Е. В. Фесенко, В. С. Масляев
Способы производства медного купороса различают главным образом по видам применяемого сырья:
из медного лома и отходов меди с окислением меди кислородом воздуха, электролизом или раствором хлорной меди;
из окиси меди, получаемой из белого матта;
из окиси меди и сернистого газа;
из окисленных медных руд, содержащих незначительное количество меди;
из колчеданных огарков и других отходов;
из отбросных электролитных растворов медеэлектролитных заводов.
Традиционным является способ производства медного купороса из меди и медного лома с окислением меди кислородом воздуха. Этот процесс имеет следующие стадии:
плавление медного лома;
получение гранулированной меди;
«натравка» и получение медного купороса;
кристаллизация и сушка медного купороса.
Следует отметить положительные характеристики данного метода. В отсутствии окислителей в разбавленной серной кислоте медь практически не растворяется. Она с достаточной скоростью растворяется в горячей концентрированной серной кислоте, но осуществлять этот процесс нерационально, т.к. при этом половина затрачиваемой кислоты восстанавливается до SO2, который необходимо улавливать. С целью экономии серной кислоты, а также во избежание образования вредных выбросов окисление меди производят кислородом воздуха одновременно с процессом «натравки».
Рассмотрим все стадии процесса детально.
Медный лом предварительно переплавляют для рафинирования (очистки от примесей Fe, Zn, Al, Pb и др.) и придания ему формы, удобной для растворения. Примеси летучих металлов и окислов – металлический цинк, трехокиси мышьяка и сурьмы – удаляются при нагревании меди до ее расплавления. Образующиеся в процессе окислы металлов, нерастворимые в меди, переходят в шлак, всплывающий на поверхность металла.
После окисления, ошлакования примесей металлов и удаления шлака производят процесс гранулирования с получением пузыристой и пористой меди, который основан на быстром выделении газов при внезапном охлаждении и затвердевании расплавленной меди.
После получения гранул меди, обладающих большой поверхностью, что ускоряет растворение в кислоте, осуществляют процесс «натравки». При взаимодействии гранул меди с разбавленным раствором серной кислоты, содержащим также сульфат меди, в присутствии воздуха, кислород воздуха растворяется в кислоте, диффундирует к поверхности меди и окисляет ее до закиси меди:
4Cu + O2 = 2Cu2O.
Закись меди растворяется в серной кислоте:
Cu2O + H2SO4 = Cu2SO4 + H2O.
Образующийся сульфат закиси меди легко окисляется в сульфат окиси меди:
2Cu2SO4 + 2H2SO4 + O2 = 4CuSO4 + 2H2O.
Процесс значительно ускоряется, когда в растворе уже присутствует медный купорос. В результате деполяризации CuSO4 восстанавливается медью до Cu2SO4, а затем Cu2SO4 вновь окисляется растворенным кислородом до CuSO4. Таким образом, медный купорос играет роль переносчика кислорода. Растворение меди также ускоряется в присутствии в растворе ионов железа вследствие деполяризации:
4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,
2Cu + 4Fe3+ = 2Cu2+ + 4Fe2+.
Ионы Fe2+ вновь окисляются в Fe3+ и служат, таким образом, катализатором процесса. При этом происходит постепенное накопление сульфата железа в маточном растворе.
При рассмотрении процесса «натравки» следует отметить такие недостатки, как большие эксплуатационные затраты, т.к. на 1 тонну готовой продукции необходимо подать большое количество орошающей жидкости, а отработанный раствор, выводимый из цикла необходимо перерабатывать. Также общая скорость процесса очень мала и лимитируется наиболее медленной его стадией – окислением меди до закиси меди. Это объясняется малой растворимостью кислорода и медленной его диффузией к поверхности гранул меди. Причем скорость растворения меди составляет 129.8 г/(м2•час) при содержании в растворе CuSO4•5H2O – 100.0 г/л, H2SO4 – 111.3 г/л, FeSO4 – 20.8 г/л и 116.2 г/(м2•час) при содержании в растворе CuSO4•5H2O – 500.0 г/л, H2SO4 – 111.3 г/л, FeSO4 – 20.8 г/л.
