Г л а в я 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

152 
 
В  присутствии  ионов  алюминия  и  магния  [136]  скорость  процесса 
цементации  повышается,  так  как  последние  способствуют  получению  более 
крупных  и  плотных  частиц  меди.  Таким  образом,  на  этот  процесс  большое 
влияние оказывает потенциал, возникающий между осадителями и осаждаемыми 
металлами,  содержание  примесей,  состав  и  свойства  растворов:  электропро-
водность, вязкость, плотность и др. физико-химические факторы. 
Для  исследований  процесса  цементации  меди  готовились  синтетические  и 
технологические  растворы  различных  составов  объемом  0,4  дм
3
и  методом 
вращающегося  диска,  [70,  84,  192]  изучались  в  термостатированном  сосуде. 
Пробы для анализа отбирали через 3-10 мин. Диски были изготовлены из стали 3, 
d=34 мм. Обороты диска варьировали в пределах 100-1440 об/мин при различных 
концентрациях кислоты и температурах раствора. Одновременно контролировали 
окислительно-восстановительный потенциал системы. 
При  изучении  влияния  примесей  на  процесс  цементации  меди  изменяли 
концентрацию только исследуемой примеси, а состав же остальных компонентов 
оставался  постоянными  и  соответствовал  их  среднему  содержанию  в  растворах 
кучного выщелачивания а к 10 га иск их руд. 
Для  определения  кинетических  параметров  реакции  осаждения  меди  из 
растворов после кучного выщелачивания были поставлены опыты на модельных 
растворах, аналогичных производственным с концентрацией, г/дм
3
: меди 0,5-0,6; 
Mg
2+,
 2,5; Fe
3+ 
1,5; Al
3+
 3,5; H
2
S0
4
-1,0. 
Температура опытов - 293 К. Скорость перемешивания раствора 440 об/мин. 
Результаты  опытов показали  (рис  59), что  во  всех случаях  зависимость  IgC  (С  - 
остаточная  концентрация  меди)  от  времени  выражается  прямой  линией,  т.е. 
цементация  меди  в  изучаемых  растворах  является  реакцией  первого  порядка. 
Поэтому для процесса цементации меди железом из растворов перколяционного 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

153 
 
выщелачивания справедливо уравнение [70]: 
 
                       К= 
2,303𝑉
𝑆∙𝑛
0,5
∙𝜏
…
𝐶
1
𝐶
2
                              (32) 
где К - константа скорости реакции цементации; V - объем рас-  
 
 
твора,  см
3
;  τ  -  время  от  начала 
реакции,  мин;  S  -  поверхность 
диска  см
2
;  C
1
,  С
2
  -  исходная  и 
конечная  в  момент  времени  τ 
концентрации меди, г/дм
3
. 
Для  уточнения  влияния  интен-
сивности  перемешивания  на 
процесс цементации поставлены 
опыты  при  293  К  и  скоростях 
перемешивания  раствора  -  100, 
440 и 1410 об/мин. Установлено, 
что 
удельная 
скорость 
осаждения 
меди 
прямо 
пропорциональна 
числу 
оборотов дис- 
ка  в  степени  ½ 
 
  (рис.60),  т.е.  полностью  согласуется  с  гидродинамической 
теорией вращающегося диска [128, 213]. 
 
 
 
 
 
 
 
 

154 
 
 
 
 
 
     Влияние  температуры  на  процесс  осаждения  меди  из  растворов,  содержащих 
г/дм
3
:Mg
2+   
2,5;А1
3+
  3,5;  Fe
3+
  1,5  Сu;
2+ 
1,0;  H
2
S0
4
  1,0  изучалось  при  440  об/мин  и 
изменении  температуры  от  293  до  323  К.  Результаты  опытов  (рис.  61) 
показывают, что скорость осаждения меди при увеличении температуры от 293 до 
323 К возрастает в 1,1 и 1,4 раза. Соответственно повышается расход осадителя - 
железа от 1,4 (при 323 К) до 2,2 (при 323 К)              
         Таким  образом,  результаты  опытов  позволили  вывести  температурную 
зависимость  величины  константы  скорости  осаждения  меди  из  модельных 
растворов. Энергия активации, рассчитанная по уравнению Аррениуса, составляет 
14,17 кДж/моль. Следовательно, цементация меди протекает в диффузионной об-
ласти  [73].  Математическую  зависимость  константы  скорости  цементации  от 
температуры можно представить уравнением: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

155 
 
 
 
 Исследовано  также  влияние  концентрации  серной  кислоты,  трехвалентного 
железа и алюминия на скорость осаждения и  
 
расход 
осадителя, 
остальные 
 
параметры 
процесса 
оставались 
неизменными. 
Как отмечено  в  литературе, 
в  определенных  пределах 
концентрация 
кислоты 
положительно  влияет  на 
скорость  цементации  меди. 
Для 
уточнения 
этого 
фактора  были  проведены 
опыты  при  293  К  и 
скорости  вращения    диска  
440 
об/мин 
с 
растворами, содержащими 3,5 алюминия и 1,5 г/дм
3
 трехвалентного железа. При 
этом  концентрация  кислоты  изменялась  в  пределах  1,0-5,0  г/дм
3
,  что  наиболее 
характерно для растворов кучного выщелачивания. 
Из полученных данных видно (табл. 33), что с увеличением концентрации 
кислоты от 0,5 до 5 г/дм
3
 в первые 15-20 мин. скорость процесса увеличивается в 
1,5 раза. При этом одновременно растет расход осадителя. 
Кроме  того,  увеличение  концентрации  кислоты  в  растворе,  как  будет 
показано ниже, повышает величину тока при цементации (рис. 62, кривая 4), что 
связано с увеличением электропро- 

жүктеу/скачать 27,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: