Υδρομεταλλουργική μέθοδος εξόρυξης πολύτιμων μετάλλων από πυρίμαχο θειούχο μετάλλευμα. Κατεβάστε το βιβλίο "Αναλυτική χημεία του θείου" (1.9Mb) Διάλυση πυρίτη σε νιτρικό οξύ

Έρευνα για την ανάπτυξη μιας νέας υδρομεταλλουργικής τεχνολογίας με χρήση νιτρικής έκπλυσης της αρχικής «κεφαλής χρυσού» και επακόλουθη τήξη του προκύπτοντος κέικ διεξήχθη σε δύο δείγματα συμπυκνώματος πλούσιας βαρύτητας που περιέχει χρυσό («χρυσή κεφαλή») από το ορυχείο Kholbinsky του JSC Buryatzoloto.

Ως αποτέλεσμα της έρευνας, προτάθηκε η Buryatzoloto OJSC να πραγματοποιήσει εργασίες για τη δοκιμή και την εισαγωγή της τεχνολογίας για την επεξεργασία της «χρυσής κεφαλής» με έκπλυση νιτρικών. Η εισαγωγή αυτής της τεχνολογίας θα εξαλείψει τις εργασίες έντασης εργασίας του ψησίματος και τήξης των χοίρων, θα εξαλείψει την απελευθέρωση τοξικών αερίων, θα μειώσει τις απώλειες πολύτιμων μετάλλων (κατά 2-3%) και θα μειώσει το κόστος επεξεργασίας της «χρυσής κεφαλής» στο μισό. .

Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας μεταλλευμάτων που περιέχουν χρυσό σε εργοστάσια ανάκτησης χρυσού (GRPs) στον κύκλο εμπλουτισμού με βαρύτητα, λαμβάνεται ένα πλούσιο συμπύκνωμα που περιέχει χρυσό, το λεγόμενο «χρυσό κεφάλι» (εφεξής GG), στο οποίο μέχρι έως το 50% του χρυσού και του αργύρου μπορεί να εξαχθεί. Ανάλογα με τη σύνθεση του επεξεργασμένου αρχικού μεταλλεύματος, αυτό το συμπύκνωμα βαρύτητας περιέχει τα ακόλουθα ορυκτά: σουλφίδια (πυρίτης, αρσενοπυρίτης, γαλήνιος, φαληρίτης κ.λπ.), τεχνογενή θραύσματα (μεταλλικός σίδηρος, μόλυβδος, χαλκός) και οξείδια σιδήρου, πυριτίου, αλουμινίου - έως 50%. Το κλάσμα μάζας χρυσού σε GL, κατά κανόνα, είναι 1-10%. Αυτό το συμπύκνωμα είναι πολύ ανθεκτικό στην κυανίωση, καθώς ο χρυσός είναι σχετικά μεγάλος και συνδέεται στενά με τα σουλφίδια και τον χαλαζία. Προκειμένου να μειωθούν οι απώλειες στη διαδικασία εξόρυξης πολύτιμων μετάλλων, τα προϊόντα με μεγάλο και πυρίμαχο χρυσό αρχίζουν να απομονώνονται στο στάδιο λείανσης και στο πρώτο στάδιο του βαρυτικού εμπλουτισμού του μεταλλεύματος χρυσού, στη συνέχεια μετά το φινίρισμα με βαρύτητα υποβάλλονται σε επεξεργασία σε ξεχωριστό τεχνολογικό κύκλος.

Επί του παρόντος, για την επεξεργασία του διοξειδίου του άνθρακα, χρησιμοποιείται μια τεχνολογία, η κύρια λειτουργία της οποίας είναι το οξειδωτικό ψήσιμο του συμπυκνώματος σε θερμοκρασία 500-700 ° C. Στη συνέχεια, η σκόνη που προκύπτει λιώνεται σε κράμα μολύβδου (werkbley) και κύπελλο επίσης σε υψηλή θερμοκρασία (850-900 ° C). Μερικές φορές η σκόνη (με μια μικρή ποσότητα μη σιδηρούχων μετάλλων) λιώνεται απευθείας σε κράμα χρυσού-αργύρου. Γενικά, η τεχνολογία που χρησιμοποιεί τη λειτουργία ψησίματος χαρακτηρίζεται από υψηλή ένταση εργασίας, απελευθέρωση τοξικών αερίων θείου, αρσενικού και μολύβδου και την παραγωγή σημαντικής ποσότητας βιομηχανικών προϊόντων που περιέχουν χρυσό (σκόνη, σκωρία, σταγόνες απορριμμάτων). από το οποίο πρέπει να εξαχθεί επιπλέον χρυσός. Όλα αυτά οδηγούν σε αισθητές τεχνολογικές και μηχανικές απώλειες πολύτιμων μετάλλων.

Για την επεξεργασία πλούσιων συμπυκνωμάτων που περιέχουν χρυσό, ανθεκτικά στη βαρύτητα, πολλά υποσχόμενη είναι η τεχνολογία οξέος, σύμφωνα με την οποία το αρχικό συμπύκνωμα (OC) επεξεργάζεται με διάλυμα νιτρικού οξέος και το στερεό ίζημα (κέικ) τήκεται. Αυτή η τεχνολογία καθιστά δυνατή την εξάλειψη της εντατικής εργασίας πυροδότησης, την πρόληψη της απελευθέρωσης τοξικών αερίων και τη μείωση των απωλειών πολύτιμων μετάλλων.

Χρησιμοποιώντας τεχνολογία οξέος, πραγματοποιήθηκαν μελέτες σε δύο δείγματα της «χρυσής κεφαλής» του ορυχείου Kholbinsky της Buryatzoloto OJSC.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα των δειγμάτων GR είναι η κυριαρχία των σουλφιδίων σε αυτά και η παρουσία τεχνογενούς σκραπ, που είναι σίδηρος-χαλκός - με κυρίαρχη ποσότητα χαλκού. Στο δείγμα Νο. 1, το κλάσμα μάζας των σουλφιδίων ήταν περισσότερο από 60%, συμπεριλαμβανομένου 35% γαλήνης. Στο δείγμα Νο 2, κυριαρχεί ο πυρίτης - περισσότερο από 80%, ο γαλήνιος - 6,0%. Τα κλάσματα μάζας χρυσού και αργύρου στο δείγμα Νο. 1 είναι 14,52% και 3,76%, αντίστοιχα. στο δείγμα Νο 2 - 4,34% και 1,36%.

Ένα τέτοιο βαρυτικό συμπύκνωμα με μια μάλλον περίπλοκη σύνθεση ορυκτών και την παρουσία τεχνογενών σκραπ χαρακτηρίζεται από αυξημένη ανθεκτικότητα, επομένως η υπάρχουσα τεχνολογία επεξεργασίας διοξειδίου του άνθρακα στην επιχείρηση περιλαμβάνει τρεις εργασίες έντασης εργασίας: ψήσιμο στους 700-900 ° C (για 6 ώρες), τήξη σε ορυκτό-θερμικό κλίβανο χρησιμοποιώντας Werkblei και κυπελλοποίηση . Η άμεση εξαγωγή ευγενών μετάλλων στο κράμα δεν υπερβαίνει το 96%. Τα προκύπτοντα μεσαία προϊόντα (προϊόν καθαρισμού στερεών αερίων, σκωρίες, σπασμένα τούβλα από τον κλίβανο και σπασμένα υπολείμματα από σταγονίδια) επιστρέφονται στην τεχνολογία επεξεργασίας πρώτης ύλης (συνήθως για άλεση πριν από την κυανίωση). Ο βαθμός εξαγωγής ευγενών μετάλλων από αυτά τα μεσαία δεν έχει προσδιοριστεί.

