钨酸钠溶液沉淀净化法
2019-03-04 16:12:50
用沉积(含结晶)法除掉钨酸钠溶液中杂质的钨溶液净化办法。一般可分为杂质元素别离及制取纯钨酸铵溶液两个阶段。
杂质元素别离
从粗钨酸钠溶液中别离杂质元素的办法有沉积杂质元素法及结晶钨酸钠法两类。
沉积杂质元素法
在工业上使用的首要有水解沉积法、镁(铝)盐沉积法及硫化钼沉积法。
(1)水解沉积法。用无机酸中和水解的办法除掉粗钨酸钠溶液中硅和锡的进程。硅和锡别离以Na2SiO3和Na2SnO2或Na2SnO3方式存在于粗钨酸钠溶液中。为确保除锡作用,一般先用次或将两价锡氧化成四价,结尾pH一般操控在9.5。而中和水免除硅的结尾pH则操控在8~9为宜。硅和锡的水解沉积反响别离为:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaClNaSnO3+2HCl=H2SnO3↓+2NaCl
为防止部分过酸而构成杂钨酸,无机酸有必要缓慢地参加到拌和的粗钨酸钠溶液中。部分过酸构成的杂钨酸不但会影响除杂质的作用,还会下降后续作业的钨收回率。选用替代无机酸进行均相中和,可解决部分过酸问题。为防止水解发作胶体沉积,除硅、锡作业须在煮沸的粗钨钠溶液中进行。中和水解生成的H2SiO3和H2SnO3通过滤除掉。
(2)镁(铝)盐沉积法。往粗钨酸钠溶液中增加氯化镁或硫酸镁使磷、砷及部分硅生成难溶的镁盐沉积除掉的进程。如有氟离子存在,则大部分氟离子生成氟化镁共沉积除掉。如往粗钨酸钠溶液中增加硫酸铝则可使硅生成难溶的铝硅酸复盐沉积除掉。镁(铝)盐沉积法又可分为磷(砷)酸镁盐法、磷(砷)酸铵镁盐法及铝硅酸复盐法。
a.磷(砷)酸镁盐法。用无机酸将钨酸钠溶液中和至含游离碱达1g/L±0.2g/L时,煮沸约0.5h后,缓缓参加密度1160~1180kg/m3的MgCl2溶液,此刻发作生成Mg3(PO4)2和Mg3(AsO4)2沉积的反响:
2Na2HPO4+3MgCl2=Mg3(PO4)2↓+4NaCl+2HCl
2Na2HAs4+3MgCl2=Mg3(AsO4)2↓+4NaCl+2HCl
因为Mg3(AsO4)2的溶度积(298K时为2.04×10-20)大于Mg3(PO4)2的溶度积(298K时为1.02×10-25),故MgCl2的参加量一般视溶液中砷含量而定。为使除砷符合要求,一般先用次或将AsO3-3氧化成AsO3-4。溶液中的硅酸根一起生成硅酸及硅酸镁沉积而被除掉:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCI
Na2SiO3+MgCI2=MgSiO3↓+2NaCl
因而,在粗钨酸钠溶液中的含硅量不太高的情况下,能够免除独自的除硅作业。由上述反响式可见,跟着MgCl2的参加,粗钨酸钠溶液的pH逐步下降,即酸度逐步升高,因而操控粗钨酸钠溶液的开始及结尾pH便成为影响磷(砷)酸镁盐法净化作用的最重要因素。pH过高,氯化镁很多水解成氢氧化镁沉积,一方面使渣量增大,钨丢失随之增加;另一方面因为Mg。’离子削减而使净化作用变差。pH过低,磷(砷)酸镁溶解度增加,除杂质作用下降。加完MgCl2后,再煮沸0.5h,弄清通过滤除掉渣后,滤液一般含SiO2≤0.02g/L,As≤0.015g/L。产出的磷、砷渣经NaOH煮洗收回WO3后,其成分(%,干基)大致为:WO34~5,As1~1.2,MgO40~45,SiO24~10。
b.磷(砷)酸铵镁盐法。当粗钨酸钠溶液含有一定量的NH+4时,参加MgCl2并将pH操控在8~9,此刻磷(砷)便生成磷(砷)酸铵镁盐沉积而被除掉:
Na2HPo+MgCl2+NH4OH=MgNH4PO4↓+2NaCl+H2O
Na2HAsO4+MgCl2+NH4OH=MgNH4AsO4↓+2NaCI+H2O
此法的特点是将除硅与除磷、砷别离在不同的两个阶段中完结,中和水免除硅后期改用NH4Cl调整溶液pH,以防止部分过酸。过滤除硅渣后,加将溶液回调至pH10~11,再按计量参加MgCl2溶液,拌和0.5~1h,沉清过滤。与磷(砷)酸镁盐法相同,操控溶液的开始及停止pH同样是影响磷(砷)酸铵镁盐法净化作用及钨丢失的最重要因素。
c.铝硅酸复盐法。往热的钨酸钠溶液中参加硫酸铝溶液使硅生成铝硅酸复盐沉积,国际上一些工厂用此法除掉钨酸钠溶液中的硅。
(3)硫化沉积法。首要用于从钨酸钠溶液中沉积除钼。往含有钼的粗钨酸钠溶液中参加沉积剂Na2S或NaHS时,便发作生成:Na2MoS4的反响:
Na2MoO4+4NaHS=Na2MoS4+4NaOH
随后用将粗钨酸钠溶液酸化到pH2.5~3,使Na2MoS4分化发作MoS3沉积:
Na2MoS4+2HCl=MoS3↓+2NaCl+H2S
因为发作生成Na2MoS4的反响趋势大于发作生成Na2WS4的反响,因而不会生成很多WS3沉积,净化进程中的钨丢失一般小于0.5%。硫化沉积法可将钨酸钠溶液中钼含量降至0.01~0.05g/L因为氟离子可与钼生成安稳的[MoO3F]-和(MoO2F4]2-,故需增加沉积剂用量才能将钼除至所需程度,这又会导致钨丢失的增加。
结晶钨酸钠法 使用钨与磷、砷、硅等元素的钠盐的溶解度不同,操控恰当结晶率,使大部分杂质留在苛性钠碱母液中,而分出较纯Na2WO4晶体的进程。含杂质的苛性碱母液回来黑钨精矿苛性钠液分化作业,在精矿分化进程中杂质与增加的铝、镁盐等构成复盐沉积而进入浸出残渣。
制取纯钨酸铵溶液
首要通过人工白钨、钨酸制取和钨酸溶等过程。
人工白钨
往加热至沸的含游离碱0.3~0.7g/L的净化除杂后的钨酸钠溶液中,注入密度为1200~1250kg/m。的氯化钙溶液,便分出钨酸钙沉积。称这种钨酸钙为人工白钨。沉积后母液含WO30.03~0.1g/L。钨酸钠溶液中残留的磷、砷、硅、钼杂质可与钨共沉积。如注入氯化钙之前加Na2S将钼酸根转变成硫代钼酸根,则可使绝大部分钼留存于母液中而与人工白钨别离。因而,在粗钨酸钠溶液含钼量不太高的情况下,结合沉积人工白钨一起除钼,便可免除独自的除钼作业。
钨酸制取
将人工白钨料浆或钨酸钠晶体注入343~353K温度、浓度在30%以上的浓中即可得到黄色的钨酸。前者的分化产品颗粒较粗,较易洗刷。磷、砷及部分钼杂质留在酸母液中,为进步除钼率,可增加钨粉使H2MoO4转变成MoOCl3
H2MoO4+W+3HCl=WO2+MoOCl3+H2O+3/2H2
所生成的MoOCl3易溶于溶液而与钨酸别离。得到的钨酸经充沛洗刷完全除掉钨离子或钠离子,酸母液含WO30.3~0.5g/L,可用石灰沉积成CaWO4而收回。
钨酸溶将加热至353~358K温度的钨酸浆液注入浓度为25%~28%的中即得到纯钨酸铵溶液,而硅、铁、锰等杂质及酸溶时未分化的钨、磷、砷的钙盐则留在不溶渣中,但钨酸中的钼酸、磷酸、均构成相应之铵盐进入溶液,为进步净化作用,在溶时增加氧化镁,就可使磷砷沉积成铵镁盐而除掉。
含钒溶液的钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法
2019-01-24 14:01:24
钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法主要用于从低浓度含钒溶液中回收钒。
一、钒酸钙法
加入CaCl2、Ca(OH)2、CaO,随溶液pH值的变化而生成不同的沉淀。pH值10.8~117.8~9.35.1~6.1沉淀物正钒酸钙焦钒酸钙偏钒酸该Ca3(VO4)2CaV2O7Ca(VO3)2溶解度小小稍大
通常在强烈搅拌下逐渐加入沉钒剂,加Ca2+后 等杂质也会进入沉淀,硅胶也混入沉淀。最经济有效地沉淀物位焦钒酸钙,沉钒率一般可达97%~99.5%。
二、钒酸铁沉淀法
用铁盐或亚铁盐作沉淀剂,在弱酸性条件下,将含钒溶液倒入硫酸亚铁溶液中,并不断搅拌、加热,便会析出绿色沉淀物。由于二价铁会部分氧化成三价铁,V2O5会部分还原成V2O4,所以沉淀物的组成多变,其中包括Fe(VO3)2、Fe(VO3)3、VO2·xH2O、Fe(OH)3等。若沉淀剂采用FeCl3或Fe2(SO4)3,则析出黄色xFe2O3·yV2O5·zH2O沉淀。本法钒的沉淀率可达99%~100%。
钒酸铁及钒酸钙均可作冶炼钒铁的原料,或作为进一步提纯制取V2O5的原料。
用溶剂萃取法从含钒浸出液中直接沉淀钒
2019-02-20 11:59:20
钒首要存在于钒钛磁铁矿、石煤、铝矾土等中,含量很低。传统的钒渣提钒工艺为钒渣化焙烧-水浸-净化-铵盐沉钒-钒酸铵热解,传统的石煤提钒工艺为钠盐焙烧-水浸-酸沉积-碱溶-铵盐沉积-热解,终究都得到五氧化二钒产品,其间从溶液中沉积钒均选用铵盐作沉积剂。
铵盐沉钒分酸性铵盐沉钒、弱酸性铵盐沉钒和碱性铵盐沉钒,其间运用最广泛的是酸性铵盐沉钒。酸性铵盐沉钒的特点是操作简略、沉钒结晶速度快、铵盐消耗量少、产品纯度高,但能耗高,废水排放量大,V2O5纯度无法进一步进步。为此,研讨了选用溶剂萃取法沉积钒,在反萃取进程中完成油相、水相、沉积物三相共存,直接别离得到钒酸铵沉积。
一、实验质料
实验所用含钒浸出液为承钢钒渣通化焙烧、硫酸浸出和净化之后的含钒溶液,其组成为:ρ(V) =17.3g/L,ρ(Na+) =12.8~16.7g/L,ρ(P) =0.01~0.016g/L,ρ(∑Cr)=0.076~0.058 g/L,p(SO42-)=2.35g/L,ρ(Cl-)=9.33~10.96g/L,pH=7.75~8.74。
实验所用化学试剂:仲碳伯胺(N1923)、仲辛醇、磺化火油、TPB、浓硫酸(98%)、(固)、碳酸铵、。
二、实验进程及原理
(一)实验办法与原理
实验前预先将制造好的萃取剂用硫酸溶液转型;按份额参加净化后的含钒溶液,拌和,一起滴加硫酸,确保水相溶液pH值为2±0.5;拌和至规则时刻后静置分相,此刻的油相为含钒有机相;洗刷含钒有机相中夹藏的萃余水相,按要求参加反萃取剂进行反萃取;拌和至规则时刻后,得到水、油和沉积物混合的浆体料液;过滤浆体料液得到滤饼;滤饼洗刷后置于马弗炉中于400~500℃下分化脱,得粉状五氧化二钒产品。(二)实验进程中的首要化学反应
钒溶液中的钒在必定条件下以含氧酸根阴离子被仲碳伯胺(N1923)挑选性萃取,与钠、铬等阳离子别离。负载有机相中的钒用碳酸铵溶液反萃取,转化成钒酸铵沉积,过滤洗刷后经热分化(熔化)得粉(片)状五氧化二钒产品。
(三)分析办法
钒、铁选用容量法测定;硅、磷选用比色法测定;其他元素选用原子吸收光谱法测定。
三、成果与评论
(一)萃取
1、萃取系统的挑选
溶液中的首要离子为钒的含氧酸阴离子和钠离子,挑选胺类萃取系统挑选性萃取钒的含氧酸阴离子可完成与钠离子的别离。伯胺在胺类物质中萃取作用最好,在水中溶解度小,对金属离子具有挑选性高,且简单反萃取,实验挑选伯胺N1923作为萃取剂,以火油为稀释剂,合作相调理剂。
萃取原液体积100mL,ρ(V) =17.3g/L,温度为室温(28℃),混合时刻4min,第1和3组的Va∶Vo=2∶1,第2和4组Va∶Vo=1∶1。实验进程中补加2.2 mL硫酸溶液(1+1)。不同萃取系统的萃取实验成果见表1。
表1 不同萃取系统对钒溶液的萃取实验成果
从表1看出,萃余水相平衡pH在1~2之间,钒可被有用萃取,单次萃取率为86.9%~99.9%。
在萃取剂的组成中,醇类和脂类可有用地改进操作功能,增伯父胺N19 23萃钒后的萃合物在火油中的溶解度。萃取系统为N1923+仲辛醇+火油时,萃取进程分相快,界面明晰,萃取率可达90%左右。去掉仲辛醇后,萃取率下降,有机相黏稠,界面不明晰,不利于水油两相别离。用TPB替代仲辛醇时,具有最好的萃取作用,萃取率可达99.9%,但TPB含P,P元素和V元素本家,化学性质类似,会影响V的萃取及沉积,一般不在提钒中运用。
2、萃取剂饱满容量的测定
选用1份转型后的贫有机相与多份原液进行错流萃取,测定10%N1923+10%仲辛醇+80%火油萃取系统萃取钒的饱满容量。萃原液中ρ(V)=17.3g/L,温度为室温(28℃),Va∶Vo=1∶1,混合时刻5 min。萃取进程中,每100 mL原液补加2 mL硫酸溶液(1+1)。
错流萃取实验进程中,两相混合液分相快,清亮,界面明晰。每级错流萃取得到的含钒有机相,用100g/L NaOH溶液按Va∶Vo=1∶1反萃取10 min后测定钒质量浓度。实验成果见表2。
表2 10%N1923+10%仲辛醇+80%火油系统萃取钒的饱满容量测定成果从表2看出:通过3次错流萃取后,萃余水相中钒质量浓度与原液的共同,阐明有机相已饱满。实验条件下,10%N1923+10%仲辛醇+80%火油萃取系统萃钒的饱满容量为29.5g/L。
3、萃取动力学实验
用转型后的萃取剂与原液直接萃取,萃取进程中补加必定量硫酸溶液以确保萃余水相pH在1.5~2.0之间。因为钒在酸性条件下会发生水解反应生成水合五氧化二钒:
因而,钒的萃取与其他有色金属如钼的萃取不同,不能先对原液加酸调理pH值,而只能在萃取进程中补加酸,先使一部分钒萃取到有机相中,削减水相中钒的质量浓度,确保操作顺利进行。
萃原液ρ(V)=17.3g/L,pH=1.75,温度为室温(28℃),Va∶Vo=1∶1,每100 mL原液补加硫酸溶液4 mL(1+1)。实验调查了混合时刻对钒萃取率的影响,成果如图1所示。图1 混合时刻与钒萃取率的联系
萃取进程中观察到:水油两相分相快,清亮,界面明晰。水相中钒浓度为过滤钒酸铵沉积后测定的成果。从图1看出:随混合拌和时刻延伸,平衡水相中钒质量浓度从1.01g/L降低到0.95g/L,然后又回升到1.05g/L。混合时刻4 min时,平衡水相中钒的质量浓度最低,而钒萃取率最高,为95.4%。可知,伯胺N1923系统萃取钒的速度较快,在4 min左右即达萃取平衡。
(二)反萃取
1、反萃取剂的挑选
胺类萃取钒后一般用碱反萃取。可作为反萃取剂的有NaOH、Na2CO3、和铵盐。为了不引进额定的金属阳离子,选用、(NH4)2CO3进行反萃取实验。负载有机相中ρ(V)=17.0g/L,不同反萃取剂和不同反萃取条件下的反萃取实验成果见表3。
表3 不同组成反萃取剂对钒有反萃取实验成果
从表3看出:溶液,碳酸铵溶液及2者混合溶液均能有用地反萃取钒,钒单级反萃取率均大于99%,反萃取进程一起得到不溶于水的钒酸铵盐。恰当进步反萃取温度,得到的钒酸铵盐结晶颗粒粗大、易沉积,过滤洗刷快,产品质量好。从操作环境考虑,选用170g/L (NH4)2CO3溶液为反萃取剂。
2、反萃取动力学实验
负载有机相ρ(V)=16.0g/L,反萃取剂为170g/L碳酸铵溶液,比较Va∶Vo=1∶1,温度40℃。混合时刻对钒反萃取率的影响实验成果如图2所示。实验中观察到:混合5min时,水油相界面呈现絮状物,水相中沉积物少;混合时刻延伸到10 min时,界面变明晰,水相中沉积物变多;持续延伸混合时刻,则界面明晰,水相中沉积物多。图2 混合时刻与钒反萃取的联系
从图2看出:用170g/L碳酸铵溶液反萃取钒,两相混合10 min后,钒反萃取率达99%以上。从节约能耗及进步设备产能视点考虑,反萃取混合时刻确定为10~15min。单级逆流反萃取即可。
(三)五氧化二钒产品的制取
将反萃取进程中得到的浆体料过滤,用水洗去滤饼中夹藏的油相后,置于马弗炉中于400~500℃下分化脱,得到棕黄色或橙红色粉状五氧化二钒产品。产品质量分析见表4,到达了GB3283-1987冶金99级标准。
表4 五氧化二钒产品质量分析成果 %四、定论
(一)对钒渣浸出液选用溶剂萃取法沉积钒。挑选伯胺N1923为萃取剂,碳酸铵溶液为反萃取剂,可在反萃取进程中直接得到钒酸铵沉积。
(二)钒溶液在N1923萃取系统中通过4min的单级萃取,萃取率可达95%;在碳酸铵溶液中通过10min反萃取,反萃取率达99%以上;得到的五氧化二钒产品质量到达GB3283-1987冶金99级标准。
锡酸钠
2017-06-06 17:50:01
