Гидрохимическое превращение лигносульфонатов при автоклавном выщелачивании цинковых концентратов

• Автор: Луговицкая, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 193 с.

Введение

1. Физикохимические основы и технологические аспекты

применения лигносульфонатов в качестве поверхностноактивных веществ

1.1. Поверхностноактивные свойства лигносульфонатов в условиях гидрохимического окисления сульфидов тяжелых цветных металлов.
1.2. Физикохимические и химические свойства лигносульфонатов различного состава в гомогенных и гетерогенных системах.

1.2.1 Особенности состава технических лигносульфонатов

1.2.2 Физикохимические свойства растворов лигносульфонатов.

1.2.3 Поверхностноактивные свойства лигносульфонатов.

1.2.4 Окислительновосстановительные превращения

лигносульфонатов в водных растворах. Хслатообразование

Выводы по главе 1. Постановка задач исследования

2. Влияние состава лигносульфонатов на показатели автоклавного
выщелачивания цинкового концентрата.
2.1 Методика эксперимента.
2.1.1 Исходные материалы
2.1.2 Аппаратура и харакгеристики процесса
2.2 Анализ и обсуждение результатов.
2.2.1 Показатели выщелачивания в присутствии технических лигносульфонатов
2.2.2 Показатели выщелачивания в присутствии низко и
высокомолекулярных разновидностей лигносульфонатов
Выводы по главе 2.
3. Физикохимические характеристики и химические свойства
лигносульфонатов различного состава.
3.1. Кислотноосновные превращения технических и расфракционированных лигносульфонатов.
3.2. Окислительновосстановительные превращения
лигносульфонатов в присутствии молекулярного кислорода, катионов меди И, железа II и III
3.2.1 Кинетика гидрохимического окисления низко и
высокомолекулярных сульфонатов
3.3. Идентификация состава и физикохимические свойства растворов активированных термообработкой и окислением лигносульфонатов
3.4 Получение и физикохимические свойства лигносульфонатов
различного катионного состава.
Выводы по главе 3.
4. Физикохимические исследования водных суспензий сульфида
цинка и элементной серы в присутствии лигносульфонатов
4.1 Исследование диспергирующего эффекта лигносульфонатов в
з
водных суспензиях сульфида цинка и элементной серы компыотерномикрооптическим методом
4.1.1 Исходные материалы, аппаратура и методика эксперимента
4.1.2 Система 2п8ЛСНН2Б
4.1.3 Система 8ЛСНН
4.2 Влияние тиолигнинов на смачивание и седиментационную
устойчивость дисперсий сульфида цинка и элементной серы в водных суспензиях
4.2.1 Исходные материалы и методика эксперимента
4.2.2 Система Б0Л С
4.2.3 Система 2п8ЛС
Выводы по главе
5. Исследование смачивающего и диспергирующего действия
модифицированных лигносульфонатов в суспензиях сульфида цинка и элементой серы.
5.1 Влияние лигносульфонатов различного катионного состава на свойства суспензий 7пБ и Б.
5.1.1 Характеристика исходи ых материалов.
5.1.2 Система Сфалерит ЛСК
5.1.3 Система Элементная сера ЛСК.
5.2 Поверхностноактивные свойства термоокисленных
лигносульфонатов в суспензиях ХпБ и 8.
5.2.1 Смачивание поверхности элементной серы и сфалерита растворами активированных сульфонатов
5.2.2 Дезагрегирующий эффект активированных сульфонатов в
суспензиях сульфида цинка и элементной серы
Выводы по главе
6. Стабилизирующие свойства лигносульфонатов. Испытания высокомолекулярных лигносульфонатов в привязке к технологической схеме Балхашского цинкового завода.
6.1 Влияние лигносульфонатов различного молекулярномассового распределения на агрегативную устойчивость дисперсий серы
6.2 Агрегативная устойчивость дисперсий серы в присутствии лигносульфонатов различного катионного состава.
6.3 Агрегативная устойчивость дисперсий серы в присутствии термоокислениых лигносульфонатов.
6.4 Испытания высокомолекулярных лигносульфонатов в привязке к
технологической схеме Балхашского цинкового завода.
Выводы по главе
Заключение.
Литература


