalnu zlato-srebrnu leguru, što smanjuje kvalitetu gotovog proizvoda. Tokom istraživanja utvrđeni su uslovi i odabrana šarža za topljenje kolača koji sadrži do 25% olova za dobijanje legure zlato-srebro sa ukupnim masenim udjelom zlata i srebra od 95-99%.

6. Istraživanja ispiranja ugljičnog dioksida dušičnom kiselinom (uzorak br. 2) pokazala su da se prilično potpuna razgradnja pirita (više od 97%) postiže ispiranjem otopinom dušične kiseline koncentracije 500-550 g/l (vidi stol). To je zbog činjenice da je pirit (više od 90%) u relativno velikoj klasi (minus 0,5 + 0,25 mm) i da su za njegovu razgradnju potrebni stroži uslovi.

Prema rudniku Kholbinsky, specifična cijena obrade 1 kg ugljičnog dioksida (uzorak br. 1) za tehnologiju pečenja iznosi 93,6 rubalja. Specifični troškovi tehnologije sa ispiranjem nitrata istog uzorka su 44,9 rubalja, tj. troškovi prerade ugljičnog dioksida razvijenom hidrometalurškom tehnologijom smanjeni su za polovicu.

Na dva uzorka koncentrata bogatog gravitacijskog sulfida koji sadrži zlato („zlatna glava“) rudnika Kholbinsky Buryatzoloto OJSC, provedena su istraživanja za razvoj nove hidrometalurške tehnologije korištenjem nitratnog luženja originalnog MG i naknadnog topljenja rezultirajućeg kolača.

Utvrđeni su uslovi za ispiranje vatrostalnog gravitacionog koncentrata (GC) koji sadrži sulfide (do 80%) i tehnogeni otpad (do 16%). Određeni su uslovi za ACR sa minimalnim otapanjem srebra. Nakon ACR-a dobijeni su kolači (čvrsti proizvodi) sa većim (2-5 puta) sadržajem plemenitih metala nego u originalnom CG. Uslovi topljenja su razvijeni za proizvodnju legura sa ukupnim masenim udjelom zlata i srebra od 96-99%.

Izvršena je tehničko-ekonomska procjena predložene hidrometalurške tehnologije prerade ugljičnog dioksida. U odnosu na postojeću tehnologiju prerade ugljičnog dioksida u poduzeću pomoću prženja, troškovi prerade ugljičnog dioksida razvijenom hidrometalurškom tehnologijom smanjeni su za polovicu.

