有色冶金原理第五章-氧化物和硫化物的火法氯化(編輯修改稿)
2025-01-19 01:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3K以上的溫度反應(yīng)將向左進(jìn)行，此時(shí)則稱為金屬氯化物發(fā)生水解。因此工業(yè)上當(dāng)氯化 MgO生產(chǎn) MgCl2時(shí)，都注意防止在 773K以上溫度時(shí) MgCl2重新被水解。 ?G? 在氯化焙燒時(shí)，為避免水解、需控制氣相中有足夠高的 HCl/ H2O的比值。如 SnCl2當(dāng)HCl/(H2O+HCl)在 20%左右，能有效防止 SnCl2水解。為此應(yīng)盡可能使焙燒物料干燥，使用含氫量低的燃料以減少氣相中的水分含量，當(dāng)然也可以提高 HCl濃度來實(shí)現(xiàn)需要的反應(yīng)，但這樣將消耗更多的氯化劑。 六、金屬氯化物與固體氯化劑的反應(yīng) 在生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常采用氯化鈣（ CaCl2），氯化鈉 (NaCl)等固體氯化物作為氯化劑。如 CaCl2是化工原料的副產(chǎn)品，并且無毒，腐蝕性小，易于操作，因此國內(nèi)外許多廠家廣泛采用 CaCl2和 NaCl作為氯化劑。 1． CaCl2作氯化劑 用 CaCl2作氯化劑，其與氧化物反應(yīng)的通式為： MeO+ CaCl2 === MeCl2+CaO 上述反應(yīng)的 計(jì)算方法有兩種： （ 1） 是根據(jù)反應(yīng)物與產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能來計(jì)算 ， 即： ?G??? 反應(yīng)?G ( ) ( )22 CaClMeOCaOMeCl GGGG ???? ??????? （ 2） 是根據(jù)金屬氧化物與氯反應(yīng)和 CaO與氯反應(yīng)的 來計(jì)算 ， 方法如下： MeO+Cl2 === MeCl2+O2 , (14) － ） CaO+Cl2===CaCl2+O2, (15） MeO+CaCl2=== MeCl2+CaO , (16) 得 14?G?15?G?16?G? 16?G? = 14?G? － 15?G? ?G? 可見 ， MeO與 CaCl2的反應(yīng) （ 16） 是反應(yīng) （ 14） 與（ 15） 之差 。 如果我們確定了一定溫度下 MeO與 Cl2反應(yīng)的 以及 CaO與氯反應(yīng)的 ， 就可以確定 MeO+ CaCl2反應(yīng)的 。 在一定溫度下 是定值 ， 而各種價(jià)數(shù)相同的氧化物氯化的 直接與 有關(guān) 。 因此 ， 對(duì)于氧化物被 CaCl2氯化的反應(yīng)可利用圖53， 即氧化物與氯反應(yīng)的 —T圖來分析 。 ?16G?14?G?15?G?15?G?14?G??G??16G 例如 ， 在 1273K時(shí)： Ag2O(s)+CaCl2 (s) === AgCl (s)+CaO(s) 反應(yīng)能否進(jìn)行 ， 可用圖 53判斷： Ag2O(s)+ Cl2 ===2 AgCl (s)+O2 －） CaO (s) +Cl2 === CaCl2 (s) +O2 , JG 1171521273 ?? ?JG 962321273 ??? ?? Ag2O(s)+ CaCl2 (s) ===2 AgCl (s)+ CaO (s) , ? 為負(fù)值，表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，溫度為 1273K時(shí)， Ag2O可以被 CaCl2氯化。 ? Cu2O的氯化線在 CaO氯化線以上，因此在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， Cu2O不能被 CaCl2所氯化，這也可從反應(yīng)的 看出： ? Cu2O(s)+ Cl2 (g) === Cu2Cl2(g)+O2(g) , ? －） CaO (s) +Cl2 === CaCl2 (s) +O2 , ( ) JG 87864??? 反應(yīng)?( )反應(yīng)1273?G?Cu2O(s)+ CaCl2 (s) === Cu2Cl2(g)+ CaO (s) , 這表明在 1273K時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 Cu2O不能被 CaCl2氯化。 但在工業(yè)上用 CaCl2作為氯化劑可以將黃鐵礦燒渣中的 Cu2O氯化。這是因?yàn)樵趯?duì)燒渣進(jìn)行氯化焙燒時(shí)，焙燒爐中流動(dòng)著的氣體還有大量的其它氣體（如 N O2…… ）。 JG 209202373 ?? ?而 Cu2Cl2氣氛在爐氣流動(dòng)中僅占 1%左右，若氣相總壓力為 1 101325Pa時(shí)，則 Cu2Cl2氣體的分壓僅為 101325Pa，此時(shí) Cu2O與 CaCl2反應(yīng)仍是處于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，所以反應(yīng)能否進(jìn)行的真實(shí)量度是反應(yīng)的吉布斯自由能變化而不是，對(duì)上述反應(yīng)而言，就應(yīng)該用化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式來計(jì)算，即 = －RTlnPcu2cl2=20920+ 1273 ㏒ ()=－27824J 因此，由可見，為負(fù)值，表示在這種條件下反應(yīng)向生成 Cu2Cl2的方向發(fā)展， Cu2O可以被 CaCl2氯化。 上述分析可知，在圖 53中 CaO氯化線以上，但離 CaO氯化線不太遠(yuǎn)的各種氧化物，如 PbO、 CdO、Cu2O、 Bi2O ZnO、 CuO、 CoO、 NiO等在工業(yè)氯化條件下是可以用 CaCl2進(jìn)行氯化的。 1273G? ?1273G?? 如下所示： CaCl 2 +SO 2 +O 2 === CaSO 4 +Cl 2 MeO+CaCl 2 +SiO 2 === MeCl 2 +CaO SiO 2 CaCl 2 +2SO 3 === CaSO 4 +SO 2 +Cl 2 ? 因此 ， 由上述分析可知 ， 在圖 53中 CaO氯化線以上 ，但離 CaO氯化線不太遠(yuǎn)的各種氧化物 ， 如 PbO、 CdO、Cu2O、 Bi2O ZnO、 CuO、 CoO、 NiO等在工業(yè)氯化條件下是可以用 CaCl2進(jìn)行氯化的 。 在實(shí)際生產(chǎn)中為了增加 CaCl2對(duì)上述氧化物的氯化能力和提高氯化速度 ，往往控制氣相中含有 SO SO3等酸性氧化物 ， 或者使?fàn)t料中含有 SiO2等酸性氧化物 ， 這樣就可以促使CaCl2分解 ， 加速氯化反應(yīng) 。 ? Fe2O3的氯化線在 CaO氯化線之上，并且相距 CaO氯化線太遠(yuǎn)，即使在工業(yè)氯化條件下也不能被 CaCl2氯化。這可以從下面的計(jì)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1