工業(yè)上制備氯化銅時(shí),用濃鹽酸(黃鐵礦、氯酸鈉、硫酸制備二氧化氯)和硫化銅礦石在氯化物溶液中濕法冶金。氧化還原電位Cu+和Cu2+與氯離子形成絡(luò)合物,改變其氧化還原電位。此外,由于氯化亞銅離子的穩(wěn)定性,形成Cu(I)/Cu(II)電對(duì)。圖1顯示了Cu(II)/Cu(I)和Cu(I)/Cu(0)對(duì)與氯離子濃度之間的關(guān)系。由于電位的變化,pH-EH 圖也與硫酸鹽系統(tǒng)不同。圖2 是氯化物系統(tǒng)中銅的pH-EH 圖。圖1 Cu(I)/Cu(II)和Cu(I)/Cu(0)電位與氯離子濃度的關(guān)系(中圖為CuCl濃度對(duì)E的影響) 圖2 銅的Eh氯化物體系-ph圖25,[Cl-]=1 2、氯化物體系中的氧化劑由于氯離子的強(qiáng)去極化作用,重金屬氯化物的溶解度一般比相應(yīng)的硫酸鹽高,與許多氯離子形成金屬離子穩(wěn)定的配位化合物,這些因素增加了氯化物體系中硫化礦浸出的驅(qū)動(dòng)力。因此,同一種礦物在氯化物溶液中比在硫酸鹽溶液中具有更高的浸出性和浸出率。氯化體系中使用的氧化劑可以是氯氣、氯化鐵、氯化銅,也可以在電解槽中直接進(jìn)行電氯化氧化,但氯化浸出銅時(shí)幾乎不使用氯氣。 (1)用三氯化鐵浸出的FeCl3-FeCl2電對(duì)電位穩(wěn)定,能氧化黃銅礦等穩(wěn)定礦物,使硫自由基氧化成單質(zhì)硫。用氯化鐵浸出黃銅礦的反應(yīng)方程可寫(xiě)為:cufe S2+(4-x)FeCl 3===xc UCL+(1-x)cuc L2+(5-x)FeCl 2+2SO 顯然,x 的值配方取決于氯化鐵的添加量。如果氯化鐵的量較大,即x較小,則會(huì)產(chǎn)生更多的銅(II)。當(dāng)添加材料的量較小時(shí),即,當(dāng)X的量較大時(shí),產(chǎn)生較多量的銅(I)。從上述反應(yīng)式可以看出,反應(yīng)中沒(méi)有H+參與,只能維持反應(yīng)體系的酸性,使鐵離子不被水解。 (2)浸出氯化銅由于銅(I)形成CuCl2-,在高濃度氯化物溶液中穩(wěn)定,形成Cu(II)/Cu(I)電對(duì),其氧化電位比Fe(III)低)/Fe(II),還可以氧化銅的各種硫化物,如輝銅礦的氧化浸出??偡磻?yīng)可表示為:Cu2S+2CuCl2====4CuCl+S0。為了增加氯離子濃度和氯化亞銅陰離子的穩(wěn)定性,通常添加堿金屬或堿土金屬氯化物。顯然,它的優(yōu)點(diǎn)是浸出后,系統(tǒng)中沒(méi)有大量的鐵,因此更容易凈化溶液。例如,可以通過(guò)調(diào)節(jié)pH值和水解沉淀物來(lái)去除重金屬雜質(zhì)。美國(guó)銅加工公司采用這種方法生產(chǎn)出純度為99.9%的銅粉。 (3)電氯化浸出上述氯氣、氯化鐵、氯化銅浸出劑使用后均被還原,均需氧化后才能重復(fù)使用。在再生法中,雖然亞鐵和二價(jià)鐵可以被空氣氧化,但最終的銅大部分是通過(guò)電解回收的。因此,采用電積再生是合乎邏輯的。同時(shí)也啟發(fā)人們?cè)O(shè)計(jì)電化學(xué)反應(yīng)器,可以用電使浸出劑再生,并就地進(jìn)行浸出,稱為“電氯化浸出”。關(guān)鍵詞TAG:有色金屬