Stepen razgradnje pirita tokom ACV 3G uzorka br. 2

Uvod

1. Pregled literaturnih izvora i formulacija problema istraživanja . 6

1.1. Kinetika rastvaranja čvrste supstance 6

1.1.1. Osnovni principi teorije procesa rastvaranja 6

1.1.2. Metode za proučavanje kinetike rastvaranja 11

1.2. Kinetika rastvaranja i hidrohemijske oksidacije metalnih halkogenida. 16

1.2.1. Oksidi 17

1.2.2. Sulfidi 30

1.2.2.1. Pirit 36

1.2.2.2. Sfalerit 55

1.3. Metode planiranja eksperimenata i matematičko modeliranje kinetike procesa rastvaranja 60

1.4. Izjava o problemu istraživanja 69

2. Eksperimentalni dio 71

2.1. Priprema objekata istraživanja 71

2.1.1. Pirit 71

2.1.2. Sfalerit 73

2.2. Priprema i standardizacija oksidacionih rastvora 73

2.2.1. Azotna kiselina 76

2.2.2. Vodonik peroksid 77

2.2.3. Natrijum hipohlorit 79

2.3. Mjerenje brzine procesa rastvaranja sulfida 82

2.4. Određivanje sadržaja metalnih katjona u uzorcima 85

2.4.1. Priprema uzoraka i digestija 85

2.4.2. Gvožđe(III) 86

2.4.3. Cink 88

2.5. Identifikacija čvrstih produkta reakcije 90

2.6. Određivanje rastvorljivosti metalnih nitrata u rastvorima azotne kiseline 92

2.7. Dobivanje kinetičkih modela 93

3. Rezultati i diskusija 95

3.1. Pirit u oksidirajućim otopinama. 95

3.1.1. Azotna kiselina 95

3.1.2. Vodonik peroksid 110

3.1.3. Natrijum hipohlorit 126

3.2. Sfalerit u oksidacionim rastvorima 132

3.2.1. Azotna kiselina 132

3.2.2. Vodonik peroksid 146

3.2.3. Natrijum hipohlorit 164

Zaključak i zaključci 188

Spisak korištenih izvora 192

Prijave 237

Uvod u rad

Proučavanje kinetike i mehanizma procesa rastvaranja neophodno je za optimizaciju poznatih i razvoj novih tehnologija za ekstrakciju metala iz rudnih sirovina.

Otapanje je složen heterogen višestepeni proces. Njegov teorijski opis moguć je samo u prilično jednostavnim slučajevima. Različite eksperimentalne metode koje se koriste za proučavanje rastvaranja kristalnih supstanci razlikuju se u stanju čvrste faze i uslovima hidrodinamičke interakcije. Najtačniji kinetički podaci o rastvaranju čvrstih materija mogu se dobiti metodom rotacionog diska, čime se obezbeđuje jednaka dostupnost površine u smislu difuzije i mogućnost izračunavanja difuzionog toka reagensa u zonu interakcije ili produkta reakcije u zapreminu. rješenja. Ova metoda je obavila najveći dio posla.

Najvažniji pravac fizičko-hemijskih istraživanja u hidrometalurgiji je traženje reagenasa i određivanje kinetičkih parametara procesa rastvaranja u cilju odabira tehnoloških načina ekstrakcije metala iz rudnih sirovina. U radu se utvrđuju kinetički obrasci hidrohemijske oksidacije sulfida uobičajenih u rudama - pirita i sfalerita - u prisustvu azotne kiseline, vodikovog peroksida i natrijum hipohlorita u širokom spektru uticajnih faktora.

Za opisivanje ovisnosti brzina rastvaranja ovih sulfidnih spojeva o koncentraciji reagensa, pH, temperaturi, intenzitetu miješanja i trajanju interakcije, izgrađeni su kinetički modeli. Pošto je za rotirajući disk poznat opšti oblik zavisnosti brzine rastvaranja od svakog od navedenih faktora, tehnika izvođenja punog faktorskog eksperimenta i dobijanja

5 proračuna polinoma, koji su zatim pretvoreni u kinetičke modele, omogućavajući njihovu fizičko-hemijsku interpretaciju.

Ovisnosti specifičnih brzina rastvaranja pirita i sfalerita od utjecajnih parametara u prisutnosti ovih oksidacijskih agenasa prvi put su proučavane metodom rotirajućih diskova. Rezultirajući novi kinetički modeli vrijede za širok raspon promjena u utjecajnim parametrima i omogućavaju izračunavanje količine metala koji prelazi u otopinu po jedinici površine kristalnog jedinjenja za bilo koju kombinaciju koncentracije reagensa, pH, temperature, miješanja intenzitet i trajanje interakcije.

Utvrđuju se detalji mehanizma proučavanih procesa, priroda međučvrstih proizvoda, razlozi i uslovi njihovog nastanka, kao i priroda uticaja na kinetiku rastvaranja. Predložene su termodinamički utemeljene sheme mehanizma interakcije koje odgovaraju uočenim kinetičkim ovisnostima.

