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.,有色金属冶金原理,第五章,.,第五章氧化物和硫化物的火法氯化,第一节概述第二节氯化反应的热力学第三节氯化反应的动力学,.,第一节概述,金属氯化物的特点：低熔点，高挥发性，易溶于水。氯化冶金：就是将矿石（或冶金半成品）与氯化剂混合，在一定条件下发生化学反应，使金属变为氯化物再将金属提取出来的方法。氯化冶金的过程：氯化过程；氯化物分离过程；从氯化物中提取金属。,.,氯化过程在有色金属冶金中的应用：氯化焙烧：TiO2TiCl4；MgOMgCl2离析法：难选氧化铜矿石的离析反应。粗金属熔体氯化精炼：铅中的锌，铝中的钠和钙可用通氯气的方法除去。氯化浸出：包括盐酸浸出及铝盐浸出。,.,第二节氯化反应热力学,一、金属与氯的反应大多数金属能和氯气反应生成氯化物：氯化反应的G0与温度的关系可以用图表示。为便于比较，换算成1mol氯气的标准生成自由能变化。G0T图中，下面金属可以置换上面的金属氯化物中的金属。Mg+Cl2=MgCl2G0MgCl20.5Ti+Cl2=0.5TiCl4G0TiCl4Mg+0.5TiCl4=MgCl2+0.5Ti,.,.,二、金属氧化物与氯的反应。,氧化物的氯化是氯化冶金的重要步骤。MeO+Cl2=MeCl2+0.5O2反应的自由能变化：G0反应=G0MgCl2-G0MgO对于Si、Al、Ti、Mg等金属，上述反应的G0大于0，所以反应不能进行。也就是说SiO2、Al2O3、TiO2和MgO在标准状态下不能被氯化。,.,.,三、金属氧化物的加碳氯化反应,MeO+Cl2=MeCl2+0.5O2K=（aMeCl2Po20.5P01/2）/（aMeOPCl2）若直接进行氯化反应，氯的利用率低。可以考虑加还原剂。MeO+Cl2=MeCl2+0.5O2C+O2=CO2C+0.5O2=CO2MeO+C+2Cl2=2MeCl2+CO2,.,四、金属硫化物与氯的反应,金属硫化物在中性或还原性气氛中能与氯气反应生成金属氯化物。MeS+Cl2=MeCl2+0.5S2G0反应=G0MgCl2-G0MgS可作出G0T图。从图中可以看出：许多金属硫化物可以被氯氯化。硫化物通常比氧化物容易氯化。氯化产物：是金属氯化物和元素硫。,.,.,五、金属氧化物与氯化氢的反应,除氯以外，金属氧化物与氯化氢的反应，也是氯化焙烧常见的反应；MeO+HCl=MeCl2+H2OMgO+HCl=MgCl2+H2O773K以下反应向右进行。773K以上反应向左进行。(水解反应),.,六、金属氧化物与固体氯化剂的反应,在生产实践中常用氯化钙、氯化纳等固体氯化物作为氯化剂。MeO+CaCl2=MeCl2+CaO,.,第三节氯化反应的动力学,气固之间的反应一般有五个步骤：气相反应物向固相反应物表面扩散。气相反应物在固相表面被吸附。气
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