锡酸钠是一种投资者想知道,因为了解它可以帮助操作。【中文名称】锡酸钠 【英文名称】sodium stannate 锡酸钠【结构或分子式】Na2SnO3·3H2O 【分子量】 266.73 【CAS号】12209-98-2 【性状】 白色至浅褐色晶体 【溶解情况】 溶于水,不溶于乙醇、丙酮。 【用途】 可用作纺织品的防火剂、增重剂和媒染剂,也可用于制玻璃、陶瓷,碱性镀锡和镀酮锡合金、锌锡合金等。 【制备或来源】 由锡与氢氧化钠、硝酸钠灼烧共熔,或由锡与氰酸钠溶液共沸而制得。 【其他】 加热至140℃时失去结晶水。在空气中易吸收水分和二氧化碳而分解为氢氧化锡和碳酸钠,因而水溶液呈碱性。化学性质无色六角板状结晶或白色粉末。溶于水,不溶于醇和丙酮。加热至140℃时失去结晶水而成无水物。在空气中吸收二氧化碳而成碳酸钠和氢氧化锡。熔点 140°C如果你想更多的了解关于锡酸钠的信息,你可以登陆上海
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网进行查询和关注。
钨酸钠
2017-06-06 17:50:12
什么是钨酸钠?钨酸钠是白色具有光泽的片状结晶或结晶粉末,溶于水呈微碱性(PH8.5-9),不溶于乙醇, 微溶于氨。在空中风化。加热到100℃失去结晶水而成无水物。与强酸(氢氟酸除外)反应生成不溶于水的黄色钨酸, 与磷酸或磷酸盐反应生成磷钨杂多酸络合物, 与酒石酸、柠檬酸、草酸等有机酸反应生成相应有机酸络合物。英文名称: Sodium tungstate dihydrate中文名称: 钨酸钠MF: H4Na2O6WMW: 329.85CAS: 10213-10-2【英文名】Sodium Tungstate【分子式】有二水物和无水物二种,二水物分子式为Na2WO4·2H2O ,无水物分子式为Na2WO4【分子量】二水物为329.86 ,无水物为293.86钨酸钠的化学性质,质量标准及用途化学性质白色晶体,易溶于水,不溶于醇,在干燥空气中风化。熔点 698 °C(lit.)密度 4.18 溶解度 H2O: 1 M at 20 °C, clear, colorless水溶解性 730 g/L (20 oC)Merck 14,8698质量标准 AR / CP / 4N / SP化学成分 化学纯 一级品 二级品Na2WO4.2H2O 99 98 97Mo 0.001 0.02 --AS 0.001 0.001 0.001Cu 0.0005 0.001 0.001Fe 0.001 0.001 0.005Si 0.004 0.04 0.04水不溶物 0.005 0.05 0.05PH 8.5-9 8.5-9 8.5-9用途1 生产钨材料的中间产品,也可用于媒染剂、催化剂颜料和分析试剂,纺织工用作织物加重剂、水处理药剂,制造防火、防水材料, 以及磷钨酸盐、硼钨酸盐。2 用于制造
金属
钨、钨酸、钨酸盐、染料、油墨、催化剂等3 用于
金属
钨、钨酸及钨酸盐类的制造。用做媒染剂、颜料和催化剂。还可做织物防火剂以及分析化学试剂。4 本品用作织物助剂,由钨酸钠、硫酸铵磷酸铵等组成的混合物用于纤维的防火和防水。此种纤维可制作防火人造丝和人造棉。亦可用于织物加重,皮革鞣制,电镀镀层防腐。本品作助溶剂引入瓷釉色料能起降低烧成温度和补色作用。更多有关钨酸钠请详见于上海
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锑酸钠
2017-06-06 17:50:12
锑酸钠 英文名称:sodiumantimonate;sodiummetantimonate详细说明: NaSbO3又称偏锑酸钠。有粒状结晶与等轴结晶的白色粉末。耐高温,在1000℃仍不分解。溶于酒石酸、硫化钠溶液、浓硫酸,微溶于醇、铵盐,不溶于乙酸、稀碱和稀无机酸。冷水中不溶,热水中发生水解形成胶体。有毒。用作显像管、光学玻璃和各种高级玻璃的澄清剂,纺织品、塑料制品的阻燃剂,搪瓷乳白剂,制造铸件用漆的不透明填料及铁皮、钢板抗酸漆的成分;化学分析中用于鉴定纳离子。由锑块粉碎后与硝酸钠混合加热,通空气进行反应,再经硝酸浸取而得。也可由粗三氧化二锑与盐酸混合,再经氯气氯化、水解、用过量碱中和而得。 锑酸钠用途: 1.用作不透明填料、搪瓷的乳白剂及铁皮、钢板的抗酸漆; 2.用作显像管、光学玻璃等高档玻璃澄清剂、裉色剂。能抗暴晒,灯工性能极好; 3.用于塑料、橡胶等工业阻燃剂: 4.用于工程塑料待业着色力低,节约颜料; 用于搪次和耐酸陶瓷、高档陶瓷。
H65黄铜带调偏穿孔针挤压调偏技术
2019-05-29 18:50:23
铜合金水封揉捏技能 近年来许多揉捏机采用了水封揉捏技能。其办法是:在揉捏过程中使制品不与空气触摸,而直接进人出料水植中,避免揉捏制品在高温下与空气触摸被氧化,以便削减酸洗等工序。水封揉捏适用于紫铜和从高温快速冷却时不发生相变的合金.能够削减金属报耗和进步揉捏制品表里表面质最与细化制品晶拉。对播要摔火处理的制品,在揉捏后使其直接进人冷却水中,当砚度操控适其时,也能够到达淬火的意图,使淬火与揉捏两道工序兼并,大大简化了加工工序,缩短了加工周期,节省了能量消耗。带水封装里的济压机如所示。 铜合金水封装首要包含:水封头、出料水相、水箱和泵。水封头是水封揉捏的首要设备。
铁水解沉淀
2019-02-18 15:19:33
铁是湿法冶金中最常遇见的杂质元素。它在天然界的丰度以及它与周期表中许多元素(如第二类主族元素中的Ca和Mg及榜首过渡系元素Ti,V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu)化学性质上的相似性,使之常常发作元素替代,致使这些元素的矿藏假如不是悉数,至少也是大部分含有铁。作为固溶体结合在矿藏中的铁含量从微量(<0.5wt%)到多量(>10wt%)不等,闪锌矿中替代锌的铁量可多达17.4%,镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8含铁最多乃至可达43%。因此,湿法冶金中各种浸出液和工艺溶液中都程度不同地含有铁。下表列出了几种首要金属出产进程中由酸浸或酸洗作业发作的可溶性铁的预算数量。因此,含铁溶液的水解天然成了湿法冶金中堆积别离铁最重要最常见的反响,并且大都是为了从浸出液和各种工艺溶液中,首要是从硫酸盐介质中,除掉铁杂质。用堆积法除铁的一个额定的长处是能够通过与铁的共堆积一同除掉其他有害元素如砷。
表 某些冶金业中发作的可溶性铁预算量金属出工业金属产值∕(t·a-1)发作的可溶性铁∕(t·a-1)铜100000003000000锌60000001000000镍5000002500000钢7000000002000000
在湿法冶金所遇到的氧化电位和pH条件下,溶液中的铁只需二价和三价两种价态。由图1看,Fe3+与Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+等的堆积线相距甚远,标明能够通过水解挑选性堆积铁化合物,在3.5~5的低pH值下从这些金属的溶液中除掉铁。Fe2+则即便在中性条件下也不发作堆积,因此湿法冶金中的堆积除铁问题都是根据Fe3+的水解,Fe2+需先氧化成Fe3+后才干有用除掉。
铁的水解是一个十分复杂的进程,溶液的性质和水解的条件都对水解的成果有着重要影响,发作不同的水解产品和不同的晶型结构。也正因为如此,天然界才会有多种铁的氧化物存在。现在现已知道的铁氧化物、羟基氧化物和氢氧化物有13种,包含水铁矿(Fe5HO8·4H2O)、赤铁矿(α-Fe2O3)、赤磁铁矿(γ-Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、针铁矿(α-FeOOH)、四方纤铁矿(β-FeOOH)、纤铁矿(γ-FeOOH)和六方纤铁矿(δ'-FeOOH)。除针铁矿和六方纤铁矿外,其他铁氧化矿藏都或许为杰出的晶体。图2描绘了常见铁氧化物的构成条件和它们间改变的道路和大致的改变条件。图1 金属氢氧化物堆积图25℃图2 常见铁氧化物构成和转化道路及其条件
除氧化物、羟基氧化物和氢氧化物外,铁水解时还或许结合溶液中某些阴离子而构成复盐,最典型的比如是黄铁矾。其间的一些水解产品或许发展为湿法冶金中从溶液中除铁的化合物。挑选作为除铁的水解产品应具有下列性质:
(1)应具有较小的溶解度,然后可把溶液中残留的铁降到最低;
(2)应能在较低的pH值下堆积分出,避免在除铁时引起主金属堆积丢失;
(3)应易于结晶,晶粒较大尤好,便于过滤洗刷;
(4)应有较大水解速度,使除铁进程能在短时刻内完结;
(5)最好能与溶液中的其他有害杂质发作共堆积作用,简化溶液净化进程;
(6)水解堆积进程应尽或许经济、简洁。
现已开发并工业运用的沉铁办法有4种,都是运用中和水解办法堆积的。其间3种用于除铁,都是从锌的湿法冶金工业发展起来并首要工业化的,依其堆积的铁化合物别离称为黄铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。第4种首要用于磁铁组成。下面别离介绍3种水免除铁的办法。
氧化复原电位和pH值是操控铁在水溶液中行为的两个重要要素。氧化环境有利铁堆积,复原环境促进铁溶解;酸性条件有利铁溶解,碱性条件有利铁堆积。高铁离子平衡浓度受溶液pH值改变的影响很激烈,在pH<3时,pH值每添加1个单位,高铁离子的平衡浓度就下降2~3个数量级。因此简略地进步高铁溶液的pH值进行水解会发作巨大的过饱和度,引起很大的成核速度而构成胶体分出。溶液中的铁大于5kg∕m3时,中和水解发作的胶状Fe(OH)3堆积就难于乃至无法过滤或沉降。这样的堆积夹藏许多溶液,构成有价组分的严重丢失,无法在工业出产顶用来除铁。
温度对铁的行为也有重要影响。高温会促进铁堆积,使堆积在更低的pH值下发作。因此,操控溶液中Fe3+堆积程度和堆积物安稳性的最重要的要素是温度和pH值。诱发水解反响相应地有两种首要办法:加热溶液或加碱中和。巴布坎在20~200℃规模内用0.5mol∕L Fe2(SO4)3-KOH水解组成黄钾铁矾阐明晰其构成的温度-pH联系,如图3所示。图中斜线暗影部分为黄钾铁矾的安稳区,跟着温度的升高,安稳区向pH值下降的方向歪斜。在20℃下黄钾铁矾构成的pH值规模从2延伸到3,而在100℃下pH值规模从1延伸到2.3,200℃下pH值从0到1.2。低于此安稳区的pH值时无堆积生成,pH值高过此区则因温度的不同而构成各种其他铁化合物。特别值得注意的是,在100℃以上会构成赤铁矿,而在较低温度下构成针铁矿。看来pH在1.5~1.6之间是100℃下黄钾铁矾构成的抱负酸度。黄钾铁矾堆积的程度随溶液初始pH值的上升而进步,初始pH值再高则会构成别种铁化合物。图3 黄钾铁矾构成的安稳区与温度与pH值的联系
(20~200℃下从0.5mol∕LFe2(SO4)3溶液中堆积)
高铁浓度液对铁的堆积也有重要影响。测定Fe2O3-H2SO4-H2O三元件系的等温线标明,在110℃下,硫酸铁酸性溶液中,在最低的铁和酸浓度下堆积的是针铁矿α-FeO(OH),中等铁浓度时呈现草黄铁矾H3OFe3(SO4)2(OH)6,在黄铁矾与针铁矿之间还有另一个化合物 Fe4(SO4)(OH)10,它在较低的铁浓度下构成,或许在黄铁矾构成后期铁浓度只需几g∕L时生成,只需在很高的硫酸铁浓度下才有Fe3(SO4)(OH)生成。
关于铁水解堆积的物理化学更深化的评论可参阅有关文献。
一、黄铁矾的水解堆积
黄铁矾习惯上也统称为黄钾铁矾,在酸性溶液中具有很小的溶解度。矾是指两种或两种以上金属的硫酸盐所组成的复盐,它比其对应的单盐更易从溶液中结晶分出,还能构成较大的晶粒,有利于固液别离。黄铁矾是一组Fe(Ⅲ)的碱式硫酸盐的复盐,其分子式一般可写成M2O·3Fe2O3·4SO3·6H2O或MFe3(SO)2(OH)6,式中M+为下列一价阳离子(或称矾离子)之一:H3O+、Na+、K+、NH4+、Ag+、Rb+和 Pb2+等。在黄铁矾的化学组成中,高铁离子与硫酸根离子的比值(Fe3+∶SO42-=1.5)远大于1∕2,因此归于碱式盐而不是正盐。与正盐比较,它是在溶液酸度较低和SO3百分含量较小的条件下构成的,并可看成是氢氧化物向正盐过渡的中间产品。在正盐中,高铁离子的键合物是SO42-离子中的O2-离子,在氢氧化物中则为OH-离子。溶液酸度增大就会向正盐改变,酸度下降则分出氢氧化物。
天然界巳知有6种黄铁矾,别离为:黄钾铁矾,草黄铁矾,黄铵铁矾,银铁矾,黄钠铁矾和铅铁矾。它们都是在酸性环境中构成的,多为黄铁矿氧化成褐铁矿的中间产品,多发作在硫化矿氧化带发育的开始阶段。一价阳离子M+的品种对黄铁矾的堆积有影响。在160~200℃规模内别离参加Na2SO4,Na2CO3,NH4OH或K2SO4作为堆积黄铁矾的一价阳离子源进行比较,发现堆积后溶液中残留的铁浓度很不相同,残留铁浓度按此次序递减,但到180℃以上这种不同变小。几种黄铁矾中草黄铁矾最不安稳,尽管没有碱金属存在时能够见到草黄铁矾H3OFe3(SO4)2(OH)6生成,但即便少数碱金属的参加便会使之转化为碱金属黄铁矾,水合质子 H3O+被碱金属离子替代的程度随温度上升而添加。钾的铁矾安稳性最高,NH4+离子半径比K+大,Na+、Li+等离子的半径尽管比K+小,但它们的水合分子数多,其水合离子的半径大,因此它们的铁矾的安稳性都不及钾的铁矾。不过考虑到钾盐较贵,工业上铵一般是堆积黄铁矾首选的一价阳离子源。
黄铁矾一旦构成,就很安稳,不溶于酸,因此黄铁矾的堆积反响可用于从硫酸盐溶液中除铁,然后下降给定酸度下铁的溶解度。堆积反响可用下式标明:
(1)
如上式所见,黄铁矾堆积进程中有游离酸发作,需求随反响进程处以中和以坚持堆积要求的溶液pH值。因此,堆积黄铁矾运用的中和剂不只用以中和初始酸,也用以中和高铁水解发作的酸。不过如前所述,中和不宜运用强碱如,即便很稀的强碱液也很难操控pH值。在电解锌厂的实践中是用锌焙砂(首要含ZnO)作中和剂。
文献汇集了各种黄铁矾的自由能数据,从黄铁矾离解成它的组成成分的平衡常数能够核算在给定条件下铁的溶解度。黄钾铁矾堆积构成的速度随温度而异。在25℃下黄铁矾的构成速度缓慢,从pH值0.82~1.72规模的溶液中堆积彻底或许需耗时6个月。进步温度可改善堆积速度,80℃以上时堆积速度变得较快,100℃时可在数小时内堆积彻底。温度100℃以上堆积速度明显加速,不过就黄铁矾的安稳性而言,堆积温度有一个上限。尽管此温度上限会因溶液的组成而异,但180~200℃似为黄铁矾安稳性的上限。
诚如上述,除pH值和温度外,黄铁矾的构成及其安稳性还与一价阳离子浓度、铁浓度以及有无晶种或杂质存在等许多要素密切相关。假如把黄铁矾看作一种难溶电解质,其离解反响式可写为:
(2)
相应地,溶度积写为
(3)
能够看出,参加碱金属硫酸盐可促进黄铁矾的构成。不过上式中以一价阳离子M+的浓度方次最低,对溶液中铁的堆积影响最小,黄铁矾能够从含K+低至0.02mol∕L的溶液中堆积,但一般来说,铁堆积的程度随一价阳离子M+对Fe3+之浓度比添加而进步,且试验证明,抱负状况的M+浓度应满足分子式MFe3(SO4)2(OH)6所规则的原子比。从含Fe3+0.025至3mol∕L的溶液都彻底能够堆积黄铁矾,堆积的下限是10-3mol∕L。只需溶液中有过量的M+离子存在,堆积的黄铁矾的数量和成分与初始溶液中的Fe3+浓度无关。另一方面,OH-离子的浓度方次最高,因此溶液酸度对铁矾分出影响最大。在工厂实践操作条件(堆积温度~100℃)下,黄铵铁矾堆积时溶液中残留的Fe3+浓度与初始H2SO4浓度存在以下联系:
[Fe3+]/[H2SO4]=0.01
上式标明,初始H2SO4浓度越高,黄铁矾堆积残留的Fe3+浓度也越高。并且到达平衡所需求的时刻也越长。
黄铁矾堆积根本上是一个成核与成长的进程,其堆积数量和速度与晶种的运用很有联系。在均相系统中发作堆积反响发作固体表面或许需求一个诱导期,晶种的存在可望消除这种诱导期并加速铁矾堆积的速度。尽管因为反响设备的尺度然后壁效应、所用试剂的纯度等许多要素都或许影响新相成核进程,因此文献对晶种的作用的报导颇有收支,有的乃至以为晶种作用不大,但一般的观念都必定晶种对黄铁矾构成的促进作用。晶种的参加可大大添加黄铁矾的堆积速度并按捺诱导期,堆积的初始速度随晶种参加量呈线性添加。参加晶种还可使黄铁矾在更低的pH值及温度下堆积。
铅、银及其他二价金属如Cu、Ni、Co等在黄铁矾堆积中的行为也不容忽视。在酸度不高的条件下铅可按下式构成铅铁矾:
(4)