Rad je izveden na Odsjeku za hemiju Tverskog državnog tehničkog univerziteta. Njegov sadržaj odgovara „Prioritetnim pravcima fundamentalnih istraživanja Ruske akademije nauka“ (Dodatak 4 naredbi Prezidijuma Ruske akademije nauka od 2. decembra 1996. br. 10103-449) u dijelu 2.1.5. Naučna osnova za efikasnu preradu obnovljivih i netradicionalnih hemijskih sirovina i 2.2.3. Razvoj procesa koji štede resurse i koji su ekološki prihvatljivi za integrisanu preradu rudnih sirovina i njihovog otpada.

Rezultati rada su od interesa za fizičku hemiju procesa hidrohemijske oksidacije i rastvaranja sulfida i hidrometalurške tehnologije.

Metode planiranja eksperimenata i matematičko modeliranje kinetike procesa rastvaranja

Razmotrimo opća pitanja oksidacije pirita. Interes za kinetiku i mehanizam oksidacije pirita proizlazi kako iz činjenice da je on najčešći sulfid, tako i zbog mogućnosti korištenja FeS2 za pretvaranje sunčeve energije u električnu i kemijsku energiju, kao anodnog depolarizatora u proizvodnji vodika i katoda u baterijama velike gustine energije. Oksidacija pirita u vodenim rastvorima bila je predmet opsežnih istraživanja u ekstraktivnoj metalurgiji (kao što je odvajanje zlata iz vatrostalnih ruda), preradi uglja, geohemiji i u formiranju kiselih rudarskih voda. Osim toga, oksidacija pirita je važan proces u geohemijskim ciklusima sumpora i željeza.

Pogodan način za predstavljanje regiona stabilnih stanja u zavisnosti od redoks potencijala i pH rastvora - Pourbaix dijagrami za sistem "Fe-S-H2O" su dati u radu (sl. 1.2). U radu se razmatra uticaj pH vrednosti na stanje površine pirita. Termodinamički proračuni su pokazali da su moguće reakcije oksidacije pirita sa stvaranjem H2S, HS i S2" metastabilne, jer se ne mogu odvijati u granicama elektrohemijske stabilnosti vode. Uz dovoljnu količinu kiseonika u rastvoru, glavni proizvod oksidacije pirita je jon SC 42. Analiza rezultirajućeg dijagrama Pourbaixa "Eh - pH" za sistem "FeS2 - O2 - H20" pokazala je da je pri visokim vrijednostima Eh preovlađujući proizvod oksidacije pirita Fe (OH)3.Pri manje pozitivnim (ili više negativnim) vrijednostima ORP može se formirati FeC03 (do pH 8,6) ili Fe(OH)2 (pri pH 8,6).Stepen oksidacije površine pirita treba povećati s povećanjem pH, a oslobađanje elementarnog sumpora može se dogoditi samo pri pH 1,5. Na svježe izloženoj površini pirita nalazi se film oksidacijskih produkata koji se sastoji od unutrašnjeg gustog sloja sulfid karbonata ili sulfid hidrata i vanjskog poroznog sloja Fe (OH)3, što otežava pristup elektrolitu površini FeS2. Na osnovu Pourbaix dijagrama, zaključeno je da intenzivno otapanje ovog filma počinje pri pH 1,5-1,7. Na pH 0,5, pirit je izložen elementarnom sumporu koji se formira na njegovoj površini.

Radovi daju preglede kinetike oksidacije pirita. Rad je također doprinio razumijevanju ovih reakcija.

Općenito je prihvaćeno da je otapanje pirita u kiselim i oksidirajućim uvjetima elektrohemijski proces, koji se može opisati sljedećim sumarnim jednadžbama:

Iz jednadžbe (1.45) slijedi da oksidacija pirita u sulfatne ione uključuje ukupan prijenos 15 elektrona. Budući da su reakcije prijenosa elektrona obično ograničene na jedan ili najviše dva elektrona, proces uključuje nekoliko koraka. Brojni istraživači sugeriraju da se konačni produkti reakcije - sumporni i sulfatni joni - mogu formirati kroz međuoblike: S03, S203 i Sn06 (n = 4 6). Odsustvo intermedijarnih sulfoksianiona u prisustvu Fe(III) ukazuje da Fe(III) brzo oksidira sulfoksianione.

