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稀硫酸酸浸黄铜矿(黄铜矿与稀硫酸反应)

1、黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之,湿法炼钢2、硫酸铜的生产方法3、黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物.(1)冶炼铜的反应为:2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2.(1)黄铜矿冶炼铜产生的5、硫酸盐溶液中硫化铜矿的浸取,...

今天给各位分享稀硫酸酸浸黄铜矿的知识,其中也会对黄铜矿与稀硫酸反应进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

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黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之,还可以制备硫以及铁的化合物.(1)近年来,湿法炼钢

(Ⅰ) (1)得到的滤渣2是将三价铁沉淀下来的难溶物,可用硫酸来溶解,再加入金属铁可以和三价铁化合为亚铁离子,而又不会引进杂质离子,故答案为:硫酸、过量的铁粉,故答案为:稀硫酸;铁粉;

(2)反应1的反应可以依据流程分析可知反应物为黄铜矿中加入硫酸和氧气反应硫酸铜、硫酸铁和水,反应的化学方程式为:4CuFeS2+2H2SO4+17O2

 细菌 

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4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,故答案为:4CuFeS2+2H2SO4+17O2

 细菌 

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4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O;

(Ⅱ) (1)依据流程图,从整个过程来看,CuFeS2最终变为Cu、FeO和SO2,即2CuFeS2+5O2=2Cu+4SO2+2FeO;沸腾炉生成物中的含铁物质主要成分为铁的氧化物,

故答案为:铁的氧化物;

(2)CuFeS2与O2反应放热,依据图象分析可知,600°C时水溶性铜最高;水溶性铜化合物为CuSO4?5H2O,酸溶性铜化合物为CuO,温度较高时,CuSO4?5H2O可分解生成CuO,则在600℃以上时水溶性铜化合物含量减少,

故答案为:600;生成的CuSO4发生了分解生成酸溶性铜化合物.

硫酸铜的生产方法

废铜包括金属铜废屑及杂铜废屑,杂铜则是铜含量不到90%的铜合金。

1.1废铜原料与浓硫酸作用生产硫酸铜

Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O

但此反应很少应用,因为伴有有害气体二氧化硫产生,污染环境,且母液不能循环使用,原料消耗高。

1.2废铜焙烧稀硫酸浸出生产硫酸铜

2Cu + O2 =△= 2CuO

CuO+H2SO4==CuSO4+H2O

如以纯铜废屑为原料,那么生成的硫酸铜溶液可直接浓缩,结晶产出硫酸铜产品;如以废铜为原料,那么浸出液需经一定的净化工序后才可结晶产出硫酸铜产品,但此工艺能耗高,设备投资大,劳动成本也高。

1.3在催化剂作用下直接与浓硫酸反应。

将废铜投入20%左右近沸的硫酸中,并加入有强氧化作用的催化剂,使铜先生成氧化亚铜,再溶于稀硫酸,并氧化成硫酸铜:

Cu2O+H2SO4=CuSO4+2H2O

2H2SO4+2CuSO4=4CuSO4+2H2O

1.4低温空气氧化溶解法生产硫酸铜

湖庆福等采用的方法可以作为这方面的代表,他们将含铜98%以上的废铜放入由水,硫酸和载氧剂三者配成的溶解液中。以3.0L/min的速度通入空气,在85℃和载氧剂量为0.54%,酸过量10%的条件下反应,便可生成硫酸铜,当其生成量在溶液中达到饱和时,冷却结晶产出硫酸铜。

1.5焙烧——酸溶——置换——焙烧——酸溶法

具体方法为:将杂质废铜焙烧,用硫酸浸取。使铜及合金元素进入溶液,然后置换沉淀出铜分离杂质,焙烧成氧化铜后用硫酸溶解生产硫酸铜。 相当长时间内,由废铜及废杂铜生产硫酸铜一直是工业上的重要方法。以铜矿石生产硫酸铜已在工业上得到广泛应用。

可用于生产硫酸铜的铜矿石有氧化铜矿,硫化铜矿以及它们的混合矿。由于这些铜矿的性质有较大的差别,因此生产硫酸铜的工艺有各自的适应性和特点。

氧化铜有赤铜矿,孔雀石,黑铜矿,蓝铜矿,硅孔雀石等;硫化铜有黄铜矿,方黄铜矿,砷黝铜矿,砷硫铜矿等;次生硫化铜矿有辉铜矿,斑铜矿,铜蓝等。

2.1.1酸浸

一般而言,生产硫酸铜时,氧化铜矿要细磨至通过150μm筛,然后用含100~120g/L H2SO4的溶液在搅拌下反应。最为常见的孔雀石为代表,其反应如下:

