Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ОБ ОГ ОД ОЕ ОЖ ОЗ ОЙ ОК ОЛ ОМ ОН ОО ОП ОР ОС ОТ ОФ ОХ ОЦ ОЧ

Окисление - сульфид - железо

 
Окисление сульфидов железа в щелочных цианистых растворах протекает значительно интенсивнее, чем в воде, и сопровождается большим расходом цианида и кислорода.
Окисление сульфида железа FeS лимитирует общую скорость обжига сульфидных руд вследствие медленных диффузионных стадий, предшествующих окислению по реакции ( г) и сопровождающих его. Зерна сульфида железа в процессе окисления покрываются пленкой окислов железа, затрудняющей диффузию кислорода к неокисленному ядру FeS и обратную диффузию двуокиси серы в газовую фазу.
Поскольку окисление сульфида железа сопровождается выделением значительно большего количества тепла, чем образование сульфида, но протекает гораздо медленнее, температуру очистной массы можно частично регулировать, подавая кислород на вход во второй ящик вместо головного. Оптимальная температура сухой очистки лежит в пределах 16 - 38 С. Для надлежащего протекания процесса необходим избыток кислорода; добавку кислорода следует регулировать, чтобы в очищенном газе содержалось 0 4 - 0 7 % кислорода.
При окислении сульфидов железа в водных растворах кислородом воздуха имеет место кислотный катализ. С повышением значения рН растворов скорость окисления постепенно уменьшается, а при рНП резко падает. При значениях рН растворов 6 - II единственным продуктом окисления сульфида железа является элементарная сера. Когда рН 11 5, основным продуктом окисления является тиосульфат.
По скорости окисления сульфидов железа, входящих в состав золотых руд, последние условно подразделяют на медленно и быстро окисляющиеся колчеданы. К первому типу относятся руды, содержащие большинство разновидностей пирита, и особенно те из них, которые имеют плотную крупнокристаллическую структуру. Отличаясь очень малой скоростью окисления, эти колчеданы почти не изменяются в процессе всех технологических операций, включая измельчение и цианирование. Извлечение золота из руд этого типа обычно не вызывает затруднений.
Схема процесса феррокс. Расход воздуха на окисление сульфида железа достигает 0 3 мл на 1 м3 газа. Расход воздуха в большой мере зависит от степени использования кислорода в регенераторах. Теоретически на 1 моль H2S требуется лишь 0 5 моль кислорода, следовательно, усовершенствование конструкции регенераторов позволит значительно сократить расход воздуха.
В первом происходит окисление сульфида железа и его шлакование добавляемым кварцем, при этом получаются белый штейн и шлак. Шлак сливают через горловину, наклоняя конвертор, и в ковшах отвозят тем же краном. Воздух, вдуваемый через фурмы в жидкий штейн, энергично его перемешивает.
Напишите уравнения реакций окисления сульфида железа ( II) озоном в кислой и щелочной средах.
Реакции поглощения сероводорода и окисления сульфида железа протекают при средней температуре ( 41 С) с выделением тепла. Для эффективной работы установок температуру следует поддерживать ниже 50 С.
Первый период состоит в окислении сульфидов железа кислородом воздушного дутья: 2FeS - f - ЗО2 2FeO 2SO2 Q. Образующаяся FeO взаимодействует с кремнеземом флюса и переходит в шлак: 2FeO SiO2 SiO2 - 2FeO Q. Сернистый газ направляется на производство серной кислоты. Конвертерный шлак в конце первого периода сливают в ковш и направляют на повторную переработку в отражательные печи для извлечения меди.
Бурые железняки образуются и при окислении сульфидов железа, преимущественно пирита FeSz, а также в результате жизнедеятельности особых бактерий ( железобактерий), которые осаждают из растворимых солей железа гидрат окиси железа.
Бурые железняки образуются также в результате окисления сульфидов железа, преимущественно пирита - FeS2, и в результате жизнедеятельности особых бактерий ( железобактерий), которые осаждают из растворимых солей железа гидраты окиси железа.
Таким образом, термодинамический анализ реакций окисления сульфида железа кислородом показывает, что в процессе обжига в твердой фазе образуются преимущественно окислы железа, а в газовой фазе - сернистый ангидрид.
При многократном использовании одного и того же осадка процесс окисления сульфида железа ( регенерация) интенсифицируется за счет развития в осадке серных бактерий.

