Metode hidrometalurgi untuk mengekstraksi logam mulia dari bijih sulfida tahan api. Download buku "Kimia analitik belerang" (1,9Mb) Pelarutan pirit dalam asam nitrat

Penelitian tentang pengembangan teknologi hidrometalurgi baru menggunakan pencucian nitrat dari “kepala emas” asli dan peleburan selanjutnya dari kue yang dihasilkan dilakukan pada dua sampel konsentrat yang mengandung emas gravitasi kaya (“kepala emas”) dari tambang Kholbinsky di JSC Buryatzoloto.

Berdasarkan hasil penelitian, OJSC Buryatzoloto diusulkan untuk melakukan pengujian dan pengenalan teknologi pengolahan “kepala emas” dengan pencucian nitrat. Pengenalan teknologi ini akan menghilangkan operasi pemanggangan dan peleburan babi yang padat karya, menghilangkan pelepasan gas beracun, mengurangi kehilangan logam mulia (sebesar 2-3%) dan mengurangi biaya pemrosesan “kepala emas” hingga setengahnya. .

Dalam proses pengolahan bijih yang mengandung emas di pabrik pemulihan emas (GRPs) dalam siklus pengayaan gravitasi, diperoleh konsentrat yang kaya akan kandungan emas, yang disebut “kepala emas” (selanjutnya disebut GG), ke dalamnya up hingga 50% emas dan perak dapat diekstraksi. Tergantung pada komposisi bijih awal yang diproses, konsentrat gravitasi ini mengandung mineral berikut: sulfida (pirit, arsenopirit, galena, sfalerit, dll.), skrap teknogenik (besi logam, timbal, tembaga) dan oksida besi, silikon, aluminium - hingga 50% . Fraksi massa emas di GL biasanya 1-10%. Konsentrat ini sangat tahan terhadap sianidasi, karena emas berukuran relatif besar dan berasosiasi erat dengan sulfida dan kuarsa. Untuk mengurangi kerugian dalam proses ekstraksi logam mulia, produk dengan emas besar dan tahan api mulai diisolasi pada tahap penggilingan dan pada tahap pertama pengayaan gravitasi bijih emas, kemudian setelah finishing gravitasi diproses dalam teknologi terpisah. siklus.

Saat ini, untuk pengolahan karbon dioksida digunakan teknologi yang operasi utamanya adalah pemanggangan oksidatif konsentrat pada suhu 500-700 ° C. Selanjutnya, abu yang dihasilkan dilebur menjadi paduan timbal (werkbley) dan dicupella juga pada suhu tinggi (850-900 °C). Terkadang abu (dengan sejumlah kecil logam non-besi) langsung dilebur menjadi paduan emas-perak. Secara umum, teknologi yang menggunakan operasi pemanggangan ditandai dengan intensitas tenaga kerja yang tinggi, pelepasan gas beracun belerang, arsenik dan timbal, serta produksi sejumlah besar produk industri yang mengandung emas (debu, terak, limbah tetesan), dari mana emas tambahan harus diekstraksi. Semua ini menyebabkan kerugian teknologi dan mekanis yang nyata pada logam mulia.

Untuk pemrosesan konsentrat kaya yang mengandung emas tahan gravitasi, teknologi asam menjanjikan, yang mana konsentrat awal (OC) diolah dengan larutan asam nitrat, dan sedimen padat (kue) dicairkan. Teknologi ini memungkinkan untuk menghilangkan operasi pembakaran yang memakan waktu, mencegah pelepasan gas beracun dan mengurangi hilangnya logam mulia.

Dengan menggunakan teknologi asam, penelitian dilakukan pada dua sampel "kepala emas" dari tambang Kholbinsky di Buryatzoloto OJSC.

Ciri khas sampel GR adalah dominasi sulfida di dalamnya dan adanya sisa teknogenik, yaitu besi-tembaga - dengan jumlah tembaga yang dominan. Dalam sampel No. 1, fraksi massa sulfida lebih dari 60%, termasuk 35% galena. Dalam sampel No. 2, pirit mendominasi - lebih dari 80%, galena - 6,0%. Fraksi massa emas dan perak pada sampel No. 1 masing-masing sebesar 14,52% dan 3,76%; pada sampel No. 2 - 4,34% dan 1,36%.

Konsentrat gravitasi dengan komposisi mineral yang agak kompleks dan adanya sisa teknogenik ditandai dengan peningkatan persistensi, oleh karena itu teknologi yang ada untuk memproses karbon dioksida di perusahaan mencakup tiga operasi padat karya: pemanggangan pada suhu 700-900 ° C (untuk 6 jam), peleburan dalam tungku bijih-termal menggunakan Werkblei dan cupellation. Ekstraksi langsung logam mulia ke dalam paduan tidak melebihi 96%. Produk menengah yang dihasilkan (produk pemurnian gas padat, terak, pecahan batu bata dari tungku dan sisa pecahan dari tetesan) dikembalikan ke teknologi pemrosesan bahan baku (biasanya untuk penggilingan sebelum sianidasi). Tingkat ekstraksi logam mulia dari perusahaan menengah ini belum ditentukan.

Skema teknologi untuk pengolahan karbon dioksida menggunakan pencucian nitrat ditunjukkan pada Gambar.

Asam nitrat adalah zat pengoksidasi kuat dan, ketika berinteraksi dengan sulfida, membentuk senyawa yang larut dalam air. Pengecualiannya adalah galena, yang terurai menjadi timbal sulfat yang tidak larut. Potongan teknogenik, yang sebagian besar diwakili oleh besi dan tembaga, sepenuhnya terlarut. Setelah pencucian nitrat (NAL) GL, diperoleh larutan yang mengandung sebagian besar pengotor dan produk padat, di mana logam mulia, oksida tidak larut (terutama oksida silikon dan besi) dan timbal sulfat (timbal dalam bentuk teroksidasi) terkonsentrasi. Produk padat (kue) yang dihasilkan dipisahkan dari larutan, dikeringkan dan dilebur untuk menghasilkan paduan emas-perak.

Akibat pencucian, sejumlah perak (10%) dapat masuk ke dalam larutan. Untuk mengekstraknya, setelah kue dipisahkan, garam meja dimasukkan ke dalam larutan, dan perak dilepaskan dari larutan dalam bentuk klorida yang tidak larut, yang dapat dicairkan bersama dengan kue yang mengandung emas, atau secara terpisah, untuk mendapatkan teknis. perak dengan fraksi massa logam 98-99%.

Hasil percobaan pencucian nitrat sampel “kepala emas” dan peleburan kue yang dihasilkan menunjukkan hal berikut.

1. Peluang bagi tambang Kholbinsky untuk menghilangkan operasi pemanggangan, peleburan, dan kupelasi yang memakan banyak tenaga kerja dan bersuhu tinggi, sehingga mencegah pelepasan gas beracun dari pemanggangan dan peleburan dari babi.

2. Meningkatkan ekstraksi logam mulia ke dalam ingot dengan mengurangi secara signifikan (dua kali untuk sampel No. 1 dan lima kali untuk sampel No. 2) massa produk leleh (kue), sehingga mengurangi jumlah terak dan menghilangkan perantara: pecahan tetesan dan batu bata. Peningkatan yang diharapkan dalam ekstraksi logam mulia adalah 2-3%.

3. Dalam proses ACR “kepala emas”, perak terlindih hingga 8%. Untuk mengurangi ekstraksi perak ke dalam larutan, kondisi ACR telah dikembangkan dan diusulkan. Pada saat yang sama, ekstraksi perak ke dalam larutan menurun hampir 30 kali lipat.

4. Setelah peleburan kue kering dari “kepala emas” AKV sampel No. 1 menggunakan muatan yang diketahui (soda, boraks, kuarsa), diperoleh paduan dengan fraksi massa total emas dan perak 90%. Dan setelah peleburan kue dari sampel “kepala emas” AKV No. 2 menggunakan muatan eksperimental, diperoleh paduan dengan fraksi massa total emas dan perak 95-99%.

5. Sejumlah besar galena dalam CG setelah ACR menyebabkan transisi nyata dari timbal menjadi paduan emas-perak komersial, yang mengurangi kualitas produk jadi. Selama penelitian, kondisi ditentukan dan muatan dipilih untuk melelehkan kue yang mengandung hingga 25% timbal untuk menghasilkan paduan emas-perak dengan fraksi massa total emas dan perak 95-99%.

6. Studi tentang pencucian karbon dioksida dengan asam nitrat (sampel No. 2) menunjukkan bahwa dekomposisi pirit yang cukup lengkap (lebih dari 97%) dicapai ketika pencucian dengan larutan asam nitrat dengan konsentrasi 500-550 g/l (lihat meja). Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pirit (lebih dari 90%) termasuk dalam kelas yang relatif besar (minus 0,5 + 0,25 mm) dan diperlukan kondisi yang lebih ketat untuk penguraiannya.

Menurut tambang Kholbinsky, biaya spesifik pemrosesan 1 kg karbon dioksida (sampel No. 1) untuk teknologi pemanggangan adalah 93,6 rubel. Biaya spesifik teknologi pencucian nitrat dari sampel yang sama adalah 44,9 rubel, yaitu. biaya pemrosesan karbon dioksida menggunakan teknologi hidrometalurgi yang dikembangkan berkurang setengahnya.

Pada dua sampel konsentrat kaya gravitasi sulfida yang mengandung emas (“kepala emas”) dari tambang Kholbinsky di Buryatzoloto OJSC, penelitian dilakukan untuk mengembangkan teknologi hidrometalurgi baru menggunakan pencucian nitrat dari MG asli dan peleburan selanjutnya dari kue yang dihasilkan.

Kondisi untuk pencucian konsentrat gravitasi tahan api (GC) yang mengandung sulfida (hingga 80%) dan skrap teknogenik (hingga 16%) telah ditentukan. Kondisi untuk ACR dengan pelarutan perak minimal telah ditentukan. Setelah ACR, diperoleh kue (produk padat) dengan kandungan logam mulia yang lebih tinggi (2-5 kali) dibandingkan dengan CG asli. Kondisi peleburan telah dikembangkan untuk menghasilkan paduan dengan fraksi massa total emas dan perak 96-99%.