CuCO3.Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O

浸出液过滤除去未反应物,根据杂质情况以不同方法除杂后,浓缩,结晶,得到硫酸铜。

用硫酸铜浸出氧化铜矿时,许多杂质也与铜一起进入浸出液 ,要生产符合质量要求的硫酸铜产品,除杂工序很重要。除杂又可分置换出铜分离除杂,或将铁杂质氧化后沉淀除去,铜与铁,铝分离后,再将其水解成碱式硫酸铜而与镁等杂质分离,碱式硫酸铜再溶于硫酸,浓缩,结晶产出硫酸铜。例如对酸浸液用H2O2氧Fe2+为Fe3+,,用新配制的 碱式碳酸铜调节PH至3.5便可将Fe3+沉淀除去,避免了使用含锰氧化剂导致的硫酸铜溶液玷污。在生产饲料级硫酸铜时,必须除去铅和砷。可将已结晶的硫酸铜溶于水过滤除去硫酸铅;而As3+可通过加入氧化剂氧化成As5+并中和至PH4利用溶液中的Fe3+将AsO43-沉淀为FeAsO4除去砷。

2.1.2氨浸

氧化铜矿中Cu2+与氨可形成稳定的络离子溶解从而与Fe,Al及其他金属氧化物或碱土金属碳酸盐等杂质分离,选择性较好。分离未反应物后,蒸氨将铜络离子转化为CuO,再经硫酸溶解制取硫酸铜。高新勤等以安徽产含Cu 20.5%~37.5%,Fe2O31.43%~3.7%,Al2O3 0.41%~0.68%,酸不溶物45.58%的孔雀石为原料,矿石细度0.25mm,在温度60℃,Cu:NH3=1:6,助浸剂:NH3=1:4,固:液=1:5的条件下氨浸150min,可使90%以上的Cu进入氨浸液,其反应为:

CuCO3+Cu(OH)2+8NH3==2[Cu(NH3)]2++CO32-+2OH-

将他们所得的浸出液蒸氨,焙烧,酸溶,即可生产硫酸铜。

2.2以硫化铜为原料生产硫酸铜

孙家寿等在这方面做了广泛深入的研究,并研制了关键的溶铜沉铁试剂,较好地解决了这类矿石生产硫酸铜的难题。他们在处理含Cu 3.85%~6.25%,TFe 39.09%,S 3.08%,SiO232.86%的低品味铜铁矿时,磨矿至74μm83.5%,用硫酸二段浸出,加入溶铜沉铁剂,室温浸出60min,一段铜浸出率62%~66%,二段20%~22%,一段浸出液含铜高。直接浓缩结晶硫酸铜;二段浸出液含铜低,可置换海绵铜做副产品,或焙烧酸溶液后生成硫酸铜。 含铜废弃物是指含较低的废弃物。章伟光等从铜矿选矿和雨水浸泡铜矿石排出

的含铜废水中生产硫酸铜,其工艺为:在含铜废水中加入泡花铁,置换出Cu 20%~50%,Fe10%~30%的粗海绵铜,此种海绵铜因活性大,烘干时极易生成CuO。将氧化铜用氨浸出液浸出3h,铜氨浸液在400~600℃焙烧,S随后用硫酸溶解生产硫酸铜。

黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物.(1)冶炼铜的反应为:8

(1)化合价降低的元素Cu、O,在反应中被还原,故答案为:Cu、O;

(2)冶炼过程产生大量SO2.分析下列处理方案:

a.二氧化硫是污染性气体,高空排放会污染空气,处理不合理,故a错误;                  

b.可以利用吸收二氧化硫生成硫酸,用于制备硫酸,故b合理;

c.用纯碱溶液吸收二氧化硫可以制Na2SO4,故c合理;

d.用浓硫酸不能吸收二氧化硫,故d不合理;

故答案为:b、c.

(3)三价铁具有氧化性,能将碘离子氧化,S2O82-能将亚铁离子氧化,原理为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,S2O82-+2Fe2+=2SO42-+2Fe3+,

故答案为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2;S2O82-+2Fe2+=2SO42-+2Fe3+;

(4)a.氧化铝是两性氧化物,能和强酸以及强碱反应,6H++AI2O3=3H2O+2Al3+,除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成四羟基合铝,

故答案为:Al3++4OH-=2H2O+AlO2-;

b.高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色,故答案为:稀硫酸、KMnO4溶液;稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色.

黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜,冶炼原理为:2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2.(1)黄铜矿冶炼铜产生的

(1)①高锰酸钾溶液酸性溶液中能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色,

故答案为:①稀硫酸、KMnO4溶液;②稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4 溶液褪色;

(2)①流程中操作a是通过过滤的方法得到氢氧化铁沉淀和滤液B,滤液B是硫酸铜溶液,操作b是溶液中得到CuSO4?5H2O晶体的实验方法,溶液中得到溶质晶体可以加热蒸发浓缩,冷却结晶得到;

故答案为:过滤;  蒸发浓缩,冷却结晶;

②检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是KSCN溶液,加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子;

故答案为:KSCN溶液;溶液不变红;

③硫酸铜溶液得到金属铜的方法,可以加入铁粉置换铜反应的化学方程式为:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;也可以惰性电极通电电解硫酸铜溶液,反应的化学方程式为:2CuSO4+2H2O

 通电 

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2Cu+O2↑+2H2SO4;

故答案为:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;2CuSO4+2H2O

 通电 

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2Cu+O2↑+2H2SO4;

硫酸盐溶液中硫化铜矿的浸取,铜矿选矿设备http://www.ysxuankuang.com/news/960.html

硫酸盐溶液中硫化铜矿的浸取 硫化矿的浸取必须用氧化剂将硫氧化为单质硫或硫酸根才能使铜溶出,因此浸取化学一方面要研究氧化剂 和硫的氧化-还原作用,同时还要分析反应生成的各种中间产物。硫酸盐溶液是最重要的硫化铜矿物浸取体 系,因为它比其他体系与浸取产物更加相容、一致。常压下可借助于氧化剂氧化硫,最常用的氧化剂是Fe 3+ ,其被还原后可由空气中的氧氧化再生,返回使用。 下图是Cu-Fe-S-H 2 0系的E h -pH图,表明了各种铜、铁硫化矿物的稳定区域。这些图对于选择硫化矿的浸取条件和了解各种化合物及离子的存在的电位、pH值范围有指导意义。下图(同矿选矿设备) 25℃下Cu-Fe-S-H2O系的Eh-pH图(溶液中总硫量为0.1mol/L,Cu 2+ 的活度0.01mol/L) 硫化铜矿物多是半导体,具有不同溶出休止电位的矿物紧密接触,发生氧化-还原反应时,产生原电池作 用。下表为各种硫化铜矿物及其他常见矿物的休止电位。 黄铁矿最为稳定,因此在与其他硫化矿物接触,组成原电池,它总是处于阳极,不被氧化。处于阴极的矿物则失去电子,而被氧化。 硫化铜矿物及其他常见矿物的休止电位( mV 对标准氢电位) FeS 2 CuFeS 2 Cu 2 S CuS PbS ZnS FeS 630 460~560 440 420 280 -240 -280 辉铜矿浸取(铜矿选矿设备) 早期研究表明,浸取天然辉铜矿时,产生一系列的中间矿物:Cu 2 S→Cu 1.8 S→Cu 1.2 S→CuS。从休止电位的观点看,应该依上述顺序增加,因而稳定性增加。但是,实际上在30℃和较低的高铁离子浓度下,并不产生CuS。反应依下述步骤进行: 第一阶段A: 5Cu 2 S→5Cu 1.8 S+Cu 2+ +2e 第一阶段B: 5/3Cu l.8 S→5/3Cu l.2 S+Cu 2+ +2e 第二阶段: 5/6Cu l.2 S→5/6S+Cu 2+ +2e 在30℃下,第一阶段的反应与矿石粒度有关,而第二阶段反应与矿石粒度无关。但是第二阶段反应氧化生成单质硫,必须在较高的温度下反应才能进行完全。对电极反应动力学的研究说明,90℃,常压下反应缓慢的原因,不是由于单质硫可能形成膜而阻滞扩散,而是由于电子在硫化矿表面的传递缓慢。这是一种电化学的观点。 用0.5mol/L Fe 3+ 及0.001 mol/L Fe 2+ 为浸取剂,浸取0.1mol/L辉铜矿,Fe 3+ /Fe 2+ 电对的起始电位Eh为917mV,当第一阶段结束时为781mV,最后在第二阶段结束时降低到735mV。在90℃下,以0.5mol/L的高铁离子为浸取剂进行第二阶段浸取,矿石粒度210~297μm(48~65目),经2h,铜的浸取率达到90%。