U radovima zasnovanim na teoriji molekularnih orbitala, zaključeno je da stvaranje tiosulfata može biti prva faza oksidacije atoma sumpora u piritu. U prisustvu pirita, tiosulfat se može katalitički oksidirati u tetrationat.Takođe je poznato da Fe3+ joni imaju sposobnost brzog pretvaranja tiosulfata u tetrationat.

Autori radova su postulirali da umjesto elementarnog sumpora nastaje pirit sa nedostatkom željeza Fei_xS2 kao metastabilni produkt, koji se dalje preuređuje u elementarni sumpor i stabilni sulfid; Fei+J,S2 Fei+y-x&2 + Fe2+ + 2xyo.. Elektrohemijski eksperimenti sprovedeni u , pokazali su da se u nevodenom rastvaraču ne primećuje značajna anodna struja na piritnoj elektrodi. Na osnovu ovoga, autori su zaključili da pri razgradnji pirita u vodenom rastvoru ne dolazi do polureakcije (1.44). Analiza površine rendgenskom fotoelektronskom spektroskopijom pokazala je da produkti reakcije otapanja pirita uključuju tvari kao što su elementarni sumpor, polisulfidi i željezo i sumporni oksidi. Ramanovi spektri su pokazali da se i elementarni sumpor i polisulfidi formiraju na površini oksidiranog pirita. U radovima su proučavane i površine pirita nakon njegovih reakcija sa vodenim rastvorima, metodom fotoelektronske spektroskopije rendgenskih zraka.

Priprema i standardizacija oksidacionih rastvora

U radu je proučavana kinetika interakcije praha FeS2 sa rastvorima H2O2 u perhlornoj kiselini. Otapanje pirita odvija se u kinetičkom režimu (Eact = 57 kJ-mol"). Stopa koncentracije H2O2 bila je blizu prvog reda. Promjena [HCl4] i [ClCl4] nije imala utjecaja na W. Uvođenje FTT-a jona u reakcioni sistem daje blagi pozitivan efekat (IF - [Ґ]), dok dodavanje jona S042- dovodi do njihove adsorpcije i inhibicije procesa (W 4 2).

U ovom radu proučavana je kinetika oksidacije praškastog pirita vodonik peroksidom u rastvoru HC1. Proces se odvija u kinetičkom režimu (EaiiT = 65 kJ-mol-1; linearna zavisnost konstante brzine od recipročnog radijusa čestica; red u H2O2 1,32). Utvrđeno je odsustvo zavisnosti od WOT[H], dok su joni SG negativno uticali na brzinu.

Pirit u prahu oksidiran je vodikovim peroksidom u otopinama fosforne kiseline. Ustanovljen je kinetički režim (El. = 57 kJ mol-1; linearna zavisnost konstante brzine od recipročnog radijusa čestica; prvi red u vodikovom peroksidu). Fosfatni joni imaju inhibitorni učinak na proces oksidacije pirita.

U literaturi postoje podaci o drugim supstancama čija interakcija s površinom pirita uzrokuje usporavanje procesa njegovog rastvaranja: acetilaceton, huminske kiseline, amonijum lignosulfonati, oksalna kiselina, natrijev silikat, natrijev oleat, acetatni joni, urea, purin, /-riboza, itd.

Razgovarajmo o oksidaciji pirita otopinama dušične kiseline. Autori su testirali ponašanje sintetičkog FeS, prirodnog pirotita Fe7Ss, pirita FeS2 i drugih metalnih sulfida kada su izloženi dušičnoj kiselini. Niži sulfidi pretežno formiraju elementarni sumpor, dok pirit i halkopirit formiraju sulfatne ione.