Процесс конвертирования медных штейнов делится на два периода: первый - окисление сульфидов железа и перевод образующихся сульфидов в шлак с получением белого матта ( практически чистого Cu2S с содержанием 78 - 80 % Си) и второй - окисление Cu2S до черновой меди.
Основное количество тепла, необходимого для хода процесса, получается за счет окисления сульфидов железа и шлакования закиси железа.
Кроме того, наличие в нефтегазовой смеси активных тионовых сероокисляющих бактерий делает возможным окисление сульфида железа до сульфат-ионов серной кислоты.
Как видно из данных табл. 4, при 500 - 1200 С реакции окисления сульфида железа кислородом ( 1) - ( 4) в основном идут в сторону образования окислов железа в твердой фазе и сернистого ангидрида в газовой фазе.
В табл. 4 представлены результаты подсчетов значений изобарного потенциала в различных условиях для ряда реакций, возможных при окислении сульфида железа кислородом воздуха.
При полупиритной плавке тепло, необходимое для расплавления шихты, получается в результате горения топлива ( кокса) и окисления сульфида железа.
В присутствии кислорода, появляющегося в результате метаболизма сульфатредуцирующих бактерий или попадающего в среду из внешних источников, возможно окисление сульфида железа до элементной серы и затем до сульфат-ионов, но уже с помощью тионовых бактерий.
В первый период продувки идет главным образом окисление железа, так как скорость окисления железа больше, чем скорость окисления сульфида железа. В результате продувки расплава получается обедненный железом штейн. В дальнейшем начинает выгорать сульфид железа.
Серусодержащно присадки широко используются для улучшения эксплуатационных свойств моторных масел, поэтому необходимо изыскивать меры, позволяющие полностью предотвратить или эффективно замедлить процесс окисления сульфидов железа на поверхности деталей двигателей. Например, необходимо, чтобы присадки прочно адсорбировались на поверхности деталей двигателей и надежно препятствовали проникновению кислорода воздуха к той части пленки, которая состоит из сульфидов металлов.
При сульфидировании пиритом FeS2 процесс начинается с его термического разложения на FeS и элементарную серу, которые вместе с SO2, образующимися при окислении сульфидов железа и серы, сульфидируют закись никеля.
Переходя к термодинамической оценке условий регенерации твердых поглотителей при очистке газов от H2S с помощью окислов железа, необходимо отметить большое число опубликованных работ, посвященных процессу окисления сульфида железа кислородом воздуха. Исследователей в основном интересовали вопросы, связанные с механизмом окисления сульфида железа кислородом.
С целью рациональной организации процесса регенерации твердого реагента для последующего его использования в циклах поглощения сероводорода из газов необходимо оценить равновесие отдельных реакций, возможных в суммарном процессе окисления сульфида железа кислородом.
Борьба с самовозгоранием ведется различными методами: антикоррозионной защитой технологического оборудования, вытеснением окислителя из газовой фазы инертным газом или паром. Контролируемый процесс окисления сульфидов железа не приводит к значительному самонагреванию и самовозгоранию. С этой целью аппарат заполняют водой, которую затем медленно спускают.
Отражательная печь.| Горизонтальный конвертор для продувки медных штейнов. Температура в конверторе достигает 1200 - 1300 С. При этом происходит окисление сульфида железа за счет кислорода воздуха.

Однако в пластовых и сточных водах, содержащих сероводород, кислород, отмечаются скорости коррозии оборудования 6 - 8 мм / год. В присутствии тионовых се-роокисляющих бактерий возможно окисление сульфида железа до сульфат ИОНОБ серной кислоты и, в результате, заметное подкисление среды.
Однако в пластовых и сточных водах, содержащих сероводород, кислород, отмечаются скорости коррозии оборудования 6 - 8 мм / год. В присутствии тионовых се-роокисляющих бактерий возможно окисление сульфида железа до сульфат ионов серной кислоты и, в результате, заметное подкисление среды.
Схема устройства печи кипящего слоя. 1 - подина. 2 - футеровка стен. 3 - свод. 4 - корпус печи. 5 - кипящий слой. 6 - форкаме-ра. 7 - питатель шихты. Шихта, подаваемая в печь, состоит из медных концентратов, измельченных флюсов и оборотной пыли. Основная реакция при окислительном обжиге - окисление сульфида железа до Fe2O3 и SO2 с выделением тепла, которого достаточно для протекания процесса в автогенном режиме. Продуктом обжига является огарок, содержащий Cu2S, FeS, ZnS, Fe2O3, CaO, SiO2, газы с 13 - 15 % SO2 и пыль.