铅铁矾的生成量与铁浓度及酸度有关。铁浓度越高,能构成铅铁矾的酸度也越高。这类铁矾还会与其他黄铁矾如草黄铁矾和碱金属的黄铁矾构成固溶体。假如溶液中的铅浓度本来有收回价值,则铅铁矾的生成会构成铅的丢失。为避免铅铁矾的生成,提出过3种办法,(1)将酸度进步到能阻挠铅铁矾能构成的浓度,在95℃下铅铁矾能溶于1mol∕L硫酸;(2)在180~190℃规模内堆积铁,在此温度规模内铅铁矾不安稳;(3)在有满足高的碱金属离子浓度下有用地堆积铁,这样会构成比铅铁矾更安稳的碱金属黄铁矾。例如,在Fe3+为0.1mol∕L,H2SO4为0.1mol∕L、PhS为4.5kg/m3的矿浆中,在150℃、K2SO4或Na2SO4或(NH4)2SO4为0.3mol∕L下就能够有用避免铅铁矾的构成。而碱金属离子浓度较低时则会发作碱金属与铅的混合黄铁矾。
贵金属如银也易堆积为银铁矾或含银铅铁矾
(5)
当从含100×10-4%以下Ag的溶液中堆积黄钠铁矾时,有95%以上的银被结合到铁矾中。而二价金属如Zn2+,Cu2+,Ni2+则只在很小程度上结合到碱金属黄铁矾中,这使得黄铁矾法能够很方便地用于从这些金属的溶液(尤其是硫酸盐溶液)中除铁而不构成金属丢失。金属结合到碱金属黄铁矾中的次序是:Fe3+>Cu2+>Zn2+>Co2+>Ni2+。但这些金属结合到铅铁矾中的量要大得多。三价金属如Ga和In比较简单结合到黄铁矾类化合物中。
还有一种观念以为,二价金属离子替代的是黄铁矾结构中的Fe3+而不是碱金属离子。二价金属结合到黄铁矾中的总的趋势是随其离子浓度、pH及碱金属离子浓度添加而加强,并随Fe3+浓度削减而下降。
二、针铁矿的水解堆积
针铁矿是羟基氧化铁的一种,称为α型羟基氧化铁α-FeO(OH)。天然界有4种羟基氧化铁同质异象体,其他3种别离是:四方纤铁矿β-FeO(OH),纤铁矿γ-FeO(OH)和六方纤铁矿δ-FeO(OH)。针铁矿是天然界中最常见的羟基氧化铁矿藏,反映了它在风化条件下最安稳。事实上占一般是天然界中含铁的硫化矿、氧化矿、碳酸盐和硅酸盐风化的产品。研讨指出,在常压的沸点下pH1.5~3.5规模内及硫酸根总浓度3mol∕L以内针铁矿是高铁水解最或许的产品。大大都针铁矿都以固溶体办法含有其他元素。
针铁矿也可看为α型-水氧化铁α-Fe2O3·H2O,其结构上与一水硬铝矿相同,属斜方晶系。在针铁矿的晶体结构中,只需Fe3+,O2-和OH-3种离子,三者的合作比为1∶1∶1。其间O2-坐落八面体的极点,而Fe3+处于八面体的中心,并为O2-所围住。O2-离子与4个Fe3+离子相联合,即共用于4个八面体之间,其间每一个价键仅为1/2价。OH-离子则共用于2个八面体之间,每一个价键也是1/2所。坐落八面体中心的高铁离子具有很强的极化才能,使四周配位离子的外层电子云发作偏移,导致正负离子外层电子云的彼此堆叠,并构成共价键。因为 O2-较OH-更易于发作变形,因此配位氧离子将具有较配位氢氧离子为强的共价键,即键的极性较弱。
热力学核算指出,针铁矿较三水氧化铁具有更大的晶格能,标明针铁矿比后者更安稳。因此,在一般状况下(酸度不大和温度不高于140℃),高铁水解产品在热力学上的安稳结构应是针铁矿而不是胶态氢氧化铁。但在实践上,当用中和法使高铁从水溶液中分出时,得到的堆积物都是三水氧化铁胶体而不是结晶态的针铁矿。呈现这种状况的首要原因在于pH对溶液中高铁的过饱和程度影响很大,因此中和水解时,跟着溶液pH的升高构成巨大的高铁过饱和度,构成很大的成核速度,使得水解产品呈肢体分出。鉴于高铁溶液中和水解很难操控系统的过饱和度,欲避免胶件氢氧化铁分出,关键是水解时要将溶液中的高铁离子浓度操控在很低的水平,一般低于1kg·m-3。针铁矿法正是针对这一问题而提出来的。它选用的水解条件是运用空气氧化、低过饱和度及较高温度,既有利于水合物的脱水和缩合,也有利于有关质点有序摆放,然后使水解产品呈晶体而不是肢体。针铁矿法有两种办法来操控高铁浓度。其一是先将溶液中的高铁离子复原成贱价,再中和至pH值为4.5~5,这时因高铁浓度很低,不会分出胶态氢氧化铁,而亚铁离子在此pH值下也不会构成Fe(OH)2堆积。然后通空气在90℃左右的温度下再将亚铁从头氧化成高铁,小量发作的高铁离子一经呈现即水解构成少数晶核,并缓慢发育成针铁矿晶体而堆积,相关的反响方程式为:
(7)
高铁的复原剂能够有许多挑选,但出产中运用的复原剂应报价低廉,操作简洁,并且氧化后不引进任何损害。从这种实践的视点考虑,硫化锌精矿是硫酸锌电解液针铁矿法净化的最佳复原剂。用硫化锌复原高铁的成果,ZnS中的锌即以Zn2+离子办法进入溶液,硫则以元素硫的固体办法留在渣中,对这以后的作业无任何损害。硫化锌复原高铁的总反响式为:
(8)
热力学核算得到该氧化复原反响的标准电动势为0.506V,具有满足的热力学推动力。实践标明反响的速度也比较高,在90℃温度下一般只需3~4h就可到达恰当的复原深度。例如,由反响式(8)的标准电动势求得的平衡常数为Kc=[Fe2+]2[Zn2+]∕[Fe3+]2=1017.09,若取锌离子的活度为0.1mol∕L,则求得[Fa2+]∕[Fe3+]≈109,阐明硫化锌使高铁的复原进行得比较彻底。
针铁矿法中亚铁的再氧化选用空气中的氧作氧化剂,其氧化反响方程为:
(9)
在25℃温度下空气的标准氧化电位E=1.22-0.059pH。在pH=4时,氧的标准电位为0.984V,仅此Fe3+∕Fe2+电对的标准电位(0.771V)高0.213V。可是,因为在此刻Fe3+已预复原成Fe2+,此电对的实践电位E 大为下降。例如当Fe3+/Fe2+=10-4时, E 降至0.538V,然后氧化反响(9)的电位进步到0.316V。一同,在水解沉铁系统中,氧化发作的高铁高子即时水解堆积,因此能一直坚持系统中[Fe3+]/[Fe2+]为一个较低的值。
亚铁氧化堆积包含亚铁氧化和高铁水解这两个接连的环节。氧气氧化亚铁的进程又包含氧气的溶解、氧分子由相界面向溶液内部的分散、亚铁离子对氧分子的吸附、氧分子裂解为氧原子、亚铁离子与氧原子之间的电子交流等多个过程。其间氧分子裂解为氧原子为操控速度的关键过程。进步氧分子裂解反响的速度能够采纳3种办法:进步氧分压,如运用富氧鼓风和运用压缩空气并保持整个反响进程在较高的压力下进行,进步温度;选用催化,一般以Cu2+作为催化剂。
被吸附的氧分子改变为被吸附的氧原子后,即发作氧原子与亚铁离子之间的电子搬运,其成果是亚铁离子被氧化成高铁离子,而氧原子则复原为O2-离子:另一个氧原子也将以相同办法被复原成离子O2-,所构成的O2-会和高铁离于激烈结合,构成(Fe-O-Fe)4+这样的合作物离子。它再与OH-离子结合,并进一步脱水归纳,就生成了针铁矿:针铁矿法另一种操控高铁浓度的办法是澳大利亚电解锌公司开发的,它不通过先复原,而是直接将热的高铁溶液连同中和剂以操控的速度参加堆积槽中,使高铁的浓度保持在1kg·m-3以下。在70~90℃温度下并保持pH在2.8左右,针铁矿跟着高铁的参加接连分出。相关的反响为:
(10)
三、赤铁矿的水解堆积
赤铁矿系Fe2O3三方晶系,结构属刚玉型,有两种结晶形状,即α-Fe2O3(赤铁矿)和α-Fe2O3(磁赤铁矿)。这两种不同晶型的改变温度大致在400℃左右,γ-Fe2O3在热力学上是不安稳的,处于介稳状况,在400℃左右会向α-Fe2O3改变。天然赤铁矿α-Fe2O3首要是含铁的硅酸盐、硫化物和碳酸盐风化的产品,是天然环境中最安稳的铁化合物。从低温溶液水解分出的氢氧化铁加热时首要得到的产品是一水氧化铁即针铁矿,继而是半水氧化铁即水赤铁矿,进一步加热则得到α型Fe2O3。针铁矿和γ型Fe2O3的改变温度大致在160℃邻近。假如选用高温水解的办法,跟着不断进步水解温度,也能够顺次得到一水、半水和无水三氧化二铁。工业上用以堆积除铁的赤铁矿法系高温水解办法。温度愈高水解速度愈快,愈有利于在较高酸度下堆积铁。在200℃高温下,即便硫酸浓度高达100kg∕m3,溶液中残留的铁浓度仍可下降到5~6kg∕m3。
四、铁水解堆积在湿法冶金中的运用
运用水解堆积除铁的最典型的实却是锌的焙烧-浸出-电积法出产实践。尽管焙烧是为了将硫化锌改变为氧化锌,但原猜中的铁在焙烧进程中简直悉数与锌结组成铁酸锌。稀硫酸溶解焙砂中的氧化锌只能到达85%~93%的总浸出率,而用热酸浸出铁酸锌中的锌则导致许多铁进入溶液,净化除铁因此曾一度成为电解锌出产的瓶颈问题。通过艰苦而行之有用的尽力,到20世纪60年代中后期开发了几个能发作易于过滤的铁化合物的除铁办法,并首要工业运用于电解锌工业,焙烧-浸出-电积法自此得到长足发展,成为出产电解锌的首要办法,现在国际80%的电解锌系由此法出产。这些除铁办法在很大程度上也可运用于其他溶液的除铁实践。
(一)黄铁矾法
黄铁矾法作为有用的除铁办法在湿法炼锌厂的实践最具代表性。黄铁矾法的开发成功是在20世纪60年代中期,其时澳大利亚的电锌公司、挪威锌公司和西班牙阿斯图里亚那公司各自独登时开发了这项技能并简直一同申请了专利。尔后黄铁矾法敏捷得到广泛运用,成为电解锌出产中首要的除铁技能,现在国际上至少有16家大型电解锌厂选用了此技能。现在用以除铁的黄铁矾法是将溶液pH值调到1.5且保持这一pH值,并在95℃左右参加一价阳离子从酸性硫酸盐溶液中堆积黄铁矾。工业中最常用的一价阳离子是NH4+和Na+。黄铁矾堆积后,溶液中铁的浓度一般降到1~5kg∕m3。
湿法炼锌中黄铁矾法典型的操作分3个根本过程:中性浸出、热酸浸出和黄铁矾堆积。在中性浸出阶段,酸性电解贫液被锌焙砂ZnO中和,得到含铁酸锌的渣和供电解堆积锌的中性硫酸锌溶液。铁酸锌渣在热酸浸出段用补克了硫酸的电解贫液构成的热酸中溶解,得到的含Zn和Fe的浸出液再在黄铁矾堆积段处理,先用锌焙砂调整酸度,再参加硫酸铵或硫酸钠堆积碱金属黄铁矾。沉铁后液回来中性浸出,黄铁矾渣则弃去。需求指出,堆积黄铁矾时用作中和剂的锌焙砂中所含的铁酸锌将不溶解而进入铁矾渣中,因此新生成的黄铁矾渣不宜直接弃去,避免丢失焙砂中和剂中未溶的铁酸锌。鉴于黄铁矾一旦生成则对酸恰当安稳,实践上黄铁矾渣弃去前可在相似热酸浸出的条件下进行酸洗,溶解收回渣中残存的铁酸锌,而黄铁矾本身不致溶解。
黄铁矾法的3个根本过程的详细操作条件及次序在不同供应商不尽相同,但意图是相同的;最大极限地收回锌而不考虑少数的伴生元素如Pb和Ag。例如,铁酸锌的热酸浸出和黄铁矾的堆积能够合而为一,即所谓转化法,其总反响如下:
(11)
该兼并过程的溶液然后可用新鲜焙砂中和,产出溶液供电解和渣回来循环。若精矿中含有较许多的Pb和Ag,则选用其他的流程,得到含Pb∕Ag的渣、黄铁矾堆积和中性Zn电解液。这类流程中包含有一个预中和作业。在一般的黄铁矾流程中是用焙砂下降热酸浸出液的酸度,然后敏捷而有用地堆积黄铁矾。焙砂中存在的Zn2+,Cd2+,Cu2+,Pb2+和Ag进入黄铁矾而丢失。在热酸浸出和黄铁矾堆积作业之间引进一个预中和作业能够下降黄铁矾中的金属丢失。在预中和作业中,溶液中的酸一部分被焙砂中和,所得的渣回来热酸浸出段溶解其间的Zn和Fe,而Pb和Ag留在铅-银渣中。部分中和过的溶液随后参加所需求的中和剂进行黄铁矾堆积。
图4为集成的黄铁矾法流程示意图。它的规划中结合了各种黄铁矾法计划中的大大都改善环节。图4 集成黄铁矾法
除运用于湿法炼锌工业中外,黄铁矾法还在铜、镍、钴等金属提取顶用作除铁工艺,尤其是在硫酸盐系统中。例如,在处理钴-铜精矿的阡比什(Chambishi)焙烧-浸出-电积法中,铜电积前的除铁就是选用黄钾铁矾沉铁。因为硫酸化焙烧本身供给了K+离子,堆积黄钾铁矾时无需外加高本钱的硫酸钾。
黄铁矾法的长处是堆积简单过滤,Zn,Cd和Cu在堆积中的丢失最少,能够一同操控硫酸根和碱金属离子,简单与各种湿法冶金流程结合。但它也有其本身的缺陷,例如:1)所用试剂本钱较高;2)渣的体积较大,为1.4kg∕(m3·t),堆存占地较大;3)需求充沛洗刷以除掉吸附的有害环境或可供运用的金属;4)需求在操控条件下寄存避免分化放出有害组分污染环境。通过热分化或水热分化将黄铁矾转化为赤铁矿供出产铁并将硫酸钠/硫酸铵循环至黄铁矾堆积作业,可望战胜这些缺陷。
(二)针铁矿法
运用堆积针铁矿除铁的技能是由比利时老山公司巴伦厂(Vieille Montagne)首要开发和工业化的,称为VM法。成功地堆积针铁矿的关键在于保持溶液中Fe3+的低浓度,例如<1kg∕m3,否则在堆积针铁矿的pH规模(2~3.5)内将得到胶状的Fe(OH)3或碱式硫酸铁Fe4SO4(OH)10。VM法处理此问题选用的是复原-堆积法,流程如图5所示,从热酸浸出得到的含100kg∕m3Zn,25~30kg∕m3Fe3+及50~60kg∕m3H2SO4的硫酸锌溶被先通过复原作业,即在堆积针铁矿前在一个独自的作业中先用锌精矿(ZnS)将溶液中的Fe3+都复原成Fe2+,复原后未反响的ZnS与反响生成的元素硫一同别离出来送回焙烧炉。复原后液再用焙砂ZnO预中和至3~5kg∕m3H2SO4,得到的铁渣回来热酸浸出作业,溶液则送入堆积反响器。向堆积器通空气将Fe2+氧化成Fe3+而使之水解堆积出针铁矿晶体。图5 VM针铁矿法
堆积针铁矿时需不断在参加焙砂以中和水解反响发作的酸,将pH值操控在恰当的规模内,如pH=2~3.5。VM法需求特别注意操控Fe2+的氧化速度,使得溶液中Fe3+的浓度在水解堆积针铁矿的进程中一直坚持在1kg∕m3以内。与黄铁矾法不同的是,针铁矿堆积时无需供给一价阳离子,而得到的针铁矿渣也不能进行酸洗收回其间由焙砂中和带入的未溶解的锌。为避免这部分锌的丢失,一个对策是运用低铁的闪锌矿焙砂作中和剂。
澳大利亚电解锌公司开发的EZ法直接将含Fe3+的待水解液慢慢参加水解堆积器中,操控水解液Fe3+浓度不超越1kg∕m3然后操控水解,因此EZ法亦称部分分化法。在70~90℃下接连水解堆积针铁矿,一同不断参加锌焙砂中和因水解发作的酸,保持溶液pH值在2.8以适于水解。
两种针铁矿法比较,堆积相同数量的铁,VM法水解发作的酸此EZ法少,因此为中和水解的酸需求耗费的锌焙砂也少,随锌焙砂丢失的锌电少,除铁的作用也好于EZ法。但VM法触及先复原后氧化两道工序,比较繁琐。此外,VM法用空气氧化Fe2+的速度较慢,而用其他氧化剂则本钱高。
与黄铁矾法比较,针铁矿法不需求硫酸根和碱金属,可运用于任何酸浸系统,包含氯化物系统和硝酸盐系统,除铁的作用也更好(从30kg∕m3到小于1kg·kg∕m3),但针铁矿对酸的安稳性较差,堆积中未溶解的铁酸锌不能如黄铁矾法那样用酸洗来收回。
(三)赤铁矿法
日本秋田公司饭岛锌冶炼厂和德国鲁尔锌公司达特伦电锌厂均选用赤铁矿法处理锌厂中性浸出的浸渣收回其间以铁酸锌存在的锌及其他有价组分。用赤铁矿法处理湿法炼锌的铁渣源于环境保护的压力。赤铁矿法准则流程见图6。来自浸出主流程的高铁渣在村耐酸砖和铅的高压釜顶用电解贫液补加酸再提出,反响温度95~100℃。浸出在SO2(分压0.15~0.25MPa)气氛下进行,所以也称为SO2浸出。在此条件下渣中的铁酸盐很简单溶解,高铁复原成二价伴随铁酸盐中的锌和铜进入溶液:
(12)
(13)图6 赤铁矿法准则流程图
从溶液中排去过量的SO2和用H2S堆积除掉铜后,对含大约Zn90kg∕m3,Fe60kg∕m3,H2SO4 20kg∕m3的溶液用石灰百分两段中和。榜首段中和到pH=2以发作可供应的高等第石膏,然后再中和到pH=4.5,堆积分出含有价金属如Ca和In的石膏,一同有碍赤铁矿堆积的元素如Al等也在此阶段随石膏堆积除掉。第二段中和发作的浆料经重力沉降得到的固体回来榜首段中和槽,沉降后液高压过滤得到氧化物-氢氧化物的混合堆积,送熔炼厂收回镓和铟。一同用空气氧化堆积部分铁和其他杂质。堆积石膏有助于除掉SO2氧化发作的硫酸根以保持硫酸根平衡。两段中和后的溶液(含Fe 40~45kg∕m3)用赤铁矿法堆积除铁。沉铁在衬钛高压釜中进行,通入新鲜蒸汽和氧气,温度从95℃升高到200℃,压力进步到1.8MPa(氧分压0.15~0.25MPa),溶液中的硫酸亚铁被氧化成硫酸铁并发作水解:
(14)
高压釜中停留时刻约3h,首要水解产品为赤铁矿,含有w(Fe)=59%和w(S)=3%,固液别离后赤铁矿也首要供应给水泥厂。别离出赤铁矿的溶液含Fe5~7kg∕m3和H2SO460~70kg∕m3,回来焙砂的中性浸出段。
