СУЛЬФИДТІ МЫС МИНЕРАЛДАРЫН ӘРТҮРЛІ ТОТЫҚТЫҒЫШТАРДЫ ҚОЛДАНА ЕРІТУ
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Ахатаева У. А.
Құрамында мыс бар әртүрлі шикізаттардан молибденит қатысында мыс сульфидтерінің селективті еруі
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
«Химия» - 050606 мамандығы
Алматы 2011
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
«Қорғауға жіберілді»
кафедра
меңгерушісі М. Қ. Алдабергенов
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Тақырыбы: «Құрамында мыс бар әртүрлі шикізаттардан молибденит қатысында мыс сульфидтерінің селективті еруі»
050606 - «Химия» мамандығы бойынша
Орындады Ахатаев У. А.
Ғылыми жетекші
х. ғ. д., профессор Оспанов Х. К.
х. ғ. к., аға оқытушы Жусупова А. К.
Алматы 2011
БІТІРУ ЖҰМЫСЫН ОРЫНДАУ БОЙЫНША ТАПСЫРМАЛАР
Бітіру жұмысы 50 беттен, 13 суреттен, 10 кестеден, 46 әдебиет қайнаркөздерінен тұрады.
№
Айы
Күні
Орындалған жұмыстың қысқаша мазмұны
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ . . . 5
- Cульфидті мыс минералдарын әртүрлі тотықтырғыштарды қолдана еріту. Олардың эффективтілігін бағалау . . . 7
1. 1. Мыс тотығуының гидрохимиялық процестерінде қолданылатын еріткішреагенттер . . . 17
2. Мыс сульфидтерінің молибденит қатысында тұз қышқылды ортада натрий нитритімен селективті әрекеттесу термодинамикасын есептеу…22
3. Мыс сульфидтерін натрий нитритімен тұз қышқылды ортада тотығу кинетикасын зерттеу. 26
3. 1. Құрасында мыс бар сульфидтердің физико-химиялық қасиеттері . . . 26
3. 2. Тәжірибе әдістемесі . . . 27
3. 3. Молибдениттің тұз қышқылды ортада натрий нитритімен әрекеттесу кинетикасы . . . 30
4. Халькозин, борнит және молибдениттің натрий нитриті ерітінділерінде еруінің оптимальді жағдайларды таңдау . . . 40
ҚОРЫТЫНДЫ . . . 47
Қолданылған әдебиеттер тізімі . . . 48
КІРІСПЕ
Мысты пайдалану жыл сайын 2-3% өседі, бұл бір уақытта жаңа салаларда мыстың қолданылуына және жаңа технологиялардың ойлап шығарылуына көмектеседі. Мыстың керемет электрөтімділігі мен жылуөтімділігі оны көптеген электротехникалық және электрондық құрылғыларда алмастырылмайтын құрамдас элемент болуын қамтамасыз етеді. Коррозияға қарсы тұру қабілеттілігінің жоғары болуы, жеңіл механикалық өңделінуі және лигилирлеу жолы арқылы механикалық қасиеттерін жақсарту мүмкіндігі мысты ауаны кондицирлеу үшін жылуалмастырғыштарда, өнеркісіпте, транспортта және конструирлеуде, сонымен қатар машина жасау және тұтынушы тауарлар аймағында қолдану аумағын кеңейтеді.
Қазіргі уақытта мыс өндірудің ең кең тараған әдісі - мыс сульфитті концентраттарды балқыту. Алынған қара мысты мыс катодтарының алынуымен рафинирлейді, мыстың жартылайфабрикаттарын жасайды. Біріншілік мыс өндірісінің (15 млн. т) жылына 83% балқыту арқылы алынады [1] .
Ұзақ уақыт бойы гидрометаллургиялық жолмен металдарды бөліп алу - балқытудың альтернативасы ретінде қарастырылып келді.
Мысты сеппелі оксидтімыс кені қабатынан келесіндей әлсіз күкірт қышқылды сұйық мыс экстракциясы арқылы және элоктрохимиялық бөліп алу соңғы он жылда кең қолданылуда, сондықтан оның ендігі өнеркәсіптегі үлесі 20%-ға жақын. Оттекті мыс кенінің шектеулігі бұл өсімді тоқтатады.