Дальнейшей стадией процесса является кристаллизация. Вытекающий из натравочной башни горячий щелок подается насосом во вращающийся кристаллизатор непрерывного действия с воздушным охлаждением раствора. Основное внимание на данной стадии следует уделить совместной растворимости в системе FeSO4 – CuSO4 – H2SO4, равновесные соотношения которой можно посмотреть по литературным данным. Как уже отмечалось, ионы железа попадают в циркулирующий раствор при растворении меди с серной кислотой, образуя FeSO4. Содержание сульфатов железа в растворе непрерывно возрастает и достигает иногда критических значений. Вследствие этого при кристаллизации медного купороса выделяется также и сульфат железа, загрязняющий продукт. Поэтому, когда концентрация железа в растворе становится столь большой, что создается опасность получения нестандартного по содержанию железа медного купороса, раствор полностью выводят из обращения. Если бы маточный раствор, циркулирующий в цикле производства, представлял собой слабый раствор медного купороса, была бы возможна его переработка, например, цементацией меди из раствора:
FeSO4 + CuSO4 + Fe = 2FeSO4 + Cu.
Однако в реальных условиях этот процесс проводить нецелесообразно, т.к. теряется часть готовой продукции. Это является еще одним недостатком данного метода.
Завершающими стадиями процесса являются центрифугирование и сушка медного купороса. Смесь кристаллов с маточным раствором поступает в центрифугу, где кристаллы, отжатые от маточного раствора, промываются водой. Отфугованный продукт высушивают в барабанной сушилке воздухом при 90 – 100 o.
Таким образом, на основе выше изложенного следует вывод о том, что необходимо искать другой более эффективный окислитель.
Другие работы по теме:
Расчет шихты аналитическим методом
Министерство образования Украины Сумской Государственный Университет Кафедра ПМ и ТКМ Практическая работа №1 РАСЧЕТ ШИХТЫ Студент Мысливченко А.Н.
Расчет шихты аналитическим методом
Определение содержания элементов в шихте с учетом угара, их описание. Балансовое уравнение по углероду. Обеспечение получения жидкого чугуна с заданными механическими свойствами. Химический состав шихтовых материалов и технические условия на отливку.
Коррозия и защита металлов
Коррозионная устойчивость окисных пленок. Измерение защитного действия и ингибиторного эффекта уротропина и желатина. Сравннение защитных свойств оксидированных пластинок с пластинками неоксидированными. Защитные свойства ингибиторов кислотной коррозии.
Пушкин а. с. - Какое дело гиганту до гибели неведомых
Поэма «Медный всадник» была написана в Болдине осенью 1833 г. Полностью эта «петербургская повесть» не была разрешена Николаем I к печати, и лишь ее начало Пушкин напечатал в "Библиотеке для чтения", под названием: "Петербург. Отрывок из поэмы". Что же не понравилось царю? Изображение Пушкиным его прадеда, сомнительность основной идеи и слово «истукан» по отношению к императору.
Жуковский в. а. - Медный всадник. два героя.
Суть кнфл мд гос властью и частным челом. Поэма Медный всадник была написана в году. В ней. Пушкин в обобщённой образной форме противопоставляет две силы государство олицетворённое в Петре I а затем в символическом образе ожившего памятни alignjustifyСуть кнфл мд гос властью и частным челом.
«А. С. Пушкин. «Медный всадник»
Видимо, потому, что считал необходимым заявить о себе читателям, среди которых появилось мнение о закончившемся пушкинском периоде русской литературы. В полном виде «Медный всадник» был напечатан после смерти А. С. Пушкина в 1837 года в журнале «Современник» (видимо, с поправками В. А. Жуковского)
Медный бунт в Москве
Перед бунтом. Тайна древних сосудов. На Красном дворе. Фальшивые копейки. Клады медных денег.
Медь в организме человека
Структура. Суточная потребность и основные источники поступления. Функции. Транспорт. Преобразование и распределение. Клинические проявления и влияние на структуры организма.
Огневое рафинирование меди
1.Способ огневого рафинирования расплава черной меди [Худяков В.И., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и кобальта, часть 1. Металлургия меди, М.: Металлургия, 1977, 147-157, 185-187]. Способ включает окислительную продувку расплава черной меди в конверторе воздухом, загрузку в конвертор кокса в качестве топлива и кварцевого флюса для ошлакования окисленных примесей, раздельный слив из конвертора расплавов шлака и черновой меди.
Анализ стихотворение Фета Ель рукавом мне тропинку завесила
Афанасий Фет – замечательный русский поэт, основатель поэтического жанра – лирической миниатюры. Тематика его поэзии ограничена. Его поэзия – «чистая поэзия», в ней нет социальных вопросов действительности, нет гражданских мотивов. Он избрал такой стилистический прием повествования, который позволил за внешним течением событий спрятать от читателя свою душу.
Проблема личности и государства в поэме Пушкина Медный всадник
Если допустим термин «шедевры пушкинского творчества», то поэма «Медный всадник», бесспорно, относится к их числу. Исторические, философские, лирические мотивы слились в единый художественный сплав. И «петербургская повесть», как по жанру определил ее Пушкин, приобрела те черты масштабности, которые позволяют отнести «Медного всадника» к «вечным», бесценным памятникам поэзии, не разгаданным до конца.
Конфликт личности и государства в поэме Пушкина Медный всадник
Во все времена взаимоотношения личности с властью беспокоили людей. Одним из первых тему конфликта личности и государства в литературе еще в V веке до нашей эры поднял Софокл. Конфликт этот был неизбежен, проблема эта оставалась актуальной и в XIX веке, во времена Пушкина, актуальна она и по сей день.
Мое любимое произведения А.С. Пушкина
Автор: Пушкин А.С. Александр Сергеевич Пушкин написал много прекрасных произведений. Среди них «Кавказский пленник», «Капитанская дочка», «Полтава», «Медный всадник» и другие не менее известные поэмы и стихи. Но больше всего мне понравился роман в стихах «Евгений Онегин».
Исторические судьбы России в поэме А. С. Пушкина Медный всадник 2
Исторические судьбы России в поэме А. С. Пушкина «Медный всадник» Автор: Пушкин А.С. А. С. Пушкин, как и многие писатели, неоднократно в своем творчестве обращался к историческому прошлому России с тем, чтобы в минувших событиях найти ответы на вопросы современности.
Образ Петра Великого в поэме А.С. Пушкина Медный всадник
Образ Петра Великого в поэме А.С. Пушкина "Медный всадник" Автор: Пушкин А.С. В поэме «Медный всадник» Пушкин в образной форме противопоставляет государство олицетворенное Петром Первым и обычного человека с его желаниями и потребностями.
Анализ поэмы А.С.Пушкина Медный всадник
Анализ поэмы А.С.Пушкина "Медный всадник" Автор: Пушкин А.С. Поэма Медный всадник, авторство которой принадлежит А.С.Пушкину, написана в стихотворной форме.
Личность и государство в творчестве А. С. Пушкина 2
Личность и государство в творчестве А. С. Пушкина Автор: Пушкин А.С. Противостояние личности и государства — одна из самых заманчивых для А. С. Пушкина тем. Именно она постоянно и настойчиво перекликается с такими вечными его мотивами, как свобода, место человека в обществе, сила, власть. Шире всего антагонизм личности и государства показан в поэме “Медный всадник”.
