SU681107A1 - Способ окислени соединений металлов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии и мо/кет быть использовано в производствах, примен ющих азотную кислоту либо как самосто тельный окислитель, либо как катал затор дл  окислени  материалов кис лородом, например металлов и их сульфидов, окисление МИЙЬЯКОВИСТЕЛХ соединений, солей двухвалентного железа и т.д. Известен способ окислени  соеди нений металлов, например сульфидов азотной кислотой и кислородом при повышенной температуре с одновременной регенерацией азотной кислоты кислородом в одном аппарате при диспергировании одной из фаз в другую 1. Процесс по этому способу ведут так, что газова  фаза непрерывно диспергируетс  мешалкой в жидкой фазе. Дл  ускорении процеса окислени  ведут при давлении не ниже 11,5 ат В ходе реакции непрерывно поступает кислород, который подаетс  в жидкую фазу. Образующиес  при окис лении исходных материалов нитрозны газы взаимодействуют с кислородом и водой, регенериру  при этом азотную кислоту. Окисление нитрозных газов и поглощение продуктов окислени  провод тс  при той же температуре, что и окисление исходных материалов, т.е. не ниже 150°С. Дл  устранени  вредного вли ни  повышенной температуры применено повышенное давление (не 11,5 ати), что значительно усложн ет эксплуатацию оборудовани  и требует решени  специгшьных вопросов по герметизации оборудовани . Кроме того, применение повышенной температуры снижает коррозионную стойкость многих материалов , примен ющихс  в промьЕиленности . Предложенный способ отличаетс  тем, что Окисление ведут с охлаждением газовой фазы при диспергировании в нее жидкости, охлаждение газовой фазы ведут до 10-25 с, а кислород подают в газовое пространство над поверхностью раздела фаз. Это позвол ет снизить рабочее давление и температуру, а также увеличить скорость процесса. Снижение температуры газовой фазы со 150 до 25с ускор ет реакцию 3 окислени  нитрозньгх газов в 4 раза. Распыление жидкости в газовом пространстве облегчает поглощение проду тов окислени  нитрозных газов и регенерацию азотной кислоты за счет увеличени  поверхности раздела между фазами. Вследствие механического разрушени пены падаюошй жидкостью улучшаетс  контакт между кислородом и нитрозными газами. Ввод кислорода в приграничную зону через диспергатор позвол ет интенсифицировать процесс за счет более равномерного распределени  кислорода по всему объему аппарата, причем рассто ние между уровнем жидкости и вводом кислорода (1-10 см обеспечивает химическое разрушение пены, так как при окислении оки си азота - основной составной части нитрозных газов до двуокиси происхо дит уменьшение объема газов. Способ заключаетс  в следующем. При проведении окислени  в аппарат заливают рабочий раствор. Затем задают необходимое количество кисло ты дл  создани  нужной кислотности раствора. После этого аппарат проду вают кислородом. В конце продувки загружают исходный материал, после чего аппарат герметично закрывают. При помощи теплообменника жидка  фа за нагреваетс  до начала реакции, о чем суд т по по влению бурых паров двуокиси азота и быстрому падению давлени  в аппарате. Сразу же после начала реакции включают охлаждение газовой фазы при помощи теплообменни ка, непрерывно контролиру  температу ру по. термометрам и поддержива  температуру в газовой и жидкой фазах на оптимальном уровне раздельно. Дав ление в аппарате контролируют по манометру и поддерживают на заданном значении при помощи регулируемой под чи кислорода. Весь процесс ведут при непрерывном циркул ционном перемешивании жидкой фазы и распылением ее в газовом пространстве аппарата через распылительную форсунку. Контроль за окончанием реакции ведут по прекращению поглощени  кислорода и исчезновению бурой окраски нитрозных газов. Пример 1.С целью извлечени  свинца в раствор провод т окисле ние 50 кг сульфиднох о свинцового кон центрата с содержанием галенита 81,5 74 азотной кислотой,концентрацией 55г/л, вз той в количестве 500 л. Процесс ведут в аппарате емкостью 1 м. Проверены следующие варианты проведени  процесса. 1.Известный способ, осуществл емый без охлаждени  газовой фазы и распылени  жидкой фазы в газовом пространстве аппарата, дл  чего пульпу ввод т при циркул ционном перемешивании ниже уровн  жидкости. Кислород в аппарат подают без диспергатора (проста  подача). 2.С охлаждением газовой фазы и распылением жидкой фазы в газовом пространстве аппарата и с простой подачей кислорода. 3.С охлаждением газовой фазы, распылением жидкой фазы и подачей кислорода над поверхностью раздела фаз на высоте 1-10 см над уровнем жидкости черэз диспергатор. Температуру жидкой фазы поддерживают около 65с. Повышение температуры приводит к уменьшению извлечени  свинца в раствор, так как начинаетс  окисление сульфидной серы до сульфат-ионов. Во всех трех вариантах устанавливают степень окислени  галенита, определенна  по разности между количествами его в исходном материале и в остатке после окислени , продолжительность процесса и максимальное рабочее давление. Результаты опытов приведэны в таблице. Пример 2. Провод т окисление раствора арсенйта натри . В качестве исходного материала используют 0,5 м раствора арсенйта натри  с концентрацией мышь ка 50 г/л, в том числе 47,5 г/л трехвалентного мышь ка. Раствор подкисл ют азотной кислотой до концентрации 50-60 г/л по НЫОз и подвергают окислению по методике, описанной в примера 1 по тем же трем вариантам, в том же аппарате. При этом также устанавливают степень окислени  мышь ка, продолжительность процесса и максимальное рабочее давление. Содержание трехвалентного мышь ка по окончании процесса во всех трех вариантах составл ют менее 0,05 г/л. Результаты окислени  приведены в таблице.