Το τεχνολογικό σχήμα για την επεξεργασία διοξειδίου του άνθρακα με έκπλυση νιτρικών αλάτων φαίνεται στο Σχ.

Το νιτρικό οξύ είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και, όταν αλληλεπιδρά με τα σουλφίδια, σχηματίζει υδατοδιαλυτές ενώσεις. Η εξαίρεση είναι το γαλήνιο, το οποίο αποσυντίθεται και σχηματίζει αδιάλυτο θειικό μόλυβδο. Το τεχνογενές σκραπ, που αντιπροσωπεύεται κυρίως από σίδηρο και χαλκό, μεταφέρεται πλήρως σε διάλυμα. Μετά την έκπλυση νιτρικών (NAL) του GL, λαμβάνεται ένα διάλυμα που περιέχει τις περισσότερες ακαθαρσίες και ένα στερεό προϊόν, στο οποίο συμπυκνώνονται ευγενή μέταλλα, αδιάλυτα οξείδια (κυρίως οξείδια πυριτίου και σιδήρου) και θειικός μόλυβδος (μόλυβδος σε οξειδωμένη μορφή). Το προκύπτον στερεό προϊόν (κέικ) διαχωρίζεται από το διάλυμα, ξηραίνεται και τήκεται για να παραχθεί ένα κράμα χρυσού-αργύρου.

Ως αποτέλεσμα της έκπλυσης, μια ορισμένη ποσότητα αργύρου (10%) μπορεί να εισέλθει στο διάλυμα. Για την εκχύλισή του, μετά τον διαχωρισμό του κέικ, εισάγεται επιτραπέζιο αλάτι στο διάλυμα και απελευθερώνεται άργυρος από το διάλυμα με τη μορφή αδιάλυτου χλωρίου, το οποίο μπορεί να λιώσει είτε μαζί με το κέικ που περιέχει χρυσό είτε ξεχωριστά, για να ληφθεί τεχνική ασήμι με κλάσμα μάζας μετάλλου 98-99%.

Τα αποτελέσματα πειραμάτων με έκπλυση νιτρικών δειγμάτων «χρυσής κεφαλής» και τήξη των κέικ που προέκυψαν έδειξαν τα εξής.

1. Η ευκαιρία για το ορυχείο Kholbinsky να εξαλείψει τις εργασίες ψησίματος, τήξης και τήξης σε υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούν εργασία και υψηλές θερμοκρασίες, εμποδίζοντας έτσι την απελευθέρωση τοξικών αερίων από το ψήσιμο και την τήξη από χοίρους.

2. Αυξήστε την εξαγωγή πολύτιμων μετάλλων στο πλινθίο μειώνοντας σημαντικά (κατά δύο φορές για το δείγμα Νο. 1 και πέντε φορές για το δείγμα Νο. 2) τη μάζα του λιωμένου προϊόντος (κέικ), μειώνοντας, αντίστοιχα, την ποσότητα της σκωρίας και εξάλειψη των μεσαίων: θραύση σταγονιδίων και τούβλα. Η αναμενόμενη αύξηση στην εξόρυξη πολύτιμων μετάλλων είναι 2-3%.

3. Κατά τη διαδικασία ACR «χρυσής κεφαλής», το ασήμι διοχετεύεται έως και 8%. Για να μειωθεί η εξαγωγή αργύρου στο διάλυμα, έχουν αναπτυχθεί και προταθεί συνθήκες ACR. Ταυτόχρονα, η εξαγωγή αργύρου στο διάλυμα μειώθηκε σχεδόν κατά 30 φορές.

4. Μετά την τήξη των αποξηραμένων κέικ από τη «χρυσή κεφαλή» AKV του δείγματος Νο. 1 με χρήση γνωστής γόμωσης (σόδα, βόρακας, χαλαζίας), προέκυψε ένα κράμα με συνολικό κλάσμα μάζας χρυσού και αργύρου 90%. Και μετά από τήξη κέικ από το δείγμα AKV "χρυσή κεφαλή" Νο. 2 χρησιμοποιώντας μια πειραματική φόρτιση, λήφθηκαν κράματα με συνολικό κλάσμα μάζας χρυσού και αργύρου 95-99%.

5. Μια σημαντική ποσότητα γαλήνης στο CG οδηγεί μετά το ACR σε μια αξιοσημείωτη μετάβαση του μολύβδου σε ένα εμπορικό κράμα χρυσού-αργύρου, το οποίο μειώνει την ποιότητα του τελικού προϊόντος. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, καθορίστηκαν οι συνθήκες και επιλέχθηκε ένα φορτίο για την τήξη του κέικ που περιέχει έως και 25% μόλυβδο για την παραγωγή ενός κράματος χρυσού-αργύρου με συνολικό κλάσμα μάζας χρυσού και αργύρου 95-99%.

6. Μελέτες για την έκπλυση διοξειδίου του άνθρακα με νιτρικό οξύ (δείγμα αρ. 2) έδειξαν ότι η αρκετά πλήρης αποσύνθεση του πυρίτη (πάνω από 97%) επιτυγχάνεται κατά την έκπλυση με διάλυμα νιτρικού οξέος συγκέντρωσης 500-550 g/l (βλ. τραπέζι). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο πυρίτης (πάνω από 90%) ανήκει σε σχετικά μεγάλη κατηγορία (μείον 0,5 + 0,25 mm) και απαιτούνται πιο αυστηρές συνθήκες για την αποσύνθεσή του.

Σύμφωνα με το ορυχείο Kholbinsky, το ειδικό κόστος επεξεργασίας 1 κιλού διοξειδίου του άνθρακα (δείγμα Νο. 1) για την τεχνολογία ψησίματος είναι 93,6 ρούβλια. Το ειδικό κόστος της τεχνολογίας με έκπλυση νιτρικών του ίδιου δείγματος είναι 44,9 ρούβλια, δηλ. το κόστος επεξεργασίας του διοξειδίου του άνθρακα με χρήση της αναπτυγμένης υδρομεταλλουργικής τεχνολογίας μειώνεται στο μισό.

Σε δύο δείγματα συμπυκνώματος πλούσιας βαρύτητας θειούχου χρυσού («χρυσή κεφαλή») του ορυχείου Kholbinsky του Buryatzoloto OJSC, πραγματοποιήθηκε έρευνα για την ανάπτυξη μιας νέας υδρομεταλλουργικής τεχνολογίας χρησιμοποιώντας έκπλυση νιτρικών του αρχικού MG και επακόλουθη τήξη του προκύπτοντος κέικ.