U radu je proučavana kinetika rastvaranja praha pirita u dušičnoj kiselini. Disulfidni joni iz FeSs su oksidirani u sulfatne ione i elementarni sumpor, a većina sumpora u rastvoru bila je u SC 2- obliku. Brzina reakcije nije zavisila od intenziteta mešanja. Pronađene vrijednosti prividnog Ea1GG bile su 52 kJ-mol-1 pri C = 25% i 25 kJ-mol-1 pri 10%.

Anodna oksidacija pirita u 0,22 M HNO3 na 26-80 C proučavana je volamperometrijom. Udio FeS2 oksidiranog u S, bez obzira na temperaturu, smanjivao se s povećanjem potencijala sa 70% pri q 0,82 V na 0% pri 9 1"5 V.

U radu se ukazuje na mogućnost intenziviranja procesa rastvaranja pirita i markazita u azotnoj kiselini upotrebom mikrotalasne energije. Prikazani su rezultati proučavanja ponašanja nikl-gvozdenog pirotita u vrućoj dušičnoj kiselini.

Razmotrimo oksidaciju pirita drugim oksidantima. Prilikom oksidacije FeS2 i FeS sa mangan dioksidom pri pH = 8, jedini produkti oksidacije FeS bili su elementarni sumpor i sulfatni joni, dok su za; FeS2 pretežno nalazi SO4 jone, kao i tiosulfat, tritionat, tetrationat i pentationat ione kao intermedijere.Tiosulfatni ioni su oksidirani mangan dioksidom u tetrationate, dok su preostali intermedijeri oksidirani direktno u SO4. Produkti reakcije ukazuju da se oksidacija FeS2 odvija po tzv. „tiosulfatnom” mehanizmu, a FeS po „polisulfidnom” mehanizmu.

Za reakciju oksidacije FeS2, vrijednosti brzine izračunate iz količine sumpora i željeza prenesene u otopinu su se pokazale jednake 1,02 odnosno 1,12 nmol-m 2 s-1. Budući da su ove vrijednosti u istom rasponu kao i ranije objavljene brzine oksidacije pirita ionima Fe3+, kao i budući da su ioni željeza dobro poznati kao oksidator pirita, autori zaključuju da čak i u prisustvu MnO2, Fe+ joni mogu biti oksidanti za e$2 i FeS. Na površini željeznog sulfida, Fe + joni se redukuju u Fe2+, koji se zatim oksidiraju mangan dioksidom ponovo u Fe3+. Unatoč niskoj topljivosti feri željeza u neutralnom okruženju, literatura pokazuje da ono ipak može poslužiti kao oksidant ako ostane adsorbirano na površini pirita. Dakle, redoks par Fe3+/Fe2+ osigurava transport elektrona između površina dva čvrsta jedinjenja. Radovi daju informacije o mogućem učešću drugih redoks parova (Fe/Fe$2 i MnOa/Fe) prilikom rastvaranja pirita u prisustvu mangan dioksida u kiseloj sredini.

U radu su prikazani rezultati istraživanja kinetike oksidacije praškastog pirita sa kalij-dihromatom u rastvoru sumporne kiseline. Reakcija se odvija u kinetičkom režimu, što dokazuje odsustvo zavisnosti brzine od intenziteta mešanja i Eshcr = 43 kJ-mol"1. Eksperimentalni redosled za reagense je 0,52 za ​​dikromat i 0,85 za sumpornu kiselinu, respektivno. .

U radu je predložen mehanizam koji objašnjava povećanje brzine oksidacije pirita u neutralnom okruženju u prisustvu bikarbonatnih jona. U radu je opisana kinetika oksidacije pirita u otopinama natrijevog karbonata, au komunikaciji u otopinama natrijevog hidroksida.