Ее можно ускорить введением в осадок FeS солей кобальта или хрома. Ввиду того, что сама реакция окисления сульфида железа автокаталитическая, скорость ее увеличивается по мере накопления образующейся гидроокиси железа.
Переходя к термодинамической оценке условий регенерации твердых поглотителей при очистке газов от H2S с помощью окислов железа, необходимо отметить большое число опубликованных работ, посвященных процессу окисления сульфида железа кислородом воздуха. Исследователей в основном интересовали вопросы, связанные с механизмом окисления сульфида железа кислородом.
В качестве флюса используют кремнеземсодержащие материалы - песчаник, кварцит, кварцевый песок. Реакция окисления железа идет со значительно большим выделением тепла, чем реакция окисления сульфида железа, поэтому при продувке никелевого штейна развиваются более высокие температуры, чем при продувке медных штейнов. Продуктами процесса конвертирования никелевых штейнов являются никелевый файнш-тейн ( почти чистый сульфид никеля Ni3S2) и шлак. Шлаки представлены фаялитом, магнетитом, стеклом и включениями корольков металла.
После разложения сульфидных минералов и удаления из руды и брикетов паров элементарной серы их масса уменьшается примерно на четверть, а теплопроводность растет примерно в полтора раза. Тем не менее, они по-прежнему являются массивными в тепловом отношении телами, прогрев которых зависит от условий внутреннего теплообмена до тех пор, пока на их поверхности не начнется окисление сульфида железа, который является основным энергообразующим компонентом шихты. Скорость реакции его окисления сильно зависит от температуры. На поверхности твердого сульфида, по мнению многих авторов, исследовавших кинетику его окисления, образуется пленка оксида, препятствующая доступу кислорода в зону реакции. Поэтому даже нагретое до относительно высоких температур и обдуваемое воздухом твердое сульфидное железо окисляется крайне медленно.
Поэтому пожар от самовозгорания сульфидов; железа, как правило, начинается со взрыва внутри резервуара. После подрыва крыши окисление сульфида железа ускоряется, и он становится довольно мощным источником зажигания.
Ускоряющее воздействие хлорида калия значительно сильнее влияния присутствия хлорида натрия. В процессе окисления наблюдается при 400 максимум как в случае использования сернистого железа без примеси хлоридов, так и наряду с ними. Образование сульфатов при окислении сульфида железа ( П) начинается примерно при температуре около 300; в этом процессе участвует и водяной пар воздуха, поскольку наряду с окислением сульфида из хлоридов вытесняется хлористый водород. Начиная с температуры 400е сульфат-иона образуется больше, чем соответствует эквивалентному количеству использованного в данном опыте хлорида, особенно в случае опытов, где в качестве хлорида был взят хлорид калия.
Влияние величины рН исходного раствора на скорость и механизм окисления сульфида кобальта при продолжительности процесса 6 ч. На основании проведенных исследований при очистке сточных вод от сероводорода и его натриевых солей окислением кислородом воздуха в качестве катализаторов могут быть использованы гидроокиси или соли железа и меди и активированный уголь. При использовании гидроокиси и солей железа наряду с окислительным катализом имеет место кислотный катализ. Ионы гидроксония ускоряют процесс окисления сульфида железа.
Влияние величины рН исходного раствора на скорость и механизм окисления сульфида кобальта при продолжительности процесса 6 ч. На основании проведенных исследований при очистке сточных вод от сероводорода и его натриевых солей окислением кислородом воздуха в качестве катализаторов могут быть использованы гидроокиси или соли железа и меди и активированный уголь. При использовании гидроокиси и солей железа наряду с окислительным катализом имеет место кислотный катализ. Ионы гидроксония ускоряют процесс окисления сульфида железа.
Организационно процесс конвертирования медных штейнов делится на два периода. В основе его лежит процесс окисления сульфидов железа и перевод образующихся при этом его оксидов в шлак. Преимущественное окисление сульфидов железа в первом периоде обусловлено повышенным сродством железа к кислороду по сравнению с медью.

Реакции третьего типа идут с большим потреблением тепла. Если для наглядности предположить, что окисление сульфидов железа магнетитом протекает в адиабатически изолированном от окружающей среды объеме, то температура содержащегося в нем продукта при завершении процесса должна понизиться на - 700 С. В реальных условиях разрушение магнетита идет по всему объему ванны. В ее барботируемой части его осуществляют в наиболее благоприятных условиях, так как возможность подвода тепла к участвующим в эндотермическом процессе реагентам от расположенных рядом его источников практически неограниченна.
Вязкость расплавов системы CaO - A № s - SiOjnpH 1600 ( в пуазах. При медленном охлаждении доменных шлаков с высоким содержанием окиси кальция и соответственно двухкальциевого силиката шлак часто рассыпается в тонкую пыль в результате превращения - 2СаО SiO2 - ч - 2СаО SiOa. Иногда доменные шлаки распадаются из-за повышенного содержания в них FeO ( выше 1 5 %) и одновременно Sa ( выше 0 5 %); при содержании FeO выше 3 % и S2 более 1 % распад этот происходит почти неизменно. Причина его в этом случае - окисление сульфида железа в присутствии влаги. В сухой атмосфере железного распада не происходит, известковый же распад идет одинаково интенсивно в обоих случаях.
Скорость горения колчедана зависит от. FeS, а также от скорости окисления сульфида железа FeS и серы с образованием SO. С повышением температуры и содержания кислорода в газовой смеси и с уменьшением размера кусков колчедана скорость указанных процессов возрастает и, следовательно, увеличивается скорость горения колчедана. Существенное влияние на скорость горения колчедана оказывают его химический и минералогический состав, а также кристаллическое строение и наличие различных примесей.
При окислении сульфидов железа в водных растворах кислородом воздуха имеет место кислотный катализ. С повышением значения рН растворов скорость окисления постепенно уменьшается, а при рНП резко падает. При значениях рН растворов 6 - II единственным продуктом окисления сульфида железа является элементарная сера. Когда рН 11 5, основным продуктом окисления является тиосульфат.
Полупиритная плавка - применяется для переработки медных руд с ограниченным содержанием пирита. Расход кокса составляет 2 5 - 12 5 % от веса шихты. Тепло, необходимое для хода процесса, получается не только за счет окисления сульфидов железа и шлакования закиси железа, но и за счет сгорания топлива. Этот вид плавки кусковых сульфидных руд наиболее распространен в настоящее время.
Раствор нейтрализуют аммиаком, приливают избыток его 1 - 2 мл, нагревают до 40 - 50 С и пропускают сероводород еще в течение 10 - 15 мин. К раствору с осадком прибавляют немного маце-рированной бумаги, тщательно перемешивают и, прикрыв колбу воронкой, оставляют на водяной бане при 30 - 40 С в течение 20 - 30 мин. Осадок сульфидов отфильтровывают п промывают холодной водой, содержащей аммиак, хлорид аммония и бесцветный сульфид аммония. Во избежание окисления сульфида железа кислородом воздуха во время фильтрования и промывания фильтр должен быть все время наполнен жидкостью, а воронка прикрыта часовым стеклом.
Потери серы из почвы происходят в результате микробиологического восстановления сульфатов до летучих газообразных соединений типа сероводорода, дисульфида углерода. Реакции окисления восстановленных соединений серы протекают в почвах довольно быстро при доступе атмосферного воздуха. Сульфиды и элементная сера постепенно окисляются даже кислородом воздуха; в аэробных условиях в окислении принимают участие различные группы тионовых и серобактерий. Элементарная сера появляется в почве как промежуточный продукт окисления сульфидов железа или вносится с химическими загрязняющими веществами.
На основании результатов электропографических исследований рассматриваемых пленок, а также многочисленных экспериментальных данных, полученных при изучении обжига сульфидных концентратов и термической устойчивости сульфидных катализаторов, применяемых в нефтепереработке, анализируется процесс окисления сульфидных пленок на сильно нагретых деталях двигателей внутреннего сгорания. Показано, что на стенках цилиндров, клапанах и других деталях камер сгорания теплонапряженных двигателей сульфиды железа способны легко окисляться в сульфаты, способствующие увеличению износа деталей двигателей. Рассмотрен вопрос о взаимном влиянии сульфидов, сульфатов и окислов металлов при совместном окислении их кислородом воздуха. Показано, что в присутствии сульфидов некоторых металлов, например цинка, окисление сульфидов железа в сульфаты протекает медленнее.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11