Έχουν προσδιοριστεί οι συνθήκες για την έκπλυση πυρίμαχου συμπυκνώματος βαρύτητας (GC) που περιέχει σουλφίδια (έως 80%) και τεχνογενή σκραπ (έως 16%). Προσδιορίστηκαν οι συνθήκες για ACR με ελάχιστη διάλυση αργύρου. Μετά το ACR, λήφθηκαν κέικ (στερεά προϊόντα) με υψηλότερη (2-5 φορές) περιεκτικότητα σε ευγενή μέταλλα από ότι στο αρχικό CG. Οι συνθήκες τήξης έχουν αναπτυχθεί για την παραγωγή κραμάτων με συνολικό κλάσμα μάζας χρυσού και αργύρου 96-99%.

Πραγματοποιήθηκε τεχνική και οικονομική αξιολόγηση της προτεινόμενης υδρομεταλλουργικής τεχνολογίας για την επεξεργασία του διοξειδίου του άνθρακα. Σε σύγκριση με την υπάρχουσα τεχνολογία επεξεργασίας διοξειδίου του άνθρακα στην επιχείρηση με χρήση καβουρδίσματος, το κόστος επεξεργασίας διοξειδίου του άνθρακα με χρήση της αναπτυγμένης υδρομεταλλουργικής τεχνολογίας μειώνεται στο μισό.

Βαθμός αποσύνθεσης πυρίτη κατά τη διάρκεια ACV 3G του δείγματος Νο. 2

Εισαγωγή

1. Ανασκόπηση βιβλιογραφικών πηγών και διατύπωση του ερευνητικού προβλήματος . 6

1.1. Κινητική της στερεάς διάλυσης 6

1.1.1. Βασικές αρχές της θεωρίας των διαδικασιών διάλυσης 6

1.1.2. Μέθοδοι για τη μελέτη της κινητικής διάλυσης 11

1.2. Κινητική διάλυσης και υδροχημικής οξείδωσης μεταλλικών χαλκογονιδίων. 16

1.2.1. Οξείδια 17

1.2.2. Σουλφίδια 30

1.2.2.1. Πυρίτης 36

1.2.2.2. Σφαληρίτης 55

1.3. Μέθοδοι για πειράματα προγραμματισμού και μαθηματική μοντελοποίηση της κινητικής των διαδικασιών διάλυσης 60

1.4. Δήλωση του ερευνητικού προβλήματος 69

2. Πειραματικό μέρος 71

2.1. Προετοιμασία ερευνητικών αντικειμένων 71

2.1.1. Πυρίτης 71

2.1.2. Σφαληρίτης 73

2.2. Παρασκευή και τυποποίηση οξειδωτικών διαλυμάτων 73

2.2.1. Νιτρικό οξύ 76

2.2.2. Υπεροξείδιο του υδρογόνου 77

2.2.3. Υποχλωριώδες νάτριο 79

2.3. Μέτρηση του ρυθμού των διεργασιών διάλυσης σουλφιδίου 82

2.4. Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε μεταλλικά κατιόντα σε δείγματα 85

2.4.1. Προετοιμασία δείγματος και πέψη 85

2.4.2. Σίδηρος (III) 86

2.4.3. Ψευδάργυρος 88

2.5. Ταυτοποίηση στερεών προϊόντων αντίδρασης 90

2.6. Προσδιορισμός της διαλυτότητας νιτρικών μετάλλων σε διαλύματα νιτρικού οξέος 92

2.7. Απόκτηση κινητικών μοντέλων 93

3. Αποτελέσματα και συζήτηση 95

3.1. Πυρίτης σε οξειδωτικά διαλύματα. 95

3.1.1. Νιτρικό οξύ 95

3.1.2. Υπεροξείδιο του υδρογόνου 110

3.1.3. Υποχλωριώδες νάτριο 126

3.2. Σφαληρίτης σε οξειδωτικά διαλύματα 132

3.2.1. Νιτρικό οξύ 132

3.2.2. Υπεροξείδιο του υδρογόνου 146

3.2.3. Υποχλωριώδες νάτριο 164

Συμπέρασμα και συμπεράσματα 188

Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν 192

Εφαρμογές 237

Εισαγωγή στην εργασία

Η μελέτη της κινητικής και του μηχανισμού των διαδικασιών διάλυσης είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση των γνωστών και την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών για την εξόρυξη μετάλλων από πρώτες ύλες μεταλλεύματος.

Η διάλυση είναι μια πολύπλοκη ετερογενής διαδικασία πολλαπλών σταδίων. Η θεωρητική περιγραφή του είναι δυνατή μόνο σε αρκετά απλές περιπτώσεις. Οι διάφορες πειραματικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της διάλυσης κρυσταλλικών ουσιών διαφέρουν ως προς την κατάσταση της στερεάς φάσης και τις συνθήκες υδροδυναμικής αλληλεπίδρασης. Τα πιο σωστά κινητικά δεδομένα για τη διάλυση στερεών μπορούν να ληφθούν με τη μέθοδο του περιστρεφόμενου δίσκου, η οποία εξασφαλίζει ίση προσβασιμότητα της επιφάνειας όσον αφορά τη διάχυση και τη δυνατότητα υπολογισμού της ροής διάχυσης των αντιδραστηρίων στη ζώνη αλληλεπίδρασης ή των προϊόντων αντίδρασης στον όγκο της λύσης. Αυτή η μέθοδος έκανε το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς.

Η σημαντικότερη κατεύθυνση της φυσικής και χημικής έρευνας στην υδρομεταλλουργία είναι η αναζήτηση αντιδραστηρίων και ο προσδιορισμός των κινητικών παραμέτρων των διεργασιών διάλυσης για την επιλογή τεχνολογικών τρόπων εξόρυξης μετάλλων από πρώτες ύλες μεταλλεύματος. Η εργασία προσδιορίζει τα κινητικά μοτίβα υδροχημικής οξείδωσης των σουλφιδίων που είναι κοινά στα μεταλλεύματα -πυρίτης και φαληρίτης- παρουσία νιτρικού οξέος, υπεροξειδίου του υδρογόνου και υποχλωριώδους νατρίου σε ένα ευρύ φάσμα παραγόντων επιρροής.

Για να περιγραφεί η εξάρτηση των ρυθμών διάλυσης αυτών των θειούχων ενώσεων από τη συγκέντρωση του αντιδραστηρίου, το pH, τη θερμοκρασία, την ένταση της ανάδευσης και τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης, κατασκευάστηκαν κινητικά μοντέλα. Εφόσον για έναν περιστρεφόμενο δίσκο είναι γνωστή η γενική μορφή της εξάρτησης του ρυθμού διάλυσης από καθέναν από τους αναφερόμενους παράγοντες, η τεχνική εκτέλεσης ενός πλήρους παραγοντικού πειράματος και λήψης

5 υπολογισμοί πολυωνύμων, τα οποία στη συνέχεια μετατράπηκαν σε κινητικά μοντέλα, επιτρέποντας τη φυσικοχημική ερμηνεία τους.

