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文档简介
1、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
2、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 = mgcl2 g0mgcl2 0.5ti + cl2 = 0.5ticl4 g0ticl4 mg + 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
3、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 + 0.5o2 k=（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 + 0.5o2 c+o2 =co2 c+ 0.5o2 = co 2meo+ 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
4、 + 0.5s2 g0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 + h2o mgo+hcl = mgcl2 + h2o 773k以下反应向右进行。773 k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
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