질산에 황철광 용해. 화학량론적 계수 ovr의 선택
정상 조건(즉, 상온 및 대기압)에서 황철광에 대한 유일한 용매는 반응에 의해 FeSi를 분해하는 질산입니다.
FeS2 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + 2S + NO(r) + 2H2O.
특정 조건(가열, 추가 산화제 사용 등)에서 황철광을 질산에 용해시키는 과정은 황화물 황을 황산염 및 황산으로 부분 산화시키는 과정으로 진행될 수 있습니다.
2FeS2 + 10HNO3 = Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 10NO + 4H2O.
유사하게, 다른 황화물은 질산에 용해되어 질산염, 황산염 등의 조건에서 수용성 염을 형성합니다.
따라서 질산은 황화물 광물의 집합적인 용매로 간주될 수 있으므로 이러한 광물과 관련된 금을 완전히 여는 데 사용할 수 있습니다.
용해도가 낮기 때문에 상기 반응에 의해 형성된 산화질소는 주로 기체상으로 이동하고 공기 또는 산소의 존재 하에 이산화질소로 산화된다. 후자는 물 및 수용액에서 훨씬 더 높은 용해도를 갖는다. 이것은 질산의 재생에 유리한 조건을 만듭니다(3NO2(r) + H2O -> 2HNO3 + NO(r)). 이는 황화물의 침출을 위한 기술적 공정으로 되돌아갈 수 있습니다.
이러한 규칙성은 다음 옵션의 형태로 구현될 수 있는 CCI 프로세스의 기초를 형성합니다.
1. Nitrox (NITROX) - 대기압에서 공기의 존재하에 질산으로 황화물을 침출하고 펄프를 1-2 시간 동안 80-90 ° C로 가열하는 것이 특징 인 공정 이 옵션은 철의 완전한 산화를 제공합니다 공급 원료에 존재하는 비소, 황화물 및 비철금속(은 포함). 이 공정의 장점은 비고압멸균 모드입니다. 또한, 반응 구역의 대기 산소에 의한 기체 NO의 결합은 FCC 공정이 발생하는 장치로부터의 가스 배출을 피할 수 있게 합니다. 이 옵션의 단점은 상당한 양의 황 원소가 형성되는 것으로 간주되어야 하며, 이는 시안화에 의해 KKB 잔류물에서 금을 추출하는 데 부정적인 영향을 미칩니다. 유황의 부정적인 영향을 제거하기 위해 KKB의 금 함유 잔류물을 열석회 처리 또는 소성하는 것이 좋습니다.
이 특허는 질산염 및 산화 공정이 펄프를 통해 공기를 버블링함으로써 수행되는 변형을 고려하며, 그 결과 원소 황 및 이에 의해 포획된 금 입자가 펄프 표면에서 부유되어 제거됩니다. 거품의 형태. 최대 80%의 금이 통과하는 생성된 농축물은 산소 분사 장치가 있는 회전 가마에서 처리됩니다. 대안적으로, 황은 용융에 의해 농축물로부터 제거된다.
2. Arseno(ARSENO) - 이 옵션의 개발자에 따르면 HNO2는 질산이 아닌 아질산의 사용을 포함하는 공정으로 황화물의 용매로서 HNO3보다 더 높은 침출 속도를 제공합니다. 공정의 화학은 반응의 평형에 의해 결정됩니다.
2NO2(r) + H2O<=>HNO2 + HNO3,
3HNO2<=>HNO3 + 2NO(r) + H2O.
상대적으로 높은 NO 분압을 유지함으로써 후자의 반응의 평형은 왼쪽으로 이동합니다. 이 변형과 나이트록스 공정의 또 다른 차이점은 적당한 초과 압력(약 5kPa)에서 산소를 사용한다는 것입니다. 펄프의 온도는 80-90 °C 수준으로 유지됩니다.
이러한 체제 조건의 조합은 매우 높은 황화물 산화 속도(침출 시간 15분)를 제공하므로 용액에서 불순물을 침전시키는 과정이 눈에 띄게 발전할 시간이 없으며 모든 철, 황산염 황 비소는 용액에 남아 있습니다. 이것은 차례로 소량의 CCM 잔류물에서 높은 수준의 금 농도를 달성하는 것을 가능하게 하며, 이는 이러한 제품의 후속 습식 제련 처리에서 중요한 긍정적인 요소입니다.
이전 버전과 마찬가지로 황화물 산화 과정에는 원소 황의 방출이 수반되며 중화와 관련된 모든 문제는 완전히 남아 있습니다.
arseno 공정의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 6.1.
이 기술의 다양성 중 하나는 NMS Technolngy에서 개발한 염수 용액으로 침출되는 금과 질산으로 황화물을 동시에 산화시키는 과정입니다. 결합된 산화-침출 공정은 관형 반응기에서 수행됩니다.
3. 산화환원(REDOX) - 아르세노 공정의 고온 버전인 공정.
위에 설명된 처음 두 KKB 방법이 황화물 산화를 위한 오토클레이브 방법의 대안으로 개발된 경우 산화환원 공정은 압력솥에서 질소 산화물의 참여로 황화물 광물이 침출되는 오토클레이브 공정의 변형 중 하나입니다. 180 °C 이상의 온도. 이러한 조건에서 원소 황의 형성과 관련된 불쾌한 결과를 피할 수 있습니다. 용액에서 비소(비소 철 형태) 및 아황산염 황(석고)을 분리하려면 침출 반응기에 석회석을 도입하는 것이 좋습니다.
KKB 공정은 북미와 호주에서 다수의 금광석 및 광석 정광에 대해 해외에서 테스트되었습니다. 중국. 테스트 결과와 이를 기반으로 한 기술 및 경제적 계산은 프로세스의 특정 전망을 나타냅니다.
KKB의 기술적 능력은 3가지 종류의 황화물 금 함유 정광에 대해 "Irgiredmet" 연구소에서 수행된 연구 결과에 의해 설명될 수 있습니다(표 6.1 및 6.2).
실험실 실험은 비교적 온화한 조건(온도 40-80°C)에서 질산(산소 통과 포함)을 사용한 황화물의 습식 야금 산화 가능성을 보여주었습니다. HNO3 농도 20-100g/l: 침출 시간 2-6시간 산소 소모량은 황화물의 산화에 필요한 화학량론적 양에 가깝습니다. 반응기에 100Pa.
KKB 잔류물의 시안화 중 금 및 은의 추출(석회 또는 석회-소다 용액으로 전처리 후)은 각각 93.6-94.8 및 86.4-90.4%입니다(표 6.2). 동시에 알칼리 처리 사용의 효과는 추가로 추출된 금의 2-6%, 은의 10-20%에 달했습니다.
실험실 연구 결과를 바탕으로 Irgiredmet의 파일럿 공장에서 반산업 규모로 테스트된 정광의 습식 야금 처리에 대한 합리적인 계획이 결정되었습니다(그림 6.2).
농축액은 각각 용량이 10dm3인 4개의 티타늄 반응기로 구성된 연속 작동 장치에서 침출되었습니다. 설치 생산성은 10-15kg/h입니다. 총 700kg의 농축액이 처리되었습니다. 생성된 펄프를 증점 및 여과에 적용하였다. 순환에서 용액의 60-70%는 초기 물질을 펄프화하는 데 사용되었으며 나머지 용액과 세척 용액은 석회 현탁액으로 중화되어 광미 덤프에 버려졌습니다. 농축액 1톤당 시약의 총 소비량은 kg: 160 HNO3, 150 CaO; 60 Na2CO3, 500 m3 O2. 석회-소다 처리는 70-80 °C의 온도에서 주기적으로 수행되었습니다. W:T=2:1. 지속시간 3시간 이 작업을 위한 탄산나트륨과 산화칼슘의 소비량은 농축액 1톤당 각각 60kg과 30kg이었습니다.