Οι εξαρτήσεις των ειδικών ρυθμών διάλυσης του πυρίτη και του φαληρίτη από τις παραμέτρους που επηρεάζουν παρουσία αυτών των οξειδωτικών παραγόντων έχουν μελετηθεί για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του περιστρεφόμενου δίσκου. Τα νέα κινητικά μοντέλα που προκύπτουν ισχύουν για μεγάλο εύρος αλλαγών στις παραμέτρους που επηρεάζουν και καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό της ποσότητας μετάλλου που διέρχεται στο διάλυμα ανά μονάδα επιφάνειας μιας κρυσταλλικής ένωσης για οποιονδήποτε συνδυασμό συγκέντρωσης αντιδραστηρίου, pH, θερμοκρασίας, ανάδευσης την ένταση και τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης.

Καθορίζονται οι λεπτομέρειες του μηχανισμού των διεργασιών που μελετήθηκαν, η φύση των ενδιάμεσων στερεών προϊόντων, οι λόγοι και οι συνθήκες σχηματισμού τους, καθώς και η φύση της επίδρασης στην κινητική διάλυσης. Προτείνονται θερμοδυναμικά τεκμηριωμένα σχήματα του μηχανισμού αλληλεπίδρασης που αντιστοιχούν στις παρατηρούμενες κινητικές εξαρτήσεις.

Η εργασία πραγματοποιήθηκε στο Τμήμα Χημείας του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Tver State. Το περιεχόμενό του αντιστοιχεί στις «Κατευθύνσεις προτεραιότητας της θεμελιώδης έρευνας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών» (Παράρτημα 4 στην εντολή του Προεδρείου της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών με ημερομηνία 2 Δεκεμβρίου 1996 Αρ. 10103-449) στο μέρος 2.1.5. Επιστημονική βάση για αποτελεσματική επεξεργασία ανανεώσιμων και μη παραδοσιακών χημικών πρώτων υλών και 2.2.3. Ανάπτυξη διεργασιών εξοικονόμησης πόρων και φιλικών προς το περιβάλλον για την ολοκληρωμένη επεξεργασία των πρώτων υλών μεταλλεύματος και των απορριμμάτων τους.

Τα αποτελέσματα της εργασίας παρουσιάζουν ενδιαφέρον για τη φυσική χημεία των διεργασιών υδροχημικής οξείδωσης και διάλυσης θειούχων και υδρομεταλλουργικών τεχνολογιών.

Μέθοδοι προγραμματισμού πειραμάτων και μαθηματική μοντελοποίηση της κινητικής των διεργασιών διάλυσης

Ας εξετάσουμε γενικά ζητήματα οξείδωσης πυρίτη. Το ενδιαφέρον για την κινητική και τον μηχανισμό της οξείδωσης του πυρίτη οφείλεται τόσο στο γεγονός ότι είναι το πιο κοινό σουλφίδιο όσο και στη δυνατότητα χρήσης του FeS2 για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική και χημική ενέργεια, ως ανοδικός αποπολωτής στην παραγωγή υδρογόνου και μια κάθοδος σε μπαταρίες υψηλής ενεργειακής πυκνότητας. Η οξείδωση του πυρίτη σε υδατικά διαλύματα έχει αποτελέσει αντικείμενο εκτεταμένης έρευνας στην εξορυκτική μεταλλουργία (όπως ο διαχωρισμός χρυσού από πυρίμαχα μεταλλεύματα), την επεξεργασία άνθρακα, τη γεωχημεία και το σχηματισμό όξινων υδάτων εξόρυξης. Επιπλέον, η οξείδωση του πυρίτη είναι μια σημαντική διαδικασία στους γεωχημικούς κύκλους του θείου και του σιδήρου.

Ένας βολικός τρόπος παρουσίασης περιοχών σταθερών καταστάσεων ανάλογα με το δυναμικό οξειδοαναγωγής και το pH του διαλύματος - Τα διαγράμματα Pourbaix για το σύστημα "Fe-S-H2O" δίνονται στις εργασίες (Εικ. 1.2). Η επίδραση του pH στην κατάσταση της επιφάνειας του πυρίτη συζητείται στην εργασία. Οι θερμοδυναμικοί υπολογισμοί έδειξαν ότι οι πιθανές αντιδράσεις οξείδωσης του πυρίτη με το σχηματισμό H2S, HS και S2" είναι μετασταθερές, αφού δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν εντός των ορίων της ηλεκτροχημικής σταθερότητας του νερού. Με επαρκή ποσότητα οξυγόνου στο διάλυμα, το κύριο προϊόν της οξείδωσης του πυρίτη είναι το ιόν SC 42 Η ανάλυση του προκύπτοντος διαγράμματος Pourbaix "Eh - pH" για το σύστημα "FeS2 - O2 - H20" έδειξε ότι σε υψηλές τιμές Eh το κυρίαρχο προϊόν της οξείδωσης του πυρίτη είναι ο Fe. (ΟΗ)3 Σε λιγότερο θετικές (ή πιο αρνητικές) τιμές ORP, μπορεί να σχηματιστεί FeC03 (μέχρι pH 8) ή Fe(OH) 2 (σε pH 8,6). θα πρέπει να αυξάνεται με την αύξηση του pH και η απελευθέρωση στοιχειακού θείου μπορεί να συμβεί μόνο σε pH 1,5 Ένα φιλμ προϊόντων οξείδωσης βρίσκεται στην πρόσφατα εκτεθειμένη επιφάνεια πυρίτη από ένα εσωτερικό πυκνό στρώμα ανθρακικού ή θειούχου ένυδρου άλατος και ένα εξωτερικό πορώδες στρώμα. Fe(OH)3, γεγονός που καθιστά δύσκολη την πρόσβαση του ηλεκτρολύτη στην επιφάνεια του FeS2. Με βάση το διάγραμμα Pourbaix, συνήχθη το συμπέρασμα ότι η εντατική διάλυση αυτού του φιλμ αρχίζει σε pH 1,5-1,7. Σε pH 0,5, ο πυρίτης εκτίθεται με στοιχειακό θείο που σχηματίζεται στην επιφάνειά του.

Οι εργασίες παρέχουν ανασκοπήσεις της κινητικής της οξείδωσης του πυρίτη. Η εργασία συνέβαλε επίσης στην κατανόηση αυτών των αντιδράσεων.

Είναι γενικά αποδεκτό ότι η διάλυση του πυρίτη υπό όξινες και οξειδωτικές συνθήκες είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία, η οποία μπορεί να περιγραφεί από τις ακόλουθες συνοπτικές εξισώσεις:

Από την εξίσωση (1.45) προκύπτει ότι η οξείδωση του πυρίτη σε θειικά ιόντα περιλαμβάνει συνολική μεταφορά 15 ηλεκτρονίων. Δεδομένου ότι οι αντιδράσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων συνήθως περιορίζονται σε ένα ή το πολύ δύο ηλεκτρόνια, η διαδικασία περιλαμβάνει πολλά στάδια. Ορισμένοι ερευνητές προτείνουν ότι τα τελικά προϊόντα αντίδρασης - θειούχα και θειικά ιόντα - μπορούν να σχηματιστούν μέσω ενδιάμεσων μορφών: S03, S203 και Sn06 (n = 4 6). Η απουσία ενδιάμεσων σουλφοξυανιόντων παρουσία Fe(III) δείχνει ότι το Fe(III) οξειδώνει τα σουλφοξυανιόντα γρήγορα.

