Синтез, состав, устойчивость сульфитов меди и их выделение из растворов медно-никелевого производства

• Автор: Хадыкина, Елена Александровна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 146 с. : ил

Содержание
Введение

Глава I. Литературный обзор

Глава II. Методика исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Реактивы

2.3. Методы аналитического контроля

2.4.Методы исследования и расчета параметров комплексообра зования

2.5.Определение сопротивления фильтрации

2.6. Определение функциональных групп

2.7. Построение математических моделей процессов

2.8. Математическая обработка экспериментальных данных
2.9. Методы синтеза комплексных соединений меди и никеля
2 Оборудование
Глава III. Синтез, состав и устойчивость полиядерного сульфитного
комплекса меди1,И
3.1 .Определение оптимальных условий образования
комплекса меди
3.1.1. Молекулярные спектры поглощения исходных растворов
3.1.2.Влияние исходного раствора на выход комплекса
3.1.3. Зависимость ПГрН
3.1.4. Зависимость 0Гвремя
3.2. Спектрофогометрическое исследование комплексообразо вания в системе СиБОд Ыа Н
3.3. Расчет зависимости условного произведения растворимости
рк Ярз2 ,рН
3.4. Обсуждение результатов
Г лава IV. Изучение взаимодействий в системе i 2 Н
4.1. Изучение комплексного соединения при рН2.8
4.1.1. Молекулярные спектры поглощения исходных рас творов
4.1.2. Определение состава комплекса по методу Остромысленского Жоба
4.2. Изучение комплексного соединения при рНб.9
4.2.2. Определение состава комплекса но методу ОстромысленскогоЖоба
Глава V. Сульфитная технология разделения меди и никеля
5.1. Термодинамическая оценка возможных химических взаимодейст
5.2. Разработка сульфитной технологии разделения меди и никеля
5.2.1. Изучение влияния величины на процесс осаждения меди
5.2.2. Исследование влияния концентрации карбоната натрия и количества вносимого сульфита натрия на осаждение меди
5.2.3. Исследование влияния и количества вводимого сульфита на трия на процесс очистки
5.2.4. Проведение осаждения меди при повышенной температуре
5.2.5. Проведение осаждения меди при пониженной температуре
5.2.6. Оценка обесхлоривающей способности сульфита меди
5.2.7. Полупромышленные испытания сульфитной технологии разде 5 ления меди и никеля на базе ОАО Комбинат Северониксль
Общие выводы
Список использованных источников


В настоящее время сульфит натрия используется в гидрометаллургии цветных металлов в качестве реагента при флотации руд металлов, в качестве добавки к цианистым электролитам, как восстановитель при проведении головной операции восстановлениярастворения железокобальтового кека 7, в процессах рафинирования платиновых концентратов . Значительно реже используются их комплексующие свойства, хотя склонность сульфитионов образовывать сульфитные комплексы с металлами 1и 8 групп Периодической системы химических элементов известна достаточно давно . Пирамидальный сульфитион может координироваться с металлом как монодентатный ,3, бидентатный ,,8,9 или мостиковый лиганд . При монодентатной координации реализуются структуры 1,2. Сели координация осуществляется через атом серы 4, то сохраняется симметрия свободного иона. Если же координация происходит через атомы кислорода, то симметрия понижается до линейной 3. Известны случаи, когда в комплексных соединениях одновременно реализуется несколько способов координации сульфитного аниона. Так, в комплексном анионе СоХо236МН364 , по данным ЯМР, представлены три типа связывания металлов 1, 2, 4 . Сульфитион является КИСЛОТНЫМ остатком двухосновной сернистой КИСЛОТЫ НлБОз , диссоциирующей по двум ступеням К1. К26. Приведенные константы кислотности позволили рассчитать и построить диаграмму доминирующих областей для раствора сернистой кислоты, которая приведена на рис. Из диаграммы видно, что в интервале 2. Рис. Диаграмма доминирующих областей для сернистой кислоты. X молярная доля соответствующей формы. Реакция ионов меди с сульфит ионом неоднократно становилась предметом изучения многочисленных исследователей. В системе СиБОл 3 Н в зависимости от условий протекания реакции возможно образование как сульфитов меди различного состава, так оксида меди1 и меди металлической. Шевреля 3, может быть получен различными способами. Для получения соли Шевреля может быть использован не только сернистый газ, но как средние, так и кислые сульфиты щелочных металлов. Способы получения соли Шевреля приведены в таблице Приложения 1. Механизм образования соли Шевреля имеет ступенчатый характер, причем вид осадителя сернистый газ, раствор сульфита натрия не оказывают влияния на ход реакции ,. На первом этапе происходит восстановление части медиН до меди1, на втором связывание меди1 в анионные комплексы. В случае сернистого газа первому этапу предшествует процесс растворения сернистого газа. Данный ход процесса подтвержден потенциометрическими исследованиями в работе . Установлено, что соль Шевреля образуется преимущественно при повышенных температурах, что объясняется различной энергетикой и скоростью протекания первого и второго этапа реакции образования . Методом рентгеноструктурного анализа исследована кристаллическая структура сульфита меди1,Н 1. Вокруг атома меди1 располагается несколько искаженный тетраэдр, образованный тремя атомами кислорода и од
ним атомом серы, с расстояниями Си108 2. Атом медиП окружен искаженным 42 октаэдром, образованным двумя водными атомами
кислорода с расстояниями СиН0Н1. Д 2х. Тетраэдр, октаэдр и пирамиды в структуре связаны вместе с образованием трехмерной сетки. Ь 7. Соли Шевреля приписывают комплексную структуру, в которой сульфитион координирован к меди1, а молекулы воды к медиИ. Данная структура подтверждена с помошыо ИК спектроскопии в работе . Установлено, что полосы поглощения , 0, 7, 3 и 3 см1 соответствуют валентным колебаниям сульфитиона 0 и 5 см1 деформационным колебаниям сульфитиона 4 и 0 см1 либрационным колебаниям сульфитиона. Валентным колебаниям воды отвечает полосы поглощения и см1, а деформационным см1. Сложный спектр колебаний воды и сульфитиона хорошо согласуется со структурными данными о координации сульфитиона к меди1, а воды к медиН. В литературе описаны красная и оранжевая разновидности соли Шевреля, которые имееют одинаковый состав . Оранжевый цвет обусловлен большей дисперсностью этой разновидности, по сравнению с красной солью Шевреля. Оранжевая соль Шевреля может быть получена по способу 7 Приложение 1 при температуре С. Большинство анализов, произведенных с солью Шевреля, представляют согласованность в их численных результатах ,3. Об этом можно судить по таблице 1. Таблица 1. Теория . Шеврель . Паскаль . Рамельсберг . Жиль . Маргулис, Родин .