选用赤铁矿法的饭岛锌冶炼厂自1972年投产以来,至今已成功运行了26年,经1997年扩产,电锌产值巳达190000t∕a。因为锌精矿铁含量添加,出产功率进步和工厂扩产,赤铁矿法处理的铁量逐年添加,并在技能上作了若干改善。例如,锌焙砂弱酸浸出的渣与元素硫混合用电解贫液补加硫酸后在衬铅和耐酸砖的高压釜中再浸出。参加元素硫使溶液中大部分铜作为硫化铜堆积。热酸浸出的排料除掉过量的SO2后,在拌和槽中通入H2S堆积其他的铜。沉铜槽的排料稠密、压滤,得到的滤渣含铜、铅和贵金属,送熔炼厂收回。沉铜稠密机溢流含30kg∕m3游离酸,用细磨的石灰石两段中和。榜首段中和游离酸(至pH=1)得到纯的石膏,离心过滤后供应给水泥厂。
近些年来,跟着锌精矿中铁含量的添加,焙砂中进入铁酸盐中的铜添加,焙砂弱酸浸出的铜削减而进入浸渣的铜添加,因此浸渣赤铁矿法处理厂中需求堆积的铜大为添加,然后使渣处理厂堆积铜的本钱进步。1992年曾经,渣处理厂中溶液中的铜用元素硫和硫化氧堆积:
(15)
(16)
饭岛锌冶炼厂1992年用于堆积铜的硫化氧气体耗费本钱占总的耗费性本钱的25%。这无疑太高,需求开发一个不必堆积铜的新办法。后来发现硫化锌精矿能够替代气体,它堆积除铜的反响如下
(17)
(18)当出产上用硫化锌精矿沉铜时,铜的堆积并不彻底。后来运用更细的精矿添加SO2分压处理了这一问题。现在这种办法有用地脱除了铜。
高铁水解成赤铁矿和铝水解堆积铝矾都发作酸,因此下降赤铁矿堆积釜的料液中游离硫酸的浓度和铝的浓度对促进高铁的水解很有用:本来第二段中和的溶液有30%回来榜首段,从1997年3月以来,第二段溶液回来的量逐步添加,赤铁矿水解高压釜的料液中游离硫酸浓度从7kg∕m3降到4kg∕m3,铝的浓度降到2kg∕m3以下,除铁功率进步到88%以上,使操作本钱要素如氧气或蒸汽的本钱下降。
尽管赤铁矿法在环保方面比黄铁矾法和针铁矿法更有利,它依然遭到环境方面的压力。为了使堆积的赤铁矿能悉数售出给水泥厂,有必要处理赤铁矿中的含砷和含硫问题。因为火法冶金不只本钱高,并且很难满足脱除砷,所以饭岛炼锌厂研讨在堆积赤铁矿前从溶液中脱砷,提出了图7所示的改善赤铁矿法新流程。图7 改善的赤铁矿法新流程
在改善的赤铁矿法中,弱酸提出的渣在105℃下SO2气氛中浸出而不加锌精矿或元素硫,发作的含银和铅的渣过滤别离。滤液用石灰榜首段中和到pH=1,发作纯石膏。然后在该中和段的溶液中参加锌灰,堆积砷化铜,铜和砷的脱除率到达99%。脱砷后液榜首段加石灰石中和到pH=4,堆积出含Ga,In和Al的石膏。该段的溶液大部分送赤铁矿堆积高压釜,其他溶液用于浸出砷化铜。浸除在独自的高压釜中氧气氛下进行,铜被浸出而砷堆积为铁。浸液中的铜用锌灰置换,然后将溶液回来焙砂中性浸段。改善的赤铁矿法进行了中试和可行性研讨,得到的赤铁矿质量及本钱都令人满足。
德国鲁尔公司(Ruhr-Zink GmbH)的赤铁矿法首要包含以下过程:
(1)中性浸出渣两段热酸浸出。榜首段为热酸浸出,中性提出渣用第二段超热酸浸出的滤液在95℃下浸出,浸出的终酸浓度50kg∕m3。渣中的大部分有价金属如锌、铜和镉伴随铁一同溶解。浸出的排料稠密后溢流泵送至复原段,底流在过热酸浸段中沸点以上浸出,酸浓度140kg∕m3。过热酸浸中铁酸盐都溶解,残留的低铁富铅的Pb-Ag渣经稠密和高压膜压滤机过滤,滤液回来热酸浸出。
(2)高铁复原。为了在堆积赤铁矿前净化溶液并能在最尽或许低的温度下堆积铁,需求将离解的高铁先复原成亚铁。硫化锌精矿可用作复原剂,它的本钱低,但需大大过量,反响温度在90℃左右。未反响的含元素硫的渣过滤后回来焙烧。
(3)溶液的净化与中和。复原后液用焙砂在中和槽和稠密机中两段中和,使一切影响赤铁矿质量的元素大部分堆积分出,特别是砷和锑。铜则部分共堆积。这些元素富集在中和渣中,再在终浸作业中彻底溶解。终浸用废酸进行,终酸浓度为40kg∕m3。在稠密机中固液别离后,底流送去热酸浸出作业,溢流送去用海绵铁置换沉铜,将铜的浓度降至500g∕m3以下,再返至前面的中和作业。置换的铜用废酸洗刷后出售。
(4)赤铁矿堆积。这是最重要的部分。中和净化的浸液(含Fe2+25~30kg∕m3,Zn120~130kg∕m3)用蒸汽加热到180℃以上,其间的亚铁在氧压1.8MPa下氧化并水解成含w(Fe)=60%左右的细粒赤铁矿,铁的堆积率达90%~95%。详细流程如图8所示。
赤铁矿法出资和操作费用远高于黄铁矾法和针铁矿法,但它或许收回锌精矿的悉数成分,发作的满是可供应的产品,一切作为中间产品的渣帮可进一步加工而无需堆存。图8 鲁尔公司电解锌厂赤铁矿法准则流程
硅酸钠的性质
2017-12-29 11:05:01
(1)强度高水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。水玻璃硬化后的强度与水玻璃模数、密度、固化剂用量及细度,以及填料、砂和石的用量及配合比等因素有关,同时还与配制、养护、酸化处理等施工质量有关。(2)耐酸性高硬化后的水玻璃,其主要成分为二氧化硅,所以它的耐酸性能很高。尢其是在强氧化性酸中具有较高的化学稳定性,但水玻璃类材料不耐碱性介质的侵蚀。(3)耐热性好水玻璃硬化形成SiO2空间网状骨架,因此具有良好的耐热性能。若以镁质耐火材料为骨料配制水玻璃混凝土,其使用温度可达1100℃。
铁的水解沉淀
2019-01-24 17:45:48
铁是湿法冶金中最常遇见的杂质元素。它在自然界的丰度以及它与周期表中许多元素(如第二类主族元素中的Ca和Mg及第一过渡系元素Ti,V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu)化学性质上的相似性,使之经常发生元素取代,以致这些元素的矿物如果不是全部,至少也是大部分含有铁。作为固溶体结合在矿物中的铁含量从微量(<0.5wt%)到多量(>10wt%)不等,闪锌矿中取代锌的铁量可多达17.4%,镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8含铁最多甚至可达43%。因此,湿法冶金中各种浸出液和工艺溶液中都程度不同地含有铁。下表列出了几种主要金属生产过程中由酸浸或酸洗作业产生的可溶性铁的估算数量。因此,含铁溶液的水解自然成了湿法冶金中沉淀分离铁最重要最常见的反应,而且多数是为了从浸出液和各种工艺溶液中,主要是从硫酸盐介质中,除去铁杂质。用沉淀法除铁的一个额外的好处是可以通过与铁的共沉淀同时除去其他有害元素如砷。
表 某些冶金业中产生的可溶性铁估算量金属生产业金属产量∕(t·a-1)产生的可溶性铁∕(t·a-1)铜100000003000000锌60000001000000镍5000002500000钢7000000002000000
在湿法冶金所遇到的氧化电位和pH条件下,溶液中的铁只有二价和三价两种价态。由图1看,Fe3+与Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+等的沉淀线相距甚远,表明可以通过水解选择性沉淀铁化合物,在3.5~5的低pH值下从这些金属的溶液中除去铁。Fe2+则即使在中性条件下也不发生沉淀,因此湿法冶金中的沉淀除铁问题都是基于Fe3+的水解,Fe2+需先氧化成Fe3+后才能有效除去。
铁的水解是一个十分复杂的过程,溶液的性质和水解的条件都对水解的结果有着重要影响,产生不同的水解产品和不同的晶型结构。也正因为如此,自然界才会有多种铁的氧化物存在。现在已经知道的铁氧化物、羟基氧化物和氢氧化物有13种,包括水铁矿(Fe5HO8·4H2O)、赤铁矿(α-Fe2O3)、赤磁铁矿(γ-Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、针铁矿(α-FeOOH)、四方纤铁矿(β-FeOOH)、纤铁矿(γ-FeOOH)和六方纤铁矿(δ'-FeOOH)。除针铁矿和六方纤铁矿外,其余铁氧化矿物都可能为良好的晶体。图2描述了常见铁氧化物的形成条件和它们间转变的路线和大致的转变条件。图1 金属氢氧化物沉淀图25℃图2 常见铁氧化物形成和转换路线及其条件
除氧化物、羟基氧化物和氢氧化物外,铁水解时还可能结合溶液中某些阴离子而形成复盐,最典型的例子是黄铁矾。其中的一些水解产物可能发展为湿法冶金中从溶液中除铁的化合物。选择作为除铁的水解产物应具备下列性质:
(1)应具有较小的溶解度,从而可把溶液中残留的铁降到最低;
(2)应能在较低的pH值下沉淀析出,以免在除铁时引起主金属沉淀损失;
(3)应易于结晶,晶粒较大尤好,便于过滤洗涤;
(4)应有较大水解速度,使除铁过程能在短时间内完成;
(5)最好能与溶液中的其他有害杂质发生共沉淀作用,简化溶液净化过程;
(6)水解沉淀过程应尽可能经济、简便。
现已开发并工业应用的沉铁方法有4种,都是利用中和水解方法沉淀的。其中3种用于除铁,都是从锌的湿法冶金工业发展起来并首先工业化的,依其沉淀的铁化合物分别称为黄铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。第4种主要用于磁铁合成。下面分别介绍3种水解除铁的方法。
氧化还原电位和pH值是控制铁在水溶液中行为的两个重要因素。氧化环境有利铁沉淀,还原环境促使铁溶解;酸性条件有利铁溶解,碱性条件有利铁沉淀。高铁离子平衡浓度受溶液pH值变化的影响很强烈,在pH<3时,pH值每增加1个单位,高铁离子的平衡浓度就降低2~3个数量级。因此简单地提高高铁溶液的pH值进行水解会产生巨大的过饱和度,引起很大的成核速度而造成胶体析出。溶液中的铁大于5kg∕m3时,中和水解产生的胶状Fe(OH)3沉淀就难于甚至无法过滤或沉降。这样的沉淀夹带大量溶液,造成有价组分的严重损失,无法在工业生产中用来除铁。
温度对铁的行为也有重要影响。高温会促使铁沉淀,使沉淀在更低的pH值下发生。因此,控制溶液中Fe3+沉淀程度和沉淀物稳定性的最重要的因素是温度和pH值。诱发水解反应相应地有两种主要方法:加热溶液或加碱中和。巴布坎在20~200℃范围内用0.5mol∕L Fe2(SO4)3-KOH水解合成黄钾铁矾阐明了其形成的温度-pH关系,如图3所示。图中斜线阴影部分为黄钾铁矾的稳定区,随着温度的升高,稳定区向pH值降低的方向倾斜。在20℃下黄钾铁矾形成的pH值范围从2延伸到3,而在100℃下pH值范围从1延伸到2.3,200℃下pH值从0到1.2。低于此稳定区的pH值时无沉淀生成,pH值高过此区则因温度的不同而形成各种其他铁化合物。特别值得注意的是,在100℃以上会形成赤铁矿,而在较低温度下形成针铁矿。看来pH在1.5~1.6之间是100℃下黄钾铁矾形成的理想酸度。黄钾铁矾沉淀的程度随溶液初始pH值的上升而提高,初始pH值再高则会形成别种铁化合物。图3 黄钾铁矾形成的稳定区与温度与pH值的关系
(20~200℃下从0.5mol∕LFe2(SO4)3溶液中沉淀)
高铁浓度液对铁的沉淀也有重要影响。测定Fe2O3-H2SO4-H2O三元件系的等温线表明,在110℃下,硫酸铁酸性溶液中,在最低的铁和酸浓度下沉淀的是针铁矿α-FeO(OH),中等铁浓度时出现草黄铁矾H3OFe3(SO4)2(OH)6,在黄铁矾与针铁矿之间还有另一个化合物 Fe4(SO4)(OH)10,它在较低的铁浓度下形成,可能在黄铁矾形成后期铁浓度只有几g∕L时生成,只有在很高的硫酸铁浓度下才有Fe3(SO4)(OH)生成。
关于铁水解沉淀的物理化学更深入的讨论可参考有关文献。
戊基黄原酸钠(钾)
2019-02-27 08:59:29
品名:戊基黄原酸钠(钾) 英文名称: SODIUM (POTASSIUM) AMYL XANTHATE(SAX,PAX) 牌 号:B1-06分子式:C5H11OCSSNa(K) 性状:淡黄色或灰白色有刺激性气味的粉末(或颗粒),能溶于水。首要用途:戊基黄原酸钠(钾)是一种强捕收剂,首要应用于需求捕收力强而不需求选择性的有色金属矿藏的浮选。例如,它是浮选氧化了的硫化矿或氧化铜矿和氧化铅矿(通过或进行硫化)的杰出捕收剂。该品对铜-镍硫化矿及含金黄铁矿等的浮选也能获得较好的选别作用。规格: 项 目 指 标 粒 状 粉 状 戊基黄原酸钠(钾) % ≥ 90.0 90.0 游离碱 % ≤ 0.2 0.2 水及挥发物 % ≤ 4.0 4.0直径(mm) 3~6 - 长度(mm) 5~15 - 有效期(月) 12 12 包 装 120公斤/铁桶 900公斤/多层板箱,50公斤/塑编袋等120公斤/铁桶 60公斤/塑编袋
锡酸钠价格
2017-06-06 17:49:54
锡酸钠价格是锡投资者会感兴趣的一个话题,其关系到锡的投资与操作。产品名称:柠檬酸亚锡酸钠类别: 食品添加剂 / 防腐剂品牌:国产/进口规格型号:25kg/袋价格:65.0 元/千克分子式:MS Song">Na2SnO3·MS Song">3H2O性状:无色六角板状结晶或白色粉末;溶于水,不溶于醇和丙酮;加热至140℃时失去结晶水而成无水物;在空气中吸收二氧化碳而成碳酸钠和氢氧化锡。用途:其最重要的用途是用于电镀工业的碱性镀锡及其合金(例如:锡>-锌、锡>-镉、锡>-铜和锡>-铝合金)。此外,还用于纺织工业用作防火剂、增重剂;染料工业用作媒染剂;也用于玻璃、陶瓷等工业。在电镀工业中,其性能稳定可靠,易于操作并能获得高质量镀层,且对钢无腐蚀。该镀层经过“流动熔化”处理可变得光亮。锡酸钠也用于浸没镀锡,可在汽车铝合金活塞等零件上形成光洁镀层。另外,锡酸钠还用于制造在相当大的温度范围内具有均匀介电常数的陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。包装:塑料袋包装,外用纸板桶密封,或按用户要求包装。每袋净重5Kg,每桶净重25kg。 【中文名称】锡酸钠 【英文名称】sodium stannate 锡酸钠【结构或分子式】Na2SnO3·3H2O 【分子量】 266.73 【CAS号】12209-98-2 【性状】 白色至浅褐色晶体 【溶解情况】 溶于水,不溶于乙醇、丙酮。 【用途】 可用作纺织品的防火剂、增重剂和媒染剂,也可用于制玻璃、陶瓷,碱性镀锡和镀酮锡合金、锌锡合金等。 【制备或来源】 由锡与氢氧化钠、硝酸钠灼烧共熔,或由锡与氰酸钠溶液共沸而制得。 【其他】 加热至140℃时失去结晶水。在空气中易吸收水分和二氧化碳而分解为氢氧化锡和碳酸钠,因而水溶液呈碱性。如果你想更多的了解锡酸钠价格等其他信息,你可以登陆上海有色网进行查询。
锌置换沉淀金的原理和影响金沉淀的因素
2019-02-19 11:01:57
锌置换贵液中的金是按如下反响式进行的:
2Au(CN)2-+Zn=2Au↓+Zn(CN)42-
该反响敏捷,置换彻底。
当溶液中含浓度和碱浓度较小时,溶解于溶液中的氧会使已生成沉积的金再溶解,并使锌氧化生成氢氧化物沉积。上述反响中生成的Na2Zn(CN)4也会分化生成化锌沉积:
Zn+ O2+H2O=Zn(OH)2↓
Na2Zn(CN)4+Zn(OH)2=2Zn(CN)2↓+2NaOH
生成的氢氧化锌和化锌,会在金属锌表面构成白色薄膜沉积,而阻碍金、银从化溶液中彻底沉积分出。
在含和碱较高的溶液中,锌除生成Zn(CN)42-的络阴离子外,还会按下式发作溶解井放出氢:
4NaCN+Zn+2H2O=Na2Zn(CN)4+2NaOH+H2↑
2NaOH+Zn=Na2ZnO2+H2↑
这一反响使锌的耗费量增大,并放出很多的氧。但氢与溶液中溶解的氧反响生成水,可下降乃至阻挠已生成沉积的金发作反溶解。也可使金属锌不再被氧化。
在正常锌粉置换条件下,进入置换沉积箱的含金溶液中,浓度应控制在0.02%左右,氧化钙0.01%左右。锌丝置换时,因为有些工厂不进行溶液的除气,和碱浓度要相应高些。当然,最好是含金溶液送锌丝置换前先经除气塔除掉溶液中溶解的氧,以彻底消除对置换沉积金的有害影响。
化液一般的含铅量较少,因为铅与锌结合能改进金的沉积,故常向母液中参加适量的或。但过量的铅会因为发作许多边际反响而导致锌的耗费增大与金的沉积缓慢和不彻底,或因生成Pb(OH)2沉积而使沉积物遭受污染,故—般只向每吨母液中参加5~10g。
铜的存在会生成金属铜沉积而耗费锌。会和锌生成合金。
硫离子的存在,会生成ZnS和PbS沉积而污染金属锌。
因为化液中含有钙和氢氧根离子,所以镍的存在会严重影响沉积物。故克尔·阿迪逊(Kerr Addison)工厂的贫液中含镍挨近90×10-6即行抛弃。