Σε εργασίες που βασίζονται στη θεωρία των μοριακών τροχιακών, συνήχθη το συμπέρασμα ότι ο σχηματισμός θειοθειικών μπορεί να είναι το πρώτο στάδιο της οξείδωσης των ατόμων θείου στον πυρίτη. Παρουσία πυρίτη, το θειοθειικό μπορεί να οξειδωθεί καταλυτικά σε τετραθειονικό Είναι επίσης γνωστό ότι τα ιόντα Fe3+ έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν γρήγορα το θειοθειικό.

Οι συγγραφείς των έργων υπέθεσαν ότι αντί για στοιχειακό θείο, σχηματίζεται ως μετασταθερό προϊόν ο πυρίτης Fei_xS2 με έλλειψη σιδήρου, ο οποίος αναδιατάσσεται περαιτέρω σε στοιχειακό θείο και σταθερό σουλφίδιο. Fei+J,S2 Fei+y-x&2 + Fe2+ + 2xyo.. Ηλεκτροχημικά πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στο , έδειξαν ότι σε έναν μη υδατικό διαλύτη, δεν παρατηρείται σημαντικό ανοδικό ρεύμα στο ηλεκτρόδιο πυρίτη. Με βάση αυτό, οι συγγραφείς κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι κατά την αποσύνθεση του πυρίτη σε υδατικό διάλυμα, δεν λαμβάνει χώρα ημιαντίδραση (1.44). Η ανάλυση επιφάνειας με φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίου ακτίνων Χ έδειξε ότι τα προϊόντα της αντίδρασης διάλυσης πυρίτη περιλαμβάνουν ουσίες όπως στοιχειακό θείο, πολυσουλφίδια και οξείδια σιδήρου και θείου. Τα φάσματα Raman έδειξαν ότι τόσο το στοιχειακό θείο όσο και τα πολυσουλφίδια σχηματίζονται στην επιφάνεια του οξειδωμένου πυρίτη. Στις εργασίες μελετήθηκαν και οι επιφάνειες του πυρίτη μετά τις αντιδράσεις του με υδατικά διαλύματα, με τη μέθοδο της φωτοηλεκτρονικής φασματοσκοπίας ακτίνων Χ.

Παρασκευή και τυποποίηση οξειδωτικών διαλυμάτων

Στην εργασία μελετήθηκε η κινητική της αλληλεπίδρασης της σκόνης FeS2 με διαλύματα Η2Ο2 σε υπερχλωρικό οξύ. Η διάλυση του πυρίτη συμβαίνει στο κινητικό καθεστώς (Eact = 57 kJ-mol"). Ο ρυθμός συγκέντρωσης H2O2 ήταν κοντά στην πρώτη τάξη. Η αλλαγή στο [HCl4] και [ClCl4] δεν είχε καμία επίδραση στο W. Η εισαγωγή του FTT ιόντα στο σύστημα αντίδρασης δίνει ένα ελαφρύ θετικό αποτέλεσμα (IF - [Ґ]), ενώ η προσθήκη ιόντων S042- οδηγεί στην προσρόφησή τους και στην αναστολή της διαδικασίας (W 4 2).

Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η κινητική της οξείδωσης κονιοποιημένου πυρίτη με υπεροξείδιο του υδρογόνου σε διάλυμα HC1. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα στο κινητικό καθεστώς (EaiiT = 65 kJ-mol-1· γραμμική εξάρτηση της σταθεράς ταχύτητας από την αντίστροφη ακτίνα των σωματιδίων· τάξη σε H2O2 1,32). Βρέθηκε απουσία εξάρτησης WOT[H], ενώ τα ιόντα SG είχαν αρνητική επίδραση στον ρυθμό.

Ο κονιοποιημένος πυρίτης οξειδώθηκε με υπεροξείδιο του υδρογόνου σε διαλύματα φωσφορικού οξέος. Το κινητικό καθεστώς έχει καθιερωθεί (El. = 57 kJ mol-1· γραμμική εξάρτηση της σταθεράς ταχύτητας από την αντίστροφη ακτίνα των σωματιδίων· πρώτης τάξης σε υπεροξείδιο του υδρογόνου). Τα φωσφορικά ιόντα έχουν ανασταλτική επίδραση στη διαδικασία οξείδωσης του πυρίτη.

Στη βιβλιογραφία υπάρχουν πληροφορίες για άλλες ουσίες των οποίων η αλληλεπίδραση με την επιφάνεια του πυρίτη προκαλεί επιβράδυνση της διαδικασίας διάλυσής του: ακετυλακετόνη, χουμικά οξέα, λιγνοσουλφονικά αμμώνια, οξαλικό οξύ, πυριτικό νάτριο, ελαϊκό νάτριο, οξικά ιόντα, ουρία, πουρίνη, /-ριβόζη, κλπ. .

Ας συζητήσουμε την οξείδωση του πυρίτη με διαλύματα νιτρικού οξέος. Οι συγγραφείς εξέτασαν τη συμπεριφορά του συνθετικού FeS, του φυσικού πυρροτίτη Fe7Ss, του πυρίτη FeS2 και άλλων θειούχων μετάλλων όταν εκτέθηκαν σε νιτρικό οξύ. Τα κατώτερα σουλφίδια σχημάτισαν κυρίως στοιχειακό θείο, ενώ ο πυρίτης και ο χαλκοπυρίτης σχημάτισαν θειικά ιόντα.

Στην εργασία μελετήθηκε η κινητική της διάλυσης της σκόνης πυρίτη σε νιτρικό οξύ. Τα δισουλφιδικά ιόντα από FeS οξειδώθηκαν σε θειικά ιόντα και στοιχειακό θείο και το μεγαλύτερο μέρος του θείου στο διάλυμα ήταν σε μορφή SC 2. Ο ρυθμός αντίδρασης δεν εξαρτιόταν από την ένταση της ανάδευσης. Οι τιμές που βρέθηκαν του φαινομένου Ea1GG ήταν 52 kJ-mol-1 σε C = 25% και 25 kJ-mol-1 στο 10%.

Η ανοδική οξείδωση του πυρίτη σε 0,22 Μ HNO3 στους 26-80 C μελετήθηκε με ογκομετρία. Η αναλογία του FeS2 που οξειδώθηκε σε S, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία, μειώθηκε με την αύξηση του δυναμικού από 70% στα q 0,82 V σε 0% στα 9 1"5 V.

Στην εργασία υποδεικνύεται η δυνατότητα εντατικοποίησης της διαδικασίας διάλυσης πυρίτη και μαρκασίτη σε νιτρικό οξύ μέσω της χρήσης ενέργειας μικροκυμάτων. Τα αποτελέσματα της μελέτης της συμπεριφοράς του πυρροτίτη νικελίου-σιδηρού σε θερμό νιτρικό οξύ παρουσιάζονται στο.

