Оболочка продукта реакции должна быть рыхлой и пористой. Толщина слоя продукта:
Удельная скорость выщел-ия, вследствие роста диффузионного сопротивления, уменьшается. Признаки протекания процесса во внутредиффузионной области.
1. Снижение удельной скорости выщелачивания по мере увеличения его продукта при постоянной концентрации.
2. Скорость процесса прямо пропорциональна концентрации реагента.
3. Скорость процесса мало зависит от температуры.
Диффузионная кинетика с двумя или более реагентами.
aAp-p+bBp-p+qQp-p=lLp-p
Особенность: увеличение концентрации любого реагента приводит к росту скорости до тех пор пока соотношение концентрации в растворе не достигнет следующей величины:
При которых концентрации этих реагентов на поверхности равны 0. Если процесс протекает во внешнедиффузионном слое, но скорость раствора относительно поверхности твердого тела равна 0 и диффузия распространяется на весь объем раствора.
Закономерности протекания процесса в кинетической области.
Если при выщелачивании образуется оболочка твердого продукта или образуется высокопористая, т.е. отсутствует диффузионное торможение, то гетерогенный процесс лимитирует химическая реакция: aAтв+bBp-p=lLp-p+mMтв, где nАВ – порядок реакции по А и В, nА + nВ = n – общий порядок реакции.
Когда реакция идет в одну стадию показатели степени совпадает со стехиометрическими коэффициентами. Но в основном реакции протекают через ряд элем-х стадий и n ? a + b.
Скорость примой реакции:
Если скорость одной из стадии гораздо меньше скорости остальных, то nАВ соответствует стехиометрии медленной стадии. Т.к. гидрометаллургические реакции имеют большие Кр, то их рассматривают как необратимые. Скорость реакции с небол-ми Кр рассматривается как разность скоростей прямой и обратной реакции.
Признаки протекания процесса в кинетической области.
1. Скорость процесса не зависит от перемешивания
2. Скорость процесса не зависит от продолжительности
3. Скорость процесса сильно зависит от температуры
4. Процесс может иметь отличный от единицы порядок реакции по растворенному реагенту.
Влияние условий выщелачивания на лимитирующую стадию процесса.
Параметры определяющие скорость выщелачивания:
1. Интенсивность перемешивания
2. Температура
3. Концентрация реагента
4. Изменение условий выщелачивания по мере протекания процесса
В результате может происходить смена протекания процесса, т.е. переход от режима в котором лимитирующей являлась одна из стадий в промежуточный режим, а затем в режим в котором лимитирующей является другая стадия. Например: выщелачивание чистого минерала не сопровождается образование твердого продукта и включает две стадии: внешнюю диффузию и химическое взаимодействие. При увеличении скорости перемешивания скорость реакции не изменяется. Если Кр очень мала, то режим кинетический. Если очень велика, то при интенсивном перемешивании режим диффузионный. Таким образом, повышение температуры способствует переходу от кинетического к диффузионному, а понижение наоборот. Эта тенденция определяется степенью перемешивания.
Увеличение концентрации сопровождается уменьшением кажущегося порядка по реагенту. Если n больше единицы, то тенденция к переходу от кинетического к диффузионному, если меньше единицы, то наоборот. При воздействии того или иного фактора лимитирующей становится та из стадий, скорость которой менее всего зависит от данного фактора.
Методика исследования кинетики выщелачивания. Исходное уравнение скорости выщелачивания.
До начала эксперимента лимитирующая стадия неизвестна. Ее описывают формально кинетическим уравнением:
При изучении кинетики экспериментально определяют степень выщелачивания от продолжительности выщелачивания при различных условиях (Т, С).
Зависимость скорости выщелачивания от температуры характеризуется энергией активации, а зависимость от концентрации реагента - значением порядка реакции по каждому из реагентов.
Определение кажущейся энергии активации.
Ее проще всего рассчитать, если отношение скоростей выщелачивания есть функция одной переменной при постоянстве всех остальных параметров процесса.
Показывает, что отношение скоростей выщелачивания при произвольной температуре при одинаковой степени выщелачивания равно отношению констант.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.