ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кииетнка некоторых процессов из "Химическое обогащение руд" Вообще процессы растворения минералов часто являются весьма сложными и протекают стадийно. Влияние скорости отдельных стадий на скорость процесса в целом рассматривает химическая кинетика. [c.35] Экспериментальные исследования позволяют фиксировать скорость стадий процесса. Это подтверждают данные (А. С. Черняк, Л. С. Перепелица) о кинетике сульфатизации тантало-ниобатов. Максимальные скорости обеих стадий при сульфатизации пирохлора крупностью —5 мкм практически одинаковы [11 —13 мг/ /(г-мин)], но наибольшая скорость в I стадии достигается при 120—125 °С, во второй — при 240 С. [c.35] Скорость сульфатизации синтетического тантала кальция Са(ТаОз)г крупностью 1—2 мкм находится в тех же пределах, что и ниобатов [10—17 мг/(г-мин)], скорость сульфатизации микро-лит-танталитовых рудных продуктов крупностью —0,3 мм составляет 16 мг/(г-мин). Такие скорости процесса обеспечивают возможность его завершения в течение 1—3 ч и практически вполне приемлемы. [c.35] Имеются доказательства того, что сульфатизация тантало-ниобатов, как и многие другие процессы разложения минералов растворителями (например, получение искусственного рутила из ильменита при солянокислотной обработке, окисление пирита и некоторых других сульфидов кислородом в щелочной среде), являются топохимическими. Отличительные черты топохимических реакций 1) атомы взаимодействующего твердого тела лишены подвижности, которая характерна для частиц в жидкой и газообразной фазах 2) большое влияние реальной структуры и дефектов кристаллов 3) образующийся твердый продукт оказывает каталитическое влияние, сила которого зависит от состояния этого продукта 4) так как возможно лишь минимальное перемещение реагирующих частиц твердого тела, продукт реакции часто сохраняет внешнюю форму кристаллов исходного вещества. Эти особенности определяют кинетику процесса. [c.35] Для системы танталит-колумбит (Fe, Мп) (Nb, Та)аОб — серная кислота методом моделирования на АВМ установлена зависимость количества разложенного минерала от продолжительности процесса при различных температурах. Полученные данные сравнивались с экспериментальными результатами А. И. Карпухина и А. А. Бацуева (1976). Для этого исходная система уравнений приведена к условиям лабораторного эксперимента, пересчитан ряд величин и параметров, отображающих процесс. [c.36] Результат представлен иа рис. 7. Для сравнения в том же масштабе на рис. 7 приведены экспериментальные кривые. Первые три кривые машинного моделирования и химического эксперимента практически совпали, а экспериментальная кривая для 583 К уточнена с помощью моделирования. [c.36] Такой же подход оказался полезным и для системы пирохлор (МаСаМЬгОбР)—коицеитрироваииая серная кислота, кинетика которой недостаточно изучена. Полученный результат после соответствующей обработки (приведение к нормальным координатам, дифференцирование) позволил рассчитать удельную скорость сульфатизации пирохлора, которая оказалась равной 2,17-10 моль/(г-с-м ). При сравнении с известной удельной скоростью сульфатизации для более упорного танталит-колумбита [0,88-моль/(г-с-м2)] результат можно считать корректным. [c.37] Таким образом, математическое моделирование на АВМ процесса разложения ниобатов и танталатов серной кислотой позволило получить данные, которые согласуются с результатами экспериментальных исследований. Моделирование на АВМ пригодно для изучения и других процессов разложения минералов. [c.37] На монокристаллах окислительные режимы задавались с помощью потенциостатической аппаратуры. Исследования велись н области потенциалов, выявленных при изучении электрохимических условий окисления для арсенопирита —0,3 ч- +0,2 В и пирита —0,1- -+0,6 В (потенциалы определены относительно насыщенного хлорсеребряного электрода). [c.38] Черняк. Изучение кинетики электрохимического окисления арсенопирита и пирита в растворах едкого натра. — Журн. прикл. хим., 1979, т. 52, 