Ας εξετάσουμε την οξείδωση του πυρίτη με άλλα οξειδωτικά μέσα. Κατά την οξείδωση του FeS2 και του FeS με διοξείδιο του μαγγανίου σε pH = 8, τα μόνα προϊόντα οξείδωσης του FeS ήταν στοιχειακά ιόντα θείου και θειικών, ενώ για: Τα FeS2 βρέθηκαν κυρίως ιόντα SO4, καθώς και θειοθειικά, τριθειονικά, τετραθειονικά και πενταθειονικά ιόντα ως ενδιάμεσα ιόντα οξειδώθηκαν από το διοξείδιο του μαγγανίου σε τετραθειονικά, ενώ τα υπόλοιπα ενδιάμεσα οξειδώθηκαν απευθείας σε SO4. Τα προϊόντα της αντίδρασης υποδεικνύουν ότι η οξείδωση του FeS2 προχωρά με τον λεγόμενο μηχανισμό «θειοθειικού» και του FeS από τον μηχανισμό «πολυσουλφιδίου».

Για την αντίδραση οξείδωσης FeS2, οι τιμές ρυθμού που υπολογίστηκαν από τις ποσότητες θείου και σιδήρου που μεταφέρθηκαν στο διάλυμα αποδείχθηκαν ίσες με 1,02 και 1,12 nmol-m 2 s-1, αντίστοιχα. Δεδομένου ότι αυτές οι τιμές βρίσκονται στο ίδιο εύρος με τους προηγουμένως δημοσιευμένους ρυθμούς οξείδωσης πυρίτη από ιόντα Fe3+, καθώς και επειδή τα ιόντα σιδήρου είναι γνωστά ως οξειδωτικό του πυρίτη, οι συγγραφείς συμπεραίνουν ότι ακόμη και παρουσία MnO2, ιόντων Fe + μπορεί να είναι οξειδωτικοί παράγοντες για e$2 και FeS. Στην επιφάνεια του θειούχου σιδήρου, τα ιόντα Fe + ανάγονται σε Fe2+, τα οποία στη συνέχεια οξειδώνονται με διοξείδιο του μαγγανίου και πάλι σε Fe3+. Παρά τη χαμηλή διαλυτότητα του σιδήρου σιδήρου σε ουδέτερο περιβάλλον, η βιβλιογραφία δείχνει ότι μπορεί ωστόσο να χρησιμεύσει ως οξειδωτικός παράγοντας εάν παραμείνει προσροφημένος στην επιφάνεια του πυρίτη. Έτσι, το ζεύγος οξειδοαναγωγής Fe3+/Fe2+ εξασφαλίζει τη μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ των επιφανειών δύο στερεών ενώσεων. Οι εργασίες παρέχουν πληροφορίες για την πιθανή συμμετοχή άλλων ζευγών οξειδοαναγωγής (Fe /Fe$2 και MnOa/Fe) κατά τη διάλυση του πυρίτη παρουσία διοξειδίου του μαγγανίου σε όξινο περιβάλλον.

Τα αποτελέσματα μιας μελέτης της κινητικής της οξείδωσης του κονιοποιημένου πυρίτη με διχρωμικό κάλιο σε διάλυμα θειικού οξέος παρουσιάζονται στην εργασία. Η αντίδραση προχωρά στο κινητικό καθεστώς, όπως αποδεικνύεται από την απουσία εξάρτησης του ρυθμού από την ένταση της ανάδευσης και Eshcr = 43 kJ-mol"1. Οι πειραματικές παραγγελίες για τα αντιδραστήρια είναι 0,52 για το διχρωμικό και 0,85 για το θειικό οξύ, αντίστοιχα .

Στην εργασία προτάθηκε ένας μηχανισμός που εξηγεί την αύξηση του ρυθμού οξείδωσης του πυρίτη σε ουδέτερο περιβάλλον παρουσία διττανθρακικών ιόντων. Η κινητική της οξείδωσης του πυρίτη σε διαλύματα ανθρακικού νατρίου περιγράφεται στην εργασία και στα διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου στην επικοινωνία.

Η συμπεριφορά του πυρίτη σε διαλύματα υποχλωριώδους νατρίου μελετήθηκε με τη μέθοδο του περιστρεφόμενου δίσκου στην εργασία. Έχει διαπιστωθεί ότι είναι πρακτικά ανεξάρτητο από [Η] σε pH 7. Σε ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον (pH = 8-5-9), παρατηρείται απότομη πτώση της ταχύτητας και σε pH 9, η απουσία εξάρτησης από Σημειώνεται και πάλι W στο pH. Έχουν προταθεί εξισώσεις που περιγράφουν τη διαδικασία οξείδωσης FeS2 με διάλυμα NaOCl σε ισχυρά όξινο (pH 3) και αλκαλικό μέσο (pH 8). Σε pH = 6, λήφθηκε ένα κινητικό μοντέλο, από το οποίο ακολουθεί το K298 - 1,48-10 dm3 cm 2-s 9 και Eact = 27,5 kJ-mol. Η παρατηρούμενη σειρά αντίδρασης στο NaOCl είναι ίση με τη μονάδα, και όσον αφορά τη συχνότητα περιστροφής του δίσκου - (-0,5), η οποία είναι τυπική για τις διαδικασίες διάχυσης. Ο υπολογισμός των ροών διάχυσης έδειξε ότι το περιοριστικό στάδιο είναι η απομάκρυνση των προϊόντων αντίδρασης από την επιφάνεια του ορυκτού. Σε pH 8, ο ρυθμός οξείδωσης είναι ευθέως ανάλογος με την τετραγωνική ρίζα της διάρκειας του πειράματος. Λήφθηκε η εξάρτηση του ρυθμού από τη θερμοκρασία (Eac1 = 10,5 kJ-mol"1), τη συγκέντρωση υποχλωριώδους (W C) και τη συχνότητα περιστροφής του δίσκου (W co0).Σε pH S, ο ρυθμός της διεργασίας περιορίζεται από την εσωτερική διάχυση του αντιδραστηρίου ή του προϊόντος στους πόρους του φιλμ της νέας φάσης α -Είος, που σχηματίζεται στην επιφάνεια του ορυκτού.

Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η ηλεκτροοξείδωση του πυρίτη σε διαλύματα NaCl. Η οξείδωση του πυρίτη πραγματοποιήθηκε σε έναν ηλεκτρολύτη γεμάτο με διάλυμα NaCl 10% σε θερμοκρασία 35-40 C. Η τρέχουσα απόδοση της διαδικασίας οξείδωσης πυρίτη με ηλεκτροχημικά παραγόμενο υποχλωριώδες άλας έφτασε το 97%.