结果与收缩核模型相符。 辉铜矿浸取第一阶段浸取测得的活化能都比较低,因此认为是扩散控制的研究者较多。而铜蓝浸取测得的活化能普遍较高,因此认为是反应控制者较多。 斑铜矿浸取(铜矿选矿设备) 斑铜矿常与黄铜矿、辉铜矿共生,使用旋转电极研究表明,在30~70℃同样条件下,斑铜矿的浸取速度仅为辉铜矿的一半左右。溶解分为两个阶段,先生成一种非计量比的矿物,反应如下, Cu 5 FeS+xFe 2 (S0 4 ) 3 ==== Cu 5-x FeS 2 +2xFeS0 4 +xCuS0 4 第二阶段,该非计量比的矿物转化为黄铜矿并生成单质硫, Cu 5-x FeS+(4-x)Fe 2 (S0 4 ) 3 ==== CuFeS 2 + (8-2x)FeS0 4 +(4一x)CuS0 4 +2S 当在35℃以下浸取斑铜矿时,反应动力学曲线呈抛物线状,反应停止于第一阶段,生成非计量比的斑铜矿。在高温下,黄铜矿继续被浸取,动力学呈直线方程。 另一项研究,在101.3kPa的氧分压、90℃的0.1mol/L硫酸中,浸取8h,粒度-45+38μm的天然斑铜矿的铜浸取率仅28%。颗粒外面为铜蓝,核心仍然是斑铜矿。铜蓝反应生成的单质硫可能形成阻滞膜使反应难以继续进行。 黄铜矿浸取(铜矿选矿设备) A 钝化现象 氧气氧化浸取黄铜矿的速度与温度的关系如下图所示,在180℃以下时,以氧气消耗表示的黄铜矿浸取速度很慢,浸取过程可以用下列总反应式表示: CuFeS 2 +4H + +O 2 ==== Cu 2+ +Fe 2+ +2S+2H 2 0 200℃以上反应速度明显加快,主要反应是: CuFeS 2 +40 2 ==== Cu 2+ +Fe 2+ +2S0 4 2在用硫酸铁浸取时也有类似现象。大多数研究者认为是生成单质硫的膜阻滞进一步的反应。也有的认为是由于铁盐水解沉淀形成阻滞膜,这在细菌浸取时,尤其重要,因为此时溶液的pH值在1.5~2之间。以上这种现象称之为“钝化”。 有的试验用有机溶剂将生成的单质硫溶去,果然加快了浸取,恢复到原来的浸取速度。不过,也有不同的实验,发现溶去硫后并不能加快浸取速度。 近年采用电化学、表面分析(如俄歇能谱,X-射线光电子能谱)等新手段研究,确认在氧化浸取黄铜矿CuFeS 2 时,部分Fe 2+ 先被浸出,Fe、Cu的溶出比例是4比1。导致先生成二硫化铜,继而生成多硫化铜中间产物。因此认为整个浸取速度由多硫化铜的缓慢分解为单质硫和铜离子的速度决定。而这个速度比较慢,从而降低了浸取速度。 无论是采取高压氧气或高铁为氧化剂,或者细菌氧化,在一定条件下都产生钝化。克服钝化,提高反应速度成为黄铜矿浸取研究的中心课题。 B 浸取动力学 黄铜矿浸取的活化能普遍很高,因此认为化学或者电化学反应控制的较多。但是也有的研究者认为高活化能是孔内扩散造成的。 C 非氧化溶解 纯黄铜矿矿粉在95℃的3mo1/L的HCl及0.4mo1/L的NaCl溶液中浸取14.5h,铜未被浸出,但铁浸出率达11.45%,认为可能是发生了下列反应: CuFeS 2 +2H + ==== CuS+Fe 2+ +H 2 S D 亚铁离子的影响 不少实验中观察到,在硫酸铁浸取黄铜矿的溶液中添加亚铁离子,会导致浸取反应的速度降低。可能是由于Fe(III)/Fe(II)电对的电位受亚铁离子浓度的影响,随着Fe(II)增加而下降。 但是,近年日本学者报道 [4] ,以含0.04mo1/L硫酸亚铁的稀硫酸溶液为浸取剂,30℃下通入空气浸取黄铜矿,浸取速度甚至比含0.2mol/L硫酸铁溶液通空气的浸取速度快得多。而且,浸取速度随加入的亚铁浓度而升高。但是如果通入氮气,则不反应。他们提出的反应机理是在亚铁参与下,发生了下列反应: CuFeS 2 +3He 2+ +3Cu 2+ ==== 2Cu 2 S+4Fe 3+ Cu 2 S为空气氧化或高铁离子氧化而被浸取,生成铜离子和单质硫。比如: Cu 2 S +4Fe 3+ ==== 2Cu 2+ + 4Fe 2+ +S 在第一步反应中,亚铁离子起到了还原剂的作用。过去也有过不少研究先还原黄铜矿,而后浸取,如有人用在铜离子存在下,以二氧化硫还原黄铜矿,生成辉铜矿和斑铜矿,而后浸取。 球磨机 铁矿选矿设备 金矿选矿设备 铜矿选矿设备 浮选机 以上资料由:河南达嘉矿山机械有限公司 欢迎您的到来 该设备适用于以下生产线: 磁选选矿生产线 浮选选矿生产线 重选选矿生产线 公司是国内大型专业成套选矿设备制造厂家,选矿设备主要包括破碎机,球磨机,磁选机,浮选机,烘干机等,可用于各类矿石的粗选,精选等工艺流程,公司为国内外企业独立设计提供磁选生产线、浮选生产线等工艺,尤其是各类磁铁矿、铁矿石、锰矿、金银矿、铜矿、铅锌矿等矿石选别技术,免费设计安装,欢迎您的致电与考察。

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