Кинетика процесса автоклавного выщелачивания — КиберПедия 

Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Кинетика процесса автоклавного выщелачивания

2020-04-01 87
Кинетика процесса автоклавного выщелачивания 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Кинетика гетерогенной реакции рассматриваемого типа складывается из ряда последовательных стадий: переноса реагента из объема раствора к поверхности твердой фазы через пограничный слой жидкости; диффузии реагента через слой твердого продукта реакции (слой СаСОз на частицах шеелита); химической реакции на поверхности шеелита; переноса продукта реакции (Na2WO4) в объем раствора. Исследования кинетики взаимодействия шеелита (в форме пластинок с известной поверхностью) с растворами соды в интервале 150—200 °С показали, что пленки СаСОз пористые и вплоть до толщины 110 мкм не влияют на скорость процесса. Пористость пленки объясняется тем, что молярный объем СаСОз меньше молярного объема CaW04 (отношение молярных объемов равно 0,75). При интенсивном перемешивании взаимодействие протекает в кинетической области, энергия активации процесса E=75-92,кДж /моль. Следует учитывать, что при недостаточной интенсивности перемешивания (что имеет место в горизонтальныхвращающихся автоклавах) реализуется промежуточный режим: скорость процесса определяется и скоростью подвода реагента к поверхности, и скоростью химического взаимодействия.

 


Таблица 1. Зависимость Кс и степени извлечения вольфрама Е от температуры и содового эквивалента Q

tºc Q E, доли единиц Кс   tºc Q E, доли единиц Kc
90 1 0,316 0,46   225 0,75 0,495 1,56
175 1 0.547 1.21   225 1 0.608 1.56
200 1 0.586 1.45   225 1.5 0.899 1.49
200 1 0.829 1.19   225 2.0 0.995 0.99
200 1 0.979 0.96   225 1.0 0.634 1.85
200 1 0.994 0.67   225 1.5 0.923 1.61

 

Принимая, что реакция первого порядка по реагенту, и учитывая ее обратимость, удельную скорость процесса в кинетической области можно представить как:

 

I = K ([Na2CO3] - [Na2WO4]/ Kc), (1.1)

 

где К—константа скорости реакции; К.с—константа равновесия; [Na2CO3 и [Na2WO4] - концентрации соды и вольфрамата натрия в объеме раствора. [1]

 

Рис. 1 Зависимость удельной скорости реакции разложения шеелита от молярного отношения концентрации Na2WO4/Na2CO3 в растворе при 175 °С.

 

Как видно из рис.1, удельная скорость реакции уменьшается примерно обратно пропорционально возрастанию отношения молярных концентраций [Na2WO4]: [Na2СО3] в растворе, что соответствует уравнению c переменной I.

Это обусловливает необходимость применения значительного "кинетического" избытка соды. С целью снижения расхода соды проводят двустадийное противоточное выщелачивание: хвосты после первого выщелачивания, содержащие 15-20 % WOз от исходного количества, выщелачивают, используя большой избыток соды. Получаемый раствор, являющийся оборотным, поступает на первую стадию процесса. Однако расход соды и в этом случае не ниже 250 % от СНК.

Шеелитовые концентраты легче разлагаются растворами соды по сравнению с вольфрамитовыми. Добавление в автоклавную пульпу NaOH или СаО (что приводит к каустификации соды) позволяет снизить расход соды.

Содержание примесей в щелоках автоклавно-содового процесса определяется взаимодействием сопутствующих минералов с растворами соды при 200—225 °С. В растворах могут присутствовать примеси соединений Si, P, As, F, Mo, A1. Для окисления примеси молибденита (с целью извлечения молибдена в вольфраматный раствор), а также удаления примеси мышьяка применяют предварительный обжиг вольфрамовых концентратов при 650—700°С. Удаление флотореагентов в процессе обжига улучшает показатели автоклавно-содового разложения вследствие исключения вспенивания пульп. В таблице 2 приведены сопутствующие компоненты шеелитового концентрата, их форма нахождения в концентрате и характер взаимодействия с растворами соды при выщелачивании.

 

Таблица 2. Характер взаимодействия сопутствующих минералов шеелитовых концентратов с растворами соды при 200—225 °С

Элемент Минерал Характер взаимодействия минерала с растворами соды Соединение, пере-ходящее в раствор
Фосфор Апатит Са5(Р04)зF Частично реагирует по обменной реакции с образованием фосфата и фторида натрия Na2HPО4; (NaF)
Мышьяк Арсенопирит FeAsS Скородит FeAs04 Частично реагирует с образованием рас творимой тиосоли Реагирует с образованием арсената нагрия Na2HAs04   Na2HAs04
Фтор Флюорит CaF2 Частично реагирует По обменной реакции NaF
Кремний и алюминий Кварц, силикаты, алюмосиликаты Реагирует с образованием растворимых Силикатов и алюминатов натрия Na2SiO3, NaAl(OH)4
Молибден Молибденит MoS2 Повеллит СаМо04 Не реагирует при отсутствии окислителя   Реагирует по обменной реакции —   Na2Mo04
Олово Касситерит SnO2 Практически не реагирует
Медь Халькопирит CuFeS2 Частично реагирует с образованием неустойчивых комплексных анионов Сu(СОз)2 Комплекс разлагается с выделением Сu(ОН)2
Сурьма Антимонит Sb2S3, Практически не реагирует
Висмут Висмутииит Bi2S3 То же
Кальций Кальцит СаСОз  

 



Поделиться с друзьями:

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.006 с.