Хлораммонийный способ извлечения ценных компонентов из свинцово-цинковых руд Докладчик Борисов В.А. аспирант Томский политехнический университет Омск 2009

Цель Разработать технологическую схему переработки свинцово-цинковой руды хлораммонийным методом. Задачи Рассчитать термодинамическую вероятность протекания реакций взаимодействия ZnO, Fe 2 O 3, PbS, FeS и ZnS с хлоридом аммония. Изучить химизм протекающих реакций методом термогравиметрии. Установить лимитирующие стадии реакций взаимодействия ZnO, Fe 2 O 3, PbS, FeS и ZnS с хлоридом аммония.

Термодинамика T, K ZnO + 2NH 4 Cl = ZnCl 2 + 2NH 3 + H 2 O (до 600 К, включительно) ZnO + 2HC1 = ZnСl 2 + Н 2 O (выше 600 К) G, к Дж/моль ZnS + 2NH 4 Cl = ZnCl 2 + 2NH 3 + H 2 S (до 600 К, включительно) ZnS + 2HC1 = ZnСl 2 + Н 2 S (выше 600 К) G, к Дж/моль FeS + 2NH 4 Cl = FeCl 2 + 2NH 3 + H 2 S (до 600 К, включительно) FeS + 2HC1 = FeСl 2 + Н 2 S (выше 600 К) G, к Дж/моль Fe 2 O 3 + 6NH 4 Cl = 2FeCl 3 + 6NH 3 + 3H 2 O (до 600 К, включительно) Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O (выше 600 К) G, к Дж/моль PbS + 2NH 4 Cl = PbCl 2 + 2NH 3 + H 2 S (до 600 К, включительно) PbS + 2HC1 = PbСl 2 + Н 2 S (выше 600 К) G, к Дж/моль

Термические анализы взаимодействия оксидов металлов ZnO Fe 2 O 3 Fe 2 O 3 +NH 4 Cl FeCl 3 nNH4Cl NH 4 FeCl 4 FeCl 3 Fe 2 O 3 ZnO + NH 4 Cl ZnCl 2 nNH 4 Cl (NH 4 ) 3 ZnCl 5 (NH 4 ) 2 ZnCl 4 ZnCl 2 ZnO

Термические анализы взаимодействия сульфидов металлов MeS + NH 4 Cl MeCl 2 nNH 4 Cl (NH 4 ) 3 MeCl 5 (NH 4 ) 2 MeCl 4 MeCl 2 MeO PbS + NH 4 Cl (NH 4 ) 2 PbCl 4 NH 4 PbCl 3 PbCl 2 NH 3 PbCl 2 PbO FeS ZnS PbS

ИК спектр комплексов

Кинетика взаимодействия оксидов металлов ZnO Fe 2 O 3

Кинетика взаимодействия сульфидов металлов FeS ZnS PbS FeS PbS

Состав свинцово-цинковой руды SiO 2 + Al 2 O 3 PbSZnSFeSFe 2 O 3 %74,47,64,312,71,0

Технологическая схема

Выводы Термодинамические расчёты показали, что процесс гидрохлорирования оксида цинка начинается при температуре 242ºС, сульфида железа (II) – 272ºС, сульфида свинца – 314ºС; сульфид цинка и оксид железа (III) не подвергаются процессу гидрохлорирования в исследуемом интервале температур. Согласно результатам термогравиметрических анализов – сульфиды железа (II) и цинка и оксид железа (III) начинают хлорироваться при температуре 190ºС; оксид цинка и сульфид свинца начинает хлорироваться при температуре 150ºС. В результате реакции образуются хлорметаллаты аммония. Кинетическими исследованиями установлено, что процессы гидрохлорирования PbS, ZnO и Fe 2 O 3 лимитируются в кинетической области реагирования. Процессы гидрохлорирования ZnS и FeS лимитируются в переходной области. Наиболее эффективным методом ускорения хлорирования руды является повышение температуры. Разработана и апробирована технологическая последовательность химических операций переработки цинксодержащих руды с использованием в качестве вскрывающего агента хлорида аммония. Степень извлечения железа составила на 95 %, цинка – 97 %, свинеца – 95 %.

Спасибо за внимание