석회-소다 케이크의 시안화는 2g/l의 시안화나트륨 농도에서 2단계(각각 24시간)로 수행되었습니다. 시안화물 소비량은 농축액 1톤당 4.6kg이었습니다.
시안화물 용액에 대한 금과 은의 추출은 92.0%와 73.6%였다. 시안화 케이크의 잔류 함량은 각각 5.1 및 11.3 g/g입니다.
KKB 기술의 산업적 사용의 예는 석영에 분산된 금 함유 황화철로 석영 광석을 처리하는 Sinola 공장(캐나다)입니다. 공장의 생산성은 하루에 6000톤의 광석입니다. 원래 2.5g/t의 금 함량. 등급의 60 %에서 0.08 mm의 입도로 분쇄 된 광석은 85 ° C의 온도에서 2 시간 동안 질산으로 산화되며 황화물의 산화 정도는 95 %에 이릅니다. 석회로 중화한 후 산화된 펄프는 "CIP" 방법에 따라 시안화 처리를 위해 보내집니다. 금 채굴은 92%입니다. 황화물의 산화 중에 방출된 질소 산화물은 질산 재생 주기에 들어갑니다.
Snow Lake 광상(미국 매니토바)에서 금을 함유한 광석을 처리할 때 발생하는 오래된 비소 덤프와 관련하여 잔류물의 시안화를 수반한 고온 질산 침출(산화환원 공정)의 변형이 해외에서 테스트되었습니다. 1949년부터 1958년까지 11.9g/t의 금을 포함하는 이러한 투기장의 약 300,000톤이 축적되었습니다. 25.1% 철, 23.0% 비소, 14.6% 황. 주요 광물 성분은 arsenopyrite(47.1%)와 pyrrhotite(11.8%)입니다. 금은 내화물 형태이며 아세노파이라이트와 관련이 있습니다. 그것을 열기 위해 다음 체제를 사용하여 오토클레이브 산화 공정이 개발되었습니다. 온도 190-210 °C; 압력 1.6-2.3 MPa: pH<1; eh=650-700 мВ; плотность пульпы 10-20 %; концентрация HNO3 60-230 г/л. При цианировании продуктов автоклавной обработки достигнуто извлечение золота на уровне 97-98 °/о, что на 75 % выше, чем при прямом цианировании. Осаждение золота из растворов рекомендуется производить сорбцией на активированный уголь. Общее извлечение золота по рекомендуемой технологии составляет 91,5 %. Технология апробирована в полупромышленных масштабах. При производительности завода 350 т отвалов в сутки капиталовложения оценены в 6,5 млн.долл., а эксплуатационные затраты - 3990 долл. на 1 кг золота.
이 논문은 Bakyrchik 광상(카자흐스탄)의 롤에서 분리된 금-비소 정광에 대한 산화환원 공정의 산업적 테스트 결과를 설명합니다. 테스트는 200°C의 침출 온도에서 3개월 동안 15kg/h 용량의 파일럿 플랜트에서 수행되었습니다. 질산 산화 생성물로부터 금의 추출은 CIP 방법에 따라 시안화에 의해 수행되었다. 테스트 결과를 평가할 때 산화 환원 과정의 긍정적인 측면으로 짧은 산화 시간(약 10분)과 비소, 철 비산염의 화학적으로 안정한 변형의 형성이 주목됩니다. 또한 초기 농축물에 존재하는 흡착 활성탄은 시안화 공정에 부정적인 영향을 미치고 금 회수를 크게 감소시킨다는 사실도 확인되었습니다. 이와 관련하여 광미로의 주요 탄소 질량을 제거할 수 있도록 하는 개선된 광석 부유 선광 방식이 권장됩니다. 같은 목적을 위해, 얻어진 금-비소 농축액은 농도 표에서 추가 중력 정제를 거쳐 질산 처리를 위해 보내질 이미 정제된 농축액을 제안합니다. 이로 인해 습식 제련 사이클(96%)에서 높은 금 회수율이 달성되었습니다. 그러나 중력 부상 광석 농축 과정에서 증가된 금속 손실(탄소 함유 중간물 포함)로 인해 산업 구현을 위해 이 기술을 분명히 추천할 수 없습니다.
화학적으로 강하고 따라서 비소의 독성 변형이 덜한 형성(황철광-비소철광 광석 및 정광에 대한 산화환원 과정 동안)의 사실은 많은 연구에 의해 확인됩니다. 이를 바탕으로 독성이 강한 삼산화비소를 스코로다이트 FeAsO4*2H2O로 전환하는 방법이 개발되었습니다. 0.25M As2O3, 0.5M Fe(NO3)]2 및 2.5M HNO3를 포함하는 펄프. 130-160 ° C의 온도에서 오토 클레이브에서 처리됩니다. 최소 온도 값은 휘발성 NO가 형성되는 순간에 해당합니다. 최고 온도(160°C)에서 오토클레이브의 증기압은 1200kPa에 이릅니다. 총 공정 시간은 4시간이며, HNO3(pH=4)에서 생성된 침전물의 용해도를 확인한 결과 4시간 처리 후 용액의 As 농도가 1.6mg/L인 것으로 나타났습니다.
이 논문은 비스무트, 니켈, 코발트, 구리 및 아연이 관련 유용한 성분으로 존재하는 Ag-As가 풍부한 부유선광 및 중력 농축물(은 함량 0.8~31.5kg/t)의 질산 처리 방법을 설명합니다. 정광 혼합물은 125 °C의 온도, 1 MPa의 산소 압력에서 HNO3 용액(정광 중량의 124% 산 소모량)으로 침출되는 것이 좋습니다. W:T=6:1, D에서 30분. 이 경우 비소와 철을 포함하여 존재하는 금속의 95-99%가 용액으로 들어갑니다. 얻어진 용액으로부터 연속적으로 침전된다: 염화물 형태의 은(NaCl 도입); 비스무트 옥시클로라이드-하이드록사이드; 철-비소 침전물(암모니아로 용액 중화: 각각 최대 pH=0.4-0.8 및 0.8-1.8) 및 니켈, 코발트, 얕은 및 나사 황화물의 혼합물(pH=5에서 황산암모늄으로 용액 처리 -7 ). AgCl을 소다와 함께 600℃에서 소성하여 고순도 금속은 분말을 얻었다. 다른 고체 제품의 가공은 표준 방법으로 수행하고 순수 금속을 생산하는 것이 좋습니다. 슬러지 분리 후 얻은 질산 용액을 비료로 사용하는 것이 좋습니다. 퇴적물의 화학 야금 처리에서은 및 기타 금속의 추출 정도는 99 %에 이릅니다.
산화(환원)를 원자나 이온에 의해 전자를 기증(수용)하는 과정으로 고려하는 것이 항상 실제 상황을 반영하는 것은 아니라는 점을 기억해야 합니다. 한 원자에서 다른 원자로 전자 구름.
그러나 산화 환원 반응의 방정식을 컴파일하기 위해이 경우 이온 또는 공유 결합의 종류는 중요하지 않습니다. 따라서 간단하게 결합의 종류에 관계없이 전자의 추가 또는 기증에 대해 이야기하겠습니다.
산화 환원 반응 방정식에서 화학량론적 계수의 결정.산화환원 반응식을 작성할 때 환원제, 산화제, 주고받은 전자의 수를 결정할 필요가 있다. 일반적으로 계수는 다음 방법 중 하나를 사용하여 선택됩니다. 전자 저울 , 어느 쪽이든 전자 이온 균형 (때로는 후자를 메서드라고 합니다. 반쪽 반응 ).
산화 환원 반응의 방정식을 컴파일하는 예로서 진한 질산으로 황철석 산화 과정을 고려하십시오.
우선, 우리는 반응 생성물을 정의합니다. HNO 3는 강력한 산화제이므로 황은 최대 산화 상태 S 6+로 산화되고 철은 Fe 3+로 산화되는 반면 HNO 3는 NO 또는 NO 2로 환원될 수 있습니다. 우리는 아니오를 선택할 것입니다:
H 2 O가 위치할 위치(왼쪽 또는 오른쪽)는 아직 모릅니다.