U radu je proučavano ponašanje pirita u otopinama natrijevog hipohlorita metodom rotirajućih diskova. Utvrđeno je da je praktično nezavisan od [H] pri pH 7. U slabo alkalnoj sredini (pH = 8-5-9) primećuje se nagli pad brzine, a pri pH 9 odsustvo zavisnosti W na pH je ponovo zabilježen. Predložene su jednadžbe koje opisuju proces oksidacije FeS2 rastvorom NaOCl u jako kiseloj (pH 3) i alkalnoj sredini (pH 8). Pri pH = 6 dobijen je kinetički model iz kojeg slijedi K298 - 1,48-10 dm3 cm 2-s 9 i Eact = 27,5 kJ-mol. Uočeni red reakcije u NaOCl jednak je jedinici, a u smislu frekvencije rotacije diska - (-0,5), što je tipično za difuzijske procese. Proračun difuzijskih tokova pokazao je da je ograničavajući stupanj uklanjanje produkta reakcije s površine minerala. Pri pH 8, brzina oksidacije je direktno proporcionalna kvadratnom korijenu trajanja eksperimenta. Dobivena je zavisnost brzine od temperature (Eac1 = 10,5 kJ-mol"1), koncentracije hipohlorita (W C) i frekvencije rotacije diska (W co0). Pri pH S brzina procesa je ograničena unutrašnjom difuzijom. reagensa ili proizvoda u porama filma nove faze a -Eios, koji se formira na površini minerala.

U ovom radu proučavana je elektrooksidacija pirita u rastvorima NaCl. Oksidacija pirita je sprovedena u elektrolizeru punjenom 10% rastvorom NaCl na temperaturi od 35-40 C. Trenutna efikasnost procesa oksidacije pirita elektrohemijski generisanim hipohloritom dostigla je 97%.

Proučavana je kinetika redukcije vodene otopine klora pri pH = 2 i 4 na rotirajućoj disk elektrodi od pirita. U ovom pH opsegu, CI2 (aq) postoji u obliku HOCI, a rastvorljivost Fe(III) opada. Redukcija rastvorenog hlora pri potencijalu od 0,6 V (u odnosu na N.K.E.), pri pH = 2, dešava se vrlo malo. Uočeno odstupanje od Lewinove jednačine za gustinu struje kontrolisane transportom pri potencijalu od 0,5 V (u odnosu na n.e.) postaje značajno pri malim brzinama diska.

Određivanje rastvorljivosti metalnih nitrata u rastvorima azotne kiseline

Priprema odabranih uzoraka za analizu sastojala se od uklanjanja neizreagovanog oksidanta iz njih uz istovremeno pretvaranje u oblik pogodan za određivanje. Da bi se to postiglo, odabrani uzorci otopine stavljeni su u kemijske čaše otporne na toplinu i ispareni do suhog u pješčanoj kupelji. Dobiveni čvrsti ostatak je držan na temperaturi kupke 2-5 minuta sve dok vidljivi znaci reakcije raspadanja ne nestanu, nakon čega su čaše izvađene iz kupke i ostavljene da se malo ohlade. Zatim je uzorcima u malim porcijama dodavana precizno izmjerena zapremina 2 N rastvora hlorovodonične kiseline (klasa reagensa) i destilovana voda, čime je osigurano potpuno otapanje ostatka. Dobijeni rastvor je kvantitativno prebačen u volumetrijske tikvice za analizu.

