|
Самойлик В. Г.. Специальные и комбинированные методы обогащения полезных ископаемых: учебное пособие. 2015. Wikipedia, https://zakon.today/prirodnyih-resursov-obogaschenie/osajdenie-97137.html [1].
1.2. Metallarni kam eruvchan birikma holda cho’ktirish.
Gidrometallurgiyada eritmalardan metallarni ajratib olish uchun ularni kam eruvchan birikmalar holida cho’ktirish usullaridan keng foydalaniladi. Kam eruvchan birikmalarga quydagilar kiradi.
1) Asoslar ( masalan Al(OH)3, Co(OH)3, Ln(OH)3 yoki asosli tuzlar (xMeSO4 yMe(OH)2)
2) Sulfidlar (masalan CuS, CoS, MoS2 va hokozo).
3) Anorganik tuzlar (AgCl, TlCl, CaCO3 va hokozo).
4) Organik tuzlar (oksalatlar, ksatogenatlar, kufferonatlar)
Metallarni sulfid holatda cho’ktirish.
Sulfidlar orasida faqat ishqoriy metallarning sulfidlari suvda gidrolizlaninb yaxshi eriydi. Ishqoriy yer metallarining sulfidlari hamda Al2S3 yoki Cr2S3 lar esa kam eriydi. Ammo gidrolitik parchalanadilar.
Al2S3+3H2O=Al(OH)3+3H2S
Og’ir metallarning sulfidlari (Cu, Co, Pb, Ni, Fe, Sn, Mo, As, Sb, Zn, Ag) sulfidlari kam eruvchan bo’lib, qisman gidrolizga uchraydi. Qiyin eruvchan sulfidlar, asoslarga o’xshab pH ning ma’lum qiymatlarida cho’kmaga tushadi. Buni quyida ikki valentli metall sulfidlarining hosil bo’lish misolida ko’rib chiqamiz. Ma’lumki, sulfid-suv tizimida quydagi muvozanat sodir bo’lishi mumkin.
1.Sulfidning dissotsatsiyalanish muvozanati:
MeSk=Me2++S2-; LMeS=[ Me2+][ S2-] (1.2.1)
2. Vodorod sulfidning dissotsatsiyalanish muvozanati:
H2S = H++ HS K1 = [HS ] [H+] / [H2S] = 10 -7 (1.2.2)
H2S = H+ + S2- K2 = [H+][ S2- ] / [HS- ) = 10-13 (1.2.3)
Eritmadagi oltingugurtning umumiy konsentratsiyasi
Cs = [S 2- ] + [HS ] = [H,S] (1.2.4)
pH ning 5 dan kichik qiymatlarida eritmada asosan H2S molekulalari bo’ladi (2.1-jadval). Shuning uchun nordon eritmalarda oltingugurt konsentratsiyasini, Cs =(H2S) deb qabul qilinsa bo’ladi.
U holda:
[H2S]=[H+][S2-]/K1K2=[S2-][H+]/KH2S (1.2.5)
bu yerda KH2S= K1 K2 = 10-20 ; [S2- ] = Cs KH2S/ [H+]2
Kationning gidrolizlanish muvozanati.
Sulfidlarning eruvchanligi muhitning nordonligiga bog’liq. Eritmaning nordonligini moslash va qo’shilayotgan cho’ktiruvchi moddalar (Na2S, (NH4)2S va H2S) ning miqdorini tanlash yo’li bilan metallarni tanlab cho’ktirish mumkin.
Ko’puncha cho’ktiruvchi modda miqdori eritmada keragidan ortiqcha bo’lsa bazi bir sulfidlarning hisoblab topilgan eruvchanligi haqiyqiy eruvchanlikdan
ancha kichik bo’ladi. Masalan qo’rg’oshin H2(PbS2) kompleksini hosil qilganligi uchun uning sulfidini eruvchanligi pH=1,0-5,5 da vodorod sulfidiga to’yingan eritmada (3 103 g/l gat eng. Hisoblab topilgan qiymati esa 4 10-4 g/l ga (pH=1), yoki 4 10-13 g/l ga (pH=5 da ) teng. Rux, mis va nikellar kompleks hosil qilmaydi. Shuning uchun ularning hisoblab topilgan eruvchanligi tajriba yo’li bilan aniqlangan qiymatga ega.