1. 먼저 신청 전자 이온 균형 방법(반쪽 반응). 이 방법은 반응이 일어나는 매질(산성, 알칼리성 또는 중성)의 특성을 고려하여 한 원자 또는 이온에서 다른 원자 또는 이온으로의 전자 전이를 고려합니다.
산화 및 환원 과정에 대한 방정식을 작성할 때 수소와 산소 원자의 수를 동일하게 하기 위해 물 분자와 수소 이온 중 하나가 도입됩니다(매질에 따라 다름) (환경이 산성인 경우),또는 물 분자와 수산화 이온 (매체가 알칼리성인 경우).따라서 얻은 생성물에서 전자-이온 방정식의 오른쪽에는 수소 이온과 물 분자(산성 매질) 또는 수산화 이온과 물 분자(알칼리성 매질)가 있습니다.
즉. 전자-이온 방정식을 작성할 때 용액에 실제로 존재하는 이온의 조성에서 진행해야 합니다.또한 약식 이온 방정식의 준비에서와 같이 물질이 잘 해리되지 않거나 잘 녹지 않거나 기체 형태로 방출됩니다. 분자 형태로 작성해야 합니다.
우리의 경우 산화 반쪽 반응을 고려하십시오. FeS 2 분자는 Fe 3+ 이온(Fe(NO 3) 3은 이온으로 완전히 해리되고 가수분해는 무시함)과 2개의 SO 4 2 - 이온(H 2 SO 4의 해리)으로 변합니다.
산소를 균등화하기 위해 왼쪽에 8개의 H 2 O 분자를 추가하고 오른쪽에 16개의 H + 이온을 추가합니다(산성 환경).
왼쪽의 전하는 0이고 오른쪽의 전하는 +15이므로 FeS 2는 15개의 전자를 포기해야 합니다.
이제 질산염 이온의 환원 반쪽 반응을 고려하십시오.
NO 3에서 2개의 O 원자를 제거해야 합니다. 이렇게 하려면 왼쪽에 4개의 H 1+ 이온(산성 매질)을 추가하고 오른쪽에 2개의 H 2 O 분자를 추가합니다.
전하를 균등화하려면 왼쪽에 3개의 전자를 추가합니다(전하 + 3).
마지막으로 다음이 있습니다.
16H + 및 8H 2 O로 두 부분을 모두 줄이면 산화 환원 반응의 환원 이온 방정식을 얻습니다.
방정식의 양쪽에 적절한 양의 NO 3 - 및 H + 이온을 추가하여 분자 반응 방정식을 찾습니다.
주고받은 전자의 수를 결정하기 위해 원소의 산화 상태를 결정할 필요가 없었습니다. 또한 환경의 영향을 고려하여 H 2 O가 방정식의 오른쪽에 있음을 자동으로 결정했습니다. 이 방법은 의심할 여지가 없다. 표준 전자 균형 방법보다 화학적 감각과 훨씬 더 일치하며,후자가 다소 이해하기 쉽지만.
2. 우리는 이 반응을 방법으로 균등화합니다. 전자 저울 . 복구 프로세스는 다음과 같이 설명됩니다.
Fe와 S라는 두 가지 원소가 동시에 산화되기 때문에 산화 체계를 작성하는 것이 더 어렵습니다. 원자:
그러나 산화 상태를 결정하지 않고 수행하고 계획과 유사한 계획을 작성하는 것이 가능합니다
오른쪽은 +15의 전하를 띠고 왼쪽은 0의 전하를 띠기 때문에 FeS 2 는 15개의 전자를 포기해야 합니다. 총 잔액을 기록하십시오.
5개의 HNO 3 분자는 FeS 2를 산화시키는 데 사용되며 3개의 HNO 3 분자는 Fe(NO 3) 3를 형성하는 데 필요합니다.
수소와 산소를 균등화하려면 오른쪽에 두 개의 H 2 O 분자를 추가하십시오.
전자-이온 균형 방법은 전자 균형 방법보다 다재다능하며 많은 산화 환원 반응, 특히 산화 상태를 결정하는 절차조차 매우 까다로운 유기 화합물의 참여와 함께 계수 선택에서 부인할 수 없는 이점이 있습니다. 복잡한.
예를 들어, 과망간산칼륨 수용액을 통과할 때 발생하는 에틸렌 산화 과정을 고려하십시오. 그 결과, 에틸렌은 에틸렌 글리콜 HO-CH 2 -CH 2 -OH로 산화되고 과망간산염은 망간(IV) 산화물로 환원되며, 또한 최종 균형 방정식에서 알 수 있듯이 수산화칼륨도 형성됩니다. 권리:
유사한 용어의 필요한 환원을 수행한 후, 우리는 최종 분자 형태로 방정식을 씁니다
산화 환원 반응의 표준 전위.실제 조건에서 산화환원 반응이 일어날 가능성은 여러 가지 이유 때문입니다. 온도, 산화제 및 환원제의 성질, 매질의 산성도, 반응에 관련된 물질의 농도 등 이러한 모든 요소를 고려하기는 어렵지만 모든 산화 환원 반응은 환원제에서 산화제로 전자가 이동하여 진행된다는 점을 기억하면 이러한 반응의 가능성에 대한 기준을 설정할 수 있습니다.
산화 환원 공정의 정량적 특성은 다음과 같습니다. 산화제 및 환원제의 정상적인 산화환원 전위 (또는 표준 전위전극).
이러한 전위의 물리화학적 의미를 이해하기 위해서는 이른바 전기화학적 과정을 분석할 필요가 있다.
반응물을 구성하는 원소의 산화 정도가 변화하여 일어나는 화학 반응을 산화환원 반응이라고 합니다.
산화는 원자, 분자 또는 이온에서 전자를 기증하는 과정입니다. 원자가 전자를 포기하면 양전하를 얻습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
예를 들어 음전하를 띤 이온(전하 -1)이 전자 1개를 포기하면 중성 원자가 됩니다.
양전하를 띤 이온이나 원자가 전자를 포기하면 양전하 값은 주어진 전자의 수에 따라 증가합니다.
환원은 원자, 분자 또는 이온에 전자를 추가하는 과정입니다.
원자가 전자를 얻으면 음전하를 띤 이온이 됩니다.
양전하를 띤 이온이 전자를 받아들이면 전하가 감소합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
또는 중성 원자로 갈 수 있습니다.
산화제는 전자를 받아들이는 원자, 분자 또는 이온입니다. 환원제는 전자를 제공하는 원자, 분자 또는 이온입니다.
산화제는 반응 중에 환원되고, 환원제는 산화된다.
산화(환원)를 원자나 이온에 의해 전자를 기증(수용)하는 과정으로 고려하는 것이 항상 실제 상황을 반영하는 것은 아니라는 점을 기억해야 합니다. 한 원자에서 다른 원자로 전자 구름.
그러나 산화 환원 반응의 방정식을 컴파일하기 위해이 경우 이온 또는 공유 결합의 종류는 중요하지 않습니다. 따라서 간단하게 결합의 종류에 관계없이 전자의 추가 또는 기증에 대해 이야기하겠습니다.
산화 환원 반응 방정식 작성 및 계수 선택. 산화환원 반응식을 작성할 때 환원제, 산화제, 주고받은 전자의 수를 결정할 필요가 있다.
일반적으로 계수는 전자 균형 방법 또는 전자-이온 균형 방법(후자는 반쪽 반응 방법이라고도 함)을 사용하여 선택됩니다.
산화 환원 반응의 방정식을 컴파일하는 예로서 진한 질산을 사용한 황철석 산화 과정을 고려하십시오.
우선, 반응 생성물을 정의합시다. 강력한 산화제이므로 황은 최대 산화 상태로 산화되고 철은 최대 산화 상태로, 또는 로 환원될 수 있습니다. 우리는 선택할 것입니다.