锌沉积法与浓度、氧浓度与金回收率的联系,经试验标明:当化液中金15mg/L、NaCN0.015%~0.07%、NaOH0.015%、氧0~3.1mg∕L,锌的添加量为1g∕L。当NaCN浓度添加时,因为易生成沉积而使锌的耗费量添加。当溶液中含氧1mg∕L时,金的回收率可达97%~100%,而含氧添加至30mg∕L时,金的回收率仅为78%~80%。
丁基黄原酸钠(钾
2019-01-16 17:42:23
产品名称: 丁基黄原酸钠(钾) 产品类别: 医药与生物化工 产品规格: 项 目 指 标 - 干 燥 品 丁钠合成品 - 粒 状 粉 状 粉状 丁基黄原酸钠(钾)% ≥ 90.0 90.0 84.5 游离碱 % ≤ 0.2 0.2 0.5 水及挥发物 % ≤ 4.0 4.0 - 直径(mm) 3~6 - -长度(mm) 5~15 - - 有效期(月) 12 12 6 包 装 110公斤/铁桶 800公斤/多层板箱 50公斤/塑编袋等 110公斤/铁桶50公斤/塑编袋等 120公斤/铁桶 50公斤/塑编袋等
从含钒钢渣中提钒
2019-01-03 15:20:48
含钒钢渣是含钒铁水直接在转炉里按一般碱性单渣法炼钢而得到的钢渣。该种渣成分复杂,又经常波动。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高,钒含量较低。研究结果表明,硅酸三钙(Ca3SiO5),其形状受空间限制,自行性差,一般呈不规则粒状填充于其他矿物格架之间,并包裹其他矿物。硅酸三钙相中V2O5的含量较低,约1.47%,但由于该相在渣中占得比例大,仍有17.88%的V2O5夹杂其中。镁--方铁石系方镁石、方锰石构成的固溶体系列,其分子为(Mg0.58,Fe0.36,Mn0.06)1.00O,该矿物中含钒很少。
钙钛氧化物是一种新矿物,分子式为(Ca3.02,Mn0.013.03(Ti1.36,V0.37,Fe0.23,Mg0.01,Si0.09)2.12O7,可简写成Ca3(Ti,V)2O7。该矿物是一种黑色厚薄不等的长板状矿物,并与其他矿物连生,钒置换钛进入晶格中。该矿物中V2O5含量为9.78%,其钒量占渣中总钒量的78%,是提钒的主要对象。含钒钢渣返回高炉处理是我国首创的一种提钒工艺。它是把含钒钢渣再烧结后返回小高炉,练出含钒2~3%的铁水,再兑入氧气底吹转炉内吹炼,得到V2O5含量高于35~40%的高钒渣。此渣在电炉内直接还原,制取含钒大于35%的钒铁合金。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高。用传统的钠盐焙烧--水浸提钒工艺,钒浸出率很低。目前研究出的钠盐焙烧--碳酸化浸出工艺较好的解决了氧化钙的危害。
在含钒钢渣中,钒主要赋存在钒钙钛氧化物中,焙烧时钒钙钛氧化物与碳酸钠反应:2Ca3V2O7+Na2CO3+O2=3CaO+2NaVO3+Ca3(VO4)2+CO2硅钒酸钙与碳酸钠也发生类似反应:2[Ca2SiO4·Ca(VO4)2]+Na2CO3+O2 =2Ca2SiO4+2NaVO3+Ca3(VO4)2+5CaO+CO3烧结后水溶性钒约20%,碳酸化浸出的钒约60%。
焙烧主要技术条件:渣碱比100:18,钢渣的磨细度-200目大于60%,制粒后的粒度直径5~10mm,焙烧温度1100℃,物料停留时间3.7小时。技术指标是:生产能力1.58T·m-2·d-1,烟尘率0.5%,熟料转浸率85%。
赤铁矿的水解沉淀
2019-01-24 17:45:48
赤铁矿系Fe2O3三方晶系,结构属刚玉型,有两种结晶形态,即α-Fe2O3(赤铁矿)和α-Fe2O3(磁赤铁矿)。这两种不同晶型的转变温度大致在400℃左右,γ-Fe2O3在热力学上是不稳定的,处于介稳状态,在400℃左右会向α-Fe2O3转变。天然赤铁矿α-Fe2O3主要是含铁的硅酸盐、硫化物和碳酸盐风化的产物,是自然环境中最稳定的铁化合物。从低温溶液水解析出的氢氧化铁加热时首先得到的产物是一水氧化铁即针铁矿,继而是半水氧化铁即水赤铁矿,进一步加热则得到α型Fe2O3。针铁矿和γ型Fe2O3的转变温度大致在160℃附近。如果采用高温水解的方法,随着不断提高水解温度,也可以依次得到一水、半水和无水三氧化二铁。工业上用以沉淀除铁的赤铁矿法系高温水解方法。温度愈高水解速度愈快,愈有利于在较高酸度下沉淀铁。在200℃高温下,即使硫酸浓度高达100kg∕m3,溶液中残留的铁浓度仍可降低到5~6kg∕m3。
钨酸钠价格
2017-06-06 17:50:12
钨酸钠
价格
:09月25日全国主要地区钨酸钠
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(万元/吨) 地区 9.1 姜堰 钨酸钠96% 9.3-9.6 江苏 9.6-9.7 河北 9.4-9.5 江西 钨酸钠是白色具有光泽的片状结晶或结晶粉末,溶于水呈微碱性(PH8.5-9),不溶于乙醇, 微溶于氨。在空中风化。加热到100℃失去结晶水而成无水物。与强酸(氢氟酸除外)反应生成不溶于水的黄色钨酸, 与磷酸或磷酸盐反应生成磷钨杂多酸络合物, 与酒石酸、柠檬酸、草酸等有机酸反应生成相应有机酸络合物。用途1 生产钨材料的中间产品,也可用于媒染剂、催化剂颜料和分析试剂,纺织工用作织物加重剂、水处理药剂,制造防火、防水材料, 以及磷钨酸盐、硼钨酸盐。2 用于制造
金属
钨、钨酸、钨酸盐、染料、油墨、催化剂等。3 用于
金属
钨、钨酸及钨酸盐类的制造。用做媒染剂、颜料和催化剂。还可做织物防火剂以及分析化学试剂。4 本品用作织物助剂,由钨酸钠、硫酸铵磷酸铵等组成的混合物用于纤维的防火和防水。此种纤维可制作防火人造丝和人造棉。亦可用于织物加重,皮革鞣制,电镀镀层防腐。本品作助溶剂引入瓷釉色料能起降低烧成温度和补色作用。更多有关钨酸钠
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锡酸钠溶解度
2017-06-06 17:50:01
锡酸钠溶解度是一种投资者想知道,因为了解它可以帮助操作。无色六角板状结晶或白色粉末。溶于水,不溶于醇和丙酮。加热至140℃时失去结晶水而成无水物。在空气中吸收二氧化碳而成碳酸钠和氢氧化锡。【中文名称】锡酸钠 【英文名称】sodium stannate 锡酸钠【结构或分子式】Na2SnO3·3H2O 【分子量】 266.73 【CAS号】12209-98-2 【性状】 白色至浅褐色晶体 【溶解情况】 溶于水,不溶于乙醇、丙酮。 【用途】 可用作纺织品的防火剂、增重剂和媒染剂,也可用于制玻璃、陶瓷,碱性镀锡和镀酮锡合金、锌锡合金等。 【制备或来源】 由锡与氢氧化钠、硝酸钠灼烧共熔,或由锡与氰酸钠溶液共沸而制得。 【其他】 加热至140℃时失去结晶水。在空气中易吸收水分和二氧化碳而分解为氢氧化锡和碳酸钠,因而水溶液呈碱性。 如果你想更多的了解关于锡酸钠溶解度的信息,你可以登陆上海
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钒知识
2019-03-08 09:05:26
钒是高熔点稀有金属,密度5.96,熔点1890℃,沸点3380℃,有耐性,在中加热变脆,含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体,其电导率仅为铜的十分之一。室温下,钒不与氧效果,在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5,高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金。钒的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4、+5,一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性,+4和+5价钒的氢氧化物呈,+5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐。在常温下,钒有较好的抗蚀性,本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀,但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。
钒在地壳中常与其他元素伴生,富集成工业矿床的很少。首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg,Fe)(Al,V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。
钒矿的分化办法有:①酸法,用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法,用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法,用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3。
金属钒的制取:含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒,再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒。
钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中,钒首要是以钒铁的方式参加,首要起脱氧和脱氮的效果,一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在,90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂。
V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂,用于出产硫酸、精粹石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间化合物超导材料。在玻璃工业,钒可用于制作吸收紫外线的玻璃,以及用于制作护目玻璃和防护屏等。
烷基硫酸钠浮选锡石
2019-02-27 08:59:29
烷基硫酸钠浮选锡石 一般说来,烷基硫酸钠 与其它捕收剂比较只能得到中等的浮选目标,例如 ,关于以石英、电气石、赤铁矿为脉石的锡石,十六烷基硫酸钠用量为135g/t,在增加钠的条 件下,得到SnO236.5%的粗精矿及含SnO246%的终究 精矿,回收率为86%。
高锰酸钠价格
2017-06-06 17:49:53
高锰酸钠价格,根据报告数据,来源于国家统计局、国家海关总署、国务院发展研究中心、国内外相关刊物杂志的基础信息以及高锰酸钠科研单位等。报告对我国高锰酸钠行业发展现状与前景、国际高锰酸钠行业发展现状与前景、高锰酸钠行业数据、高锰酸钠行业标杆企业、高锰酸钠行业上下游、高锰酸钠价格和销售渠道价格管理、高锰酸钠行业投资策略、营销策略、经营管理和竞争战略等进行深入研究,并重点分析了高锰酸钠行业的前景与风险。该报告揭示了高锰酸钠市场潜在需求与潜在机会,为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供准确的市场情报信息及科学的决策依据,同时对银行信贷部门也具有极大的参考价值。一、健康危害 侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:本品有强烈刺激性。高浓度接触严重损害粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤。接触后引烧灼感、咳嗽、喘息、气短、喉炎、头痛、恶心和呕吐等。 二、毒理学资料及环境行为 危险特性:强氧化剂。遇硫酸、铵盐或过氧化氢能发生爆炸。遇甘油、乙醇能引起自燃。与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。 燃烧(分解)产物:氧化锰。 3.现场应急监测方法: 4.实验室监测方法: 原子吸收法(EPA方法 7770、7460) 等离子体光谱法(EPA方法 200.7) 5.环境标准: 中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.2mg/m3[MnO2]一、泄漏应急处理 隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿防毒服。不要直接接触泄漏物。勿使泄漏物与有机物、还原剂、易燃物接触。小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。收集于密闭容器中作好标记,等待处理。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。然后收集回收或运至废物处理场所处置。二、防护措施 呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,建议佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。 眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。 身体防护:穿胶布防毒衣。 手防护:戴氯丁橡胶手套。 其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。三、急救措施 皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。 眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。 灭火方法:灭火剂:雾状水、砂土。小编还了解到,高锰酸钠的健康危害,和环境污染,小编也给你搜寻了关于处理高锰酸钾的危害有关内容。
锌粉置换沉淀法
2019-02-19 11:01:57
锌粉置换堆积法从含金溶液中收回金始于1894年,它是现在最广泛运用的办法。锌粉置换法的设备前期选用压滤机和置换槽。后来发展起来的梅里尔·克劳法是锌粉置换堆积法中一种典型的办法。它的设备和办法不光经受了梅里尔·克劳工厂多年生产实践的检测,并且还被世界上一些首要化工厂所选用。
锌粉置换堆积法用的锌粉,是经过蒸馏锌制得的。锌粉应含锌95%~97%,铅1%左右,粒度小于0.01mm(美国规则97% -0.04mm)。其间的粗粒锌和ZnO都会下降置换堆积作用。运用炼锌厂产的蓝粉,含ZnO约10%~15%,对沉金晦气。因这些ZnO不起堆积金的作用而彻底进入金泥中。锌粉简单氧化,应在密封容器中储存和运送。
一、压滤机锌粉置换堆积法。这种办法是由一种胶带式或其他型式给料器,接连向锥形混合槽给入锌粉,并于过滤机中置换(图1)。除气槽的除氧溶液部分放至锥形混合槽与锌粉混组成锌浆从槽底排出,与用潜水离心泵(离心泵浸于含金溶液池中,以避免吸入空气)抽送的其他除气液兼并一同送压滤机或框式过滤机,于过滤机过滤一起产出金泥并别离贫液。图1 压滤机锌粉置换设备体系
1-除气塔;2-真空泵;3-锥形混合槽;4-给粉器;5-离心泵
6-潜水离心泵;7-压滤机;8-金泥槽;9-贫液槽;10-离心泵
二、置换槽锌粉置换堆积法。这是一种于置换堆积器中进行金置换和堆积的办法,其所用的设备见图2。置换堆积器为一锥形底的圆槽。与槽内相对应的四壁装置有四只铺布袋过滤片的结构,呈放射状固定于中心管上。结构呈“U”形,一端铺设过滤片,另一端与脱金贫液总管上的支管相连。脱金液总管盘绕槽体外面,经过支管与滤框相通,总管则与真空泵和离心泵相连。图2 置换槽锌粉置换设备体系
1-除气塔;2-直空泵;3-潜水离心泵;4-混合槽;
5-给粉器;6-置换堆积槽;7-布袋过滤片;
8-中心管;9-螺旋浆;10-中心轴;11-小叶轮;
12-传动组织;13-支管;14-总管和真空泵;15-离心泵
