Интенсификация процессов окисления меди, цинка и медьсодержащих соединений в кислой среде озоном

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ . 
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. 
1.1. О кинетике и механизме растворения меда и цинка в минеральных кислотах. 
1.2. Промышленное применение процесса растворения меда в серной кислоте . 
1.3. Гидрометаллургические способы переработки медных
руд и концентратов. 
1.4. Реакционная способность озона в водной среде 
1.5. Диффузионная кинетика в случае жидкость твердое
и газ жидкость твердое тело.
В ы в о ды. 
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика исследования 
2.2. Исследование кинетики растворения меда в серной кислоте в присутствии кислорода и озона 
2.2.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения меда в присутствии кислорода и озона 
2.2.2. Исследование влияния концентрации серной кислоты на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона . 
2.2.3. Последование влияния температуры на скорость растворения меда в присутствии кислорода и озона 
2.2.4. Исследование влияния концентрации двухвалентной меди на скорость растворения 
2.2.5. Исследование влияния озона на скорость растворения меда 
2.3. Исследование кинетики растворения меди в растворах
соляной кислоты в присутствии кислорода и озона 
2.3.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 
2.3.2. Исследование влияния концентрации соляной кислоты на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 
Стр.
2.3.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 
2.3.4. Исследование влияния концентрации озона на скорость растворения меди. 
2.4. Исследование кинетики растворения меди в азотной кислоте без постороннего окислителя, в присутствии кислорода и озона 
2.4.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения меди 
2.4.2. Исследование влияния концентрации азотной кислоты на скорость растворения меда в отсутствии окислителя и в присутствии кислорода и озона. 
2.4.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения меди в отсутствии окислителя и в присутствии кислорода и озона 
В ы в о д ы 
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРЕНИЯ ЦИНКА В МИНЕРАЛЬНЫХ
КИСЛОТАХ В ПРИСУТСТВИИ КИСЛОРОДА И ОЗОНА 
3.1. Исследование кинетики растворения цинка в серной кислоте в присутствии кислорода и озона 
3.1.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 
3.1.2. Исследование влияния концентрации серной кислоты на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона. 
3.1.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 
3.1.4. Исследование влияния концентрации озона на скорость растворения цинка 
3.2. Исследование кинетики растворения цинка в соляной
кислоте в присутствии кислорода и озона. 
3.2.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 
3.2.2. Исследование влияния концентрации соляной кислоты на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 
Стр.
3.2.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона.
3.2.4. Исследование влияния озона на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона. 
3.3. Исследование кинетики растворения цинка в азотной
кислоте в отсутствии окислителя, в присутствии кислорода и озона. 
3.3.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения цинка. 
3.3.2. Исследование влияния концентрации азотной кислоты
на скорость растворения цинка 
3.3.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения цинка. 
Выв оды 
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОЗОНА НА ПРОЦЕСС ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОГО КУПОРОСА 
4.1. Исследование влияния концентрации серной кислоты на процесс растворения гледи в присутствии воздуха и озона. 
4.2. Исследование влияния температуры на процесс растворения меди в присутствии воздуха и озона. 
4.3. Исследование влияния концентрации озона на процесс растворения меди. 
4.4. Анализ и обработка полученных данных с помощью математической статистики 
Выв оды 
5. ПЕРЕРАБОТКА МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА В ПРИСУТСТВИИ
5.1. Исследование влияния концентрации серной кислоты на извлечение меда и железа в раствор. 
5.2. Исследование влияния температуры на извлечение меда
и железа в раствор 
5.3. Исследование влияния концентрации озона на извлечение меда и железа в раствор. 
5.4. Исследование влияния изменения соотношения твердой и жидкой фазы на скорость извлечения меда и железа в раствор 
Стр.
5.5. Анализ и обработка полученных результатов путем математического моделирования 
Вы в о ды 
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. 
ВЫВОДЫ 
ЛИТЕ Р А Т У Р А. 