Eritmalarda metall ionlari sulfid holda cho’ktirish jarayoni yuqori haroratda va H2S ning yuqori bosimida ( avtoklavlarda) olib borilsa, cho’kish to’liq va tez o’tadi. Chunki vodorod sulfidning eruvchanligi haroratga va gaz fazasidagi H2S ning konsentratsiyasini ortishi bilan ortib boradi. H2S(gaz) H2S(suv) tiziminging muvozanat doimiyligi quydagicha ifodalanadi.
KM=aH2S/aH2S(gaz)=mH2S H2S/NH2S Pym fH2S
Agar suvda ko’p miqdorda boshqa moddalar erigan bo’lsa H2S ning qiymatini o’zgarishi sababli H2S ning eruvchanligi ancha ozayadi. Masalan ammoniy sulfidning 34 foizli eritmasida toza suvga qaraganda 3 marta kam vodorod sulfid eriydi.
Bazi bir hollarda qulay termodinamik sharoit bo’lishiga qaramay, metall ionlarini sulfid holatda cho’kishi yuz bermaydi.
Buni sababi cho’kish tezligining sekin borishidir. Masalan, hisoblanishlarni ko’rsatishicha, nikel sulfidi sulfatli eritmadan pH-3 da cho’kishi kerak. Ammo harorat 70 va vodorod sulfid bosimi 0,7 MПa bo’lganda ham nikel sulfid cho’kmaga tushmaydi. Uni cho’ktirish uchun esa katalizator ( temir va nikel kukuni) kerak bo’ladi. Agar haroratni 115 120 ga ko’tarilsa, hatto PH2S=0,36 MПa bo’lganda ham nikel sulfidini katalizatorsiz cho’ktirish mumkin. Metall ionlarini sulfid holda cho’ktirish sanoatda ancha keng tarqalgan.
Masalan, temir ionlari ko’p bo’lgan eritmadan kobalt CoS holda cho’ktiriladi. pH-3 da CoS ning eruvchanligi (10-2,4mol/l), FeS ning eruvchanligi (10-1,0 mol/l)
dan 25 marta kam bo’lganligi uchun FeS cho’kmaga kamroq tushadi. Temir rudasidan nikel va kobaltni ajratib olish uchun eritmadan ularning sulfidlari cho’ktiriladi. Cho’ktirish t=120-130 va Ph2s=1 MПa bo’lgan sharoitda 99 foiz Ni va 98 foiz Co cho’kmaga tushadi.
Asos va asosli tuzlarni cho’ktirish.
Eritmada metall ionlarini asos Me(OH)n yoki asosli tuz Me(OH)n MeAn holda cho’ktirish mumkin. Uning uchun eritmaga ishqor qo’shib, uning nordonligini kamaytirish kifoya, chunki:
Me(OH)n (k) Men+ +nOH+ (1.2.6)
Ko’puncha metallarning yuqori valentli asoslari past valentli asoslariga qaraganda pH ning kichik qiymatlarida cho’kmaga tushadi. (masalan, Co(OH)3 pH-1 da, Co(OH)2 esa pH-6,4 da ). Asoslarning bu xususiyatlari cho’kma hosil qilish pH lari yaqin bo’lgan metallarni bir-biridan ajratishda foydalaniladi. Masalan, sanoatda kobaltni nikeldan ajratish uchun (Co(OH)2-pH=6,4);
Ni(OH)2- pH= 7,1 Co(II) ni xlor yordamida Co(III) gacha oksidlanadi Ni(II) esa kislotali muxitda Ni(III) ga o’tmaydi. Co(OH)3 ni pH=1 5 da cho’ktiriladi. Shuningdek eritmalarni temir ionlaridan tozalash uchun havo yordamida Fe(II) ni Fe(III) gacha oksidlab pH=1,6 2,0 da Fe(OH)3 cho’ktiriladi.
Asosli tuzlarni cho’kmaga tushishi ham asoslar kabi pH ga, eruvchanlik ko’paytmasiga hamda anion va kationlarning faolligiga bog’liq.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