그것이 어디에 위치 할 것인지 (왼쪽 또는 오른쪽), 우리는 아직 모릅니다.
1. 먼저 전자-이온 균형법을 적용해 보자. 이 방법은 반응이 일어나는 매질(산성, 알칼리성 또는 중성)의 특성을 고려하여 한 원자 또는 이온에서 다른 원자 또는 이온으로의 전자 전이를 고려합니다. - 산화 및 환원 과정에 대한 방정식을 작성할 때 수소와 산소 원자의 수를 동일하게 하기 위해 (매질에 따라) 물 분자와 수소 이온(매질이 산성인 경우) 또는 물 분자와 수산화물 이온을 도입합니다. (매체가 알칼리성인 경우). 따라서 얻은 생성물에서 전자-이온 방정식의 오른쪽에는 수소 이온과 물 분자(산성 매질) 또는 수산화 이온과 물 분자(알칼리성 매질)가 있습니다.
따라서 전자-이온 방정식을 작성할 때 용액에 실제로 존재하는 이온의 조성부터 진행해야 합니다. 또한, 약식 이온 방정식을 작성할 때와 같이 해리가 잘 안 되는 물질, 잘 녹지 않는 물질 또는 기체 형태로 유리되는 물질은 분자 형태로 작성해야 합니다.
우리의 경우 산화 반쪽 반응을 고려하십시오.
분자는 이온으로 바뀌고 이온으로 완전히 해리되며 가수 분해는 무시합니다) 및 두 개의 이온 (해리) :
산소를 균등화하기 위해 왼쪽에 8개의 분자를 추가하고 오른쪽에 16개의 이온을 추가합니다(산성 환경!):
왼쪽의 전하는 0이고 오른쪽의 전하는 15개의 전자를 포기해야 합니다.
이제 질산염 이온의 환원 반쪽 반응을 고려하십시오.
O 원자에서 빼야 하는데, 이렇게 하려면 왼쪽에 4개의 이온(산성 매질)을 추가하고 오른쪽에 2개의 분자를 추가합니다.
전하를 왼쪽(전하)으로 균등화하려면 전자 3개를 추가합니다.
마지막으로 다음이 있습니다.
두 부분을 모두 줄이면 산화 환원 반응의 환원 이온 방정식을 얻습니다.
방정식의 양변에 적절한 수의 이온을 추가하면 분자 반응 방정식을 찾습니다.
주거나 받은 전자의 수를 결정하기 위해 원소의 산화 상태를 결정할 필요가 없었습니다. 또한 환경의 영향을 고려하여 방정식의 오른쪽에 무엇이 있는지 자동으로 결정했습니다. 확실한 것은 이 방법이 표준 전자 균형 방법보다 화학적 의미와 훨씬 더 일치하지만 후자가 이해하기 더 쉽다는 것입니다.
2. 전자 저울 방법을 사용하여 이 반응을 평형화합니다. 복구 프로세스는 다음과 같이 간단하게 설명됩니다.
Fe와 S의 2가지 원소가 한 번에 산화되기 때문에 산화 계획을 작성하는 것이 더 어렵습니다. 철의 산화 상태를 황으로 돌릴 수 있고 1 Fe 원자당 2개의 S 원자가 있다는 점을 고려할 수 있습니다.
그러나 산화 상태를 결정하는 것을 생략하고 계획 (7.1)과 유사한 계획을 작성하는 것이 가능합니다.
오른쪽은 +15의 전하를 띠고 왼쪽은 0의 전하를 가지므로 15개의 전자를 포기해야 합니다. 총 잔액을 기록하십시오.
5개의 분자가 산화되고 3개의 분자가 더 필요합니다.
수소와 산소를 균등화하려면 오른쪽에 2개의 분자를 추가합니다.
전자-이온 균형 방법은 전자 균형 방법보다 다재다능하며 많은 산화 환원 반응, 특히 산화 상태를 결정하는 절차조차 매우 까다로운 유기 화합물의 참여와 함께 계수 선택에서 부인할 수 없는 이점이 있습니다. 복잡한.
예를 들어, 과망간산칼륨 수용액을 통과할 때 발생하는 에틸렌 산화 과정을 고려하십시오. 결과적으로 에틸렌은 에틸렌 글리콜로 산화되고 과망간산염은 산화망간(IV)으로 환원되며 최종 균형 방정식에서 알 수 있듯이 오른쪽에 수산화칼륨도 형성됩니다.
유사한 용어의 필요한 환원을 수행한 후, 우리는 최종 분자 형태로 방정식을 씁니다
산화 환원 반응의 정량적 특성. 여러 표준 전극 전위. 실제 조건에서 산화환원 반응이 일어날 가능성은 온도, 산화제와 환원제의 성질, 매질의 산성도, 반응에 관여하는 물질의 농도 등 여러 가지 이유 때문입니다.
이러한 모든 요소를 고려하는 것은 어려울 수 있지만 모든 산화환원 반응은 환원제에서 산화제로 전자가 이동하면서 진행된다는 점을 기억하면 이러한 반응의 가능성에 대한 기준을 설정할 수 있습니다.
산화 환원 공정의 정량적 특성은 산화제 및 환원제의 정상적인 산화 환원 전위(또는 표준 전극 전위)입니다.
이러한 전위의 물리화학적 의미를 이해하기 위해서는 이른바 전기화학적 과정을 분석할 필요가 있다.
전류의 출현을 동반하거나 전류로 인해 발생하는 화학 공정을 전기 화학이라고합니다.
전기화학적 공정의 특성을 이해하기 위해 우리는 몇 가지 매우 간단한 상황을 고려합니다. 물에 잠긴 금속판을 상상해 보십시오. 극성 물 분자의 작용으로 금속 이온이 판 표면에서 분리되어 수화되어 액상으로 전달됩니다. 이 경우 후자는 양전하를 띠고 과량의 전자가 금속판에 나타납니다. 공정이 진행될수록 판과 액상의 전하량이 증가합니다.
용액 양이온과 과잉 금속 전자의 정전기적 인력으로 인해 소위 전기 이중층이 상 경계에 나타나 금속 이온이 액상으로 더 이상 전이되는 것을 억제합니다. 마지막으로 용액과 금속판 사이에 평형이 형성되는 순간이 옵니다. 이는 다음 방정식으로 표현될 수 있습니다.
또는 용액 내 이온의 수화 고려:
이 평형 상태는 금속의 성질, 용액 내 이온 농도, 온도 및 압력에 따라 달라집니다.
금속을 물에 담그지 않고 이 금속의 염 용액에 담그면 르 샤틀리에의 원리에 따라 평형이 왼쪽으로 이동하고 많을수록 용액의 금속 이온 농도가 높아집니다. 이온이 용액으로 잘 들어갈 수 있는 활성 금속은 이 경우 음전하를 띠지만 순수한 물보다 정도는 적습니다.
전자가 어떤 식으로든 금속에서 제거되면 평형(7.2)은 오른쪽으로 이동할 수 있습니다. 이것은 금속판을 녹일 것입니다. 반대로 전자를 외부에서 금속판으로 가져오면 그 위의 용액에서 이온이 석출됩니다.
이미 언급했듯이 금속을 용액에 담그면 상 경계에 이중 전기층이 형성됩니다. 금속과 주변의 액상 사이에 발생하는 전위차를 전극전위라고 합니다. 이 전위는 고체상 형태의 금속의 산화환원 능력의 특성입니다.
고립된 금속 원자(고온 및 높은 희박도에서 발생하는 단원자 증기의 상태)에서 산화환원 특성은 이온화 포텐셜이라고 하는 다른 값을 특징으로 합니다. 이온화 포텐셜은 고립된 원자에서 전자를 분리하는 데 필요한 에너지입니다.
