Исследование поведения различных компонентов при сернокислотном выщелачивании

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт

Кафедра металлургии цветных металлов

Отчет по лабораторной работе

Выщелачивание цинкового огарка.

                                                                       Выполнил: студент группы  МЦ-01

                                                                                                        Якубаускас И.В.

                                                                                   Проверил: доцент   кафедры .МЦМ.

                                                                                                                             Орлов А.К.                                             

Санкт-Петербург

2004

1.Цель работы- исследовать поведение различных компонентов при сернокислотном выщелачивании.

2. Краткие теоретические сведения.

Цинковый огарок состоит в основном из оксидов металлов в свободном виде. В небольшом количестве в нем присутствуют сульфиды, сульфаты, а также ферриты, силикаты, алюминаты и другие соединения металлов.

При обработке огарка серной кислотой в раствор, наряду с цинком, могут переходить и некоторые другие металлы, которые отрицательно влияют на выделение цинка из раствора электролизом. Максимально перевести цинк из огарка в раствор и минимально перевести в него примеси – не представляется возможным, поэтому обычно выщелачивание проводят в две стадии: нейтральное и кислое выщелачивание.

Основной задачей нейтрального выщелачивания является гидролитическая очистка раствора от примесей, основанная на различии равновесных значений рН образования гидратов цинка и металлов – примесей. Цинк при этом переходит в раствор лишь частично, около 70-75% от количества его в огарке. С целью максимального перевода цинка в раствор проводят кислое выщелачивание твердого остатка после нейтрального выщелачивания. Переходящие при этом в раствор вместе с цинком примеси выводят из него частично в процессе нейтрального выщелачивания, куда попадают растворы из кислого цикла.

На скорость процесса выщелачивания цинкового огарка влияют интенсивность перемешивания пульпы, концентрация кислоты в растворе, температура пульпы, размеры, пористость и химическая активность частиц огарка.

3.Задание:

Необходимо провести кислое выщелачивание 40 г цинкового огарка,

1,28% меди,

1,40% свинца,

 0,20% кадмия,

9,24% железа,

57,71% цинка.

 Выщелачивание проводят при соотношении Т:Ж=1:10 и расходе серной кислоты 90% от стехиометрии (концентрация серной кислоты С=910г/л).

Решение. Сначала рассчитываем стехиометрически необходимое количество на растворение металлов по реакции:

.

На растворение цинка, меди, свинца и кадмия нужно соответственно:

Zn:

Сu:

Pb:  

Cd:  .

Всего: 34,59+0,79+0,26+0,07=35,71 г кислоты.

4. Результаты эксперимента.

Время от начала опыта, мин	Концентрация в растворе, г/ см3				Извлечение цинка в р-р, %
	Cu		Fe2+	Fe3+
0	0,00	98	0,00	0,00	0
5	0,90	7,1	0,33	-	-
10	0,93	1,4	0,15	-	-
20	1,50	pH=5	0,11	-	-
40	0,80	pH=5	0,09	0,02	91,8

Извлечение цинка в раствор (в процентах)

,  где

V – объем раствора при выщелачивании, дм³

С – концентрация цинка в растворе, , г/ дм³

a – масса огарка, г

 - содержание цинка в огарке, %

Приведем результат вычисления извлечения цинка в раствор на 5 минуте эксперимента, остальные значения рассчитываются аналогично.

=91,6%.

Вывод: В ходе эксперимента концентрация серной кислоты резко падает, вследствие её реакционоспособности. Этим же и объясним рост концентрации меди в растворе при выщелачивании (медь за счет высокой концентрации серной кислоты переходит в сульфатную растворимую форму). Нейтральное выщелачивание …..