Получение медного купороса сульфатизирующим обжигом белого матта

Изучение и анализ производства медного купороса
Производство медного купороса из медного лома Производство медного купороса из медного лома Получение медного купороса электролизом Получение медного купороса из окиси меди и сернистого газа Получение медного купороса сульфатизирующим обжигом белого матта Получение медного купороса из окисленных медных руд Получение медного купороса из электролитных растворов медеэлектролитных заводов Технологическая схема производства медного купороса Химизм процесса растворения меди Отстой раствора Выпарная вакуум-кристаллизация III стадии Разделение суспензий медного купороса Описание процесса получения мелкодисперсного купороса Расчет аппарата растворения колонного типа [9] Определение размеров аппарата [10] Описание и расчет вакуум-выпарного кристаллизатора Технические данные, контролируемые СУТП Материальные расчеты Стадия нейтрализации серной кислотой [14] Фильтрация смеси Смешение Вакуум-выпарная кристаллизация I Фильтрация пульпы, полученной после первой стадии кристаллизации Вакуум-выпарная кристаллизация II Сушка кристаллов с получением товарного продукта Фильтрация пульпы после третьей стадии кристаллизации
144165
знаков
27
таблиц
0
изображений

1.4.3 Получение медного купороса сульфатизирующим обжигом белого матта

Существенным недостатком способа получения медного купороса из белого матта путем его окислительного обжига и последующего растворения полученной окиси меди в серной кислоте является то, что основное количество серы, содержащейся в белом матте, не используется. Между тем за счет этой серы теоретически возможно было бы перевести в медный купорос 50 % меди, находящейся в белом матте, и тем самым снизить в 2 раза расход серной кислоты при последующей обработке продукта обжига. С этой целью белый матт должен подвергаться не простому окислительному, а сульфатизирующему обжигу, то есть длительной прокалке при сравнительно невысоких температурах (400 – 5000С) при достаточном избытке кислорода. В этих условиях реакции:

2 SO2 + O2 ↔ 2 (25)

СuO + SO3 ↔ CuSO4 (26)

смещены направо и 60 – 70 % сульфидной серы переходят в сульфатную, что соответствует превращению 30 – 35 % меди в сульфат меди. Для обработки продукта обжига расходуется в 1,5 раза меньше серной кислоты, чем при простом окислительном (не сульфатирующем) обжиге, а общее использование меди достигает 90 %.

Механизм образования сульфата меди при сульфатирующем окислении белого матта можно представить следующими элементарными реакциями. Часть сульфида непосредственно окисляется в сульфат:


Cu2S + 2,5 O2 = CuSO4 + СuO (27)

Наряду с этим происходит окисление сульфида меди с образованием двуокиси серы и окиси меди:

Cu2S + 1,5 O2 = Cu2О + SO2 (28)

Cu2О + 0,5 O2 ↔ 2 СuO (29)

Окись меди далее реагирует с серным ангидридом, образующимся при каталитическом окислении SO2 в присутствии содержащейся в белом матте окиси железа, частично сульфатизируется по реакциям:

СuO + SO2 = CuSO3 (30)

4 CuSO3 = 3 CuSO4 + CuS (31)

с последующим окислением образующегося CuS. Для успешной сульфатизации белого матта необходимо обеспечить достаточно высокую концентрацию кислорода в газовой фазе. Этого можно достигнуть или использованием обогащенного кислородом воздуха, или применением добавок, обогащающих высоким равновесным давлением кислорода в температурных условиях обжига.

Степень перехода серы в газовую фазу в виде двуокиси серы значительно возрастает при добавке окиси меди. Степень окисления сульфида меди при 4500С в течение 60 минут в отсутствие добавки составляет 29,5 %. С увеличением температуры выше 4500С в этих условиях степень перехода сульфидной серы в сульфатную резко падает и при 750 – 8000С практически равна нулю. В присутствии добавок окиси меди увеличивается степень перехода сульфидной серы в сульфатную, а температура, отвечающая максимуму сульфатообразования, сдвигается в сторону более высоких температур. При добавке 25 % СuO в интервале 500–5500С за 60 минут 35 – 40 % сульфидной серы переходит в сульфатную, а общее количество окислившейся серы достигает 90 – 95 %.

Наиболее интенсивно сульфатизирующий обжиг сульфидов и окислов меди идет в кипящем слое, особенно при предварительном мелком измельчении материала.

Изучена сульфатизация Cu2S крепкой серной кислотой. До 3000С она идет по реакциям:

Cu2S + 2 H2SO4 = CuS + CuSO4 + SO2 + 2 H2O (32)

CuS + 2 H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2 H2O (33)

S + 2 H2SO4 = 3 SO2 + 2 H2O (34)

Наибольший выход CuSO4 достигается при 2000С. При высоких температурах частично улетучивается серная кислота и в результате взаимодействия Cu SO4 с Cu2S образуется Cu24, а затем Cu2О.

Изучены условия превращения Cu2S в CuSO4 путем автоклавного выщелачивания белого матта слабой серной кислотой в присутствии кислорода. При этом паралельно идут следующие реакции:

Cu2S + 0,5 O2 + H2SO4 = 2 CuSO4 + H2O (35)

Cu2S + O2 + 2 H2SO4 = 2 CuSO4 + S + 2 H2O (36)

Скорость растворения Cu2S пропорциональна давлению кислорода в степени 0,5. Для преимущественного (на 93 %) осуществления процесса по реакции (35), то есть с полным использованием серы и с меньшим расходом серной кислоты, оптимальными условиями являются: давление кислорода ~ 4 ат, концентрация серной кислоты 0,01 моль/л, температура 1400С.

Аналогичным способом можно получать медный купорос из водной суспензии халькопиритного концентрата (Т: Ж = 1: 3) с добавкой СаO или СаСO3 для регулирования гидролиза образующегося сульфата железа и выделения H2SO4.


Информация о работе «Изучение и анализ производства медного купороса»
Раздел: Химия
Количество знаков с пробелами: 144165
Количество таблиц: 27
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
120192
12
14

... 14,2 16,0 11 Сульфаты, мг/дм3 56 49 61 48 60 57 12 Микробиологический тест, кол./мл - - - - - - 13 Скорость коррозии, мм/год 0,10 0,16 0,17 0,09 0,12 0,15 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ   3.1. Усовершенствование метода водоподготовки производства этилбензол-стирола реагентами фирмы «Nalco» Вода является основным охлаждающим агентом, используемым во всех отраслях ...

Скачать
99671
6
0

... ходом процесса. Через 3 минуты внесите в одну из пробирок раствор хлорида натрия. Что вы наблюдаете? Проведите анализ опытов а) и б).   Глава 2. Методика изучения растворов. Теория растворов – одна из ведущих теорий курса химии. Причины важности темы кроется не только в том, что она имеет большое практическое значение, но и прежде всего ...

Скачать
111716
22
14

... 145 761 138 892 162 142 169 012 дек.05 169 012 147 915 166 203 187 300 2. МАРКЕТИНГОВАЯ, ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСКАЯ И КОММЕРЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОАО «РОДНИКИ - ТЕКСТИЛЬ»   2.1 Анализ конкурентов Конкуренция - состязательность хозяйствующих субъектов, когда их самостоятельные действия эффективно ограничивают возможность каждого из них односторонне воздействовать на общие условия обращения ...

Скачать
79510
2
0

... из темного стекла, закрывают корковой пробкой с хлоркальциевой трубкой и хранят в темном месте, так как на свету в нем образуются перекиси, вызывающие взрывы. ЭКСПЕРТИЗА РЫБЫ И РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ Рыбу и рыбную продукцию принимают по количеству и качеству партиями. Партией считается определенное количество продукции одного наименования, способа обработки и сорта, одного предприятия-изготовителя, ...

0 комментариев


Наверх