除气溶液和锌粉供入混合槽混合后,由槽底自流给入置换堆积器,并在螺旋桨和小叶轮的作用下,锌浆沿中心管上升。凭借真空泵的吸力金泥堆积于滤布上,贫液透过滤布经支管由总管排出。依据生产实践,金的置换堆积首要不是发作在与锌粉混合的时分,而是发作在含金溶液穿过滤布表面锌粉层的过滤时分。为使置换堆积槽开动之后能敏捷在滤布表面上构成锌粉堆积层,故须在开端过滤时,直接往敞口置换堆积槽内参加构成锌粉堆积层总量一半以上的锌粉,以有利于金泥的堆积。虽然置换堆积槽是敞口的,空气直接与锌浆表面触摸,但因为过滤速度很快,且慢速滚动的螺旋桨和小叶轮(拌和上层锌浆用)的拌和力很弱,所以锌浆没有吸入多少氧。因为间歇卸出金泥,所以当进行接连置换堆积时,应备有2~3只置换堆积槽供替换运用。
或是用滴液管从混合槽上滴入锌粉面上,使其在锌粉表面生成铅膜以强化锌粉的置换才能。铅盐的参加量为锌粉分量的10%。含金溶液的NaCN和CaO别离低至0.014%和0.018%时,金的堆积作用也很好,脱金贫液每小时用比色法测定一次,如含金超越0.15g∕m3则回来重新处理。锌粉的耗费量视含金溶液的含金量为l5g∕m3到50g/m3。
三、梅里尔·克劳工厂接连加锌粉置换堆积法。梅里尔·克劳法(图3)的置换作业是将除气后的母液直接抽送乳化器,经过锌粉加料机将锌粉接连参加乳化器并与溶液乳化。锌粉参加量为每吨液15~70g。金的堆积实质上在加锌后当即发作。乳化后的溶液于真空堆积室中置换并堆积出金。经恰当时刻,溶液中99%以上的金被复原堆积,贫液中含金约0.02g∕t。从溶液中过滤堆积物一般运用Sock式或框式过滤机或压滤机,更广泛运用的是斯特拉(Stellar)过滤机。接连生产时,从过滤机中整理堆积物的周期为3~28d。整理出的堆积物送熔炼合质金锭。图3 梅里尔·克劳(Merrill Crowe)法的设备体系(伍德科克,1976年)
选用计算机控制的梅里尔·克劳接连加锌粉置换金银的MC2000体系,已由湿法冶金工业公司完结开发,并运用于美国蒙大那州格鲁布斯塔克金矿。该体系每隔15min主动取样一次,依据测定成果主动调理锌粉参加量,并主动控制各项作业。
四、选用压滤机锌粉饼过滤置换含金化液,可下降锌的耗费,进步金泥的含金档次。经锌粉饼过滤置换的贫液含金可降至痕量。
含钒溶液的水解沉钒
2019-01-21 18:04:28
含钒溶液经净化后,钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加,钒酸根会以钒酸的形式析出,俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下,由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出:钒浓度/(mol·L-1)溶液pH值主要的钒离子水解产物低,10-4酸性低4~8高,50×10-32~3高,50×10-31~6高,50×10-310~12高,50×10-313~当pH值约1.8时,V2O5的溶解度最小,约230mol/L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下:[H2SO4]/(g·L-1)2.312.017.121.2V2O5/(g·L-1)0.240.781.142.04
表1列出一组V2O5-H2SO4-H2O系的数据。
表1 V2O5-H2SO4-H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5/%H2SO4/%密度/(g·㎝-3)析出相V2O5/%H2SO4/%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相:①V2O5·3H2O,V2O5 红褐色、针状;
②V2O5·2 H2O,2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状;
③V2O5·H2O,V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状;
④V2O5,V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。
对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1 图2 V2O5溶解度与pH的关系(25℃)
1—V2O5/ ,lg =-0.82-pH;2—不析出V2O5
lg =-0.04-pH;3—V2O5/ ,lg =-4.44+pH;
4—不析出V2O5,lg =-3.00+pH;5— / ,
pH=1.03-0.333 lg ;6— / ,pH=2.62;
7— / ,pH=7.38+lg图2 钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系(25℃)
一、温度
钒水解沉淀应在90℃以上进行,最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3 沉淀率与时间的关系:Ⅰ-0.855;Ⅱ-0.954;Ⅲ-1.16;Ⅳ-1.18
二、钒浓度
溶液中含V以5~8g/L为宜。浓度过高,则结晶成核过快,易形成疏松的滤饼,吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x/y偏大。当溶液中含钒浓度低时,则会有负面影响。
三、杂质的影响
磷与钒形成稳定的络合物H7[P(V2O5)6],还与Fe3+、Al3+形成磷酸盐沉淀,会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g/L。当酸度较高时,可使FePO4、AlPO4的溶解度提高,而减少磷对红饼的污染。
硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时,水解生成的胶体沉淀物,妨碍V2O5晶体的长大,使水解速度变慢,生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度,可以改善此类不良的影响。
氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20~160g/L,会使钒水解沉淀速度下降,主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。
四、搅拌
钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程,因此必须保持适宜的搅拌速度,已达到临界悬浮状态,没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形,内径2~5m,容积4~5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。
水解沉钒是间歇作业,先加入25%的沉钒前液,开始搅拌,再加入所需的硫酸,然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度,调整酸度或补加沉钒前液,以使最后溶液中含钒小于0.1g/L为终点。停止加热、搅拌、再静置10~20min后过滤,即得红饼。根据生产规模,过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。
红饼须先经干燥去除水分,再在1073~1173K温度下熔化,浇铸成片状,作为炼钒铁的原料。
水解沉钒早期用得比较普遍,但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%~90%,纯度较低,且耗酸量大,污水量大,故现已基本为铵盐沉钒所取代。
钛白的水解沉淀
2019-03-05 09:04:34
钛液的水解是硫酸法从钛铁矿出产钛白(二氧化钛)的重要进程。钛铁矿经酸免除杂后得到净化的钛液,再经热水解得到偏钛酸(水合二氧化钛),煅烧后得到钛白。
与—般盐类水解不同,钛液的水解没有固定的pH值,稀释或加热都能分出氢氧化钛的水合物沉积。甚至在高达400~500kg∕m3硫酸的条件下长期煮沸也能水解分出沉积。常温下稀释分出的是胶体氢氧化钛,不能满意钛白出产的要求。工业上是加热钛液并保持欢腾水解分出水合二氧化钛,化学计量式可表示为:
(1)
关于钛液热水解的精确机理尚不彻底清楚,一般认为是H+离子的搬运进程和胶体的凝集进程。其离子搬运进程大致如下。
钛离子在溶液中为6配位水和配离子[Ti(H2O)6]4+,其水解进程大致分为3个阶段:晶核构成,晶核生长与沉积构成,水解作用进一步使沉积物及溶液组成改动。水解成核的第一步是从一个H2O分子中脱去1个H+离子而下降了钛的水合高子的电荷:
(2)
此羟基水合钛离子在溶液中发作二聚,构成二核钛离子-八水合二羟基钛配离子:
(3)
放置时该钛的羟桥配离子中H2O分子上的H+持续搬运,构成更安稳的氧桥配离子
(4)
钛氧桥配离子中H2O分子上的H+离子再搬运,进一步离解成羟桥配离子,再搬运成氧桥,就可能结组成四钛合作物:[(H2O)4Ti(O)2Ti(H2O)2(O)2Ti(H2O)2Ti(O)2(H2O)4]4+。这种H+离子的搬运跟着水解进程持续发展,便逐步构成多核合作物。多核合作物中H+离子的不断搬运直至电中性而成为直径3~10nm的水合二氧化钛。该水合二氧化钛为无定型或具有不显着的锐钛型微晶结构,它们按必定方向20~30个聚组成胶粒,胶粒加快凝集至>10μm则开端沉积分出。跟着水解的发展,溶液中TiO2的含量逐步下降,而游离酸浓度不断进步。这样能使沉积的少数粒子部分溶解,而后又从头分出新组成的沉积。这个进程不断持续,直至只剩下极少数钛及较浓的硫酸。
钛液热水解时其组成和质量,尤其是钛含量、F值(酸度系数)、铁钛比、三价钛含量、弄清度和安稳性等,对水解产品水合二氧化钛的纯度、微晶的结构和胶粒的巨细影响很大。安稳性差的钛液在贮存和放置进程中有陈化而逐步分出胶状污浊或沉积倾向,用而在水解前自身即已发生某些胶性结晶中心,使水解产品粒子不均,且易吸附较多杂质使终究颜料产品的白度、上色力和分散性都显着下降。
钛液浓度太低,例如TiO2小于150kg∕m3时,水解产品煅烧后转化成粗粒型二氧化钛,其颜料功能极差。钛液浓度进步可促进终究产品上色力进步,但水解速度会减慢。而当钛液TiO2浓度>200kg∕m3时浓度的进步对产品上色力的进步已不显着。因而,对非颜料用钛白出产多选用低浓度水解以取得较高水解率并简单水洗,对颜料用钛白出产需在TiO2为190~230kg∕m3下水解以发生契合质量要求的颜料钛白。
钛液中含硫酸亚铁高会使水解速度减慢、水解产品过细,一起母液黏度和比重添加,水解产品洗刷速度减慢。但硫酸亚铁含量过低会添加冷冻结晶硫酸亚铁工序的担负、水解产品颗粒也变粗。出产中Fe∕TiO2一般操控在0.2~0.3之间。
在水解操作中,晶种、水解温度、时刻、加热方法、拌和速度是重要的操作参数。晶种活性和数量都对钛液热水解有很大影响。晶种活性取决于其制备条件。晶种的制备归纳起来有稀释法(自生晶种)和中和法(外加晶种)两大类,其实质都是先制得一种正钛酸肢体,然后在稀硫酸或稀中加热胶溶、熟化,在TiO(OH)2颗粒表面吸附具有必定电荷的TiO2+和Ti4+,构成不溶于稀酸的胶体溶液(晶种)。晶种可正确诱导热水解的进行,不光影响水解速度、收率和水解产品粒子巨细,并且可决定产品的晶型(锐钛型或金红石型)。一般来说,晶种参加量0.6%~2%时产品上色力最好。
水解温度对水解速度及产品粒度也很有影响。欢腾温度下水解速度最能契合工业出产要求,操作也最易操控。一般常压下水解以2~4h为宜。
锌丝置换沉淀法
2019-02-19 11:01:57
锌丝置换法从化液中置换收回金的工艺始于1889年。锌丝置换沉积箱(图1)一般为木质的、钢的或混凝土的。一般分为5~10格,总长3.5~7m,宽0.45~1m,深0.75~0.9m。筛网安于铁框上,孔径3.36~1.68mm(网目为6~12目)。锌丝是用金属锌在车床上车削成厚0.02~0.04mm,宽1~3mm的车屑,或将熔融金属锌接连均匀地倾泻在用水冷却的高速旋转生铁圆筒上制成粒。图1 锌丝置换沉积箱
1-箱体;2-箱缘;3-下挡板;4-上挡板;
5-筛框;7-锌丝;8-金泥;9-排放口;10-把手
含金溶液在箱中流过期,与锌丝触摸的时刻约17~20min,在此时刻内,约能使99%以上的金被置换下来。出产实践中,定时将固定于筛网中心的把手悄悄提起上下拦动,可使锌丝松动并放出泡,以及使金泥脱离锌丝而下沉槽底。经一段时刻后,将箱内能持续运用的旧锌丝移至箱的前几格中,新锌丝则参加后边几格中,这样能使含金低的溶液与置换力强的新锌丝触摸,进步金的沉积率。装入锌丝时有必要抖松后均匀铺撒,特别要留心每格中的四个角,避免溶液从空泛处流过,下降置换作用。
沉积箱一般每月出金泥l~2次。取出的锌丝经圆筒筛别离金泥后,筛出的锌丝供下批置换用。金泥由排放口放出,于过滤箱或压滤机过滤收回。
锌丝置换法虽具有设备简略、简单操作、不耗动力等长处,但锌丝耗费量大(出产1kg金需锌4~20kg)、NaCN耗费量也大(因用于锌丝置换法的贵液一般不经除气,锌在高氧溶液中会氧化生成白色沉积)、金泥含锌高且设备占地多。故锌丝置换法在大中型矿山现已多为锌粉置换法所替代。
针铁矿的水解沉淀
2019-01-24 17:45:48
针铁矿是羟基氧化铁的一种,称为α型羟基氧化铁α-FeO(OH)。自然界有4种羟基氧化铁同质异象体,其余3种分别是:四方纤铁矿β-FeO(OH),纤铁矿γ-FeO(OH)和六方纤铁矿δ-FeO(OH)。针铁矿是自然界中最常见的羟基氧化铁矿物,反映了它在风化条件下最稳定。事实上占通常是自然界中含铁的硫化矿、氧化矿、碳酸盐和硅酸盐风化的产物。研究指出,在常压的沸点下pH1.5~3.5范围内及硫酸根总浓度3mol∕L以内针铁矿是高铁水解最可能的产物。大多数针铁矿都以固溶体形式含有其他元素。
针铁矿也可看为α型-水氧化铁α-Fe2O3·H2O,其结构上与一水硬铝矿相同,属斜方晶系。在针铁矿的晶体结构中,只有Fe3+,O2-和OH-3种离子,三者的配合比为1∶1∶1。其中O2-位于八面体的顶点,而Fe3+处于八面体的中心,并为O2-所包围。O2-离子与4个Fe3+离子相联结,即共用于4个八面体之间,其中每一个价键仅为1/2价。OH-离子则共用于2个八面体之间,每一个价键也是1/2所。位于八面体中心的高铁离子具有很强的极化能力,使四周配位离子的外层电子云产生偏移,导致正负离子外层电子云的相互重叠,并形成共价键。由于 O2-较OH-更易于发生变形,因而配位氧离子将具有较配位氢氧离子为强的共价键,即键的极性较弱。
热力学计算指出,针铁矿较三水氧化铁具有更大的晶格能,表明针铁矿比后者更稳定。因此,在通常情况下(酸度不大和温度不高于140℃),高铁水解产物在热力学上的稳定结构应是针铁矿而不是胶态氢氧化铁。但在实际上,当用中和法使高铁从水溶液中析出时,得到的沉淀物都是三水氧化铁胶体而不是结晶态的针铁矿。出现这种情况的主要原因在于pH对溶液中高铁的过饱和程度影响很大,因而中和水解时,随着溶液pH的升高造成巨大的高铁过饱和度,形成很大的成核速度,使得水解产物呈肢体析出。鉴于高铁溶液中和水解很难控制系统的过饱和度,欲避免胶件氢氧化铁析出,关键是水解时要将溶液中的高铁离子浓度控制在很低的水平,一般低于1kg·m-3。针铁矿法正是针对这一问题而提出来的。它采用的水解条件是利用空气氧化、低过饱和度及较高温度,既有利于水合物的脱水和缩合,也有利于有关质点有序排列,从而使水解产物呈晶体而不是肢体。针铁矿法有两种模式来控制高铁浓度。其一是先将溶液中的高铁离子还原成低价,再中和至pH值为4.5~5,这时因高铁浓度很低,不会析出胶态氢氧化铁,而亚铁离子在此pH值下也不会形成Fe(OH)2沉淀。然后通空气在90℃左右的温度下再将亚铁重新氧化成高铁,小量产生的高铁离子一经出现即水解形成少量晶核,并缓慢发育成针铁矿晶体而沉淀,相关的反应方程式为:
(1)
高铁的还原剂可以有很多选择,但生产中使用的还原剂应价格低廉,操作简便,而且氧化后不引入任何危害。从这种实际的角度考虑,硫化锌精矿是硫酸锌电解液针铁矿法净化的最佳还原剂。用硫化锌还原高铁的结果,ZnS中的锌即以Zn2+离子形式进入溶液,硫则以元素硫的固体形式留在渣中,对其后的作业无任何危害。硫化锌还原高铁的总反应式为:
