湿法冶金-第10章-选择性氯化冶金课件.ppt

1、1概概 述述 氯化反应的热力学氯化反应的热力学 氯化反应的动力学氯化反应的动力学 134氯化物的物理化学性质氯化物的物理化学性质 2氯化浸出的工业应用氯化浸出的工业应用 52氯化过程方法在有色冶金中的应用：氯化过程方法在有色冶金中的应用：氯化焙烧。氯化焙烧。离析法离析法(难选氧化铜矿石的离析反应难选氧化铜矿石的离析反应)。粗金属熔体氯化精炼粗金属熔体氯化精炼（如铅中的锌和铝中的钠和钙可用通氯气于熔如铅中的锌和铝中的钠和钙可用通氯气于熔融粗金属中去除）。融粗金属中去除）。氯化浸出氯化浸出(包括盐酸浸出，氯盐浸出包括盐酸浸出，氯盐浸出)。氯化冶金：氯化冶金：将矿石（或冶金半成品）与氯化剂混合，在一

2、定条件下发生化将矿石（或冶金半成品）与氯化剂混合，在一定条件下发生化学反应，使金属转变为氯化物，再进一步将金属提取出来的方学反应，使金属转变为氯化物，再进一步将金属提取出来的方法，称为氯化冶金。法，称为氯化冶金。氯化冶金的三个基本过程：氯化冶金的三个基本过程：氯化过程、氯化物分离过程、从氯化物中提取金属。氯化过程、氯化物分离过程、从氯化物中提取金属。131金属氯化物溶解度大；22.金属氯化物水溶液的沸点高；3.高浓度氯化物溶液活度大；4.高温易水解；5金属氯化物电解再生氯气。4氯势图：氯势图：金属氯化物的标准金属氯化物的标准生成吉布斯自由能生成吉布斯自由能与温度的关系图与温度的关系图 22Me

3、ClClMe2ln0ClPRTG 35氯势图的应用：氯势图的应用：比较氯化物的稳定性。在一定温度下，曲比较氯化物的稳定性。在一定温度下，曲线位置在下面的金属可以将曲线位置在上线位置在下面的金属可以将曲线位置在上面的金属氯化物中的金属置换出来。面的金属氯化物中的金属置换出来。22MgClClMg01G（1）422121TiClClTi02G（2）例题：例题：金属钛的生产方法。金属钛的生产方法。TiMgClTiClMg212124020103GGG（3）622221OMeClClMeO0002MeOMgClGGG一些金属氧化物在标准状一些金属氧化物在标准状态下不能被氯气氯化。态下不能被氯气氯化。7

4、22221OMeClClMeO（1）22COOC（2）COOC221（3）222222COMeClClCMeO（4）COMeClClCMeO22（5）加碳后，能有效降低氧分压，氯化变得更加容易。加碳后，能有效降低氧分压，氯化变得更加容易。8金属硫化物在中性或还原性气氛中金属硫化物在中性或还原性气氛中能与氯气反应生成金属氯化物。能与氯气反应生成金属氯化物。22221SMeClClMeS0020MeSMgClGGG对同一种金属，在相同条件下，对同一种金属，在相同条件下，硫化物通常比氧化物容易氯化，硫化物通常比氧化物容易氯化，因为金属与硫的亲和力不如金属因为金属与硫的亲和力不如金属与氧的亲和力大，所

5、以氯从金属与氧的亲和力大，所以氯从金属中取代硫比取代氧容易。中取代硫比取代氧容易。9OHMeClHClMeO22222221OMeClClMeO0G(A)222212OHClClOH0AG0BG(B)OHMeClHClMeO222000BAGGGKT773OHMgClHClMgO222化物水解反应向左进行，金属氯反应向右进行KTKT77377310CaOMeClCaClMeO220G22221OMeClClMeO0AG(A)22221OCaClClCaO0BG(B)CaOMeClCaClMeO22000BAGGG在在CaO氯化线以下的氧化物，在标准状态下可以被氯化线以下的氧化物，在标准状态下可