전극 전위의 절대값은 직접 측정할 수 없습니다. 동시에 두 개의 금속 용액 쌍으로 구성된 시스템에서 발생하는 전극 전위차를 측정하는 것은 어렵지 않습니다. 이러한 쌍을 반 요소라고 합니다. 우리는 전위가 임의로 0으로 간주되는 소위 표준 수소 전극과 관련하여 금속의 전극 전위를 결정하는 데 동의했습니다. 표준 수소 전극은 수소 이온 농도가 높은 산성 용액에 담그고 특정 온도에서 Pa 압력의 수소 가스 흐름으로 세척한 특별히 준비된 백금 판으로 구성됩니다.
표준 수소 전극에서 전위의 출현은 다음과 같이 상상할 수 있습니다. 기체 상태의 수소는 백금에 흡착되어 원자 상태로 들어갑니다.
판 표면에 형성된 원자 수소, 용액의 수소 이온 및 백금(전자!) 사이에 동적 평형 상태가 실현됩니다.
전체 프로세스는 다음 방정식으로 표현됩니다.
백금은 산화 환원 과정에 참여하지 않고 원자 수소의 운반체일 뿐입니다.
금속 이온 농도가 1 mol / l인 염 용액에 담근 금속판이 표준 수소 전극에 연결되면 갈바니 전지가 얻어집니다. 금속의 표준 전극 전위에서 측정되고 특성화되는 이 요소(EMF)의 기전력은 일반적으로 로 표시됩니다.
표 7.1은 일부 금속의 표준 전극 전위 값을 보여줍니다. 수소에 대하여 환원제 역할을 하는 전극의 표준전위는 "-"기호, "+"기호는 산화제인 전극의 표준전위를 나타낸다.
표준 전극 전위의 오름차순으로 배열된 금속은 소위 전기화학적 금속 전압 계열을 형성합니다.
여러 응력이 금속의 화학적 특성을 특징짓습니다.
1. 금속의 음극 전위가 클수록 환원 능력이 커집니다.
2. 각 금속은 염 용액에서 그 뒤에 금속 전압의 전기화학적 계열에 있는 금속을 대체(복원)할 수 있습니다.
3. 음의 표준 전극 전위를 갖는 모든 금속, 즉 수소의 왼쪽에 있는 금속의 전기화학적 일련의 전압에 위치하여 산성 용액에서 수소를 대체할 수 있습니다.
제시된 시리즈는 수용액과 실온에서만 금속 및 그 염의 거동을 특성화한다는 점에 유의해야 합니다. 또한 표에 표시된 표준 전극 전위는 하나 또는 다른 이온과 용매 분자의 상호 작용 특성을 고려한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 이것은 전기화학적 일련의 금속 전압에서 금속 배열에서 예상되는 패턴 중 일부를 위반할 수 있습니다. 예를 들어, 금속의 전기화학적 일련의 전압은 리튬으로 시작하는 반면, 화학적으로 더 활성인 루비듐과 칼륨은 리튬 오른쪽에 있습니다. 이는 다른 알칼리 금속 이온에 비해 리튬 이온 수화 과정의 매우 높은 에너지 때문입니다.
동시에 표 7.1은 일반 수소 전극과 평형을 이루는 유형(7.3)의 비금속 시스템에 대해 측정된 표준 산화환원 전위를 보여줍니다.
표는 다음 일반 형태의 환원 반쪽 반응을 보여줍니다.
금속의 값을 결정하는 경우와 같이 비금속의 값은 25 ° C의 온도와 평형에 참여하는 모든 원자 및 분자 종의 농도가 1 mol/l인 상태에서 측정됩니다.
표 7.1. 25°C(298K)에서 표준 산화환원 전위
(스캔 참조)
표준 산화환원 전위의 대수적 값은 해당 산화 형태의 산화 활성을 특성화합니다. 따라서 표준 산화 환원 전위 값을 비교하면 다음과 같은 질문에 답할 수 있습니다. 이것이 산화 환원 반응이 진행됩니까?
10. 산화환원 반응
용액에서 산화 환원 반응.
반응물을 구성하는 원소의 산화 정도가 변화하여 일어나는 화학 반응을 산화환원 반응이라고 합니다.
산화
- 원자, 분자 또는 이온에서 전자를 기증하는 과정입니다. 원자가 전자를 포기하면 양전하를 얻습니다. l - , 전자 1개를 포기하면 중성 원자가 됩니다.
양전하를 띤 이온이나 원자가 전자를 포기하면 양전하 값은 주어진 전자의 수에 따라 증가합니다.
환원은 원자, 분자 또는 이온에 전자를 추가하는 과정입니다.
원자가 전자를 얻으면 그런 다음 음전하를 띤 이온으로 변합니다.
양전하를 띤 이온이 전자를 받아들이면 전하가 감소합니다.
또는 중성 원자로 갈 수 있습니다.
산화제
전자를 받아들입니다. 복원자 원자, 분자 또는 이온이고, 전자 기증.산화제
반응 중 환원되면 환원제가 산화된다.산화(환원)를 원자나 이온에 의해 전자를 기증(수용)하는 과정으로 고려하는 것이 항상 실제 상황을 반영하는 것은 아니라는 점을 기억해야 합니다. 한 원자에서 다른 원자로 전자 구름.
그러나 산화 환원 반응의 방정식을 컴파일하기 위해이 경우 이온 또는 공유 결합의 종류는 중요하지 않습니다. 따라서 간단하게 결합의 종류에 관계없이 전자의 추가 또는 기증에 대해 이야기하겠습니다.
산화 환원 반응 방정식에서 화학량론적 계수의 결정. 산화환원 반응식을 작성할 때 환원제, 산화제, 주고받은 전자의 수를 결정할 필요가 있다. 일반적으로 계수는 다음 방법 중 하나를 사용하여 선택됩니다. 전자 저울
, 어느 쪽이든 전자 이온 균형 (때로는 후자를 메서드라고 합니다. 반쪽 반응 ).산화 환원 반응의 방정식을 컴파일하는 예로서 진한 질산으로 황철석 산화 과정을 고려하십시오.
우선, 우리는 반응 생성물을 정의합니다.
HNO3 강력한 산화제이므로 황은 최대 산화 상태로 산화됩니다. S 6+, 철 - Fe 3+, HNO 3 까지 회복할 수 있습니다아니요 또는 아니요 2 . 우리는 NO를 선택할 것입니다:어디에 위치할 것인가
H2O (왼쪽 또는 오른쪽), 우리는 아직 모릅니다.1. 먼저 신청 전자-이온 균형법
(반 반응). 이 방법은 반응이 일어나는 매질(산성, 알칼리성 또는 중성)의 특성을 고려하여 한 원자 또는 이온에서 다른 원자 또는 이온으로의 전자 전이를 고려합니다.산화 및 환원 과정에 대한 방정식을 작성할 때 수소와 산소 원자의 수를 동일하게 하기 위해 물 분자와 수소 이온 중 하나가 도입됩니다(매질에 따라 다름) (환경이 산성인 경우),또는 물 분자와 수산화 이온 (매체가 알칼리성인 경우).따라서 얻은 생성물에서 전자-이온 방정식의 오른쪽에는 수소 이온과 물 분자(산성 매질) 또는 수산화 이온과 물 분자(알칼리성 매질)가 있습니다.
즉. 전자-이온 방정식을 작성할 때 용액에 실제로 존재하는 이온의 조성에서 진행해야 합니다.또한 약식 이온 방정식의 준비에서와 같이 물질이 잘 해리되지 않거나 잘 녹지 않거나 기체 형태로 방출됩니다. 분자 형태로 작성해야 합니다.
우리의 경우 산화 반쪽 반응을 고려하십시오. 분자
FeS 2 Fe 이온으로 변한다 3+ (F e (NO 3) 3 이온으로 완전히 해리되고 가수분해는 무시됨) 두 이온그래서 4 2 - (H 2 SO 4 의 해리):산소를 균등화하기 위해 왼쪽에 8개의 H 분자를 추가합니다.