(2)
热力学计算得到该氧化还原反应的标准电动势为0.506V,具有足够的热力学推动力。实践表明反应的速度也比较高,在90℃温度下一般只需3~4h就可达到相当的还原深度。例如,由反应式(2)的标准电动势求得的平衡常数为Kc=[Fe2+]2[Zn2+]∕[Fe3+]2=1017.09,若取锌离子的活度为0.1mol∕L,则求得[Fa2+]∕[Fe3+]≈109,说明硫化锌使高铁的还原进行得比较彻底。
针铁矿法中亚铁的再氧化采用空气中的氧作氧化剂,其氧化反应方程为:
(3)
在25℃温度下空气的标准氧化电位E=1.22-0.059pH。在pH=4时,氧的标准电位为0.984V,仅此Fe3+∕Fe2+电对的标准电位(0.771V)高0.213V。但是,由于在此时Fe3+已预还原成Fe2+,此电对的实际电位E 大为降低。例如当Fe3+/Fe2+=10-4时, E 降至0.538V,从而氧化反应(9)的电位提高到0.316V。同时,在水解沉铁体系中,氧化产生的高铁高子即时水解沉淀,因而能始终保持体系中[Fe3+]/[Fe2+]为一个较低的值。
亚铁氧化沉淀包括亚铁氧化和高铁水解这两个连续的环节。氧气氧化亚铁的过程又包括氧气的溶解、氧分子由相界面向溶液内部的扩散、亚铁离子对氧分子的吸附、氧分子裂解为氧原子、亚铁离子与氧原子之间的电子交换等多个步骤。其中氧分子裂解为氧原子为控制速度的关键步骤。提高氧分子裂解反应的速度可以采取3种办法:提高氧分压,如使用富氧鼓风和利用压缩空气并维持整个反应进程在较高的压力下进行,提高温度;采用催化,一般以Cu2+作为催化剂。
被吸附的氧分子转变为被吸附的氧原子后,即发生氧原子与亚铁离子之间的电子转移,其结果是亚铁离子被氧化成高铁离子,而氧原子则还原为O2-离子:另一个氧原子也将以同样方式被还原成离子O2-,所形成的O2-会和高铁离于强烈结合,形成(Fe-O-Fe)4+这样的配合物离子。它再与OH-离子结合,并进一步脱水综合,就生成了针铁矿:针铁矿法另一种控制高铁浓度的模式是澳大利亚电解锌公司开发的,它不经过先还原,而是直接将热的高铁溶液连同中和剂以控制的速度加入沉淀槽中,使高铁的浓度维持在1kg·m-3以下。在70~90℃温度下并维持pH在2.8左右,针铁矿随着高铁的加入连续析出。相关的反应为:
(4)
钒矿提钒工艺技术
2019-02-25 09:35:32
概 况
钒在地壳中的含量大约是地壳分量的0.02%,散布较广,但涣散。含钒矿藏已发现的就有70多种,其间的绿硫钒矿、钒云母矿和钒铅锌矿等含钒氧化物高达8-20%,钒钛磁铁矿含钒档次低,一般含v2o5为0.2-1.4%,但它的储量最多,国际储量在400亿吨以上,是提取钒的首要质料。
全球的钒铁磁铁矿和钒资源恰当丰厚,已查明国际钒铁磁铁矿的储量为400亿吨以上,且会集在少数几个国家,有前苏联、美国、我国和南非,首要赋存于钒钛磁铁矿、磷块岩矿、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中。此外还有许多钒赋存于铝土矿和含碳质的原油、煤、油页岩和沥青沙中。
据美国矿藏局统计资料标明,按现在挖掘规划,已探明的钒资源可继续挖掘150年,且会集散布在南非洲、亚洲、北美洲等区域,(南非占47.0%,前苏联占24.6%,美国占13.1%,我国占9.8%,其他国家总和占小于6%)。
钒具有杰出的可塑性和可锻性,常温下可制成片、拉成丝和加工成箔。但少数的杂质,特别是空隙元素(如碳、氢、氧、氮)会显着影响钒的物理性质。如钒含氢0.01%时引起脆变,可塑性下降;含碳2.7%时其熔点升高到2458。K。钒的熔点高,硬度大,电阻率高,呈弱顺磁性,线胀系数小,钒的弹性模量密度和钢附近,可用作结构材料。
钒是重要的战略物资之一,首要用于冶金工业,作为合金元素增加剂,改进钢材的结构、功能,进步强度和耐性,次之与钛制成具有高温高强度合金,再次之是化学工业,以钒的氧化物形状,用作出产催化剂、触媒等等。
国外钒的提取基本上是从副产品中收回的,如南非、芬兰、前苏联等国家是从钒钛磁铁矿炼铁中收回,美国大部分钒是钾钒铀矿及磷铁矿中收回,加拿大是从焚烧石油焦搜集的尘中收回,少数国家还从石煤中提取钒。总归,国际上钒首要是从钒钛磁铁矿中收回的,现在从钒钛磁铁矿收回的钒,每年约为7万吨左右,约占总产量的%。
钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包含含钒矿藏,精矿、钒渣、作废的粹的废催化剂,作废触媒和其他残渣。二级产品包含v2o5,也可所以一种可用的工业产品,即出产硫酸的触媒和粹用的催化剂。三级产品包含钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物,其间钒铁是最为重要钒材料,它占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%的二类。
我国钒工业起步于20世纪50年代,1958年康复并扩建锦州铁合金厂提钒车间,以承德大庙含钒铁矿精矿为提钒质料,1960年今后我国的其他提钒厂相继建成投产,70年代攀枝花钢铁公司建成投产,从此我国的钒工业便进入一个新的历史时期,至80年代中已成为国际首要产钒国家之一,能出产各种钒制品,钒的推广运用也取得较快的开展。
从含钒质料提取纯钒化合物的技能,视质料不同而有所差异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等等,现分述收回技能。
一、 钒钛磁铁矿提钒技能:
钒钛磁铁矿提钒能够概括为火法和湿法两大类。火法流程能够处理含钒档次低的质料,能够经过火法富集,然后处理收回,也称之为简接法;湿法流程具有流程短、收回率高的长处,但要求处理的质料含钒档次相对较高,也称之为直接法。
1.火法工艺流程
将选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁,矿石中的钒大部分进入铁水中,将含钒铁水送入转炉吹炼成钢,钒高度富集在表面渣中,即钒渣,钒渣再经破碎、焙烧、浸出、过滤即得到V2O5。这是前苏联、挪威和南非等国所选用的办法。我国也选用相似的办法收回钒。
2、湿法工艺流程
选用含钒铁精矿加芒硝制团、焙烧、水浸,使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为V2O5沉积,过滤后直接得到V2O5,水浸后的球团用于炼铁质料。
南非海威尔德公司是西方国家一起运用以上两流程(即生铁—钒渣流程和焙烧浸出流程)的典型比如。
生铁—钒渣流程
含钒铁精矿
料仓配料
回转窑预复原
含钛炉渣 炼铁
暂存堆积未处理 含钒铁水
板坯 氧气 吹炼 出售
钢水 顶吹炼钢 半钢 钒渣
钢坯 出产V2O5
焙烧浸出流程
含钒铁精矿
H2O 芒硝(碱或Na2SO4)NaCl
配料制团
钠化氧化焙烧1000℃
水浸
过滤 铵盐
球团 溶液
炼铁 过滤 H2SO4
废液废液 V2O5
含钒铁精矿或钒渣的浸出首要化学反响为
(1)4FeO.V2O3+4Na2CO3+5O2=8NaVO3+2Fe2O3+4CO2
(2)4FeO.V2O3+8NaCl+5O2=2Fe2O3+8NaVO3+4Cl2
(3) 4FeO.V2O3 +8NH4Cl +5O2=2Fe2O3+8NH4VO3+4Cl2
(4)2NaVO3+H2SO4=V2O5 + Na2SO4+H2O
(5)2NH4VO3+H2SO4=V2O5 + (NH4)2SO4+H2O
3、生铁—钒渣流程主体设备
① 首要视炼铁的主体设备,曾经苏联炼铁主体设备是高炉,挪威、南非等国则是电炉。
② 吹炼:不同国家选用的设备也不相共同
a.底吹转炉提钒:前苏联丘索夫联合公司是将含钒铁水装入底吹转炉吹炼,在炼半钢进程氧化表面构成含钒渣,钒渣经破碎、焙烧、水浸收回V2O5,然后炼成钒铁。从精矿到钒铁、钒的总收回率为60%左右。
b.顶吹转炉双联提钒:前苏联下塔吉尔钢厂则用顶吹转炉将含钒铁水吹成半钢和钒渣。就铁水到钒渣钒的收回率达92%—94%。我国的承钢、马钢和攀钢也用该法出产钒渣,钒的收回率为80%—88%。
c.高炉铁水雾化法提钒,该法实际上是将含钒铁水倾入中间缸,然后进雾化器,经雾化反响之后,使钒由V2O3氧化成V2O5、 V2O4、V2O3的混合物流入半钢缸,半钢面上构成钒渣。该法由我国攀钢首要实验成功并投入出产运用的,并且是我国钒渣出产的首要办法,钒的氧化率达85~90%,收回率为73.6%,半钢收回率为93.9%。该法的首要长处是:炉龄长(最高炉龄已达12000炉)、处理才干大(可达366吨/时)、可半接连化出产、设备简略、操作简略。
d.曹式炉提钒:我国马钢曾用槽式炉吹炼提钒,槽式炉才干为70T/h,实验的首要技能目标,钒的氧化率达88.5~95.2%,钒的收回率为81.3~90.49%,半钢率90.20~94.1%,出产目标不如实验目标。该法的长处是能接连出产、设备简略、出产本钱低,缺陷、钒渣含铁高、钒收回率还欠低。因而现在已停止运用,需求进一步完善,仍不失可供挑选的好办法之一。
4、焙烧浸出流程设备
湿法流程即焙烧浸出流程的中心首要是使钒氧化然后转化构成水可溶性的钒酸盐,选用何种焙烧设备,完成其意图。
a. 南特殊特腊厂,所运用钒钛磁铁矿成分: Fe 50~60%,V2O5 2.5% ,TiO2 8~20%, Al2O31~9%, Cr2O31%,选用回转窑焙烧完成氧化和转化。
b. 前苏联和澳大利亚阿格纽克拉夫有限公司都选用欢腾炉焙烧使97~98%的钒转化可溶性钒而被浸出。
c. 芬生奥坦馬基,运用原矿成分Fe40%,TiO215.5%,VO26%(V2O5:0.71%)原矿制团,在竖炉焙烧和转化,转化率达80~90%。
二、钾钒铀矿和磷铁矿收回钒技能
1、 美国钒的出产供应商处理的质料的以钾钒铀矿石、铀钼钒矿和磷铁矿石为主,钾钒铀矿的化学式为:K2(VO2)2(V2O8)" 3H2O或K2O" 2UO2"V2O5"3H2O。最近澳大利亚西部伊利里的钙结石乐岩中发现大型钾钒铀矿,我国陕西、湖南区域也发现钒铀共生矿。国际上最大的矿冶公司——美国联合碳化物公司从钾钒铀矿石出产钒的工艺流程是焙烧、浸出、沉积、复原和再浸出。该法钒铀浸出率别离为70~80%和90~95%,其流程如下:
钾钒铀矿
6~9%NaCl 钠化氧化焙烧 (多膛炉850℃ φ5m.8层)
1~2%Na2CO3
急冷
浸出
H2SO4 浸出液中和煮沸
PH:3
NaOH或NH3 沉积PH7 钒滤液
滤饼 沉积
Na2CO3 或NaCl 复原熔化 钒化含物
H2O 浸出 钒溶液
含铀沉积物收回铀
酸法和碱法浸出含钒溶液,可用离子交换法、溶剂萃取法、或挑选性沉积法进行别离提纯。该公司年产V2O8454吨,V2O51360吨。
2、 钒铁矿的处理与钾钒铀矿有所不同,钒铁矿运用真空揉捏和焙烧炉,先将矿粉与盐混合,送揉捏机揉捏成条、堵截,焙烧浸出提纯沉积后得V2O5。
3、 钒磷铁矿的处理
钒磷铁矿电炉出产单质磷和磷肥的副产品(含钒磷铁)用来作提钒质料,美国的克尔麦吉(KerrMeGee)化学公司所用的含钒磷铁含钒3.26%~5.2%,磷24.7%~26.6%,铁59.9%~68.5%,铬3.4%~5.7%,镍0.84%~1.0%。
先将含钒磷铁磨至粒度小于0.42mm,配入1.4倍纯碱和0.1倍的食盐在回转窑中770~800℃下焙烧,钒便转变成水溶性的钠盐,焙砂在沸水中浸出,钒、铬、磷均溶入浸出液,过滤后滤液结晶折出磷酸钠晶体,粗磷酸钠可再行纯化直至产品合格。磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L,可参与适量CaCl2,使其以磷酸钙(CaPO4)沉积,然后水解收回钒,随后往母液中参与以沉积。此工艺的钒、铬和磷的收回率别离能够到达85%、65%和94%。
三、含钒褐铁矿收回钒技能
含钒褐铁矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%,Fe20~40%,SiO230~65%.
矿石首要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成。脉石以石英为主,其次是泥质还有少数的绢云母。钒在褐铁矿中没有呈独立矿藏存在,而是以离子型吸附状况存在于铁和泥质中。处理的准则流程是:破碎球磨 焙烧 浸出 沉积Nu4VO3 或V2O5。
研讨标明褐铁矿V2O5含量不同,钒的转化率受矿石组分的影响,其间首要影响要素是矿石CaO的含量,跟着的CaO的含量增加,影响钒的转化,焙烧温度的进步能进步钒的转化率。不同含钒矿石,最高转化率的温度是有差异的。
四、含钒石油渣提钒技能
一般讲,原油和石油砂都含有钒,虽然有些国家至今仍未把油含钒列为钒资源,但这些原油确是钒的潜在资源,全球的石油中钒的含量改动很大,委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒为220~400ppm,是全球石油含钒量较高的少数几个国家。
美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家从石油渣,石油灰中提钒,提钒的终究产品首要是V2O5,但也能够直接炼成钒铁。提取的办法许多,首要依据质料成分或性质上的差异,挑选不同的工艺。
1、 从石油会集收回钒技能
委内瑞拉的原油经过裂化处理得到石油焦含0.4%V,石油焦用作蒸气锅炉的燃料,焚烧后烟尘用电收尘器收尘,尘含V2O5达15%,作为收回钒的质料。收回办法是将搜集烟尘直接酸浸,经过滤滤液加次(NaClO4)将钒氧化成五价,滤液由兰色变黄色后,加NH3调PH由0.3至1.7,使钒以铵盐方式沉出,然后枯燥锻烧得V2O5或V2O5熔化铸片。流程图:
石油焦尘埃 酸
浸出
滤液 残渣NaClO4氧化 沉积 调PH 洗刷
滤块 残渣 洗液
抛弃
烘干
锻烧 V2O5
首要化学反响:酸浸工序: V2O5+6HCl 2VOCl2+3H2O+Cl2 或V2O5+2H2SO4 VOSO4+2H2O
NaClO4氧化: VOCl2+NaClO4 NaVO3+2NaCl+Cl2VOSO4+NaClO4 NaVO3+NaSO4+Cl2
沉积锻烧 NaVO3+NH4Cl NH4VO3+NaCl2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O
2、 从炼油渣中收回钒技能
美国Amax和CRIVentures公司就是处理炼油渣、归纳收回钒、钼、钴、镍和铝。他们处理的工艺:炼油渣与烧碱混合磨矿进行加压浸出,在高温和加压下氧化,硫转化硫化物,碳氢化合物大部分分化,钒、钼溶入溶液,经过滤别离,从溶液收回钒钼。或石油渣加Na2CO3或NaCl配料后,在硫化物和硫酸盐存鄙人进行电炉熔炼,取得钒渣和镍锍。钒渣首要惯例处理办法制取工业V2O5。美国是20世纪80年代末开端用石油渣,石油灰为质料出产钒的,现在仍然是该质料出产钒的最大出产国。
五、石煤提炼钒技能
在普查磷矿时意外地发现了石煤含有钒,进而发现石煤中还有铀、铜和镍等金属和非金属60多种,就当时的技能水平而言,具有挖掘和商业价值的只要钒。我国的石煤资源非常丰厚,估计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿中钒总储存量的七倍。但石煤中含钒档次各矿相差甚大。现在条件下石煤含钒超越0.8%,才有挖掘价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)和碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源会集在南边各省,现有钒的厂20多家,年产量为2500~3000吨,本钱2.5~30万元/吨。
石煤提钒选用加食盐焙烧、浸出、萃取、沉积的出产工艺。含钒碳质页岩是用于烧锅炉或液态化床发电的脱碳焚烧,在焚烧进程中钒富集在烟灰中,富集钒烟灰加NaCl或Na2Co3进行化焙烧,使钒转变为水溶性的NaVO3和Na2V2O5.