U slučajevima kada su odabrani uzorci sadržavali suspendirane čestice (npr. koloidni sumpor), prije raspadanja im se dodavalo 1-2 cm koncentrovane sumporne kiseline (klasa reagensa), a zatim se vršilo tzv. isparavanje na pješčanoj podlozi, kupka dok se ne stvori bijeli dim. Štaviše, zbog oksidacije koloidnih nečistoća: koncentriranog H2S04, otopine su postale prozirne i bezbojne. Ako dodana količina sumporne kiseline nije bila dovoljna da potpuno eliminira opalescenciju uzorka, postupak se ponavlja. Ako je kao rezultat interakcije sa sumpornom kiselinom otopina poprimila žutu boju, dodalo se 5-10 cm koncentrirane otopine H2O2 i ponovo isparilo dok se vodikov peroksid potpuno ne razgradi (bez mjehurića 02) i pojavi bijeli dim. . Zatim su čaše izvađene iz kupke i ostavljene da se ohlade. U nastalu otopinu dodavano je malo destilovane vode i precizno izmjerena zapremina viška 10% (težinski) rastvora amonijaka dok se ne pojavi karakterističan oštar miris. Nakon toga, čaše su ponovo stavljene u pješčanu kupelj i isparene sve dok volumen otopine u njima ne postane minimalan (skoro dok se kristali ne talože). Zatim su čaše izvađene iz kupke, a njihov sadržaj, nakon hlađenja, otopljen u minimalnoj zapremini destilovane vode i kvantitativno prebačen u volumetrijske tikvice za analizu.

Istovremeno je izveden Blank eksperiment, isparavanjem ali-kvote destilovane vode u pješčanoj kupelji i podvrgavanjem gore opisanom postupku obrade. Rješenje dobiveno kao rezultat sličnih radnji služilo je kao "nulto" rješenje pri analizi sadržaja metalnih katjona u uzorcima.

Koncentracija Fe + kationa u otopini određena je fotometrijski bojom kompleksa sa sulfosalicilnom kiselinom.

Sulfosalicilna (2-hidroksi-5-sulfobenzojeva) kiselina proizvodi tri različito obojena kompleksa sa Fe3+ jonima, koji se međusobno razlikuju po sastavu. Pri pH = 2-3, u rastvoru postoji crveno-ljubičasti kompleks sa odnosom gvožđe:reagens 1:1. Pri pH = 4-7 prevladava smeđe-narandžasti kompleks sa omjerom komponenti 1:2. Pri pH = 8-10, žuti kompleks sa omjerom komponenti 1:3 je stabilan. Ljubičasti kompleks, stabilan u kiseloj sredini, je neosetljiv (koeficijent molarne ekstinkcije je 2,6 × 10 na X = 490 nm). Stoga je za određivanje Fe3+ korišten žuti kompleks koji je stabilan u alkalnoj sredini. Maksimum apsorpcije ovog kompleksa je u području od 420-430 nm, a molarni koeficijent ekstinkcije je 5,8-103. Rastvori kompleksa gvožđa(III) sulfosalicilata su prilično stabilni.

Tehnika fotometrijskog određivanja je sljedeća. Rastvor dobijen nakon razgradnje uzorka, koji ne sadrži više od 300 μg Fe(IH), prebačen je u volumetrijsku tikvicu od 50 cm3. Zatim je tu dodano 2 cm3 2 N. Rastvor H2S04 (do pH = 2-3), 5 cm3 10% (težinski) rastvora sulfosalicilne kiseline i 5-10 cm3 5% (težinski) vodenog rastvora amonijaka (do pH = 9). Sadržaj tikvice je doveden do oznake destilovanom vodom, promešan i nakon 5-10 minuta optička gustina dobijenog žutog rastvora je izmerena na spektrofotometru KFK-3 u kivetama debljine 1 cm na talasnoj dužini od 425 nm ( plavi filter).

Predlaže se korištenje destilovane vode kao referentnog rješenja. Kako bi se izbjegle sistematske greške povezane s mogućim prisustvom jona željeza u korištenim reagensima, kao referentni rastvor korišten je “nulti” rastvor, koji je prošao kompletnu proceduru obrade prema gore navedenoj metodi, ali nije sadržavao ione željeza.

Za konstruiranje kalibracionog grafikona pripremljena je standardna otopina Fe(III) soli s koncentracijom iona željeza od 1 mg cm-3 prema metodi. Da bi se to postiglo, 8,6350 g gvožđe amonijum stipse NFLtFetSO 12H20 (hemijski čistog kvaliteta) rastvoreno je u volumetrijskoj tikvici od 1 dm3 i dodato je 5 cm3 koncentrovane sumporne kiseline. Sadržaj tikvice je doveden do oznake destilovanom vodom uz mešanje. Radni rastvori sa koncentracijom jona gvožđa od 20 μg-cm-3 pripremljeni su na dan eksperimenta razblaživanjem 5 cm standardnog rastvora gvožđa (III) destilovanom vodom u odmernoj tikvici do 250 cm3.

