浸出习题.docx

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浸出习题

浸出习题

1、与火法冶金相比，湿法冶金的优缺点是什么？

优点：

1.适合于处理低品位矿；2.适合于处理复杂矿及综合利用；3.能有效地分离相似元素和杂质；4.投资较小，能耗较低；5.空气污染小，劳动条件较好。

缺点：

1.主设备及辅助设备较多，占地多；2.冶金过程的程度较慢；3.废水、废渣量较大。

2、试简述选择浸出剂的主要原则。

1．热力学上的可能性，即浸出反应的

；

2．浸出剂与物料的反应速度较快；

3．有较好的选择性，即易将一种组分浸出，而难将其它组分浸出；

4．对设备的腐蚀性尽量小，或可用较便宜的耐腐蚀材料；

5．价廉易得，无毒、安全。

3、有如下浸出过程：

CaWO4（S）+Na2CO3

（1）=Na2WO4

（1）+CaCO3（S）

试说明用实验——图解测定浸出过程平衡浓度商KC和平衡常数K的方法（需作图）。

（1）测定KC方法：

根据反应得：

在一定温度下当反应达到一定时间后浓度不变时，此商值称平衡浓度商（KC），因此，只要将浸出时间对浓度商值作图，当商值不变时则为KC，如下图所示：

图中1线为按正向反应配料测得结果，即随时间增加，商值增加，当达到一定的时间后商值不变，此为KC；图中2线为按逆向反应配料测得结果。

如果按正、反测得的KC吻合，则所测得结果精确。

（2）K值测定：

因当溶液中离子强度接近零时，则KC≈K，故只要测定不同

下的KC，将KC对

作图，再外延到

=0，即得K值。

如图所示。

4、简述浸出过程的强化措施。

1．矿物原料的活化。

其中可分为：

（1）机械活化，使矿物晶体内部产生各种缺陷，使之处于不稳定的高能位状态；增加矿物的活性；

（2）超声波活化，一方面引起矿物内部的缺陷，使活性增加，活化能降低，另一方面加速传质过程，甚至使固体产物脱落；（3）热活化，在晶格中产生热应力和缺陷，降低活化能，甚至在颗粒中产生裂纹，加速传质过程。