Penilaian teknis dan ekonomi terhadap usulan teknologi hidrometalurgi untuk pengolahan karbon dioksida telah dilakukan. Dibandingkan dengan teknologi pengolahan karbon dioksida yang ada di perusahaan dengan menggunakan pemanggangan, biaya pengolahan karbon dioksida menggunakan teknologi hidrometalurgi yang dikembangkan berkurang setengahnya.

Derajat dekomposisi pirit selama ACV sampel 3G No.2

Perkenalan

1. Tinjauan sumber literatur dan rumusan masalah penelitian . 6

1.1. Kinetika pelarutan padat 6

1.1.1. Prinsip dasar teori proses disolusi 6

1.1.2. Metode mempelajari kinetika disolusi 11

1.2. Kinetika pembubaran dan oksidasi hidrokimia logam kalkogenida. 16

1.2.1. Oksida 17

1.2.2. Sulfida 30

1.2.2.1. Pirit 36

1.2.2.2. Sphalerit 55

1.3. Metode perencanaan eksperimen dan pemodelan matematis kinetika proses disolusi 60

1.4. Rumusan masalah penelitian 69

2. Bagian percobaan 71

2.1. Penyusunan objek penelitian 71

2.1.1. Pirit 71

2.1.2. Sphalerit 73

2.2. Persiapan dan standarisasi larutan pengoksidasi 73

2.2.1. Asam nitrat 76

2.2.2. Hidrogen peroksida 77

2.2.3. Natrium hipoklorit 79

2.3. Mengukur laju proses pelarutan sulfida 82

2.4. Penentuan kandungan kation logam dalam sampel 85

2.4.1. Persiapan sampel dan pencernaan 85

2.4.2. Besi(III) 86

2.4.3. Seng 88

2.5. Identifikasi produk reaksi padat 90

2.6. Penentuan kelarutan logam nitrat dalam larutan asam nitrat 92

2.7. Memperoleh model kinetik 93

3. Hasil dan Pembahasan 95

3.1. Pirit dalam larutan pengoksidasi. 95

3.1.1. Asam nitrat 95

3.1.2. Hidrogen peroksida 110

3.1.3. Natrium hipoklorit 126

3.2. Sphalerit dalam larutan pengoksidasi 132

3.2.1. Asam nitrat 132

3.2.2. Hidrogen peroksida 146

3.2.3. Natrium hipoklorit 164

Kesimpulan dan kesimpulan 188

Daftar sumber yang digunakan 192

Aplikasi 237

Pengantar karya

Mempelajari kinetika dan mekanisme proses disolusi diperlukan untuk mengoptimalkan yang diketahui dan mengembangkan teknologi baru untuk mengekstraksi logam dari bahan baku bijih.

Pembubaran adalah proses multi-tahap heterogen yang kompleks. Penjelasan teoretisnya hanya mungkin dilakukan dalam kasus-kasus yang cukup sederhana. Berbagai metode eksperimen yang digunakan untuk mempelajari pelarutan zat kristal berbeda dalam keadaan fase padat dan kondisi interaksi hidrodinamik. Data kinetik yang paling benar tentang pelarutan padatan dapat diperoleh dengan metode piringan berputar, yang menjamin aksesibilitas permukaan yang sama dalam hal difusi dan kemampuan untuk menghitung aliran difusi reagen ke zona interaksi atau produk reaksi ke dalam volume. solusinya. Metode ini melakukan sebagian besar pekerjaan.

Arah terpenting penelitian fisika dan kimia di bidang hidrometalurgi adalah pencarian reagen dan penentuan parameter kinetik proses pelarutan untuk memilih mode teknologi untuk ekstraksi logam dari bahan baku bijih. Pekerjaan ini menentukan pola kinetik oksidasi hidrokimia sulfida yang umum terjadi pada bijih - pirit dan sfalerit - dengan adanya asam nitrat, hidrogen peroksida, dan natrium hipoklorit dalam berbagai faktor yang mempengaruhi.

Untuk menggambarkan ketergantungan laju disolusi senyawa sulfida tersebut terhadap konsentrasi reagen, pH, suhu, intensitas pengadukan dan lama interaksi, dibangun model kinetik. Karena untuk piringan yang berputar bentuk umum ketergantungan laju disolusi pada masing-masing faktor yang terdaftar diketahui, teknik melakukan percobaan faktorial penuh dan memperoleh

5 perhitungan polinomial, yang kemudian diubah menjadi model kinetik, memungkinkan interpretasi fisikokimianya.