Равно, как и в щелоках, сульфонаты с молекулярной массой меньше в разбавленных растворах характеризуются линейным строением цепи, а при большей молекулярной массе образуют разветвленные структуры. II. А. Ребиндер указывал на возможность существования макромолекул лигносульфоиатов в виде вытянутых сфероидов, продольные размеры которых значительно превышают поперечные. Д. А. Горингом с соавторами на основе гидродинамических исследований предложена модель, согласно которой макромолекулу лигносульфоиатов с молекулярной массой свыше 0 можно представить как компактный несвободно протекаемый, но частично набухающий микрогель. Поведение лигносульфоиатов в рамках этой модели коррелировало с характеристиками промежуточного состояния между несвободнопротекаемым клубком и сферой Эйнштейна . Размеры молекул лигносульфоната натрия с молекулярными массами 0 а. А, а в растворах хлорида натрия 0. М в более узком интервале 7 А. Линдберг с сотрудниками указывают, что в растворе лигносульфонаты имеют плотную структуру, так как гидродинамический радиус сольватированной молекулы с молекулярной массой 0, рассчитанный по удельному объему лишь на А больше, чем в твердом состоянии. Горинг, базируясь на результатах работ Лунера и Кемпфа , выдвинул гипотезу о дискообразной конформации лигносульфоиатов , которые формируются в процессе делигнификации и переходят в раствор в виде дископодобных фрагментов. Такие молекулы, по его мнению, являются гибкими и в растворе принимают сферическую конформацию, однако при адсорбции на границе раздела фаз характеризуются дискообразной формой. Сарканен с соавторами также подтвердили наличие дискообразной конформации и одновременно, в связи с образованием ассоциатов между отдельными фракциями лигнинов в растворе, возникновение ламеллярной структуры. На основе сопоставления коэффициентов ионной диффузии и эффективного заряда лигносульфонатов, которые были установлены Конттури в щелочных, кислых и нейтральных растворах при температурах К, констатируется, что на молекулярный радиус сфероподобных макромолекул лигносульфонатов не влияет температура, однако свыше 1 К величина их заряда снижается. Им же установлены закономерности диссоциации молекул сульфонатов в зависимости от среды, ионной силы раствора и валентности противоиона . Развитию процессов диссоциации благоприятствует увеличение степень диссоциации лигносульфонатов в растворах составила 0 и , соответственно при 1 и . Приближение растворов лигносульфонатов по свойствам к молекулярным коллоидам обусловлено не только многообразием их конформаций, но и их способностью ассоциировать , . Образование и одновременно устойчивость ассоциатов лигносульфонатов связаны с высокой степенью полифункциональности, что способствует ассоциированию молекул уже при незначительных содержаниях их в растворах. Концентрация, при которой начинается образование ассоциативных комплексов, служит мерой олеофильности сульфонатов и по данным Г. М. Телышевой, Н. И. Афанасьева, Чудакова М. За пределами этой концентрации резко изменяется внутренняя структура растворов . На устойчивость ассоциатов в растворах влияют температура, среды и присутствие низкомолекулярных электролитов. При термической обработке растворов сульфитного щелока ассоциативные взаимодействия макромолекул сопровождались увеличением вязкости . В водных растворах макромолекулы лигносульфонатов ассоциируют и за счет связывания катионов Са2, Ре2, А, что сопровождается кратным увеличением их молекулярной массы . Ряд низкомолекулярных электролитов, наоборот, стимулируют разрушение ассоциатов в связи с нейтрализацией ионогенных групп тиолигнинов последнее сопровождается уменьшением гидродинамического объема и экранированием диполей индивидуальных макромолекул . Результаты кинетических исследований свидетельствуют, что процессы диссоциации полимерных ассоциатов развиваются с более высокой скоростью, чем ассоциации. Поверхностноактивные свойства лигносульфонатов. Поверхностная активность лигносульфонатов обусловлена дифильным строением их молекул, которые наряду с ионогенными функциональными группами содержат незаряженные полимерные цепи.