Табиғатта 200ге тарта мыс құраушы минералдар белгілі, оның 20ға жуығы өндірістік мәнге ие. Ең кең тараған өндірістік минералдар халькопирит, борнит және халькозин тобының сульфидті минералдары, олардың үлесіне 90% аса әлемдік қор және мыс өндірісі кіреді [2] . Бірақ мыстың сульфидті минералдары оксидті кенге қарағанда айтарлықтай тұрақты, сондықтан мыстың жоғары бөлінетін сульфидтердің гидрохимиялық еруі минералдың тотығуы үшін тотықтырғыш реагенттердің қоспасын комплекстер мен лигандтар үйлесуінде қолдануында қажет.
Ресей және ТМД елдерінің полиметалдық кендері қиын флотациялану нәтижесінде жұқа бірігу мен пирит пен бос минерал жынысының тығыз өсуіне байланысты [3] . Сол себепті полиметалды мысты мырышты және мыс қорғасын мырышты кендерді бар технология мысты қорғасын мырышты кендерді байыту негізінен концентірлі емес, 15-25% мыс және айтарлықтай мырыш және қорғасын болады. Мұндай концентраттардың әлемдік нарықта орны жоқ, ал ары қарайғы оларды қара мыс пирометаллургиялық өңдеу үлкен шығынмен жүреді. Мырыш және қорғасын мыс концентратында зиянды қоспа деп есептеледі, бұл оның нарықтық бағасын айтарлықтай төмендетеді. Пирометаллургиялық өңдеуде бұл металдар, әдетте қайтымсыз жоғалады не қиын өңделетін шаңға өтеді.
Автоклавты процестерді қолданатын гидрометаллургиялық байыту әдісі жоғары және төмен сортты шикізат өңдеуде тиімдірек.
Қазіргі таңда автоклавты тотықтыра отырып бөліп алу және мыс ерітінділерімен гидротермалды өңдеу кондиционды емес мыс өнімдерін гидрометаллургиялық өңдеу саласында жетерліктей кең ауқымды зерттеулер бар. Соның ішінде ең тиімдісі селективті еріту әдісі болып табылады, ол кеннің бағалы құраушыларын алу технолгиясын оңайлатуға, энерго және материалсыйымдылығын төмендетуге, қоршаған ортаның ластануын болдырмауға және жоғары таза түрде металл бөліп алуға көмектеседі.
Сульфидті концентраттарға бай өндірістердің гидрометаллургиялық әдістердің ішінен негізгі екі әдіс белгілі: күкірттің сульфат анионға және элементар формаға дейін тотығуы. Элементар күкірттің алынумен байланысты процестер энергетикалық та, экологиялық та жағынан тиімдірек.
Жұмыс минерал сульфидтерінің әр түрлі тотықтырғыштарды қолдана еруінің кинетикасын қарастыруға арналған. Әр тотықтырғышты қолдану тиімділігі еріткіш пен тәжірибе жағдайымен анықталады. Бұл жұмыста мыс сульфидтерінің тұз қышқылды, күкірт қышқылды және хлорқышқылдық ерітінділерді және тотықтырғыш ретінде натрий нитритін қолдана отырып тәжірибелер көрсетілген. Бұл тотықтырғыштың сульфидті минералдардан мыстың максималды еруінде келешегі бар. Әртүрлі қышқылдардың қолданылуы қышқыл табиғатының жылдамдыққа және мыстың сульфидтерден толық бөлінуін зерттеу мақсатымен байланысты, сонымен мыстың сульфидті минералдарының гидрометаллургиялық өңдеудеріндегі технологиялық айырмашылық әр түрлі қышқылдарды, негізінен күкірт, тұз және азот қышқылдарын ұсынады. Жұмыс нәтижелері сульфидті мыс минералдарының эффективті еріткіштерін жасауда қолданылуы мүмкін.