2．添加催化剂。

当浸出由化学反应速度控制时，催化剂可加速浸出过程，例如硫化矿氧浸时，HNO3或Fe3+起催化作用。

3．高温高压，例如白乌放的苏打浸出。

5、有如下浸出反应：

ZnO+2H+=Zn2++H2O

试导出上述反应在电位-pH图上的pH-lgaZn2+关系式。

已知：

25℃时Zn2+H2OH+ZnO

（KJ·mol-1）-147.2-237.20-320

（R=8.314J/K·mol）

由反应ZnO+2H+=Zn2++H2O

得

RTPHT

因平衡时

，故

求25℃的

：

KJ·mol-1

代入上式得：

6、已知反应Zn2++2OH-=Zn（OH）2

=-90.07KJ/mol

及反应Cd2+2OH-=Cd（OH）2

=-77.87KJ/mol

试分别求aZn2+=1和aCd2+=0.1时的平衡PH，并根据计算结果回答是否可用水解法从ZnSO4溶液中除Cd2+？

（1）由反应得：

即

因

，代入上式得：

则

对于Cd2+，则

，同理解得PH=7.69。

（2）由于Cd（OH）2沉淀的PH大于Zn（OH）2的PH，故不能用水解法从ZnSO4溶液中除Cd。

7、简述矿物原料浸出过程中化学反应速度控制和内扩散速度控制的特征。

化学反应速度控制：

（1）特征方程为

，即

与t成直线关系；

（2）表观活化能>41.8KJmol-1；（3）反应速度与浸出剂浓度成n次方比例增加；（4）搅拌对速度无明显影响。

内扩散速度控制：

（1）特征方程为

（对球形），即

与t成直线关系；

（2）表观活化能4~12KJmol-1；（3）颗粒大小对浸出速度的影响大；（4）搅拌的影响甚小。

综合训练题1

一、单项选择题（每小题1分，共15分）

1．水的热力学稳定区位于C＿＿。

A氧线之上，氢线之下B　氧线之上，氢线之上

C氧线之下，氢线之上D　氧线之下，氢线之下

2．ZnO在H2SO4溶液中溶解属于＿B　＿。

A简单溶解B　化学溶解C电化学溶解D　说不清

3．电位-pH表达式为

，在电位-pH图上它是一条C＿＿。

A水平线B　垂线C斜线D　说不清

4.湿法冶金与火法冶金相比,对低品位矿石及相似难分离金属的适应性A＿＿。

A更好B更差C相同D不知道

5.反应

的平衡条件为：

，若Fe3+活度为1，那么溶液中Fe3+稳定存在的条件是pH值＿B＿1.6。

A大于B　小于C　等于D不等于

6.当控制电位A＿＿溶液的平衡电极电位时，溶液中的元素就发生还原反应。

A低于B　高于C等于　D　不等于

7.生成配位化合离子Ag（CN）2-、Au（CN）2-后，Au、Ag的还原电位B＿＿。

A提高B　降低C　不变D　说不清

8.在锌焙砂浸出的原则流程中，浸出一般分＿D.＿两个阶段。

A.两次高酸浸出B.第一次高酸浸出，第二次中性浸出

C.两次中性浸出D.第一次中性浸出，第二次高酸浸出

9.对于锌来说，其浸出过程的实质是要使锌、铁稳定存在于＿B＿区。

A浸出、浸出B浸出、净化C浸出、净化D净化、净化

10.有利于硫化物溶出的控制条件是：

B.＿＿。

A.高温、高PH2S、一定PH的B.高温、高P02、一定pH的

C.低温、高PH2S、一定PH的D.低温、高P02、一定pH的

11.硫化锌精矿焙烧时A.＿＿的生成，在湿法浸出时，将造成Zn的损失。

A.ZnO·Fe2O3B.2ZnO·SiO2C.ZnSO4D.ZnCO3

12.浓缩过滤主要是利用矿浆液固＿D.＿来产生推动力。

A.压力不同B.重量不同C.体积不同D.比重不同

13.液固分离的目的是：

D.＿＿。

A.回收有用固体B.回收有用液体

C.回收固体和液体D.以上都是

14.铝土矿用____B._溶出。

A.Al（OH）3B.NaOHC.H2SO4D.NH4OH

15.氨能跟以下哪种离子络合？

＿D.＿。

A.Fe2+B.Cu2+C.Ni2+D.都可以

二、填空题：

请将此题答案填于下表中（每空1分，共40分）

1．湿法冶金过程的实质是借助原料与溶剂的化学反应，将有价成分转入溶液，从而实现金属的____提取___和_____分离__的冶金过程。

2．湿法冶金包括的三个主要过程是：

___浸出、，__净化、______沉积__。

3．分别写出火法冶金、湿法冶金、电化学冶金和浸出的英文单词为Pyrometallurgy、__Hydrometallurgy、____Electrometallurgy、Leaching__。

4．浸出过程按浸出剂的类型可分为___酸浸出_、_碱浸出_、氧浸出_、_氯浸出、__细菌浸出_。

5．影响水溶液稳定性的因素有pH_、_物质电位__、_浓度_、温度_、_压强_。

6．原矿浆制备的主要步骤_破碎_、_配矿_、__磨矿_、_料浆制备__。

7．浸出工艺有__间歇浸出_、__连续并流浸出_、__连续逆流浸出_、错流浸出__。

8．浸出方法有___搅拌浸出_、_高压浸出_、_渗滤浸出__、__堆浸__。

9．搅拌浸出设备有__机械搅拌浸出槽__、_空气搅拌浸出槽_、管道浸出器_、__热磨浸出器__、__流态化浸出塔_。

10．碱性浸出剂有__NaOH_、_Na2CO3__、__Na2S___、__NH3●H2O____。

11、写出pH、pCN的表达式pH=_﹣lgaH+、pCN=_﹣lgaCN-_。

12、分别写出冶金、浸出、热力学、动力学的英文单词为__Metallurgy、_Leaching、Thermodynamics、Kinetics。

13、浸出过程步骤分为_向内的外扩散、__向内的内扩散_、_界面化学反应__、向外的内扩散__、向外的外扩散_____。

14．酸性浸出剂有_HCl__、HNO3__、_H2SO4_、_HF__。

三、简答题：

（每题5分，共25分）

1．概况湿法冶金的优点。

（1）从浸出液中直接回收金属；

（2）有利于稀贵金属回收；（3）脉石不参与反应；（4）对设备腐蚀小；（5）反应温度低；（6）浸出渣易处理；（7）对品位要求低；（8）投资少，见效快；（9）有利于环保。