Μελετήθηκε η κινητική αναγωγής ενός υδατικού διαλύματος χλωρίου σε pH = 2 και 4 σε ένα ηλεκτρόδιο περιστρεφόμενου δίσκου από πυρίτη. Σε αυτό το εύρος pH, το CI2 (aq) υπάρχει με τη μορφή HOCI και η διαλυτότητα του Fe (III) μειώνεται. Η αναγωγή του διαλυμένου χλωρίου σε δυναμικό 0,6 V (σε σχέση με Ν.Κ.Ε.), σε pH = 2, συμβαίνει πολύ λίγο. Η παρατηρούμενη απόκλιση από την εξίσωση του Lewin για πυκνότητα ρεύματος ελεγχόμενη από μεταφορά σε δυναμικό 0,5 V (σε σχέση με n.e.) γίνεται σημαντική σε χαμηλές ταχύτητες δίσκου.

Προσδιορισμός της διαλυτότητας νιτρικών μετάλλων σε διαλύματα νιτρικού οξέος

Η προετοιμασία των επιλεγμένων δειγμάτων για ανάλυση συνίστατο στην αφαίρεση οξειδωτικού παράγοντα που δεν αντέδρασε από αυτά, ενώ ταυτόχρονα μετατράπηκαν σε μια μορφή κατάλληλη για προσδιορισμό. Για να γίνει αυτό, επιλεγμένα δείγματα διαλύματος τοποθετήθηκαν σε ανθεκτικά στη θερμότητα κύπελλα χημικών και εξατμίστηκαν μέχρι ξηρού σε αμμόλουτρο. Το προκύπτον στερεό υπόλειμμα διατηρήθηκε στη θερμοκρασία του λουτρού για 2-5 λεπτά μέχρις ότου εξαφανιστούν τα ορατά σημάδια της αντίδρασης αποσύνθεσης, μετά την οποία τα κύπελλα απομακρύνθηκαν από το λουτρό και αφέθηκαν να κρυώσουν ελαφρά. Στη συνέχεια, ένας επακριβώς μετρημένος όγκος διαλύματος υδροχλωρικού οξέος 2 Ν (βαθμού αντιδραστηρίου) και απεσταγμένου νερού προστέθηκαν στα δείγματα σε μικρές δόσεις, εξασφαλίζοντας πλήρη διάλυση του υπολείμματος. Το προκύπτον διάλυμα μεταφέρθηκε ποσοτικά σε ογκομετρικές φιάλες για ανάλυση.

Σε περιπτώσεις όπου τα επιλεγμένα δείγματα περιείχαν αιωρούμενα σωματίδια (π. εξάτμιση σε ένα αμμόλουτρο μέχρι να σχηματιστεί λευκός καπνός. Επιπλέον, λόγω της οξείδωσης των κολλοειδών ακαθαρσιών: πυκνού H2S04, τα διαλύματα έγιναν διαφανή και άχρωμα. Εάν η προστιθέμενη ποσότητα θειικού οξέος δεν ήταν αρκετή για να εξαλειφθεί πλήρως η ωχρότητα του δείγματος, η διαδικασία επαναλήφθηκε. Εάν, ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με θειικό οξύ, το διάλυμα αποκτούσε κίτρινο χρώμα, προστέθηκαν σε αυτό 5-10 cm πυκνού διαλύματος H2O2 και εξατμίστηκαν ξανά μέχρι να αποσυντεθεί πλήρως το υπεροξείδιο του υδρογόνου (χωρίς 02 φυσαλίδες) και εμφανίστηκε λευκός καπνός . Στη συνέχεια τα κύπελλα αφαιρέθηκαν από το λουτρό και αφέθηκαν να κρυώσουν. Λίγο απεσταγμένο νερό και ένας επακριβώς μετρημένος όγκος ενός διαλύματος αμμωνίας 10% (κατά βάρος) σε περίσσεια προστέθηκαν στο προκύπτον διάλυμα μέχρις ότου εμφανιστεί μια χαρακτηριστική πικάντικη οσμή. Μετά από αυτό, τα κύπελλα τοποθετήθηκαν ξανά σε ένα λουτρό άμμου και εξατμίστηκαν μέχρις ότου ο όγκος του διαλύματος σε αυτά έγινε ελάχιστος (σχεδόν μέχρι να κατακρημνιστούν οι κρύσταλλοι). Στη συνέχεια τα κύπελλα αφαιρέθηκαν από το λουτρό και το περιεχόμενό τους, μετά την ψύξη, διαλύθηκε σε ελάχιστο όγκο απεσταγμένου νερού και μεταφέρθηκε ποσοτικά σε ογκομετρικές φιάλες για ανάλυση.

Ταυτόχρονα, διεξήχθη ένα πείραμα Blank, εξατμίζοντας μια ποσόστωση απεσταγμένου νερού σε ένα λουτρό άμμου και υποβάλλοντάς το στη διαδικασία επεξεργασίας που περιγράφεται παραπάνω κατά την ανάλυση της περιεκτικότητας σε μεταλλικά κατιόντα στα δείγματα.

Η συγκέντρωση κατιόντων Fe + στο διάλυμα προσδιορίστηκε φωτομετρικά από το χρώμα του συμπλόκου με σουλφοσαλικυλικό οξύ.

Το σουλφοσαλικυλικό (2-υδροξυ-5-σουλφοβενζοϊκό) οξύ παράγει τρία διαφορετικά χρωματισμένα σύμπλοκα με ιόντα Fe3+, τα οποία διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη σύνθεση. Σε pH = 2-3, υπάρχει στο διάλυμα ένα σύμπλοκο κόκκινου-ιώδους με αναλογία σιδήρου: αντιδραστήριο 1:1. Σε pH = 4-7, κυριαρχεί ένα καστανοπορτοκαλί σύμπλοκο με αναλογία συστατικών 1:2. Σε pH = 8-10, το κίτρινο σύμπλοκο είναι σταθερό με αναλογία συστατικών 1:3. Το ιώδες σύμπλοκο, σταθερό σε όξινο περιβάλλον, είναι μη ευαίσθητο (ο συντελεστής γραμμομοριακής εξάλειψης είναι 2,6 × 10 στα Χ = 490 nm). Επομένως, για τον προσδιορισμό του Fe3+, χρησιμοποιήθηκε ένα κίτρινο σύμπλοκο που είναι σταθερό σε ένα αλκαλικό μέσο. Το μέγιστο απορρόφησης αυτού του συμπλόκου είναι στην περιοχή των 420-430 nm και ο συντελεστής γραμμομοριακής απόσβεσης είναι 5,8-103. Τα διαλύματα του συμπλόκου σουλφοσαλικυλικού σιδήρου (III) είναι αρκετά σταθερά.

Η τεχνική του φωτομετρικού προσδιορισμού ήταν η εξής. Το διάλυμα που λήφθηκε μετά την αποσύνθεση του δείγματος, που δεν περιείχε περισσότερο από 300 μg Fe(IH), μεταφέρθηκε σε ογκομετρική φιάλη 50 cm3. Στη συνέχεια προστέθηκαν εκεί 2 cm3 2 Ν. Διάλυμα H2S04 (μέχρι pH = 2-3), 5 cm3 διαλύματος σουλφοσαλικυλικού οξέος 10% (κατά βάρος) και 5-10 cm3 υδατικού διαλύματος αμμωνίας 5% (κατά βάρος) (έως pH = 9). Τα περιεχόμενα της φιάλης φέρθηκαν στο σημάδι με απεσταγμένο νερό, αναμίχθηκαν και μετά από 5-10 λεπτά η οπτική πυκνότητα του προκύπτοντος κίτρινου διαλύματος μετρήθηκε σε φασματοφωτόμετρο KFK-3 σε κυψελίδες πάχους 1 cm σε μήκος κύματος 425 nm ( μπλε φίλτρο).