4, с. 766—772). [c.38] Скорость процесса контролировали по данным химического анализа продуктов выщелачивания. В щелочных растворах на аноде не протекает побочных реакций, кроме выделения кислорода, а потенциал его образования, при pH 14 равный 0,411+т) (по водородной шкале), положительнее исследуемого интервала потенциалов, поэтому ток анодной поляризации характеризовал скорость окисления минералов и регистрировался потенциометром, являясь дополнительной информацией о протекании реакций. Для обработки экспериментального материала использовали ЭВМ. [c.38] Изополосы скоростей на картах показывают области протекания окисления. В кинетической области они изменяются под влиянием температуры и потенциала, а в диффузионной — только в зависимости от потенциала. Карты свидетельствуют о сильной зависимости скорости окисления от температуры в пределах 323— 353 К и указ1ывают на переход процесса при меньшей температуре в диффузионную область. [c.39] Аналогичное явление наблюдается и прн электрохимическом окислении пирита, причем в отличие от арсенопирита процесс протекает в диффузионной области уже в начальный период окисления прн температуре ниже 313 К. Причина этого обусловлена различной плотностью продуктов окисления, образующихся иа поверхности зерен минералов. [c.39] Экспериментальные данные, полученные на мономинеральных фракциях, подтвердили вывод о протекании процесса при температуре выше 323 К в кинетической области (табл. 6). Наряду с этим они показали аномальное поведение шламовых фракций арсеио-пирита. При изучении выщелачивания арсенопирнта с крупностью минеральных зерен 0,020 ым было установлено, что в начальный период окисления температура не оказывает стимулирующего влияния на скорость процесса. Влияние ее проявляется лишь тогда, когда около 30 % материала уже окислилось. Отличие в поведении тонких частиц можно связать с несколько иными их фи-зико-химическими свойствами, которые проявляются у многих минералов и в других процессах [41]. [c.39] При окислении в электролизере на частицу минерала по существу действует комплекс окислителей с разными потенциалами. Смещение окислительного потенциала отдельной частицы определяется ее гидродинамикой и может быть охарактеризовано лишь возможным смещением. В связи с этим при исследовании окисления мономинеральных фракций в электролизере представляется возможность определить кинетику процесса только в зависимости от количества д образующихся окислителей. [c.40] Эти зависимости носят частный характер и при переходе к другой конструкции аппарата, замене материала анода, изменении интенсивности перемешивания будут меняться. [c.41] Из полученных соотношений видно, что с усилением окислительных режимов разница в скоростях окисления минералов растет. Из соотношения (13) следует, что при смещении потенциала на 50 мВ скорость окисления арсенопирита превышает скорость окисления пирита в 1,98 раза, на 100 мВ — в 2,62 раза. Из соотношения (14) следует, что при производительности электролизера по кислороду 25 мг/мин скорость окисления арсенопирита будет в 1,4 раза выше скорости окисления пирита, при производительности 50 мг/мин — в 1,5 раза. [c.41] Некоторое снижение разницы скоростей окисления арсенопирита и пирита, полученное на измельченном материале, можно объяснить влиянием дополнительных факторов, связанных с дисперсностью минералов, а также сложностью воздействия образующихся окислителей и самой поверхности анода на окисляемую частицу в электролизере. [c.41] По данным одного из докладов на XV Международном конгрессе по обогащению полезных ископаемых [53], скорость окисления сульфидных минералов при окислительном выщелачивании сложных медно-свинцово-цинковых руд в хлоридных растворах [окислитель Ре (III)] возрастает в ряду РЬ5—2п5— —СиРеЗг—РеЗг. [c.41] Количество глицилглицина, адсорбированного на золотом электроде, определяли методом потенциодинамических треугольных импульсов напряжения. Методика исследования подробно описана в работах [50, 51]. [c.42] Вернуться к основной статье