2 아, 그리고 오른쪽으로 - 16개의 H 이온+(산성 매질):왼쪽의 전하가 0이고 오른쪽의 전하가 +15이므로
FeS 2 15개의 전자를 기부해야 합니다.이제 질산염 이온의 환원 반쪽 반응을 고려하십시오.
에서 빼야 합니다.
아니오 3 2개의 O 원자. 이렇게 하려면 왼쪽에 4개의 H 이온을 추가합니다. 1+ (산성 환경), 오른쪽 - 2개의 H 분자 2시:왼쪽으로 전하를 균등화하려면(전하
+3) 3개의 전자 추가:마지막으로 다음이 있습니다.
두 부품 모두 16N 감소
+ 및 8Н 2 오, 우리는 산화 환원 반응의 환원된 이온 방정식을 얻습니다.방정식의 양변에 적절한 수의 이온을 추가하여
3번 - 그리고 H+ 우리는 분자 반응 방정식을 찾습니다.주고받은 전자의 수를 결정하기 위해 원소의 산화 상태를 결정할 필요가 없었습니다. 또한 환경의 영향을 고려하여 자동으로 H
2 O는 방정식의 오른쪽에 있습니다. 이 방법은 의심할 여지가 없다. 표준 전자 균형 방법보다 화학적 감각과 훨씬 더 일치하며,후자가 다소 이해하기 쉽지만.2. 우리는 이 반응을 방법으로 균등화합니다. 전자 저울 . 복구 프로세스는 다음과 같이 설명됩니다.
두 요소가 한 번에 산화되기 때문에 산화 계획을 작성하는 것이 더 어렵습니다.
Fe와 S. 철은 산화 상태 2+, 황 1-에 기인하고 Fe 원자당 2개의 S 원자가 있음을 고려하는 것이 가능합니다.
그러나 산화 상태를 결정하지 않고 수행하고 계획과 유사한 계획을 작성하는 것이 가능합니다
오른쪽은 +15의 전하를 띠고 왼쪽은 0의 전하를 가지므로
FeS 2 15개의 전자를 기증해야 합니다. 총 잔액을 기록하십시오.
5개의 HNO 분자
3 산화될 것이다 FeS2, 그리고 3개의 분자 더 HNO3 교육에 필요한철(NO3) 3:수소와 산소를 균등화하려면 오른쪽에 두 개의 H 분자를 추가하십시오.
2시:전자-이온 균형 방법은 전자 균형 방법보다 다재다능하며 계수 선택에서 부인할 수 없는 이점이 있습니다.
~에 많은 산화 환원 반응, 특히 유기 화합물과 관련된 산화 상태를 결정하는 절차조차 매우 복잡합니다.예를 들어, 과망간산칼륨 수용액을 통과할 때 발생하는 에틸렌 산화 과정을 고려하십시오. 결과적으로 에틸렌은 에틸렌 글리콜 H2O-로 산화됩니다.
채널 2 - 채널 2 -OH, 그리고 과망간산염은 망간(IV) 산화물로 환원되며, 또한 최종 균형 방정식에서 알 수 있듯이 오른쪽에 수산화칼륨도 형성됩니다.
유사한 용어의 필요한 환원을 수행한 후, 우리는 최종 분자 형태로 방정식을 씁니다
산화 환원 반응의 표준 전위.
실제 조건에서 산화환원 반응이 일어날 가능성은 여러 가지 이유 때문입니다. 온도, 산화제 및 환원제의 성질, 매질의 산성도, 반응에 관련된 물질의 농도 등 이러한 모든 요소를 고려하기는 어렵지만 모든 산화 환원 반응은 환원제에서 산화제로 전자가 이동하여 진행된다는 점을 기억하면 이러한 반응의 가능성에 대한 기준을 설정할 수 있습니다.산화 환원 공정의 정량적 특성은 다음과 같습니다. 산화제 및 환원제의 정상적인 산화환원 전위 (또는 표준 전위전극).
이러한 전위의 물리화학적 의미를 이해하기 위해서는 이른바 전기화학적 과정을 분석할 필요가 있다.
전류의 출현을 동반하거나 전류로 인해 발생하는 화학 공정을 전기 화학이라고합니다.
전기화학적 공정의 특성을 이해하기 위해 우리는 몇 가지 매우 간단한 상황을 고려합니다. 물에 잠긴 금속판을 상상해 보십시오. 극성 물 분자의 작용으로 금속 이온이 판 표면에서 분리되어 수화되어 액상으로 전달됩니다. 이 경우 후자는 양전하를 띠고 과량의 전자가 금속판에 나타납니다. 프로세스가 진행될수록 요금은 더 커집니다.
, 판과 액상 모두.용액 양이온과 과잉 금속 전자의 정전기적 인력으로 인해 소위 전기 이중층이 상 경계에 나타나 금속 이온이 액상으로 더 이상 전이되는 것을 억제합니다. 마지막으로 용액과 금속판 사이에 평형이 형성되는 순간이 옵니다. 이는 다음 방정식으로 표현될 수 있습니다.
또는 용액 내 이온의 수화 고려:
이 평형 상태는 금속의 성질, 용액 내 이온 농도, 온도 및
압력.금속을 물에 담그지 않고 이 금속의 염 용액에 담그면 르 샤틀리에의 원리에 따라 평형이 왼쪽으로 이동하고 많을수록 용액의 금속 이온 농도가 높아집니다. 이온이 용액으로 잘 들어갈 수 있는 활성 금속은 이 경우 음전하를 띠지만 순수한 물보다 정도는 적습니다.
전자가 어떤 방식으로든 금속에서 제거되면 평형은 오른쪽으로 이동할 수 있습니다. 이것은 금속판을 녹일 것입니다. 반대로 전자를 외부에서 금속판으로 가져오면 이온이 증착됩니다.
~에서 해결책.금속을 용액에 담그면 상 경계에 이중 전기층이 형성됩니다. 금속과 주변의 액상 사이에 발생하는 전위차를 전극전위라고 합니다. 이 전위는 고체상 형태의 금속의 산화환원 능력의 특성입니다.
고립된 금속 원자(고온 및 높은 희박도에서 발생하는 단원자 증기의 상태)에서 산화 환원 특성은 이온화 포텐셜이라고 하는 다른 양이 특징입니다. 이온화 포텐셜은 고립된 원자에서 전자를 분리하는 데 필요한 에너지입니다.
전극 전위의 절대값은 직접 측정할 수 없습니다. 동시에 두 개의 금속 용액 쌍으로 구성된 시스템에서 발생하는 전극 전위차를 측정하는 것은 어렵지 않습니다. 그런 커플을 부른다. 절반 요소 . 우리는 전위가 임의로 0으로 간주되는 소위 표준 수소 전극과 관련하여 금속의 전극 전위를 결정하는 데 동의했습니다. 표준 수소 전극은 특별히 준비된 백금판을 수소 이온 농도가 1mol/l인 산성 용액에 담그고 10℃의 압력에서 수소 가스 제트로 세척한 것으로 구성됩니다.
5 Pa, 25 °C에서.여러 표준 전극 전위.
금속 이온 농도가 1 mol / l인 염 용액에 담근 금속판이 표준 수소 전극에 연결되면 갈바니 전지가 얻어집니다. 25 ° C에서 측정 된이 요소 (EMF)의 기전력은 금속의 표준 전극 전위,일반적으로 E°라고 합니다.수소에 대하여 환원제 역할을 하는 전극의 표준전위는 "-"기호, "+"기호는 산화제인 전극의 표준전위를 갖는다.
표준 전극 전위의 오름차순으로 배열된 금속은 소위 금속의 전기화학적 전압 계열 :리, Rb,케이, 와 Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
여러 응력이 금속의 화학적 특성을 특징짓습니다.
1. 금속의 음극 전위가 클수록 환원 능력이 커집니다.
2. 각 금속은 염 용액에서 그 뒤에 금속 전압의 전기화학적 계열에 있는 금속을 대체(복원)할 수 있습니다.