4FeOV2O3+4Na2CO3+5O2=4Na2OV2O5+2Fe2O3+4Co2
NaCl+1/2O2= Na2O+Cl2
Na2O+V2O3=2NaVO3
用热水浸出钠化焙烧产品,钒酸钠和偏钒酸钠便溶于热水而与大部分不溶杂质别离,含钒浸出液经提纯和别离,产出钒的纯化合物。
美国内华达对含钒页岩提钒流程:
页岩
↓
破碎、枯燥
↓
焙烧
↓ H2O
残渣←弱酸浸出 H2SO4
NH3 ↓
浸出液除硅 PH值由2.5调至5
↙ ↘
硅渣 含钒溶液 PH5调回PH3
↓
萃取(三级)
萃取有机相 萃取废液
↓
再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液
有机相 ↓
含钒溶液
↓
NH4Cl →钒酸铵沉积
↓
过炉、洗刷、枯燥→废液
↓
制品
阐明:除硅需将溶液调至PH值5,但萃取别离又需将溶液PH从头调回至PH3,用的萃取剂是混合十三胺(DITDA),偏钒酸胺煅烧脱后能够得到V2O5。
在我国,已建有从含钒石煤中提取钒的工厂,各厂依据其资源特色开发出具有必定特色的提钒工艺流程,他们的准则流程是:
石煤提钒的准则流程
石煤破碎、磨矿
↓
加水→配料←NaCl
↓
成球
↓
平窑焙烧
↓
水浸
↙ ↘ ↙H2SO4或HCL
浸出渣 浸出液
↙ ↘
粗钒 废水
↓
NAOH → 碱熔
↓ NH4CL
水溶
↙ ↘
废水↓
热分化
↓
五氧化二钒
石煤提钒的新工艺有:1.石煤加食盐,欢腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法。3.酸浸—中间盐提钒
新工艺的所谓新,会集在二个环节上,首要是焙烧所选用的炉型,由平窑焙烧转而运用欢腾炉,回转窑,竖炉等,成果是竖炉的操作条件不简略操控,转化率不稳定,劳动条件差,未能在工业上取得大规划运用。回转窑广泛运用于钒渣的钠化氧化焙烧,但石煤含硅(SiO2)较高(65%--68%),在焙烧进程中简略呈现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率,故不宜作为石煤焙烧设备,作为石煤焙烧设备最好是欢腾炉。
其次的环境是溶液的处理,除已有的化学沉积法外引证了离子交换法和溶剂萃取技能,因为新技能的引证,能够带来技能目标的进步,削减废水的处理,视操作的差异,或许影响加工本钱。
六、废催化剂和触媒的提钒技能:
钒的化合物具有杰出的催化功能,即它自身不参与化学反响,但在它的参与下,可加快反响的进行。用钒化合物与其载体作成的能改动某些化学反响速率,而自身又不参与反响的化学试剂,称之为催化剂。钒催化剂(V2O5•NH4VO3)替代铂用于出产硫酸,使SO2转化为SO3。在石油工业中,钒首要用做裂解催化剂(VS),以及脱硫剂。在橡胶工业中,用乙烯和的交联合成橡胶的催化剂(VCl4)。化学工业上的氧化成马来酐,蔡氧化成酞酐的钒催化剂(NH4VO3)等等。特别是化学工业和石油工业运用过的废钒催化剂数量较大,是很好的钒二次资源,不只能够从中收回许多的钒,并且一起收回镍、钼等价金属。
1. 石油裂解用废催化剂(VS)的收回技能
废硫化钒催化剂经焙烧得到产品,能够选用高温浸法,钒废质料在参与压煮器中,473。K温度下用1—14MOL/L浓度的压煮4小时,钒酸铵便溶于中,经过炉别离后,将钒酸铵滤液的温度降至323。K,便分出钒酸铵结晶,结晶浆液经过滤、水洗、枯燥后,在473--873。K温度下煅烧,便得到V2O3,结晶的母液回来浸出循环运用。
除以上办法外,也能够用碱浸出从这种钒废猜中收回钒,用NaOH或Na2Co3溶液在363--378。K温度下浸出1-6个小时,然后过滤别离,在浸液中通入和二氧化碳,坚持298--308。K温度,按1MOL钒参与1.5—5MOL量,并将溶液PH调至6—9。经处理,坚持308。K,便能够沉积出钒硫铵。滤液送解吸器,用蒸气驱逐液体中的NH3和CO2,然后回来浸出,钒硫铵处理同前。
2. 从原油脱硫用的废催化剂的收回技能:
废催化剂在1073。K温度下进行氧化焙烧,先制得含钒10.88%,钼5.49%,钴2.03%,镍1.94%,铝35.48%的焙烧料,然后按150g焙烧猜中参与300ml含溶液NaOH15%的溶液,在333。K温度下拌和浸出3小时,浸出料液在323。K温度下过滤,浸出液由323。K降至278。K,便分出含钒结晶体,母液回来运用,结晶体经水洗、枯燥、煅烧后得到V2O3。
除此之外,焙烧料也可用酸浸流程,催化剂除钒外,其他有价元素Mo、Ni、Co等都转入流液,除杂后钒用萃取别离法收回。
美国AMR是一家从石油裂变废催化剂提钒大公司,其处理的废催化剂的量占全美的50%,年处理废催化剂16000吨,能够归纳收回1500吨V2O3,1000多吨Mo,400—600吨Ni,110—180吨Co,还有部分Al2O3.
3、从《制酸废触媒(V2O5,NH4VO3)》收回钒技能
硫酸工业上用矾触媒进程中,因为SO2气体中的AS2O5和触媒中V2O5构成络合物,在触媒的正常操作温度480摄氏度下该络合物随气体蒸发掉。蒸发量占V2O5总量的40—50%,除此以外还有K2SO4和SiO2。新废触媒成分如下:
成分称号 V2O5 K2SO4 SiO2
新触媒成分 9---------10% 20-------------22% 20%
废触媒成分 5---------6% 10------------12% 80%
因而废触媒中的三中首要成分都是名贵资源。废触媒的处理,工业上能够选用①直接酸浸工艺②化焙烧水浸工艺:
直接酸浸工艺:为了下降溶液杂质和游离酸,削减酸碱耗费。用两段逆流浸出,一段为弱酸浸,二段为高酸浸。高酸浸出液参与到新加废触媒进行弱酸浸出。二段浸出成果钒浸出率可达88.5-91.1%,浸出渣含V2O5能够降到0.59%,当进步二段浸出酸浓度到80—100G/T,渣含V2O5可降到0.3%。溶液的净化选用N235或P204萃取,碱反萃取,用NH4Cl沉,煅烧得到V2O5。
考虑到直接酸浸液除钒外,还含有许多Fe离子为溶液处理带来费事。经过预焙烧使钒氧化成高价钒,一起使其转型,削减了提钒的困难。因为废触媒自身含有10%硫酸钾组分,因而氧化焙烧水浸流程可分为不加钠盐和加钠盐两种。前者焙烧温度900摄氏度到达最佳转化率(~80%)。再高或再低温度的焙烧,钒的转化率都不抱负,后者增加5%的Na2CO3在800摄氏度下焙烧2小时,钒的转化率可达92%,是比较抱负的。
焙砂进行两段浸出,即先水浸后酸浸或碱浸,它的特色是先将钾盐、钠盐和近80%钒水浸进入低酸溶液。这种溶液杂质少,易处理,可收回运用钾盐。酸浸或碱浸意图在于不容于水的钒盐尽或许多地溶解,以进步钒的收回率。
溶液中的钒用N235萃取别离,碱返萃,NH4CL沉积,煅烧得V2O5。
总归,流程的挑选,要视供应商的现状,以为钠化氧化焙烧水浸提钒工艺较好。物料过滤功能好,浸出液中钒呈高价,杂质少,下步钒别离、净化进程简略,也能够直接用NH4CL沉积,省去萃取进程,下降产品加工本钱。
七.钒铁出产技能:
钒和铁组成铁合金,首要在炼钢中用作合金增加剂,高钒钒铁还用作有色合金的增加剂。常用的钒铁含钒40%、60%和80%三种,国内外首要选用电炉铝热法和硅热法冶炼钒铁的工艺,先分述如下:
1. 铝热法:
电炉铝热法冶炼钒铁的质料,可所以V2O5或贱价氧化钒混合物(V2O4、V2O3等)或钒铁渣。用铝作复原剂,在碱性炉衬条件下进行。
首要反响:V2O5+ AL(豆或粒状)=V+AL2O3
V2O4(V2O5)+AL= V+AL2O3
铝热法冶炼钒铁反响为放热反响,反响速度快,因而冶炼进程V2O5喷溅丢失严峻,为削减丢失,进步钒的收回率,特意将V2O5加工成片状,一起将铝粒改为铝豆,恰当减缓反响,下降放热量。
以贱价氧化钒为质料时,则冶炼进程反响速度缓慢,反响热量合适,削减进程的喷溅。然后进步钒的收回率,一起吨铁钒节省了铝复原剂40—60公斤,钒铁含钒60—80%,钒的收回率达90—95%。
2. 硅热法:
该法的本质是:片状V2O5用75%的硅铁和少数铝作复原剂,在碱性电弧炉中,经复原,精粹两个阶段炼得合格产品。复原期是把复原剂和V2O5进行硅热复原。当渣中V2O5小于0.35%时,即可作为废渣处理(或作建筑材料用),作为冶炼作业讲,即能够转入精粹期,此刻再参与部分V2O5和CaO,用以脱除合金液中过剩的硅、铝等。当合金成分到达要求即可出渣和出含金,精粹期渣含V2O5达8—12%,此渣可回来冶炼复原期收回。合金液可铸成圆锭后破碎成制品。此法出产的钒铁含钒40—60%,钒收率可达98%。
除此之外,还开发了高钒铁、硅钒铁、硅锰钒铁、碳化钒、碳氮化钒、氮化钒铁以及金属钒等产品,在此不再赘述。
八、几点观点:
1.依据所用的含钒质料有:含钒铁水,钒铁精矿,钒渣、钒铀铁矿,钒磷铁矿,含钒石煤,含钒褐铁矿,含钒石油渣,以及化学石油以及橡胶工业用过的废催化剂等。
2.提取钒的流程遍及都存有:焙烧、浸出与净化、溶液中钒的提取和提取尾液处理四大过程组成,前两过程最为重要:
①焙烧:含钒质料和Na2CO3 NaClNa2SO4等钠盐混合在回转窑、竖炉、平窑、多膛炉或欢腾炉,在800—1000。C下进行氧化和转化,使钒转变为XNa2O•YV2O5以便溶于水。
单个情况下,含钒质料可加石灰或石灰乳(Ca(0H)2),在上述提取各种炉内进行焙烧,它的意图与钠化焙烧正好相反,使钠转化为不溶于水,但溶于碳酸盐溶液,构成钒酸钙,到达与其他杂质别离的意图。
②浸出:焙烧熟料浸出有:水浸、酸浸、碱浸和碳酸化浸出等四种办法,水浸时,钒酸钠进入溶液,酸浸则不同,能够有三种办法:A、含钒物料直接酸浸;B、含钒物料经焙烧后酸浸;C、含钒熟料经水浸之后再进行酸浸,酸浸还能够适用于处理其他物料,为钾钒铀矿、磷钒铁矿、含钒灰烬、废钒催化剂等。常用碱浸出剂有NaOH、Na2CO3或两者混合等,碱浸时还有必要使钒成高价态才行。氧化剂有氧气、空气、富氧空气,、、次、等。
溶液净化:含钒浸出液悬浮物可经过弄清除掉Fe、Mn、Si、Al可用中和沉积除掉,可用钙盐、镁盐沉积除掉P、AS,对高碱度溶液可用电渗析脱钠、收回碱。
③溶液中钒提取:有沉积法、溶剂萃取和离子交换法
沉积:A、铵盐沉积:生成(NH4)2V6O16沉积,生成Na2(NH4)4V10O28.11H2O沉积,生成NH4VO3沉积。
B、水解沉积:加H2SO4,分出赤色钒酸钙沉积,Na2H2-X.V12O31。
C、钙盐或铁盐沉积: 碱性溶液用CaCl2或其他CaO、Na(OH)2沉积出钒酸钙,或用高铁盐沉积出钒酸铁(XFe2O3•YV2O5•2H2O)。
溶剂萃取:钒和铀别离法:用二乙基已基磷酸 磷酸三丁酯及N235
离子交换:合适处理碱性溶液
④尾液处理:五价钒和六价铬离子游离酸、盐都是有毒的,有必要处理好才干扫除,工业上有三种处理办法:
A、 复原中和扫除法
B、 气体中二氧化硫复原法
C、 离子交换法
3、已探明的钒储量,按现在挖掘规划够150年运用,年产钒量已处在供需平衡状况,钒的供需改动随合金钢产量改动而改动
锌置换法沉淀回收金
2019-03-05 12:01:05
浸出液首要经过弄清和真空脱氧处理。弄清是为了除掉悬浮颗粒或细矿泥,真空脱氧是为了削减锌的耗费和避免金的反溶。然后用锌置换沉积得出金泥。因在溶液中,锌的标准电位为-1.26V,比金的标准电位-0.31V更负,故金属锌很简单从溶液中置换出金,其反应为:
Zn+2NaAu(CN)2 →Na2Zn(CN)4+2Au K=1.0×1023
前期是选用锌丝置换沉积,随后改进用锌粉置换沉积。这两种置换办法的技能经济指标的比照成果列在表1,能够看出锌粉置换显着优于锌丝置换,锌粉用量少,金回收率高和金泥档次高。所用锌粉是经过蒸馏锌制得,含锌95%~97%、铅1%左右,粒度小于0.01mm。所得到的金泥用10%~15%的硫酸溶液洗涤除锌后,参加碳酸钠、硼砂、石英等熔炼成金银合金,然后再精粹得出金、银产品。在工业上选用的连续加锌粉置换沉积法(Merrill Crowe法)的设备体系图如图1所示。
表1 两种置换办法的技能经济指标的比照成果项目锌粉置换锌丝置换贵液档次/(g·m3)18.0317.50贫液档次/(g·m3)0.0210.154置换率/%99.8999.12金泥量/kg564910084金泥档次/%17.138.60置换本钱单耗单位本钱单耗单位本钱锌0.616kg1.67元2.20kg9.24元0.206kg0.76元0.20kg0.74元滤布0.094m0.25无
图1 连续加锌粉置换沉积法(Merrill Cruwe法)的设备体系
钨酸钠基本信息 用途
2019-02-26 16:24:38
性状无色结晶或白色结晶性粉末。在枯燥空气中风化,100℃时失掉结晶水。溶于水,不溶于乙醇。相对密度 3.23~ 3.25。熔点 698℃(无水品)贮存:密封阴凉枯燥保存。 理化性质:钨酸钠是白色具有光泽的片状结晶或结晶粉末,溶于水,不溶于乙醇,微溶于。在空中风化。加热到100℃失掉结晶水而成无水物。与强酸(在外)反响生成不溶于水的黄色钨酸, 与磷酸或磷酸盐反响生成磷钨杂多酸络合物,与酒石酸、柠檬酸、草酸等有机酸反响生成相应有机酸络合物。制备原理 三氧化钨与反响,或选用钨精矿与压煮,,生成钨酸钠溶液,经精制、过滤、离子交换等工艺,别离杂质成分,再经蒸腾结晶得钨酸钠产品。用处1、用于媒染剂、分析试剂、催化剂、水处理药剂,制作防火、防水材料,以及磷钨酸盐、硼钨酸盐等。2 、用于制作金属钨、钨酸、钨酸盐等。3、用于媒染剂、颜料、染料、油墨。4、纺织工用作织物加剧剂,本品用作织物助剂,由钨酸钠、硫酸铵磷酸铵等组成的混合物用于纤维的防火和防水。此种纤维可制作防火人造丝和人造棉。亦可用于皮革鞣制。5、用于电镀镀层防腐。6、用作助溶剂引进瓷釉色料能起降低烧成温度和补色效果。7、用于石油工业及航空、航天材料的制作。
由含钒铀矿提钒工艺实例
2019-02-19 12:00:26
美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的首要来历。前期以出产钒为主,铀是副产品。1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿(K2O·2UO3·V2O5·3H2O)外,还有钒云母[3(AIV)2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%~1.23%,V2O5约0.07%~1.16%。矿石可不经焙烧,直接用碱液(Na2CO3、NaHCO3)浸取,可是浸取率低,原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧,然后再在高压釜中120℃,0.21MPa压力下浸取4~6h。钒、铀的浸取率别离可到达70%~80%、90%~95%。
美国阿特拉斯矿藏公司,选用新工艺处理米维达铀矿,工艺流程如图1所示。图1 阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程
矿石破碎至19mm,依据质料的不同,分酸浸、碱浸两条路线处理。
一、碱浸
参加Na2CO3 50~60g/L,溶液进湿球磨、水力旋流器分级,然后进稠密机。溢流回来,加碱,调理至Na2CO3 50~60g/L,再用于球磨。底流分两组,每组串联7个高压釜浸取,120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换,头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤,残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽,通蒸汽加热,增加NaOH,生成Na2U2O7沉积,经浓缩过滤,得铀产品。滤液通CO2气后,作为浸取液,送往提钒车间。
二、酸浸
将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨,液固比5/1,进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽,用蒸汽加热,参加H2SO4,逗留21h。排料经耙式分级机,溢流用作一级浸取用液;底流过滤、洗刷后,残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序。
三、萃取
萃取液加酸,调pH值至1.0~1.2。送4级混合弄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为:
成分 1号柴油 叔胺 异癸醇
% 92.5 5 2.5
萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相,参加金属铁粉,使溶液的电动势降至150mV以下,使铁离子悉数还原为二价,部分钒也被还原为四价,以便进步钒的萃取率。加调停pH=2,在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为
成分 1号柴油 二-2-乙基-乙基磷酸 异癸醇
% 91 6 3
萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H2O4反萃。反萃液送沉积槽,通蒸汽加热,参加NH4Cl、NH4OH沉钒得钒酸铵。最终将钒酸铵枯燥、熔化成薄片出售。