ПРИЛОЖЕНИЯ 
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


С.Набойченко было проведено исследование кинетики растворения меди в сернокислых растворах 0, 0,2М при повышенной температуре и давлении кислорода 2 атм с использованием вращающегося диска сек и неподвижного образна при перемешивании раствора. Было показано, что процесс растворения меди имеет автокаталитический характер, обусловленный свойствами иона Си . При концентрации 0ц 0, Л процесс контролируется диффузией ионов Н , а при большей кислотности диффузией ионов . Н 2. Си Ц 6
г продукты реакции диффундируют в раствор с последующим образованием сульфата меди и воды. Одновременно с окислением меди кислородом протекает реакция Си Си Си , т. Растворению меди в азотной и соляной кислотах посвящено много работ. Обязательным условием для эффективного растворения меди в разбавленных растворах соляной кислоты является наличие окислителякислорода . Скорость растворения меди в 1,2 растворе соляной кислоты прямо пропорциональна содержанию кислорода, что связывают с наличием в растворе хлоридов меди. В концентрированных растворах соляной кислоты, при высокой температуре медь может растворяться даже с непосредственным выделением водорода. Высокая скорость растворения меди в растворах соляной кислоты обусловлена образованием более прочных комплексов, большой подвижностью хлорионов, выраженным автокаталитическим влиянием образующегося хлорида меди . Авторами М. Ионином и И. Установлено, что при растворении меди в соляной кислоте об
разуются комплексные ионы одновалентной меди. Ионы Си отсутствуют. На основании полученных результатов авторами предложен механизм процесса растворения меди в соляной кислоте . Си С СиСе 7
Нор. Исключение составляет, конечно, азотная кислота, сама действующая как окислитель. В ряде работ описано растворение меди в азотной кислоте. Показано, что все металлы первой группы, растворяясь в азотной кислоте, образуют азотистую кислоту, нитрит и воду, тогда как металлы второй группы вместо азотистой кислоты образуют ашиак или гидроксиламин, или то и другое вместе. При этом они показали, что азотистая кислота, образованная в результате взаимодействия азотной кислоты с металлами первой группы, является автокатализатором. Си. При этом в разбавленной кислоте основным газообразным продуктом является окись азота, тогда кате в концентрированной кислоте двуокись азота. Результаты исследований, выполненных автора работ С. Балезиншл и Г. Парфеновым по изучению растворения меди в азотной кислоте, показывают, что скорость растворения меди значительно возрастает с температурой, начиная с температуры это связано с активированием азотистой кислоты и с концентрацией кислоты до величины 2Ы . Было показано, что при увеличении концентрации азотной кислоты увеличиваются не только ее кислотные
свойства, но и окислительные, а на поверхности меда не наблвдается образования прочной пассивирующей пленки, характерной для меда в случае использования серной кислоты. Скорость растворения меда с увеличением скорости перемешивания сильно падает. Это явление авторы объясняют тем, что повышение скорости перемешивания усиливает отвод продукта реакции, т. Автором было исследовано растворение цинка в серной кислоте в присутствии окислителя. Было показано, что при низких концентрациях окислителя, скорость растворения пропорциональна его концентрации, при более высокой концентрации окислителя пропорциональна концентрации кислоты. Была исследована зависимость константы скорости реакции от концентрации деполяризатора перекиси водорода. Сперва константа скорости реакции растет примерно линейно с возрастанием концентрации перекиси водорода, а затем, достигнув определенного значения, делается независимой от концентрации, так как взаимодействие между металлом и кислотой тормозится водородной поляризацией при больших концентрациях деполяризатора. Н Ле иИег 2Н 
Совершенно аналогичная картина имеет место при растворении цинка в серной кислоте в присутствии бромноватокислого калия в качестве деполяризатора . Согласно С. Плетеневу , все случаи растворения цинка в кислотах в присутствии окислителей подчиняются диффузионному закону, а в отсутствие окислителей растворение сопровождается выделением водорода и получаются неясные и трудные для интерпретации результаты водородная вуаль.