Προτείνεται η χρήση απεσταγμένου νερού ως διάλυμα αναφοράς. Για την αποφυγή συστηματικών σφαλμάτων που σχετίζονται με την πιθανή παρουσία ιόντων σιδήρου στα αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν, χρησιμοποιήθηκε ως διάλυμα αναφοράς ένα διάλυμα «μηδέν», το οποίο είχε υποβληθεί σε πλήρη διαδικασία επεξεργασίας σύμφωνα με την παραπάνω μέθοδο, αλλά δεν περιείχε ιόντα σιδήρου.

Για την κατασκευή ενός γραφήματος βαθμονόμησης, ένα πρότυπο διάλυμα άλατος Fe(III) με συγκέντρωση ιόντων σιδήρου 1 mg cm-3 παρασκευάστηκε σύμφωνα με τη μέθοδο. Για να γίνει αυτό, 8,6350 g στυπτηρίας σιδήρου αμμωνίου NFLtFetSO 12H20 (χημικώς καθαρής ποιότητας) διαλύθηκαν σε ογκομετρική φιάλη 1 dm3 και προστέθηκαν 5 cm3 πυκνού θειικού οξέος. Το περιεχόμενο της φιάλης φέρθηκε στο σημάδι με απεσταγμένο νερό υπό ανάδευση. Διαλύματα εργασίας με συγκέντρωση ιόντων σιδήρου 20 μg-cm-3 παρασκευάστηκαν την ημέρα του πειράματος με αραίωση 5 cm ενός τυπικού διαλύματος σιδήρου (III) με απεσταγμένο νερό σε ογκομετρική φιάλη στα 250 cm3.

Σφαληρίτης σε οξειδωτικά διαλύματα

Η λαμβανόμενη τιμή ενέργειας ενεργοποίησης σε συνδυασμό με τις καθιερωμένες τάξεις ταχύτητας σε C και Co επιβεβαιώνει το συμπέρασμα σχετικά με την αυτοκαταλυτική φύση της αλληλεπίδρασης του σφαιρερίτη με το νιτρικό οξύ, που συμβαίνει σε C 13 mol-dm: σε ένα μικτό, κοντά στο κινητικό καθεστώς.

Η εξίσωση (3.48) σάς επιτρέπει να απεικονίσετε την επίδραση στο W των πιο σημαντικών παραγόντων: C(NZH)z), G και co. Στο Σχ. Τα σχήματα 3.16 και 3.17 δείχνουν τις επιφάνειες του ρυθμού διάλυσης του φαληρίτη ανάλογα με τον συνδυασμό των τιμών των C, G και w, C, αντίστοιχα. Από αυτά προκύπτει ότι η αύξηση του C και του T, καθώς και η μείωση του co, οδηγούν σε μονοτονική αύξηση του W), ως αποτέλεσμα της οποίας, για το μελετημένο εύρος των παραμέτρων που επηρεάζουν, η υψηλότερη τιμή του ρυθμού ( 1,57-10 mol-dm -s) επιτυγχάνεται σε μέγιστες τιμές συγκέντρωσης και θερμοκρασίας και την ελάχιστη τιμή της συχνότητας περιστροφής του δίσκου (αντίστοιχα, σε C = 12,02 mol-dm 3, T = 333 K και συν - 1,6 s -1). Από αυτά τα σχήματα είναι σαφές ότι ο βαθμός επίδρασης αυτών των παραγόντων στην τιμή του W μειώνεται στη σειρά: T C co.

Σύγκριση των κινητικών παραμέτρων των διεργασιών διάλυσης πυρίτη και φαλερίτη σε νιτρικό οξύ στο εύρος συγκέντρωσης που αντιστοιχεί στον αύξοντα κλάδο της εξάρτησης W = f2 και 2,5 M HNO3. επεξεργάζεται σε αυτόκλειστο σε θερμοκρασία 130-160 °C. Η ελάχιστη τιμή θερμοκρασίας αντιστοιχεί στη στιγμή σχηματισμού του πτητικού ΝΟ. Στη μέγιστη θερμοκρασία (160 °C), η τάση ατμών στο αυτόκλειστο φτάνει τα 1200 kPa. Η συνολική διάρκεια της διαδικασίας είναι 4 ώρες Ο έλεγχος της διαλυτότητας του προκύπτοντος ιζήματος σε ΗΝΟ3 (σε pH = 4) έδειξε ότι μετά από 4 ώρες επεξεργασίας, η συγκέντρωση του As στο διάλυμα ήταν 1,6 mg/l.

Η εργασία περιγράφει μια μέθοδο επεξεργασίας με νιτρικά των πλούσιων σε Ag-As επίπλευσης και συμπυκνωμάτων βαρύτητας (περιεκτικότητα σε άργυρο από 0,8 έως 31,5 kg/t), στην οποία βισμούθιο, νικέλιο, κοβάλτιο, χαλκός και ψευδάργυρος είναι παρόντα ως συναφή χρήσιμα συστατικά. Συνιστάται το μείγμα των συμπυκνωμάτων να υποβάλλεται σε έκπλυση με διάλυμα HNO3 (κατανάλωση οξέος 124% του βάρους του συμπυκνώματος) σε θερμοκρασία 125 °C, πίεση οξυγόνου 1 MPa. F:T=6:1, D για 30 λεπτά. Σε αυτή την περίπτωση, το 95-99% των μετάλλων που υπάρχουν, συμπεριλαμβανομένου του αρσενικού και του σιδήρου, περνούν στο διάλυμα. Από τα προκύπτοντα διαλύματα, τα ακόλουθα καταβυθίζονται διαδοχικά: άργυρος σε μορφή χλωρίου (με εισαγωγή NaCl). οξυχλωριούχο βισμούθιο-υδροξείδιο; ίζημα σιδήρου-αρσενικού (εξουδετέρωση του διαλύματος με αμμωνία, αντίστοιχα: έως pH = 0,4-0,8 και 0,8-1,8) και μείγμα θειούχων νικελίου, κοβαλτίου, κιμωλίας και τρυπήματος (επεξεργασία του διαλύματος με θειικό αμμώνιο σε pH = 5 -7). Με φρύξη AgCl με σόδα στους 600 °C, ελήφθη μεταλλική σκόνη αργύρου υψηλής καθαρότητας. Συνιστάται η επεξεργασία άλλων στερεών προϊόντων χρησιμοποιώντας τυπικές μεθόδους, καθώς και για τη λήψη καθαρών μετάλλων. Το νιτρικό διάλυμα που λαμβάνεται μετά τον διαχωρισμό της λάσπης προτείνεται να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα. Ο βαθμός εξόρυξης αργύρου και άλλων μετάλλων κατά τη χημική μεταλλουργική επεξεργασία των ιζημάτων φτάνει το 99%.