"Медный Всадник": два героя
Поэма "Медный всадник" была написана в 1833 году. В ней Пушкин в обобщённой образной форме противопоставляет государство, олицетворённое в Петре I (а затем в символическом образе ожившего памятника), и человека с его личными, частными переживаниями.
Реализм в произведении Пушкина Медный всадник
Автор: Пушкин А.С. Поэма А.С. Пушкина «Медный всадник» была написана в 1833 году в эпоху становления реализма. В эту эпоху литература была точная, достоверная, правдивая и жизнеподобная, поэтому уже из предисловия читатель понимает, что произведение реалистическое, т.к. Пушкин пишет, что оно основано на реальных событиях: «Происшествие, описанное в сей повести, основано на истине».
Семейный купорос
Автор: Зощенко М.М. Тут недавно поругалась одна наша жиличка со своим фактическим супругом. Безусловно, у них каждую неделю какой-нибудь семейный купорос случался, но это превзошло ожидание. Они, сукины дети, начали вещами кидаться.
Правда Евгения и правда Петра по поэме Пушкина Медный всадник
Последняя поэма Пушкина, одно из его самых совершенных поэтических произведений, - итог размышлений поэта о личности Петра 1, о русской истории и государстве и месте в нем человека. Вот почему в этом произведении так органично сочетается повествование о судьбе заурядного жителя Петербурга, пострадавшего во время наводнения – Евгения, и историко-философские размышления о личности и деятельности Петра, его значении для России.
Образ Петра в поэме Александра Пушкина Медный всадник
Образ Петра в поэме Александра Пушкина 8220 Медный всадник 8221 В поэме “Медный всадник” Пушкин пытается оценить роль Петра в истории России и в судьбах людей. Образ Петра в поэме “раздваивается”: он становится не только символом движения жизни, ее изменения и обновления, но прежде всего воплощает устойчивость, непоколебимость государственной власти.
Образ Петербурга в поэме Пушкина Медный всадник
Поэма "Медный всадник" – живой образный организм, не терпящий однозначных толкований. Все образы здесь многозначны, символичны. Образы Петербурга, Медного всадника, Невы, Евгения имеют самостоятельное значение, но в рамках поэмы тесно взаимодействуют друг с другом.
Направляющие среды в ЭС и средства их защиты
Расчет емкости реальной симметричной цепи в кабеле МКСГ-4х4х1,2, коэффициента фазы коаксиальных пар в комбинированном кабеле КМ-8/6, критической частоты в оптических волокнах оптического кабеля типа ОКЛС-01 при увеличении диаметра его сердцевины.
Века металлов
Люди не зря назвали несколько веков своей истории именами металлов: медный век, бронзовый век, железный век.
Медный бунт
Введение 1 Причины бунта 2 Дело фальшивомонетчиков 3 Развитие и ход бунта 4 Результаты Список литературы Введение Медный бунт — произошедшее в Москве 25 июля 1662 года. восстание городских низов против обесценивания медных монет по сравнению с серебряными, для замены которых с 1655 года. медные копейки чеканились на русских денежных дворах.
Статья о поэме А С Пушкина Медный всадник
Поэма была написана в Болдине осенью 1833 г. В рукописях ее начало помечено 6 октября, конец — 31 октября. Полностью поэма не была разрешена Николаем I к печати, и лишь ее начало Пушкин напечатал в "Библиотеке для чтения", 1834, кн. XII, под названием: "Петербург. Отрывок из поэмы" (от начала и кончая стихом "Тревожить вечный сон Петра", с пропуском четырех стихов, начиная со стиха "И перед младшею столицей").
Утилизация и ликвидация промышленных отходов
Глава 5. Утилизация и ликвидация промышленных отходов § 29. Классификация отходов В процессе производства образуется большое количество отходов, которые при соответствующей обработке могут быть вновь использованы как сырье для производства промышленной продукции. В будущем большая доля потребностей в сырье будет восполняться продуктами переработки отходов промышленного производства.