6、以被CaCl2氯化；氯化；在在CaO氯化线以上的氧化物，在标准状态下不能被氯化线以上的氧化物，在标准状态下不能被CaCl2氯化。氯化。11金属氧化物氯化反应的金属氧化物氯化反应的 关系图关系图 TG 012NaCl在标准状态以及有氧存在时，是不可能将一在标准状态以及有氧存在时，是不可能将一般有色金属氧化物氯化的。般有色金属氧化物氯化的。在氯化焙烧气相中，一般存在有氧、水蒸气、物料在氯化焙烧气相中，一般存在有氧、水蒸气、物料中的硫。焙烧过程中生成的中的硫。焙烧过程中生成的SO2、SO3与与NaCl发生副发生副反应，生成反应，生成Cl2、HCl等副产物，使等副产物，使MeO被氯化。被氯化。主要反应

7、：主要反应：2)(22)(212ClONaONaClSSTTTG85.24lg41.283994050(A)(423)(2SSSONaSOONa(B)TTTG45.350lg34.62575216013(A)式式(B)式：式：2)(4223)(212ClSONaOSONaClSS(C)TTTG30.375lg75.90175812032221SOOSOTG37.89945580(D)(C)式式(D)式：式：2)(4222)(2ClSONaOSONaClSS(E)TTTG68.464lg75.902703700水蒸气与氯的反应：水蒸气与氯的反应：222212OHClClOHNaCl的氯化作用主要

8、是通过的氯化作用主要是通过SO2或或SO3的促进作用，的促进作用，使其分解为氯和使其分解为氯和HCl实现的。实现的。14氯化反应属于多相反应。有关多相反应动力学的一般规律，对氯化反应属于多相反应。有关多相反应动力学的一般规律，对于氯化反应也完全适用。于氯化反应也完全适用。)(2),(2)(2)(21ggSgSOMeClClMeO由五个步骤组成：由五个步骤组成：（1）气相反应物向固相反应物表面扩散；气相反应物向固相反应物表面扩散；（2）气相反应物在固相表面被吸附；气相反应物在固相表面被吸附；（3）气相反应物与固相反应物发生反应；气相反应物与固相反应物发生反应；（4）气相产物在固相表面解吸；气相产

9、物在固相表面解吸；（5）气相产物经扩散离开固相表面。气相产物经扩散离开固相表面。温度低时，化学反应速度决定多相反应的速度，温度低时，化学反应速度决定多相反应的速度，称为反应处于称为反应处于“动力学区动力学区”；温度高时，扩散速度决定多相反应的速度，温度高时，扩散速度决定多相反应的速度，称为反应处于称为反应处于“扩散区扩散区”。415例题：用例题：用Cl2连续通过连续通过CuO、NiO、Co3O4的试样时，氯气速的试样时，氯气速率为率为6L/h，连续通过连续通过1h，在不同温度下，测定氧化物的数量，在不同温度下，测定氧化物的数量，测定结果如表所示。测定结果如表所示。温度，温度，K1h内氯化的金属

10、量占原试样金属含量，内氯化的金属量占原试样金属含量，wt%CuONiOCo3O457326.922.3067373.008.2577392.8536.802.7087397.0074.4045.50973100.0082.5069.50温度对氯化速度影响的规律性，由下式描述：温度对氯化速度影响的规律性，由下式描述：BRTEX303.2lgX单位时间金属被单位时间金属被氧化氯化的百分数。氧化氯化的百分数。16氯化的氯化的物质物质活化能，活化能，J/mol动力学区动力学区扩散区扩散区CuO30962385NiO4853410209Co3O417447321757171 1铜镍高锍的氯化浸出铜镍高锍的氯化浸出 52 2缓冷铜镍高锍磨浮缓冷铜镍高锍磨浮-氯气选择性浸出氯气选择性浸出 3 3铜镍合金氯化浸出铜镍合金氯化浸出 4 4镍电解阳极泥的氯化浸出镍电解阳极泥的氯化浸出 5.5.铅阳极泥的氯化浸出铅阳极泥的氯化浸出 181什么是氯化浸出？2选择性氯化浸出的基本原理是什么？复习思考题