1. СУЛЬФИДТІ МЫС МИНЕРАЛДАРЫН ӘРТҮРЛІ ТОТЫҚТЫҒЫШТАРДЫ ҚОЛДАНА ЕРІТУ. ОЛАРДЫҢ ЭФФЕКТИВТІЛІГІН БАҒАЛАУ
Еріткіш тотықтырғыш реагент ретінде ориентирленген (сапалық) тиімді бағалау сульфидтерге, селенидтерге, теллуридтерге және басқа да минералдар ерітіндіге өтуі үшін стационарлы тотықтырғыш патенциалдар «таза», тұз қышқылының 1 М ерітіндісіндегі тотықтырғыштар негізінде Са(ОС1) 2 , К 2 Сг 2 0 7 , КСlOз, KMn0 4 , HNOs, FeCl 3 , Н 2 O 2 қолданылды [4] . Тотықтырғыш потенциалдардың стационарлы мәні ретінде платина электродын алса болады, ол мұндай жағдайларда бір сағат ішінде орнайды. Тотықтырғыштың стационарлы потенциалының кему қатары келесіндей: КМп0 4 > Са(ОС1) 2 > КСЮ 3 > К 2 Сг 2 0 7 > HN0 3 > FeCl 3 > Н 2 0 2 .
0, 02 М тотықтырғыш ерітіндісі 1 М күкірт қышқылында потенциалдардың реалды мәні (t-60 мин) : КМп0 4 -1, 094; Са(ОС1) 2 -1, 047; КСlO 3 -0, 984; К 2 Сг 2 0 7 -0, 885; HN0 3 -0, 610; FeCl 3 -0, 582; Н 2 0 2 -0, 551. Стационарлы потенцалдың реалды жағдайдағы қолданылу эффективтігі «күшті» тотықтырғышты бағалау жұмыста көрсетілген [5] .
Металдардың бөліну дәрежесі минералдың қатты фазадан ерітіндіге оларды тотықырғыштармен (басқа да бірдей жағдайларда) мәндерді стационарлы мәндері симбатты өзгереді. Тотықтырғыштардың стационарлы потенциал мәндері тек бағдарлы түрде сол не басқа реагенттің минералдан ерітіндіге өтуін бағалауға пайдалану мүмкіндігін береді. Дегенімен, ең маңызды еріткіштер әсерінің айырмашылығына тиімді сандық сипаттаманы реакциялар жылдамдығының айырмашылық мағлұматтары береді.
Минерал ерігіштігіне тек таңдалған тотықтырғыш пен еріткіш табиғаты емес, сонымен қатар минерал табиғаты әсер етеді. Орташа атомдық Гиббс түзілу энергиясы (-∆ f G T ) бірінші жуықтауда бәсекелес минералдардың әрекеттесуші реагент (еріткіштер) қатынасына реакциялық қабілеттігін бағалау өлшемін атқарады: ол бойынша минералдар еруінің кезектілігін бірдей еріткішпен өңдегенде жобалап болжап айтуға болады.
Орташа атомдық Гиббс түзілу энергияның абсолютті мәндерінің минерал аналогтар қатарындағы өсуі олардың реакциялық қабілеттілігінің төмендеуін дәлелдейді. Осы ережеден мыстың сульфидті минералдарының (1кестедегі) -∆ f G T мәндерін салыстыра келе келесіндей термодинамикалық қатар құрамыз:
C u 2 S (ромб ) > C u 2 S (гекс. ) > Cu 5 FeS 4 > Cu 3 FeS 3 > CuS > CuFe 2 S 3 > CuFeS 2
1- кесте
Сульфидтердің термодинамикалық сипаттамалары*
Минерал
Формула
кДж/моль
кДж/моль
Атом
-∆ f G T
-∆ f H° T
-∆ f G T
-∆ f H° T
Cu 2 S (р)
79, 5
79, 42
26, 4
26, 47
Гексагонаьді
Халькозин
Cu 2 S (г)
86, 2
78, 9
28, 76
28, 3
Cu 5 FeS 4
322, 3
308, 80
32, 2
32, 1
Cu 3 FeS 3
236, 3
221, 2
33, 7
31, 6
CuS
76, 2
69, 4
38, 6
34, 7
CuFe 2 S 3
261, 6
256, 8
43, 6
42, 8
CuFeS 2
178, 7
176, 81
44, 7
44, 3
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz