《湿法冶金过程及设备培训》课件-离子沉淀法-氢氧化物沉淀

离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitationHydrometallurgicalprocessandequipmentCourseleader:QinYongben离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation课程导入

Courseguide相的分离

Separationofphases杂质金属

Impurity

Metal提取金属

Withdrawal

Metal不同相态Differentphase提取金属

Withdrawal

Metal林忠

Lin

Zhong

主讲教师

Lecturer课程导入

Courseguide沉淀

Precipitate不同有机相

Differentorganicphases离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation沉淀

Precipitate离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation离子沉淀

Ionprecipitation离子沉淀是指溶液中某种离子在沉淀剂的作用下，形成难溶化合物而沉淀的过程。Ionprecipitationreferstotheprocessinwhichacertainioninasolutionformsinsolublecompoundsandprecipitatesundertheactionofaprecipitant.概念

Concept工业生产

Industrialmanufacture离子沉淀

Ionprecipitation溶液净化沉淀法

Solutionpurificationprecipitationmethod制备纯化合物的沉淀法

Precipitationmethodforpreparingpurecompounds溶液

Solution主体

Primarycomponents有价金属

Valuablemetals和杂质

andimpurities有价金属

Valuablemetals杂质

Impurity难溶化合物

Poorlysoluble

Compounds主体

Primarycomponents有价金属

Valuablemetals和杂质

andimpurities有价金属

Valuablemetals杂质

Impurity难溶化合物

Poorlysoluble

Compounds溶液

Solution离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation氢氧化物

Hydroxide硫化物

Sulphide碳酸盐

Carbonate草酸盐等

Oxalateandthelike难溶化合物

Insolublecompound难溶氢氧化物

PoorlysolubleHydroxide水解法

Hydrolysismethod选择分离法

Selectiveseparationmethod硫化物

Sulphide离子沉淀

Ionprecipitation离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation氢氧化物沉淀法PH值的影响

EffectofPHvalueofhydroxideprecipitationmethod离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitationPH值的影响

EffectofPH在生产实践中，使溶液中金属离子呈氢氧化物形态沉淀，包含两个不同方面的目的：Inproductionpractice,precipitatingmetalionsinsolutionintheformofhydroxideshastwodifferentpurposes:使主要金属在溶液中呈氢氧化物沉淀Precipitatethatmainmetalashydroxideinsolution生产氧化铝

Productionofalumina铝酸钠溶液

Sodiumaluminatesolution氢氧化铝

AluminiumHydroxide析出

Precipitation离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation锌焙砂酸浸

Acidleachingofzinccalcination

控制浸出液终点的pH值

ControllingthepHoftheleachateendpoint使杂质在浸出液中呈氢氧化物沉淀The

impuritiesareprecipitatedashydroxidesintheleachateFe(OH)3沉淀

Precipitate杂质

Impurity离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitationPH值的影响

EffectofPH在生产实践中，使溶液中金属离子呈氢氧化物形态沉淀，包含两个不同方面的目的：

Inproductionpractice,precipitatingmetalionsinsolutionintheformofhydroxideshastwodifferentpurposes:使主要金属在溶液中呈氢氧化物沉淀

Precipitatethatmainmetalashydroxideinsolution金属离子水解反应

MetalionhydrolysisreactionMe2++zOH-══Me(OH)z(s)

离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation使杂质在浸出液中呈氢氧化物沉淀

Theimpuritiesareprecipitatedashydroxidesintheleachate在生产实践中，使溶液中金属离子呈氢氧化物形态沉淀，包含两个不同方面的目的：

Inproductionpractice,precipitatingmetalionsinsolutionintheformofhydroxideshastwodifferentpurposes:使主要金属在溶液中呈氢氧化物沉淀