3. 음의 표준 전극 전위를 갖는 모든 금속, 즉 수소의 왼쪽에 있는 금속 전압의 전기화학적 계열에 있는 금속은 산성 용액에서 이를 대체할 수 있습니다.
금속의 E° 값을 결정하는 경우와 마찬가지로 비금속의 E° 값은 25°C의 온도와 평형에 참여하는 모든 원자 및 분자 종의 농도가 1mol과 동일한 상태에서 측정됩니다. /엘.
표준 산화환원 전위의 대수적 값은 해당 산화 형태의 산화 활성을 특성화합니다. 그래서 표준 산화 환원 전위 값을 비교하면 다음과 같은 질문에 답할 수 있습니다. 산화 환원 반응이 발생합니까?
특정 산화환원 반응이 발생할 가능성을 평가하기 위한 정량적 기준은 다음과 같습니다. 산화와 환원의 반쪽 반응의 표준 산화환원 전위 사이의 차이의 양의 값.
용액의 전기분해.
전해질 용액의 전극에서 발생하거나 전류가 통과할 때 용융되는 산화환원 반응의 조합을 전기분해라고 합니다.전류원의 음극에서는 용액이나 용융물에서 전자를 양이온으로 옮기는 과정이 일어나므로 음극은 "환원기"입니다.양극에서 전자는 음이온에 의해 기증되므로 양극은 "산화제"입니다.
전기분해 동안 양극과 음극 모두에서 경쟁 프로세스가 발생할 수 있습니다.
불활성(비소모성) 양극(예: 흑연 또는 백금)을 사용하여 전기 분해를 수행하는 경우 일반적으로 두 가지 산화 및 두 가지 환원 공정이 경쟁합니다.
양극에서 - 음이온과 수산화물 이온의 산화,
음극에서 - 양이온과 수소 이온의 환원.
활성(소모성) 양극을 사용하여 전기분해를 수행하면 공정이 더 복잡해지고 전극에서 경쟁하는 반응은 다음과 같습니다.
양극에서 - 음이온 및 수산화물 이온의 산화, 금속의 양극 용해 - 양극의 재료;
음극에서 - 염 양이온과 수소 이온의 환원, 양극을 용해시켜 얻은 금속 양이온의 환원.
양극과 음극에서 가장 가능성 있는 공정을 선택할 때 가장 적은 에너지 소비를 요구하는 반응이 진행되는 위치에서 진행해야 합니다. 또한 불활성 전극으로 염 용액을 전기분해하는 동안 양극과 음극에서 가장 가능성 있는 공정을 선택하기 위해 다음 규칙이 사용됩니다.
다음 제품은 양극에서 형성될 수 있습니다. a) 음이온 F를 포함하는 용액의 전기분해 동안 - , SO 4 2- , N약 3 - , RO 4 3 - , 알칼리 용액뿐만 아니라 산소가 방출됩니다. b) 음이온 C의 산화 동안엘 - , V r - , 나-염소, 브롬, 요오드가 각각 방출됩니다.c) 유기산의 음이온이 산화되는 동안 다음과 같은 과정이 발생합니다.2. Al의 왼쪽에 일련의 전압에 위치한 이온을 포함하는 염 용액의 전기분해에서
3+ , 수소는 음극에서 방출됩니다. 이온이 수소 오른쪽의 전압 계열에 있으면 금속이 음극에서 방출됩니다.3. 일련의 전압에 위치한 이온을 포함하는 염 용액의 전기 분해 동안
알 + 및 H + , 양이온 환원 및 수소 발생의 경쟁 과정이 음극에서 발생할 수 있습니다.불활성 전극에서 염화구리 수용액의 전기분해를 예로 들어 보겠습니다. Cu 이온은 용액에 존재합니다.
2+ 및 2Cl - , 전류의 영향으로 해당 전극으로 향합니다.
금속 구리는 음극에서 방출되고 염소 가스는 양극에서 방출됩니다.
용액 전기분해의 고려된 예에서
CuCl2 구리판을 양극으로 하면 C 이온을 방출하는 대신 산화 과정이 일어나는 음극과 양극에서 구리가 방출됩니다.엘 - 염소의 방출은 양극(구리)의 산화를 진행합니다. 이 경우 양극 자체의 용해가 일어나고 Cu 이온의 형태로솔루션에 들어갑니다. 전기분해 CuCl2 가용성 양극은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
가용성 양극이 있는 염 용액의 전기분해는 양극 물질의 산화(용해)로 환원되고 양극에서 음극으로 금속의 이동이 수반됩니다. 이 속성은 오염으로부터 금속의 정제(정제)에 널리 사용됩니다.
용융물의 전기분해. 물과 쉽게 상호 작용하는 고활성 금속(나트륨, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 등)을 얻기 위해 용융염 또는 산화물의 전기분해가 사용됩니다.
활성 금속염과 산소 함유 산의 수용액에 전류가 흐르면 금속 양이온과 산 잔류물의 이온이 모두 방출되지 않습니다. 수소는 음극에서 방출
그리고 양극 - 산소 및 전기 분해는 물의 전기 분해 분해로 환원됩니다.전해질 용액의 전기분해는 염과 알칼리와 같은 전해질이 매우 높은 온도에서 녹기 때문에 녹는 것보다 에너지적으로 더 유리합니다.
패러데이의 전기분해 법칙.
시간, 전류 강도 및 전해질의 성질에 대한 전류의 작용으로 형성된 물질의 양의 의존성은 일반화 된 기초에 기초하여 확립 될 수 있습니다 패러데이의 법칙 :어디 티 -전기분해 동안 형성된 물질의 질량(g); E - 물질의 등가 질량 (g / mol); M은 물질의 몰 질량(g/mol)입니다. 피- 주거나 받은 전자의 수
나 - 현재 강도(A); 티- 프로세스 기간(와 함께); F - 패러데이 상수,물질의 1당량 질량을 방출하는 데 필요한 전기량의 특성(F= 96,500C/mol = 26.8Ah/mol).저작권 © 2005-2013 제노이드 v2.0
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JSC "Buryatzoloto"의 Kholbinsky 광산에 있는 풍부한 중력 금 함유 농축물("황금 머리")의 두 샘플에 대해 원래 "황금 머리"의 질산 침출을 사용한 새로운 습식 제련 기술을 개발하기 위한 연구가 수행되었으며 후속 결과 케이크의 제련.
수행된 연구의 결과, OJSC Buryatzoloto는 질산 침출로 "황금 머리"를 처리하는 기술을 테스트하고 구현하는 작업을 수행할 것을 제안했습니다. 이 기술의 도입은 노동 집약적인 돼지 구이 및 제련 작업을 제거하고 독성 가스 방출을 제거하며 귀금속 손실(2-3% 감소)을 줄이고 "황금 머리" 처리 비용을 절감할 것입니다. 반으로.
중력 농축 주기의 금 회수 공장(GIF)에서 금 함유 광석을 처리하는 과정에서 풍부한 금 함유 정광, 이른바 "황금 머리"(이하 GG라고 함)가 얻어집니다. 최대 50%의 금과 은을 추출할 수 있습니다. 처리되는 원광석의 구성에 따라 이 중력 농축물에는 황화물(황철광, 비철광, 방연광, 섬아연석 등), 기술 스크랩(금속 철, 납, 구리) 및 철, 규소의 산화물과 같은 광물이 포함됩니다. 알루미늄 - 최대 50% . 일반적으로 CG에서 금의 질량 분율은 1-10%입니다. 이 정광은 금은 상대적으로 거칠고 황화물 및 석영과 밀접한 관련이 있기 때문에 시안화에 매우 강합니다. 귀금속을 추출하는 과정에서 손실을 줄이기 위해 크고 내화성인 금을 함유한 제품은 분쇄 단계와 금 함유 광석의 중력 농축의 첫 번째 단계에서 분리되기 시작하여 중력 정제 후 가공됩니다. 별도의 기술 주기에서.
