Электроэкстракция свинца из азотнокислых электролитов

• Автор: Астапчик, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние и перспективы развития технологии

свинца и его химических соединений

1.1. Технологические схемы окислительного растворения 9 сульфидных свинцовых концентратов

1.1.1. Сул ьфатн ые и хлоридные

1.1.2. Нитратные

1.1.3. Карбонатные

1.2. Выделение свинца из растворов

1.2.1. Цементация

1.2.2. Электролитическое осаждение

1.2.3. Ионное осаждение
1.3. Новые подходы в развитии электрохимических методов получения свинца и его соединений
1.3.1. Кислые электролиты
1.3.2. Щелочные электролиты
Выводы
Глава 2. Усовершенствование нитратной схемы переработки
сульфидных свинцовых концентратов с получением азотнокислого электролита
2.1. Методика эксперимента
2.2. Особенности процессов растворения сульфидов свинца и цинка при формировании состава азотнокислого раствора
свинца электролита
2.2.1. Поведение сульфида свинца
2.2.2. Поведение сульфида цинка
2.3. Равновесные диаграммы растворимости РЬС32 в
нитратных системах.
2.3.1. РЬЫ0з2НЫ0зН
2.3.2. РЬШ3г РеШ33 Н
2.3.3. Система. РЬМОз2 РеМОзз НЖз
2.3.4. Система РЬЫ0з2РеЫ0ззНКН
2.3.5. Система РЬШ32 2пЫОз2 Н
2.3.6. Система РЬЖ32 з2 НЫ
2.3.7. Система РЬМ2 гпШ32 НШ3 Н
2.3.8. Расчет теплоты растворения РЬЫ2
Выводы
ГлаваЗ.Изучение основных закономерностей
электроэкстракции свинца
3.1. Методика эксперимента
3.2. Выбор анода и катода
3.3. Катодные и анодные процессы в нитратных электролитах
3.4. Влияние состава электролита и параметров процесса на показатели электроэкстракции
3.4.1. Температура
3.4.2. Концентрация азотной кислоты
3.4.3. Плотность тока
3.4.4.Природа ПАВ
3.4.5.Влияние сопутствующих элементов
3.4.6. Анодный процесс электроэкстракции свинца
3.4.7. Кинетика процесса электроэкстракции
3.4.8. Электролиз свинца с растворимым анодом
Выводы
Глава 4. Рекомендации к техническому регламенту переработки сульфидных свинцовых концентратов
4.1. Описание технологической схемы
4.2. Техникоэкономические показатели
Выводы
Общие выводы
Литература


Концентрации свинца, примесей определяли атомноабсорбционным, титриметрическим, спектрофотометрическим методами. Морфологический состав катодных и анодных осадков исследовали на растровом микроскопе, методом РГА. Математическую обработку осуществляли на ПЭВМ с использованием программ Som, Origin, Excel. Потенциалы измеряли с использованием потенциостата. ПИ1. ПР-8. Исследование электродных процессов в нитратных растворах свинца проводили потенциодинамическим методом при скорости развертки потенциала 0,1 мВ/см. Для снятия поляризационных кривых использовали электрохимическую трехэлектродную ячейку объемом 0,1дм3. Электродом сравнения служил хлорсеребрянный электрод типа ЭВЛ-1М1, рабочий электрод готовился из титана ВТ 1-0. Методом растворимости изучено поведение Pb(N)2 в нитратных системах и определены значения изменения энтальпии процесса растворения в системах Pb(N)2 - Fe(N)3 - HN - Н и Pb(N)2 - Zn(N)2 - HN -Н, полученные данные были реализованы при формировании состава азотнокислых электролитов свинца. Установлены основные закономерности электроэкстракции свинца из азотнокислых электролитов с одновременным выделением на катоде металлического свинца и на аноде диоксида свинца, суммарный выход по току - -%. Рассмотрена кинетика электроэкстракции, определены константы скорости химической реакции и энергии активации процесса. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Разработаны технологические параметры процесса электроэкстракции свинца из азотнокислых растворов с получением на катоде металлического свинца (выход - %) и на аноде диоксида свинца (выход %). ТЭР), составлении технико-экономических расчетов и регламента. Полученные в работе значения растворимости РЬ(МОз)2 в четырехкомпонентных системах, а также изменения энтальпии процесса в этих системах могут быть использованы как справочные. Технологические решения получения азотнокислого электролита при переработке свинцовых сульфидных концентратов. Экспериментальные результаты по электроэкстракции свинца из азотнокислых растворов. ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано работ печатных работ, отражающих научные и практические значимости работы. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ По результатам исследований диссертации сделаны доклады на научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Физико-химия и технология неорганических материалов" (Красноярск, ); конференции молодых ученых ИХХТ СО РАН (Красноярск, ); конференции молодых ученых, посвященной 0-летию со дня рождения академика М. А. Лаврентьева (Новосибирск, ); Международной научной конференции “Молодежь и Химия” (Красноярск, ); Краевой межвузовской научной конференции "Интеллект-! Красноярск, ); "Всероссийских научных чтениях с международным участием, посвященных -летию со дня рождения М. В. Мохосоева" (Улан-Удэ, ); конференции молодых ученых - (Красноярск, ); II Международной конференции «Металлургия цветных и редких металлов» (Красноярск, ). ГЛАВА 1. Оценка состояния технологии свинца и его химических соединений, основы прогноза развития мировой практики представлены в работах [1-6]. Перспективы разработки новых эффективных гидрометаллургических процессов, когда свинец переводят в раствор, а серу выделяют в элементарную на стадии выщелачивания сульфидных концентратов [7-]. РЬБ +УгС>2 + 2НГ —> РЬ2+ + Б + Н. Если используют Н, то получают продукт РЬ4, а применение НС1 связано с получением РЬС с заметным выходом РЬ4, т. РЬ8 +2Ре3+ -> РЬ2+ +2Ее2+ + в. Ре2+ +У2О2 + 2НГ-» 2Ре3+ + Н. Ре2+ + С -> 2Ре3+ +2СГ. В этом случае хлор получают в процессе электролиза хлорида свинца, либо с использованием водного электролита, содержащего ЫаС1 рисунок 1. Рисунок 1. Выщелачивание РЬЯ (хлоридная схема) []. Данный способ положен в основу технологии, разработанной исследователями из США [-] и других стран []. На основании данных рассмотренных источников следует, что хлоридные системы более предпочтительны на стадии выщелачивания, чем сульфатные, т. РЬ4. Окислить Бе можно и на стадии электролиза, в то время как окисление железа (II) хлором может сдерживаться процессом его получения [].