PrecipitatethatmainmetalashydroxideinsolutionPH值的影响

EffectofPH氢氧化物沉淀的pH值

pHofhydroxideprecipitation表2-1298K及aMez+=1时若干金属氢氧化物沉淀的pH值

Table2-1298KpHvaluesofsomemetalhydroxideprecipitatesat298KandaMez+==1

氢氧化物生成反应

Hydroxideformationreaction

溶度积Ksp

SolubilityproductKsp

溶解度/mol·L-1

Solubility/mol·L

-1

生成Me(OH)z的pH值

pHtogenerateMe(OH)z

Ti3++3OH-=Ti(OH)31.5×10-444.8×10-12-0.5Sn4++4OH-=Sn(OH)41.0×10-562.1×10-120.1Co3++3OH-=Co(OH)33.0×10-415.7×10-111.0Sb3++3OH-=Sb(OH)34.2×10-421.1×10-111.2Sn2++2OH-=Sn(OH)25.0×10-262.3×10-91.4Fe3++3OH-=Fe(OH)34.0×10-382.0×10-101.6Al3++3OH-=Al(OH)39×10-332.9×10-93.1Bi3++3OH-=Bi(OH)34.3×10-336.3×10-93.9Cu2++2OH-=Cu(OH)25.6×10-202.4×10-74.5Zn2++2OH-=Zn(OH)24.5×10-272.2×10-65.9Co2++2OH-=Co(OH)22.0×10-163.6×10-66.4Fe2++2OH-=Fe(OH)21.6×10-150.7×10-56.7Cd2++2OH-=Cd(OH)21.2×10-141.2×10-57.0Ni2++2OH-=Ni(OH)21.0×10-151.4×10-57.1Mg2++2OH-=Mg(OH)25.5×10-121.1×10-48.4Ti++OH-=Ti(OH)7.2×10-1

9×10-113.8离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitationPH值的影响

EffectofPH最先析出

Precipitatefirst氢氧化物

Hydroxide更容易析出

Easiertoprecipitate氢氧化物

Hydroxide含有几种相同价位阳离子的多元盐溶液

Multi-componentsaltsolutioncontainingseveralcationsofthesamevalencepH值最低溶解度最小

LowestpHsolubilityLowestpH值更低的溶液

LowerpHsolutions高价氢氧化物

Highvalenthydroxide离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation氢氧化物沉淀的pH值

pHofhydroxideprecipitationPH值的影响

EffectofPH高价金属离子先沉淀

High-valentmetalionsprecipitatefirst纯净的氯氧化物只能从稀溶液中生成，而在一般溶液中常常是形成碱式盐而沉淀析出。Pureoxychloridecanonlybeproducedfromdilutesolutions,whilebasicsaltsareoftenformedandprecipitatedingeneralsolutions.表2-2298K及aMez+=1时形成金属碱式盐标准摩尔生成吉布斯自由能及平衡pH值

Table2-2StandardmolarGibbsfreeenergyandequilibriumpHvalueofmetalbasicsaltsformedat298KandaMez+=1碱式盐的化学式

Chemicalformulaofbasicsalt

碱式盐的标准摩尔生成吉布斯自由能

ThestandardmolarGibbsfreeenergyofformationforbasicsalts

ΔfGmϴ(2)/kJ·mol-1形成碱式盐的平衡pH值

EquilibriumpHforbasicsaltformation

5Fe2(SO4)3·Fe(OH)3-820.06<0Fe2(SO4)3·Fe(OH)3-305.43>0CuSO4·Cd(OH)2-253.133.12CdSO4·Cd(OH)3-123.433.9ZnSO4·Zn(OH)2-116.733.8ZnCl2·2Zn(OH)2-206.275.13NiSO4·4Ni(OH)2-401.665.2FeSO4·2Fe(OH)2-197.485.3CdSO4·2Cd(OH)2-190.795.8离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation对相同的金属离子来说,其碱式盐析出的pH值低于氢氧化物析出的pH值。Forthesamemetalion,thepHvalueofbasicsaltprecipitationislowerthanPHvalueofhydroxideprecipitation.溶液

SolutionpH增加

IncreasedpH金属碱式盐

MetalBasicsalt离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation高价金属离子先沉淀

High-valentmetalionsprecipitatefirst三价金属的碱式盐与同一金属二价碱式盐相比，可以在较低的pH值下沉淀析出。BasicsaltsoftrivalentmetalscanprecipitateatlowerpHvaluesthandivalentbasicsaltsofthesamemetal.低价金属离子

Low-costmetalion氧化

Oxidation更高价态的金属离子

HighervalenceMetalion铁的氧化沉淀

Oxidativeprecipitationofiron离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation高价金属离子先沉淀

High-valentmetalionsprecipitatefirst常用的氧化剂

Commonlyusedoxidants氧化剂

OxidantH2O2、KMnO4、NaClO3、Cl2、MnO2氧化电位顺序

SequenceofoxidationpotentialH2O2＞KMnO4＞NaClO3＞Cl2＞MnO2＞O2

锌、铜湿法冶金

Zincandcopperhydrometallurgy氧化剂：MnO2+O2Oxidants:MnO2+O2

镍、钴湿法冶金

Nickelandcobalthydrometallurgy氧化剂：Cl2Oxidant:Cl2

较昂贵

Moreexpensive常压条件下

Undernormalpressure反应较慢

Slowerresponse离子沉淀法-氢氧化物沉淀

Ionprecipitationmethod-hydroxideprecipitation氢氧化物沉淀法的应用

Applicationofhydroxideprecipitatio