현재 CG 처리에는 500-700 ° C의 온도에서 정광을 산화 배소하는 것이 주요 작업인 기술이 사용됩니다. 그런 다음 생성 된 하소를 납 합금 (werkbley)으로 녹이고 또한 큐펠링 합니다. 고온 (850-900 ° C). 때때로 재(비철금속 소량 포함)가 직접 금-은 합금으로 녹습니다. 일반적으로 로스팅 작업을 사용하는 기술은 노동 강도가 높고 유황, 비소 및 납의 유독 가스 방출, 상당한 양의 금 함유 중간 생성물(먼지, 슬래그, 사용된 방울) 생산이 특징입니다. 금을 회수하는 데 필요한 것입니다. 이 모든 것이 귀금속의 눈에 띄는 기술적, 기계적 손실로 이어집니다.
풍부한 중력 내화 금 함유 농축물의 처리를 위해 초기 농축물 (CG)이 질산 용액으로 처리되고 고체 침전물 (케이크)이 녹는 산성 기술이 유망합니다. 이 기술은 시간 소모적인 소성 작업을 없애고 독성 가스의 방출을 방지하며 귀금속의 손실을 줄이는 것을 가능하게 합니다.
산 기술에 따르면 OJSC Buryatzoloto의 Kholbinsky 광산에서 "황금 머리"의 두 샘플에 대한 연구가 수행되었습니다.
CG 샘플의 특징은 그 안에 황화물이 우세하고 철-구리인 기술 스크랩의 존재이며 우세한 양의 구리가 있습니다. 샘플 번호 1에서 황화물의 질량 분율은 35% 방연광을 포함하여 60% 이상이었습니다. 샘플 번호 2에서는 황철석이 80% 이상, 방연광 - 6.0%가 우선합니다. 샘플 No.1의 금과 은의 질량 분율은 각각 14.52%와 3.76%입니다. 샘플 번호 2 - 4.34% 및 1.36%에서.
다소 복잡한 광물 조성과 기술 스크랩의 존재를 가진 이러한 중력 농축물은 저항이 증가하는 것이 특징이므로 기업의 기존 CG 처리 기술에는 700-900 ° C에서 로스팅 (6 시간 동안)의 세 가지 노동 집약적 작업이 포함됩니다. ), verkblay 및 cupellation을 위해 광석 열로에서 녹입니다. 합금으로 귀금속의 직접 추출은 96%를 초과하지 않습니다. 생성된 중간물(고체 가스 세정 제품, 슬래그, 용해로에서 부서진 벽돌 및 방울에서 부서진 것)은 공급원료 처리 기술(일반적으로 시안화 처리 전 분쇄용)로 반환됩니다. 이러한 산업 제품에서 귀금속의 추출 정도는 결정되지 않았습니다.
질산 침출을 사용하여 CG를 처리하는 기술 계획은 그림 1에 나와 있습니다.
질산은 강력한 산화제이며 황화물과 상호 작용할 때 수용성 화합물을 형성합니다. 예외는 방연광으로 분해되어 불용성 황산 납을 형성합니다. 주로 철과 구리로 대표되는 기술 스크랩이 완전히 용해됩니다. GL의 질산 침출(ANL) 후, 귀금속, 불용성 산화물(주로 규소 및 산화철) 및 황산납(산화된 형태의 납)이 농축된 대부분의 불순물 및 고체 생성물을 함유하는 용액이 얻어진다. 생성된 고체 생성물(케이크)은 용액으로부터 분리되고, 건조 및 용융되어 금-은 합금을 얻는다.
침출의 결과, 일정량의 은(10%)이 용액에 들어갈 수 있습니다. 그것을 추출하기 위해 케이크를 분리 한 후 일반 소금을 용액에 넣고 은을 불용성 염화물 형태로 용액에서 방출하여 금 함유 케이크와 함께 녹일 수 있으며 별도로 기술을 얻습니다. 98-99%의 금속 질량 분율을 갖는 은.
"황금 머리" 샘플의 질산 침출 및 얻어진 케이크의 용융에 대한 실험 결과는 다음을 보여주었다.
1. Kholbinskoye 광산이 노동 집약적이고 고온의 로스팅, 제련 및 큐펠링 작업을 제거하여 돼지의 로스팅 및 제련에서 유독 가스 방출을 방지할 수 있는 기회.
2. 용융물(케이크) 질량의 현저한 감소(샘플 No. 1의 경우 2배 및 샘플 No. 2의 경우 5배)로 인해 잉곳으로의 귀금속 추출을 증가시키기 위해, 각각 감소 , 슬래그의 양과 중간 제품 제외: 방울과 벽돌의 "파손". 귀금속 추출의 예상 증가율은 2-3%입니다.
3. "골든 헤드"의 AQW 공정에서 은은 최대 8%까지 침출됩니다. 용액으로의 은 추출을 줄이기 위해 AQW 조건이 개발 및 제안되었습니다. 동시에 용액으로의 은 추출은 거의 30배 감소했습니다.
4. 알려진 전하(소다, 붕사, 석영)를 사용하여 샘플 번호 1의 AKB "황금 머리"에서 건조된 케이크를 녹인 후 금과 은의 총 질량 분율이 90%인 합금이 얻어졌습니다. 그리고 실험용 충전물을 사용하여 샘플 번호 2의 AKV "황금 머리"에서 케이크를 녹인 후, 금과 은의 총 질량 분율이 95-99%인 합금이 얻어졌습니다.
5. CG에 있는 상당한 양의 방연광은 AKB 이후에 납이 상업적인 금-은 합금으로 눈에 띄게 전환되어 완제품의 품질을 떨어뜨립니다. 연구 과정에서 조건이 결정되었고 최대 25%의 납을 함유한 용융 케이크에 대한 전하가 선택되었으며 금과 은의 총 질량 분율이 95-99%인 금-은 합금을 생산했습니다.
6. CG(샘플 2번)의 질산 침출에 관한 연구에 따르면 500-550g/l 농도의 질산 용액으로 침출하면 황철광(97% 이상)의 상당히 완전한 분해가 달성되는 것으로 나타났습니다( 표 참조). 이는 황철석(90% 이상)이 상대적으로 큰 등급(마이너스 0.5 + 0.25mm)에 속하며 분해를 위해서는 더 가혹한 조건이 필요하기 때문입니다.
Kholbinsky 광산에 따르면 로스팅 기술을 위해 1kg의 SG(샘플 번호 1)를 처리하는 특정 비용은 93.6루블입니다. 동일한 샘플의 질산 침출 기술의 특정 비용은 44.9 루블입니다. 개발된 습식 제련 기술에 따라 CG 처리 비용이 절반으로 줄어듭니다.
JSC Buryatzoloto의 Kholbinsk 광산에 있는 풍부한 중력 황화물 금 함유 정광("황금 머리")의 두 샘플에서, 원래의 지상 가스의 질산 침출 및 후속 제련을 사용하여 새로운 습식 제련 기술을 개발하기 위한 연구가 수행되었습니다. 케이크.
황화물(최대 80%) 및 기술 스크랩(최대 16%)을 포함하는 내화 중력 농축액(CG)의 침출 조건이 결정됩니다. 은의 용해가 최소화된 AQW 조건이 결정되었습니다. AKW 후, 원래 CG보다 귀금속 함량이 증가된(2-5배) 케이크(고체 제품)가 얻어졌습니다. 용융 조건은 96-99%의 금과 은의 총 질량 분율을 갖는 합금을 얻기 위해 개발되었습니다.
CG 처리를 위해 제안된 습식 제련 기술에 대한 타당성 연구가 수행되었습니다. 기존의 로스팅을 이용한 CG 가공 기술에 비해 개발된 습식 제련 기술을 이용한 CG 가공 비용이 절반으로 줄어들었습니다.
시료 2번의 AKV CG 시 황철광 분해도
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AKV 수행을 위한 조건* |
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