Ketergantungan laju spesifik pelarutan pirit dan sfalerit pada parameter yang mempengaruhi keberadaan zat pengoksidasi ini telah dipelajari untuk pertama kalinya menggunakan metode piringan berputar. Model kinetik baru yang dihasilkan valid untuk berbagai perubahan parameter pengaruh dan memungkinkan untuk menghitung jumlah logam yang masuk ke dalam larutan per satuan luas permukaan senyawa kristal untuk kombinasi konsentrasi reagen, pH, suhu, pengadukan. intensitas dan durasi interaksi.

Rincian mekanisme proses yang dipelajari, sifat produk antara padatan, alasan dan kondisi pembentukannya, serta sifat pengaruhnya terhadap kinetika disolusi ditentukan. Skema mekanisme interaksi yang dibuktikan secara termodinamika sesuai dengan ketergantungan kinetik yang diamati diusulkan.

Pekerjaan itu dilakukan di Departemen Kimia Universitas Teknik Negeri Tver. Isinya sesuai dengan “Arah prioritas penelitian fundamental Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia” (Lampiran 4 perintah Presidium Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia tertanggal 2 Desember 1996 No. 10103-449) di bagian 2.1.5. Dasar ilmiah untuk pengolahan bahan baku kimia terbarukan dan non-tradisional secara efisien dan 2.2.3. Pengembangan proses yang hemat sumber daya dan ramah lingkungan untuk pengolahan terpadu bahan baku bijih dan limbahnya.

Hasil penelitian ini menarik untuk kimia fisik dari proses oksidasi hidrokimia dan pelarutan sulfida dan teknologi hidrometalurgi.

Metode perencanaan eksperimen dan pemodelan matematis kinetika proses disolusi

Mari kita perhatikan masalah umum oksidasi pirit. Ketertarikan pada kinetika dan mekanisme oksidasi pirit disebabkan oleh fakta bahwa pirit merupakan sulfida yang paling umum dan kemungkinan penggunaan FeS2 untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik dan kimia, sebagai depolarisasi anodik dalam produksi hidrogen dan katoda dalam baterai kepadatan energi tinggi. Oksidasi pirit dalam larutan air telah menjadi subjek penelitian ekstensif dalam metalurgi ekstraktif (seperti pemisahan emas dari bijih tahan api), pengolahan batubara, geokimia, dan pembentukan perairan pertambangan yang bersifat asam. Selain itu, oksidasi pirit merupakan proses penting dalam siklus geokimia belerang dan besi.

Cara mudah untuk menyajikan daerah keadaan stabil tergantung pada potensial redoks dan pH larutan - Diagram Pourbaix untuk sistem "Fe-S-H2O" diberikan dalam karya (Gbr. 1.2). Pengaruh pH pada keadaan permukaan pirit dibahas dalam makalah ini. Perhitungan termodinamika telah menunjukkan bahwa kemungkinan reaksi oksidasi pirit dengan pembentukan H2S, HS dan S2" bersifat metastabil, karena tidak dapat dilakukan dalam batas stabilitas elektrokimia air. Dengan jumlah oksigen yang cukup dalam larutan, produk utama oksidasi pirit adalah ion SC 42. Analisis diagram yang dihasilkan Pourbaix "Eh - pH" untuk sistem "FeS2 - O2 - H20" menunjukkan bahwa pada nilai Eh yang tinggi, produk oksidasi pirit yang dominan adalah Fe (OH)3. Pada nilai ORP yang kurang positif (atau lebih negatif), FeC03 dapat terbentuk (hingga pH 8,6) atau Fe(OH)2 (pada pH 8,6). harus meningkat seiring dengan meningkatnya pH, dan pelepasan unsur belerang hanya dapat terjadi pada pH 1,5. Lapisan produk oksidasi ditemukan pada permukaan pirit yang baru terpapar dari lapisan padat sulfida karbonat atau sulfida hidrat dan lapisan luar berpori Fe(OH)3, yang menyulitkan elektrolit untuk mengakses permukaan FeS2. Berdasarkan diagram Pourbaix disimpulkan bahwa pelarutan intensif film ini dimulai pada pH 1,5-1,7. Pada pH 0,5, pirit terpapar dengan unsur belerang yang terbentuk di permukaannya.

Makalah ini memberikan ulasan tentang kinetika oksidasi pirit. Penelitian juga berkontribusi dalam memajukan pemahaman tentang reaksi-reaksi ini.

Secara umum diterima bahwa pelarutan pirit dalam kondisi asam dan oksidasi adalah proses elektrokimia, yang dapat dijelaskan dengan persamaan ringkasan berikut:

Dari persamaan (1.45) dapat disimpulkan bahwa oksidasi pirit menjadi ion sulfat melibatkan transfer total 15 elektron. Karena reaksi transfer elektron biasanya terbatas pada satu atau paling banyak dua elektron, prosesnya melibatkan beberapa langkah. Sejumlah peneliti berpendapat bahwa produk reaksi akhir - ion belerang dan sulfat - dapat dibentuk melalui bentuk peralihan: S03, S203 dan Sn06 (n = 4 6). Tidak adanya sulfoksianion perantara dengan adanya Fe(III) menunjukkan bahwa Fe(III) mengoksidasi sulfoksianion dengan cepat.

