А, М. Кунаев, Б. К. Кенжалиев теория и практика кучного выщелачивания меди алматы «гылым» 1998 4

43 
 
нем  на  порядок  ниже,  чем  малахита.  Равновесие  в  системе
 
H
2
SO
4
 
- 
хризоколла устанавливается в течение 20 ч. 
Результаты  опытов  по  определению  скорости  растворения  и 
растворимости 
хризоколлы 
позволили 
рассчитать 
коэффициент 
массопередачи β
2
 в растворе
 
H
2
SO
4
. При этом учтена предельная величина 
растворимости  СuSiO3  Н
2
О.  Следует  отметить,  что  в  растворах
 
H
2
SO
4
  с 
низкой концентрацией (0,05 и 0,1 г-экв/дм
3
) очень высокий коэффициент 
массопередачи.  По-видимому,  наряду  с  основными  минералами  идет 
растворение примесей. С повышением концентрации кислоты значение  β
2
 
приближается  к  значению  β
2
  для  минерала  малахита  (табл.  5)  в 
аналогичных  условиях.  Это  свидетельствует  о  высоком  коэффициенте 
массопередачи хризоколлы в растворах H
2
S0
4
. 
Рассчитанная  по  уравнению  Аррениуса  кажущаяся  энергия 
активации  (35,12  кДж/моль)  дает  возможность  судить  о  протекании 
процесса в диффузионной области (табл.6). 
Повышение  температуры  от  298  до  323  К  увеличивает  скорость 
растворения  в  2-3  раза  (табл.  5).  Порядок  реакции  составляет  0,67  (табл. 
6),  что,  очевидно,  связано  с  протеканием  нескольких  параллельных 
реакций  в  процессе  растворения,  так  как  в  составе  минерала  содержатся 
легкорастворимые примеси (табл. 3). 
Процесс  протекает  в  диффузионном  режиме,  а  коэффициент 
массообмена  уменьшается  с  ростом  концентрации  кислоты.  Повышение 
значения  кажущейся  энергии  активации  свидетельствует  об  осложнении 
процесса  под  действием  образовавшейся  при  разложении  хризоколлы 
коллоидной  кремнекислоты  [173],  которая  покрывает  реагирующую 
поверхность и создает диффузионные затруднения. 
Полученные  данные  по  влиянию  температуры  и  концентрации 
кислоты на растворение хризоколлы согласуются с данными [173]. Однако 
в  литературе  отсутствуют  значения  удельной  скорости,  коэффициента 
массообмена,  описание  характера  протекания  процесса  растворения  и 
порядок реакции разложения 
 
 
 
 
 
 

44 
 
хризоколлы.  Эти  параметры  получены  нами  впервые  и  свидетельствуют, 
что  для  кучного  выщелачивания  можно  рекомендовать  оптимальную 
концентрацию кислоты - 5 г/дм
3
, температуру - 298 К. 
Изучение  кинетики  растворения  хризоколлы  Айдарлинского 
месторождения, покрытой опаловидной пленкой, проводилось в несколько 
этапов.  На  первом  -  с  использованием  растворов  серной  кислоты 
концентрации  0,05-1,0  г-экв/дм
3
  при  температурах.  298  и  393  К. 
Установлено, что с повышением концентрации серной кислоты от 0,05 до 
0,5  г-экв/дм
3
  скорость  растворения  хризоколлы  Vз  возрастает  в  2-3  раза. 
Коэффициент массопереноса рз при росте концентрации кислоты от 0,05 
до  0,1  г-экв/дм
3 
увеличивается  от  3,07-10
-4
  до  4-10
-4
  см/с,  но  при 
концентрации кислоты 0,5 г-экв/дм
3
 снижается и становится равным. 1,14-
10
-4 
см/с.  Самые  высокие  значения  коэффициента  массопереноса  со-
ответствуют концентрации серной кислоты 0,1 г-эк.в/дм
3
. 
На  втором  этапе  изучалось  растворение  хризоколлы  в  растворах 
хлорида  натрия  при  постоянной  концентрации  серной  кислоты  5  г/дм
3
, 
температуре  293  К.  поверхности  растворения  0,25  см
2
,  времени  контакта 
1200 с. Концентрация хлорида натрия изменялась в пределах от 50 до 250 
г/дм
3
.  Результаты,  представленные  в  таблице  7,  показывают,  что  с 
увеличением концентрации хлорида натрия от 50 до 250 г/дм
3
 повышается 
скорость растворения минерала от 0,48-10
-6
 до 1,143-10
-6
 г/(см
2
-с). Почти в 
два раза увеличивается также коэффициент массопереноса. Самое высокое 
значение 
скорости 
растворения 
хризоколлы 
наблюдается 
при 
концентрации хлорида натрия 250 г/дм
3
. 
При высоких концентрациях серной кислоты (0,5 г- экв/дм
3
) за счет 
высокой  первоначальной  скорости  растворения  минерала  на  его 
поверхности  наблюдается  быстрый  рост  слоя  геля  кремневой  кислоты, 
образующегося в результате растворения хризоколлы. 
 
 
 
 
 
 
 
 

45 
 
Пленка  геля  дополнительно  уплотняется  за  счет  образовавшегося 
сульфата  меди.  Все  это  приводит  к  возникновению  диффузионного 
сопротивления при растворении хризоколлы. 
В табл. 8 показаны результаты опытов по влиянию температуры на 
скорость  растворения  хризоколлы  S=0,25  см
2
,  концентрация  H
2
SO
4
 
  5 
г/дм
3
.  Вычисленные  по  этим  данным  значения  кажущейся  энергии 
активации  (32,9  кДж/моль),  а  также  температурные  коэффициенты 
растворения позволяют сделать вывод, что растворение хризоколлы как в 
серно-кислых растворах, так и в присутствии хлорида натрия, происходит 
в диффузионной области. 
Для  выяснения  влияния  хлорида  натрия  на  кинетику  растворения 
хризоколлы, покрытой опаловидной пленкой, изучены растворы и твердые 
продукты  от  обработки  минерала  сернокислыми  растворами  различными 
физико-химическими методами исследования. 
Таблица 8. Влияние температуры на процесс растворения 

жүктеу/скачать 27,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: