ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение раствора медного купороса из "Производство минеральных солей Издание 2" Как уже раньше было указано, медный купорос получают действием серной кислоты на гранулированную медь. Концентрированная серная кислота действует на металлическую медь иначе, чем разбавленная серная кислота. Разберем вначале взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлической медью. [c.157] Реакция эта сложная и протекает в несколько стадий, в которых проявляется окислительное действие концентрированной серной - кислоты. Схематически этот процесс можно выразить следующими реакциями. [c.157] В производстве медный купорос получают действием разбавленной серной кислоты на металлическую медь. Растворение меди ведут в присутствии воздуха и маточного раствора медного купороса. [c.158] Рассмотрим взаимодействие разбавленной серной кислоты с металлической медью. [c.158] Разбавленная серная кислота, в отличие от концентрированной, почти не действует на металлическую медь. Чем более разбавлена серная кислота, тем менее заметно взаимодействие между ними. Объясняется это явление отсутствием окислительных свойств у разбавленной серной кислоты. [c.158] Если действовать на металлическую медь разбавленной серной кислотой, через которую все время пропускают воздух, то скорость реакции сильно возрастает и в растворе образуется медный купорос. Так, при применении 6%-ной серной кислоты, через которую пропускают воздух, скорость растворения меди увеличивается в 40 раз, а при пропускании воздуха через 20%-ную серную кислоту скорость растворения меди увеличивается в 25 раз. [c.158] Следовательно, чем концентрированнее взятая серная кислота, тем меньше при пропускании воздуха ускоряется растворение меди. [c.158] Образование медного купороса при действии на металлическую медь разбавленной серной кислоты, содержащей растворенный кислород, можно схематически изобразить следующими реакциями. [c.158] Следовательно, медный купорос образуется в результате нескольких реакций, идущих последовательно одна за другой. Каждая реакция идет со своей особой скоростью, характерной для нее. Закись меди растворяется в серной кислоте с большой скоростью. Окисление меди растворенным в кислоте кислородом идет с меньшей скоростью. В случаях, когда процесс состоит из нескольких реакций и одна из них протекает наиболее медленно, общая скорость процесса будет определяться скоростью именно этой наиболее медленной реакции. В данном случае наиболее медленной реакцией является реакция окисления меди. Окисление меди кислородом будет идти с меньшей скоростью из-за того, что доступ кислорода к поверхности меди затруднен. Рассмотрим путь, который должен пройти кислород воздуха, чтобы достигнуть поверхности медной гранулы в натравочной башне. Поверхность гранул покрыта слоем орошающей жидкости. Для простоты изобразим поверхность медной гранулы в виде горизонтальной плоскости (рис. 44). Кислород воздуха проходит через границу, отделяющую воздух от поверхности жидкости, растворяется в ней и затем проходит всю толщину слоя жидкости до поверхности меди. [c.159] В отсутствие растворенного кислорода в серной кислоте процесс растворения меди с образованием медного купороса идет весьма медленно. [c.159] При гранулировании площадь поверхности меди сильно увеличивается. Поэтому применение гранулированной меди является одним из важнейших условий ускорения процесса растворения. [c.160] Здесь мы учли только площадь внешней поверхности медных гранул. В процессе растворения участвует и внутренняя поверхность полых гранул, куда также проникает орошающий раствор. Кроме того, вся поверхность гранул пронизана мельчайшими порами, которые увеличивают площадь поверхности, соприкасающейся с раствором. [c.161] Медный купорос играет двоякую роль. С одной стороны, он увеличивает скорость окисления меди, являясь переносчиком кислорода вследствие своей способности при взаимодействии с медью переходить в сульфат закиси меди Си2504, который при взаимодействии с кислородом опять превращается в окисную соль СиЗОд. [c.161] Этим облегчается окисление меди кислородом воздуха. Схематично этот процесс можно изобразить в следующем виде. [c.161] Пока концентрация медного купороса в растворе невелика, преобладает ускоряющая роль медного купороса и скорость растворения растет. По мере увеличения концентрации медного купороса начинает ощущаться недостаточность кислорода в растворе, и растворение замедляется. [c.162] Таким образом, при увеличении концентрации серной кислоты понижается растворимость кислорода в растворе, т. е. уменьшается количество кислорода, подводимого к поверхности меди и следовательно, снижается скорость растворения. [c.162] Однако так как более концентрированная серная кислота обладает более сильным окислительным свойством, то влияние кислотности сказывается менее сильно, и при повышении концентрации серной кислоты с 2,5 до 20% скорость окисления и растворения снижается примерно на 10%. [c.162] Процесс ведут таким образом, что раствор, поступающий на растворение меди, имеет наибольшую кислотность. В процессе растворения кислота расходуется и ее содержание в растворе снижается. Поэтому присутствие больших количеств серной кислоты в начале процесса растворения снижает скорость окисления меди примерно на 10%, но по мере расходования кислоты ее влияние на скорость процесса уменьшается. [c.162] Повышение температуры ведения процесса растворения влечет за собой повышенный расход пара в натравочной башне. [c.162] Отработанный воздух, уходящий из натравочной башни, насыщен водяными парами. Чем выше температура уходящего воздуха, тем больше в нем содержится водяных паров. [c.163] Вернуться к основной статье