Dalam karya yang didasarkan pada teori orbital molekul, disimpulkan bahwa pembentukan tiosulfat mungkin merupakan tahap pertama oksidasi atom belerang dalam pirit. Dengan adanya pirit, tiosulfat dapat dioksidasi secara katalitik menjadi tetrationat. Diketahui juga bahwa ion Fe3+ memiliki kemampuan untuk dengan cepat mengubah tiosulfat menjadi tetrationat.

Penulis karya tersebut mendalilkan bahwa alih-alih unsur belerang, pirit Fei_xS2 yang kekurangan besi terbentuk sebagai produk metastabil, yang selanjutnya disusun ulang menjadi unsur belerang dan sulfida stabil; Fei+J,S2 Fei+y-x&2 + Fe2+ + 2xe.. Eksperimen elektrokimia yang dilakukan pada , menunjukkan bahwa dalam pelarut tidak berair, tidak ada arus anodik signifikan yang diamati pada elektroda pirit. Berdasarkan hal ini, penulis menyimpulkan bahwa selama dekomposisi pirit dalam larutan air, tidak terjadi setengah reaksi (1,44). Analisis permukaan dengan spektroskopi fotoelektron sinar-X menunjukkan bahwa produk reaksi pelarutan pirit meliputi zat-zat seperti unsur belerang, polisulfida, serta oksida besi dan belerang. Spektrum Raman menunjukkan bahwa unsur belerang dan polisulfida terbentuk pada permukaan pirit teroksidasi. Permukaan pirit setelah reaksinya dengan larutan berair, menggunakan metode spektroskopi fotoelektron sinar-X, juga dipelajari dalam penelitian ini.

Persiapan dan standarisasi larutan pengoksidasi

Kinetika interaksi bubuk FeS2 dengan larutan H2O2 dalam asam perklorat dipelajari dalam makalah ini. Pelarutan pirit terjadi pada rezim kinetik (Eact = 57 kJ-mol"). Laju konsentrasi H2O2 mendekati orde pertama. Perubahan [HCl4] dan [ClCl4] tidak berpengaruh pada W. Pengenalan FTT ion ke dalam sistem reaksi memberikan sedikit efek positif (IF - [ɐ]), sedangkan penambahan ion S042- menyebabkan adsorpsi dan penghambatan proses (W 4 2).

Dalam makalah ini, kinetika oksidasi bubuk pirit dengan hidrogen peroksida dalam larutan HC1 dipelajari. Prosesnya terjadi dalam rezim kinetik (EaiiT = 65 kJ-mol-1; ketergantungan linier konstanta laju pada jari-jari timbal balik partikel; urutan dalam H2O2 1,32). Ditemukan tidak adanya ketergantungan WOT[H], sementara ion SG mempunyai efek negatif pada laju.

Pirit bubuk dioksidasi dengan hidrogen peroksida dalam larutan asam fosfat. Rezim kinetik telah ditetapkan (El. = 57 kJ mol-1; ketergantungan linier konstanta laju pada jari-jari timbal balik partikel; orde pertama dalam hidrogen peroksida). Ion fosfat memiliki efek penghambatan pada proses oksidasi pirit.

Terdapat informasi dalam literatur tentang zat lain yang interaksinya dengan permukaan pirit menyebabkan perlambatan proses pelarutannya: asetilaseton, asam humat, amonium lignosulfonat, asam oksalat, natrium silikat, natrium oleat, ion asetat, urea, purin, /-ribosa, dll. .

Mari kita bahas oksidasi pirit dengan larutan asam nitrat. Para penulis menguji perilaku FeS sintetis, Fe7Ss pirhotit alami, pirit FeS2 dan sulfida logam lainnya ketika terkena asam nitrat. Sulfida yang lebih rendah sebagian besar membentuk unsur belerang, sedangkan pirit dan kalkopirit membentuk ion sulfat.

Kinetika pelarutan bubuk pirit dalam asam nitrat dipelajari dalam makalah ini. Ion disulfida dari FeS dioksidasi menjadi ion sulfat dan unsur belerang, dan sebagian besar belerang dalam larutan berbentuk SC 2-. Laju reaksi tidak bergantung pada intensitas pengadukan. Nilai Ea1GG semu yang ditemukan adalah 52 kJ-mol-1 pada C = 25% dan 25 kJ-mol-1 pada 10%.

Oksidasi anodik pirit dalam HNO3 0,22 M pada 26-80 C dipelajari dengan volamperometri. Proporsi FeS2 yang teroksidasi menjadi S, berapa pun suhunya, menurun dengan peningkatan potensial dari 70% pada q 0,82 V menjadi 0% pada 9 1"5 V.

Kemungkinan mengintensifkan proses pelarutan pirit dan marcasite dalam asam nitrat melalui penggunaan energi gelombang mikro ditunjukkan dalam karya ini. Hasil kajian perilaku nikel-besi pirhotit dalam asam nitrat panas disajikan pada.

