Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. О кинетике и механизме растворения меди и цинка в минеральных кислотах 8
1.2. Промышленное применение процесса растворения меди в серной кислоте 17
1.3. Гидрометаллургические способы переработки медных руд и концентратов 19
1.4. Реакционная способность озона в водной среде 25
1.5. Диффузионная кинетика в случае жидкость - твердое и газ - жидкость твердое тело 27
Выв о д ы 31
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика исследования 32
2.2. Исследование кинетики растворения меди в серной кислоте в присутствии кислорода и озона 2.2.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 35
2.2.2. Исследование влияния концентрации серной кислоты на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 37
2.2.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 41
2.2.4. Исследование влияния концентрации двухвалентной меди на скорость растворения 43
2.2.5. Исследование влияния озона на скорость растворения меди 45
2.3. Исследование кинетики растворения меди в растворах соляной кислоты в присутствии кислорода и озона... 47
2.3.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 48
2.3.2. Исследование влияния концентрации соляной кислоты на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона
2.3.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения меди в присутствии кислорода и озона 53
2.3.4. Исследование влияния концентрации озона на скорость растворения меди 55
2.4. Исследование кинетики растворения меди в азотной кислоте без постороннего окислителя, в присутствии кислорода и озона 57
2.4.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения меди. 57
2.4.2. Исследование влияния концентрации азотной кислоты на скорость растворения меди в отсутствии окислителя и в присутствии кислорода и озона 59
2.4.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения меди в отсутствии окислителя и в присутствии кислорода и озона 64
В ы в о д ы 67
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРЕНИЯ ЩЕКА В МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТАХ В ПРИСУТСТВИИ КИСЛОРОДА И ОЗОНА 69
3.1. Исследование кинетики растворения цинка в серной кислоте в присутствии кислорода и озона 69
3.1.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 70
3.1.2. Исследование влияния концентрации серной кислоты на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 71
3.1.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона... 76
3.1.4. Исследование влияния концентрации озона на скорость растворения цинка. 78
3.2. Исследование кинетики растворения цинка в соляной кислоте в присутствии кислорода и озона 80
3.2.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 81
3.2.2. Исследование влияния концентрации соляной кислоты на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 4 Стр.
3.2.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 86
3.2.4. Исследование влияния озона на скорость растворения цинка в присутствии кислорода и озона 89
3.3. Исследование кинетики растворения цинка в азотной кислоте в отсутствии окислителя, в присутствии кисло рода и озона 92
3.3.1. Исследование влияния скорости вращения диска на скорость растворения цинка 92
3.3.2. Исследование влияния концентрации азотной кислоты на скорость растворения пинка. 95
3.3.3. Исследование влияния температуры на скорость растворения цинка 96
Выв оды 98
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОЗОНА НА ПРОЦЕСС ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОГО КУПОРОСА 100
4.1. Исследование влияния концентрации серной кислоты на процесс растворения меди в присутствии воздуха, и озона 100
4.2. Исследование влияния температуры на процесс растворения меди в присутствии воздуха и озона 104
4.3. Исследование влияния концентрации озона на процесс растворения меди 106
4.4. Анализ и обработка полученных данных с помощью математической статистики НО
Выв оды НО
5. ПЕРЕРАБОТКА МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА В ПРИСУТСТВИИ ОЗОНА 112
5.1. Исследование влияния концентрации серной кислоты на извлечение меди и железа в раствор ИЗ
5.2. Исследование влияния температуры на извлечение меда и железа в раствор 116
5.3. Исследование влияния концентрации озона на извлечение меди и железа в раствор 118
5.4. Исследование влияния изменения соотношения твердой и жидкой фазы на скорость извлечения меди и железа в раствор 120
5.5. Анализ и обработка полученных результатов путем математического моделирования 123
Выв оды 127
ОБСУЖДЕНИЕ ЕЕЗУЛЬТАТОВ 139
ВЫВОДЫ 138
ЛИТЕРАТУРА 142
ПРИЛОЖЕНИЯ 152
Введение к работе
Актуальность темы. Интенсивная эксплуатация медных месторождений привела к необходимости разработки рациональных методов переработки сульфидных руд и концентратов со сравнительно низким содержанием полезных компонентов. В связи с этим становится актуальной задачей переход от пирометаллургического к гидрометаллургичес-кому способу переработки медьсодержащих концентратов. Осуществление этой проблемы определяется интенсификацией и усовершенствованием технологических процессов, которые достигаются, в основном, увеличением скорости протекающих реакций. Определяющую роль при этом играет природа окислителя, используемого в процессе растворения. В связи с этим большое значение приобретают исследования в области кинетики реакций окисления меди, цинка и природных сульфидов меди и железа в кислой среде. Скорость и полнота окисления природных соединений меди определяются значением окислительно-восстановительного потенциала применяемого окислителя. Использование такого сильного окислителя, как озон может существенным образом продвинуть проблему интенсификации процессов получения медного купороса путем непосредственного взаимодействия меди с серной кислотой и прямого окисления сульфидов, обеспечив при этом более полное извлечение компонентов концентрата в раствор. Уникальные свойства озона: Высокое значение окислительно-восстановительного потенциала, доступность сырья, экологическая чистота (при распаде озона образуется кислород), - являются той базой, которая позволяет применять озон в качестве окислителя в гидрометаллургических процессах.
Цель работы: I. Исследование кинетики и механизма растворения меди и цинка в минеральных кислотах в присутствии кислорода и озона.
2. Изучение возможностей интенсификации основного этапа получения медного купороса с применением озона.
3. Исследование взаимодействия озона с медным концентратом в кислой среде для выявления оптимальных условий извлечения меди и железа.
Научная новизна. Методом вращающегося диска впервые изучена кинетика и механизм растворения меди и цинка в минеральных кислотах в присутствии кислорода и озона в зависимости от исходной концентрации кислот, озона и температуры реакционной среды. Оценены скорости растворения. Выявлены основные кинетические закономерности и уточнены детали механизма растворения.
Методом последовательного исключения внешних факторов в реакторе барботажного типа показана возможность использования озона для интенсификации процесса получения медного купороса и окислительной переработки медного концентрата.
Определены оптимальные условия процессов получения медного купороса при непосредственном взаимодействии меди с серной кислотой и извлечения меди и железа из медного концентрата.
Предложен новый высокоэффективный гидрометаллургический способ переработки медных концентратов, разработана технологическая схема процесса.
Практическая ценность работы. Полученные в работе кинетические данные по растворению меди в серной кислоте в присутствии озона могут быть рекомендованы для интенсификации процесса получения медного купороса при низких температурах и давлениях.
Разработан и предложен для промышленного внедрения новый высокоэффективный гидрометаллургический способ переработки медных Vконцентратов, обеспечивающий: комплексное использование сырья при высоких скоростях окисления сульфидных соединений, проведение процессов окисления при невысоких температурах и обычных давлениях, безопасные условия труда и охраны окружающей среды.
![Соединения на основе халькоцианидных кластерных анионов рения[Re4Q4(CN)12]4-(Q=S,Se,Te) и катионных комплексов никеля, меди, цинка и РЗЭ](/i/i/4503/305114.png "Соединения на основе халькоцианидных кластерных анионов рения[Re4Q4(CN)12]4-(Q=S,Se,Te) и катионных комплексов никеля, меди, цинка и РЗЭ Ефремова Ольга Александровна")
