Скорость доставки реагентов к межфазной поверхности
Понятие о выщелачивании
пульпа
= k · CHCl · CNaOH
CO2(г) + CaO(т) CaCO3(т)
Правило Вант-Гоффа
T
γ = 2÷ 4
Н2 + Br2 = 2HBr
начинается при температуре 200-300С
Н2 + I2 = 2HI
при нагревании до 500-700С
Кат
Гомогенный и гетерогенный катализ:
2SO2 + O2 2SO3
2SO2 + O2 SO3
NO
V2O5
Состояние реакции, при котором скорости уравниваются называется химическим равновесием
Химическое равновесие. Обратимые реакции
K не зависит от С, но зависит от Т
Математическое выражение закона действующих масс при химическом равновесии
[Сu2+]
[Ag+]2
= 2 · 1015
AgI(т) Ag+ + I-
K = [Ag+] [I-] = 1· 10-16
В гетерогенных системах константа равновесия учитывает Р или С только летучих веществ
2SO2 +O2 2 SO3 , H < 0
T T
СаСО3 СаО + СО2 , Н 0
T T
N2(г) + 3Н2(г) 2NН3 (г
Р
С
Т
P
N2(г) +O2(г) = N2O4(г)
Р – не влияет
Смещение равновесия
В гетерогенных системах учитываются только летучие вещества
Катализатор не влияет на смещение химического равновесия
Процесс выщелачивания
Промышленный синтез аммиака
*
Цель выщелачивания – подбор оптимальных условий (температура, концентрация растворов), при которых извлекаемый металл растворялся бы с максимальной полнотой и скоростью, а пустая порода и сопутствующие элементы либо вообще не растворялись, либо степень их перехода в раствор была бы невелика.
Факторы, влияющие на скорость выщелачивания (или параметры процесса): температура, скорость перемешивания, поверхность твердой фазы и пр.
Для выщелачивания применяют реакторы с механическим перемешиванием пульпы – агитаторы или с пневматическим перемешиванием – пачуки.
Выщелачивание при температурах выше 100-110 ºС возможно только при повышенных давлениях газовой фазы. В этих случаях в качестве реакторов применяют автоклавы.
Жидкую фазу – раствор – вначале подвергают очистке от нежелательных элементов, перешедших в раствор из руды, а затем направляют на извлечение из нее основного элемента.
Выщелачивание – один из основных процессов в гидрометаллургических схемах переработки рудного сырья.
Исследование кинетики процессов выщелачивания необходимо для определения энергии активации, установления лимитирующей стадии процесса и на основании этого определение оптимальных параметров.
2. Выщелачивание минералов бокситовых руд растворами едкого натра.
Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4
Температура выщелачивания: 100-105 C, концентрация растворов NaOH – 200-250 г/л, давление – атмосферное.
AlOOH +NaOH + H2O = NaAl(OH)4
Температура – 200-220 С, концентрация щелочи 290-300 г/л, выщелачивание в автоклавах.
Величина энергии активации указывает на лимитирующую стадию процесса. Установлено, что если энергия активации составляет 8÷20 кДж/моль, то скорость реакции лимитируется процессами диффузии. Если энергия активации составляет 40-300 кДж/моль, то процесс лимитируется собственной химической реакцией
Основным сырьем в производстве аммиака являются атмосферный воздух и природный газ. Азот получают путем сжижения воздуха (в состав воздуха входит 79 % азота), а водород или водородосодержащий газ получают из природного газа.
Аммиак в обычных условиях представляет собой бесцветный газ с резким запахом, легко сжижается, хорошо растворим в воде c образованием гидратов. В жидком состоянии аммиак – бесцветная подвижная жидкость, не проводящая электрического тока.
Промышленный синтез аммиака из элементов осуществляется по уравнению:
N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г) + 91,8 кДж ()
Так называемый процесс Габера – по имени немецкого химика Ф.Габера, разработавшего физико-химические основы этого метода и получившего за это Нобелевскую премию по химии в 1918 г.
Но даже при такой высокой температуре для достижения высокой скорости реакции требуется присутствие специального катализатора. В качестве катализатора используется губчатое железо, активированное оксидами калия и алюминия.
Cогласно принципу Ле Шателье, процесс выгодно проводить, повышая давление. Однако, оборудование, рассчитанное на очень высокое давление, дорого и процесс становится экономически менее выгодным. Поэтому, на практике держат «среднее» давление 250 атм.
Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: Нажмите что бы посмотреть