Mari kita pertimbangkan oksidasi pirit dengan zat pengoksidasi lainnya. Selama oksidasi FeS2 dan FeS dengan mangan dioksida pada pH = 8, satu-satunya produk oksidasi FeS adalah unsur sulfur dan ion sulfat, sedangkan untuk; FeS2 sebagian besar menemukan ion SO4, serta ion tiosulfat, tritionat, tetrationat, dan pentationat sebagai zat antara. Ion tiosulfat dioksidasi oleh mangan dioksida menjadi tetrationat, sedangkan zat antara lainnya dioksidasi langsung menjadi SO4. Produk reaksi menunjukkan bahwa oksidasi FeS2 berlangsung melalui apa yang disebut mekanisme “tiosulfat”, dan FeS melalui mekanisme “polisulfida”.

Untuk reaksi oksidasi FeS2, nilai laju yang dihitung dari jumlah belerang dan besi yang ditransfer ke dalam larutan ternyata masing-masing sebesar 1,02 dan 1,12 nmol-m 2 s-1. Karena nilai-nilai ini berada dalam kisaran yang sama dengan laju oksidasi pirit oleh ion Fe3+ yang dipublikasikan sebelumnya, dan juga karena ion besi terkenal sebagai pengoksidasi pirit, penulis menyimpulkan bahwa bahkan dengan adanya MnO2, ion Fe+ dapat menjadi zat pengoksidasi untuk e$2 dan FeS. Pada permukaan besi sulfida, ion Fe+ direduksi menjadi Fe2+, yang kemudian dioksidasi lagi oleh mangan dioksida menjadi Fe3+. Meskipun besi besi memiliki kelarutan yang rendah dalam lingkungan netral, literatur menunjukkan bahwa besi tersebut dapat berfungsi sebagai zat pengoksidasi jika tetap teradsorpsi pada permukaan pirit. Dengan demikian, pasangan redoks Fe3+/Fe2+ memastikan transpor elektron antara permukaan dua senyawa padat. Karya ini memberikan informasi tentang kemungkinan partisipasi pasangan redoks lainnya (Fe /Fe$2 dan MnOa/Fe) selama pelarutan pirit dengan adanya mangan dioksida dalam lingkungan asam.

Hasil kajian kinetika oksidasi bubuk pirit dengan kalium dikromat dalam larutan asam sulfat disajikan dalam karya ini. Reaksi berlangsung dalam rezim kinetik, yang dibuktikan dengan tidak adanya ketergantungan laju pada intensitas pengadukan dan Eshcr = 43 kJ-mol"1. Orde percobaan reagen adalah 0,52 untuk dikromat dan 0,85 untuk asam sulfat. .

Sebuah mekanisme yang menjelaskan peningkatan laju oksidasi pirit dalam lingkungan netral dengan adanya ion bikarbonat diusulkan dalam penelitian ini. Kinetika oksidasi pirit dalam larutan natrium karbonat dijelaskan dalam makalah ini, dan dalam larutan natrium hidroksida dalam komunikasi.

Perilaku pirit dalam larutan natrium hipoklorit dipelajari dengan metode piringan berputar dalam karya tersebut. Telah ditetapkan bahwa ia praktis tidak bergantung pada [H] pada pH 7. Dalam lingkungan basa lemah (pH = 8-5-9), terjadi penurunan tajam dalam kecepatan, dan pada pH 9, tidak adanya ketergantungan pada W pada pH kembali dicatat. Telah diajukan persamaan yang menggambarkan proses oksidasi FeS2 dengan larutan NaOCl dalam media asam kuat (pH 3) dan basa (pH 8). Pada pH = 6, diperoleh model kinetik, yang diikuti oleh K298 - 1,48-10 dm3 cm 2-s 9 dan React = 27,5 kJ-mol. Orde reaksi yang diamati dalam NaOCl sama dengan satu, dan dalam hal frekuensi putaran piringan - (-0,5), yang khas untuk proses difusi. Perhitungan fluks difusi menunjukkan bahwa tahap pembatasnya adalah penghilangan produk reaksi dari permukaan mineral. Pada pH 8, laju oksidasi berbanding lurus dengan akar kuadrat lama percobaan. Ketergantungan laju pada suhu (Eac1 = 10,5 kJ-mol"1), konsentrasi hipoklorit (W C), dan frekuensi putaran piringan (W co0) diperoleh. Pada pH S, laju proses dibatasi oleh difusi internal reagen atau produk di pori-pori film fase baru a -Eios, terbentuk pada permukaan mineral.

Dalam makalah ini, elektrooksidasi pirit dalam larutan NaCl dipelajari. Oksidasi pirit dilakukan dalam elektroliser yang diisi larutan NaCl 10% pada suhu 35-40 C. Efisiensi proses oksidasi pirit saat ini dengan hipoklorit yang dihasilkan secara elektrokimia mencapai 97%.

Kinetika reduksi larutan klorin berair pada pH = 2 dan 4 pada elektroda piringan berputar yang terbuat dari pirit telah dipelajari. Pada kisaran pH ini, CI2 (aq) ada dalam bentuk HOCI, dan kelarutan Fe(III) menurun. Reduksi klorin terlarut pada potensial 0,6 V (relatif terhadap N.K.E.), pada pH = 2, terjadi sangat sedikit. Penyimpangan yang diamati dari persamaan Lewin untuk kepadatan arus yang dikendalikan transportasi pada potensi 0,5 V (relatif terhadap n.e.) menjadi signifikan pada kecepatan disk yang rendah.

Penentuan kelarutan logam nitrat dalam larutan asam nitrat

Persiapan sampel terpilih untuk analisis terdiri dari menghilangkan zat pengoksidasi yang tidak bereaksi dari sampel tersebut sekaligus mengubahnya menjadi bentuk yang sesuai untuk penentuan. Untuk melakukan ini, sampel larutan yang dipilih ditempatkan dalam wadah kimia tahan panas dan diuapkan sampai kering dalam penangas pasir. Residu padat yang dihasilkan disimpan pada suhu penangas selama 2-5 menit sampai tanda-tanda reaksi dekomposisi hilang, setelah itu cangkir dikeluarkan dari penangas dan dibiarkan agak dingin. Kemudian larutan asam klorida 2 N (tingkat reagen) dan air suling yang diukur secara tepat dan air suling ditambahkan ke sampel dalam porsi kecil, memastikan pembubaran residu sepenuhnya. Solusi yang dihasilkan dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar untuk dianalisis.

Dalam kasus di mana sampel yang dipilih mengandung partikel tersuspensi (misalnya, belerang koloid), sebelum dekomposisi, 1-2 cm asam sulfat pekat (tingkat reagen) ditambahkan ke dalamnya dan kemudian apa yang disebut “pengabuan basah” dilakukan dilakukan - penguapan di atas bak pasir hingga terbentuk asap putih. Selain itu, karena oksidasi pengotor koloid: H2S04 pekat, larutan menjadi transparan dan tidak berwarna. Jika jumlah asam sulfat yang ditambahkan tidak cukup untuk menghilangkan kekeruhan sampel sepenuhnya, prosedur diulangi. Jika, akibat interaksi dengan asam sulfat, larutan berubah warna menjadi kuning, ditambahkan 5-10 cm larutan H2O2 pekat ke dalamnya dan diuapkan kembali hingga hidrogen peroksida terurai sempurna (tidak ada gelembung 02) dan muncul asap putih. . Kemudian cangkir dikeluarkan dari bak mandi dan dibiarkan dingin. Sedikit air suling dan larutan amonia 10% (berat) berlebih yang diukur secara tepat ditambahkan ke dalam larutan yang dihasilkan sampai muncul bau menyengat yang khas. Setelah itu, cawan-cawan tersebut dimasukkan kembali ke dalam penangas pasir dan diuapkan hingga volume larutan di dalamnya menjadi minimal (hampir sampai kristal mengendap). Kemudian cangkir dikeluarkan dari bak mandi, dan isinya, setelah dingin, dilarutkan dalam air suling dengan volume minimum dan dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar untuk dianalisis.

Pada saat yang sama, percobaan Blank dilakukan, menguapkan seluruh kuota air suling dalam penangas pasir dan melakukan prosedur pemrosesan yang dijelaskan di atas. Larutan yang diperoleh sebagai hasil tindakan serupa berfungsi sebagai larutan “nol”. saat menganalisis kandungan kation logam dalam sampel.

Konsentrasi kation Fe+ dalam larutan ditentukan secara fotometrik berdasarkan warna kompleks dengan asam sulfosalisilat.

Asam sulfosalisilat (2-hidroksi-5-sulfobenzoat) menghasilkan tiga kompleks dengan warna berbeda dengan ion Fe3+, dan komposisinya berbeda satu sama lain. Pada pH = 2-3, terdapat kompleks berwarna merah-ungu dengan perbandingan besi:reagen 1:1 dalam larutan. Pada pH = 4-7, kompleks berwarna jingga kecoklatan mendominasi dengan perbandingan komponen 1:2. Pada pH = 8-10, kompleks kuning dengan perbandingan komponen 1:3 stabil. Kompleks ungu, stabil dalam lingkungan asam, tidak sensitif (koefisien kepunahan molar adalah 2,6 × 10 pada X = 490 nm). Oleh karena itu, untuk menentukan Fe3+ digunakan kompleks berwarna kuning yang stabil dalam lingkungan basa. Penyerapan maksimum kompleks ini berada pada kisaran 420-430 nm, dan koefisien kepunahan molar adalah 5,8-103. Larutan kompleks besi(III) sulfosalisilat cukup stabil.

Teknik penentuan fotometrik adalah sebagai berikut. Larutan yang diperoleh setelah penguraian sampel, yang mengandung tidak lebih dari 300 μg Fe(IH), dipindahkan ke labu takar 50 cm3. Kemudian ditambahkan 2 cm3 2 N disana. Larutan H2S04 (sampai pH = 2-3), 5 cm3 larutan asam sulfosalisilat 10% (berat) dan 5-10 cm3 larutan amonia berair 5% (berat) (sampai pH = 9). Isi labu ditepatkan dengan air suling sampai tanda, dicampur, dan setelah 5-10 menit kerapatan optik larutan kuning yang dihasilkan diukur pada spektrofotometer KFK-3 dalam kuvet setebal 1 cm pada panjang gelombang 425 nm ( penyaring biru).