2．列举出绘制电位-pH图的步骤。

（1）确定体系可能发生的反应并写出每个反应的平衡方程；

（2）查热力学数据，计算出反应的ΔrGmθ和K；（3）推导出电极电位、pH表达式和关系式；（4）根据给定的离子活度、温度、压强计算出电极电位、pH的具体值；（5）建立电位-pH值坐标，绘制电位-pH图。

3．绘制未反应核模型，简要说明浸出过程步骤。

整个浸出过程经历下列步骤：

（1）．浸出剂通过扩散层向矿粒表面扩散（外扩散）；

（2）．浸出剂进一步扩散通过固体膜（内扩散）；

（3）．浸出剂与矿粒发生化学反应，与此同时亦伴随有吸附或解吸过程；

（4）．生成的不溶产物层使固体膜增厚，而生成可溶性产物扩散通过固体膜（内扩散）；

（5）．生成的可溶性产物扩散到溶液中（外扩散）；

4．列举提高浸出速率的措施并做简要说明。

（1）升高温度---物质热运动加剧，界面化学反应加快；

（2）增加浸出剂浓度---推动浸出反应进行；

（3）活化矿物原料---矿物粒度减小、比表面积增加、活化能升高，反应加剧；

（4）加强搅拌---减小扩散层厚度，外扩散加快。

5．简述硫化矿直接高压氧浸出的原理和一般规律。

硫化矿直接高压氧浸的原理：

MeS（s）十H2SO4（aq）十1/2O2＝MeSO4（aq）十S（s）十H2O

硫化矿直接高压氧浸出的规律性，归纳如下：

（1）在一般的浸出温度范围（80～200℃）内，硫化矿氧浸出的速度均随温度的升高而迅速加快，许多硫化矿氧浸出反应的表观活化能均超过41.8Kj/mo1。

（2）在一定酸浓度下，其反应速度均随氧分压的升高而加快，而且在氧分压为100～200KPa的范围内，大部分硫化矿氧浸的速度与PO21/2成正比，为保证最大的浸出速度，氧分压与浸出剂浓度成一定比例。

6．按简单的Me-H2O系中三类基本反应，绘制298k、Zn2+活度为1时的Zn-H2O电位-pH图。

（请用直尺铅笔绘图）

7、简述铝土矿碱溶出原理和工艺。

铝土矿碱溶出的原理：

AlOOH十NaOH（aq）＝NaAlO2（aq）十H2O

A1（OH）3（s）十NaOH（aq）＝NaAlO2（aq）十2H2O

铝土矿中A12O3的具体形态因矿源而异，分别有三水铝石Al（OH）3，一水软铝石γ—AlOOH，一水硬铝石α—A1OOH。

四、计算题：

（每题10分，共20分）

1．当温度为298K时，反应Fe3++Ag=Fe2++Ag+的平衡常数K=0.531，

θFe3+/Fe2+=0.771V,试求

θAg+/Ag?

（p27;2-2）

2．推导出298k时Fe（OH）3离解的pH表达式。

（提示：

298k时离解反应的反应吉布斯自由能为212.19kJ/mol）（p9—p10）

3．已知：

在298K时，Ag＋＋2CN-=Ag（CN）2-反应的平衡常数logK＝21，

θAg+/Ag＝0.799，求溶液中形成配位化合物离子Ag（CN）2-时银还原反应的标准电极电位

Ag+/Ag？

（p27;2-4）

4．推导出298k时Zn被还原的电极电位表达式。

（提示：

298k时还原反应的反应吉布斯自由能为147.176kJ/mol）（p11）