Sfalerit u oksidirajućim rastvorima

Dobivena vrijednost energije aktivacije u kombinaciji sa utvrđenim redoslijedom brzine u C i Co potvrđuje zaključak o autokatalitičkoj prirodi interakcije sfalerita sa dušičnom kiselinom, koja se javlja pri C 13 mol-dm: u mješovitom, bliskom kinetičkom režimu .

Jednačina (3.48) vam omogućava da vizualizujete uticaj na W najvažnijih faktora: C(NZH)z), G i co. Na sl. Na slikama 3.16 i 3.17 prikazane su površine brzine otapanja sfalerita u zavisnosti od kombinacije vrijednosti C, G i w, C, redom. Iz njih proizilazi da povećanje C i T, kao i smanjenje co, dovode do monotonog povećanja W), zbog čega je za proučavani raspon utjecajnih parametara najveća vrijednost brzine ( 1,57-10 mol-dm -s) postiže se pri maksimalnim vrijednostima koncentracije i temperature i minimalnoj vrijednosti frekvencije rotacije diska (respektivno, pri C = 12,02 mol-dm 3, T = 333 K i co - 1,6 s -1). Iz ovih slika je jasno da se stepen uticaja ovih faktora na vrednost W smanjuje u nizu: T C co.

Usporedba kinetičkih parametara procesa rastvaranja pirita i sfalerita u dušičnoj kiselini u rasponu koncentracija koji odgovara uzlaznoj grani ovisnosti W = f2 i 2,5 M HNO3. obrađen u autoklavu na temperaturi od 130-160 °C. Minimalna vrijednost temperature odgovara trenutku stvaranja isparljivog NO. Na maksimalnoj temperaturi (160 °C), pritisak pare u autoklavu dostiže 1200 kPa. Ukupno trajanje procesa je 4 sata Provjera rastvorljivosti nastalog taloga u HNO3 (pri pH = 4) pokazala je da je nakon 4 sata tretmana koncentracija As u otopini bila 1,6 mg/l.

U radu je opisana metoda za nitratnu obradu flotacionih i gravitacionih koncentrata bogatih Ag-As (sadržaj srebra od 0,8 do 31,5 kg/t), u kojima su kao pridružene korisne komponente prisutni bizmut, nikl, kobalt, bakar i cink. Preporučuje se da se mješavina koncentrata podvrgne luženju otopinom HNO3 (potrošnja kiseline 124% mase koncentrata) na temperaturi od 125 °C, tlak kisika 1 MPa; F:T=6:1, D 30 minuta. U ovom slučaju, 95-99% prisutnih metala, uključujući arsen i željezo, prelazi u otopinu. Iz nastalih rastvora redom se talože: srebro u obliku hlorida (uvođenjem NaCl); bizmut oksihlorid-hidroksid; sediment željeznog arsena (neutralizacija rastvora amonijakom, odnosno: do pH = 0,4-0,8 i 0,8-1,8) i mešavina nikla, kobalta, krede i puž sulfida (tretman rastvora amonijum sulfatom pri pH = 5 -7). Kalciniranjem AgCl sa sodom na 600 °C dobijen je metalni srebrni prah visoke čistoće. Preporučuje se prerada drugih čvrstih proizvoda standardnim metodama, takođe za dobijanje čistih metala. Rastvor nitrata koji se dobije nakon odvajanja mulja predlaže se da se koristi kao đubrivo. Stepen ekstrakcije srebra i drugih metala tokom hemijske metalurške obrade sedimenata dostiže 99%.