Diusulkan untuk menggunakan air suling sebagai larutan referensi. Untuk menghindari kesalahan sistematik terkait dengan kemungkinan adanya ion besi dalam reagen yang digunakan, maka digunakan larutan “nol” sebagai larutan acuan, yang telah melalui prosedur pengolahan lengkap sesuai metode di atas, namun tidak mengandung ion besi.

Untuk membuat grafik kalibrasi, dibuat larutan standar garam Fe(III) dengan konsentrasi ion besi 1 mg cm-3 sesuai metode. Untuk melakukan ini, 8,6350 g besi amonium tawas NFLtFetSO 12H20 (kadar murni kimia) dilarutkan dalam labu takar 1 dm3 dan ditambahkan 5 cm3 asam sulfat pekat. Isi labu ditepatkan dengan aquades sambil diaduk. Larutan kerja dengan konsentrasi ion besi 20 g-cm-3 dibuat pada hari percobaan dengan mengencerkan 5 cm larutan standar besi (III) dengan air suling dalam labu takar hingga volume 250 cm3.

Sphalerit dalam larutan pengoksidasi

Nilai energi aktivasi yang diperoleh dalam kombinasi dengan urutan kecepatan yang ditetapkan dalam C dan Co menegaskan kesimpulan tentang sifat autokatalitik dari interaksi sfalerit dengan asam nitrat, yang terjadi pada C 13 mol-dm: dalam rezim campuran yang mendekati kinetik .

Persamaan (3.48) memungkinkan Anda memvisualisasikan pengaruh faktor terpenting terhadap W: C(NZH)z), G dan co. Pada Gambar. Gambar 3.16 dan 3.17 menunjukkan permukaan laju disolusi sfalerit tergantung pada kombinasi nilai masing-masing C, G dan w, C. Oleh karena itu, peningkatan C dan T, serta penurunan co, menyebabkan peningkatan W yang monoton), sebagai akibatnya, untuk rentang parameter pengaruh yang dipelajari, nilai laju tertinggi ( 1,57-10 mol-dm -s) dicapai pada nilai konsentrasi dan suhu maksimum serta nilai minimum frekuensi putaran piringan (masing-masing pada C = 12,02 mol-dm 3, T = 333 K dan co - 1,6 s -1). Dari gambar tersebut terlihat jelas bahwa besarnya pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap nilai W menurun pada deret: T C co.

Perbandingan parameter kinetik proses pelarutan pirit dan sfalerit dalam asam nitrat dalam rentang konsentrasi yang sesuai dengan cabang ketergantungan W = f2 dan 2,5 M HNO3. diproses dalam autoklaf pada suhu 130-160 °C. Nilai suhu minimum sesuai dengan momen pembentukan NO yang mudah menguap. Pada suhu maksimum (160 °C), tekanan uap dalam autoklaf mencapai 1200 kPa. Total lama proses adalah 4 jam. Pengecekan kelarutan endapan yang dihasilkan dalam HNO3 (pada pH = 4) menunjukkan bahwa setelah 4 jam perlakuan, konsentrasi As dalam larutan adalah 1,6 mg/l.

Karya ini menjelaskan metode pengolahan nitrat dari konsentrat flotasi dan gravitasi yang kaya Ag-As (kandungan perak dari 0,8 hingga 31,5 kg/t), di mana bismut, nikel, kobalt, tembaga dan seng hadir sebagai komponen berguna terkait. Campuran konsentrat direkomendasikan untuk dilakukan pelindian dengan larutan HNO3 (konsumsi asam 124% berat konsentrat) pada suhu 125 °C, tekanan oksigen 1 MPa; F:T=6:1, D selama 30 menit. Dalam hal ini, 95-99% logam yang ada, termasuk arsenik dan besi, masuk ke dalam larutan. Dari larutan yang dihasilkan, berikut ini diendapkan secara berurutan: perak dalam bentuk klorida (dengan memasukkan NaCl); bismut oksiklorida-hidroksida; sedimen besi-arsenik (netralisasi larutan dengan amonia masing-masing: hingga pH = 0,4-0,8 dan 0,8-1,8) dan campuran nikel, kobalt, kapur dan auger sulfida (perlakuan larutan dengan amonium sulfat pada pH = 5 -7 ). Dengan mengkalsinasi AgCl dengan soda pada suhu 600 °C, diperoleh bubuk perak metalik dengan kemurnian tinggi. Disarankan untuk mengolah produk padat lainnya menggunakan metode standar, juga untuk mendapatkan logam murni. Larutan nitrat yang diperoleh setelah pemisahan lumpur diusulkan untuk digunakan sebagai pupuk. Tingkat ekstraksi perak dan logam lainnya selama pengolahan sedimen kimia metalurgi mencapai 99%.