出是礼大膏, 第八章卤化冶金
1 第八章 卤化冶金
出是礼大膏, 本章要点 氯化冶金的特点及其用途; 2.不同化合物,主要是金属、氧化物、硫化物氯化反 应的选择性; 3.加碳还原氯化; 4.不同氯化剂的选择及添加剂的作用; 5.氯化反应的动力学特征
2 本章要点 1. 氯化冶金的特点及其用途； 2. 不同化合物，主要是金属、氧化物、硫化物氯化反 应的选择性； 3. 加碳还原氯化； 4. 不同氯化剂的选择及添加剂的作用； 5. 氯化反应的动力学特征
第八章卤化冶金 是技大营 概介 卤化冶金概念的提出: 金属卤化物与相应金属的其它化合物比较,大都具有低熔点、高挥发性和易溶于水等性 质,因此将矿石中的金属氧化物转变为氯化物,并利用上述性质将金属氯化物与一些其 它化合物和脉石分离。 氯化冶金: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 为氯化物再进一步将金属提取出来的方法。 卤化冶金的发展基础: 近代化学工业的发展提供了丰富而价廉的氯气或氯化物,并且防腐技术也有了发展。氯 化洽金主要包括氯化过程、氯化物的分离过程、从氯化物中提取金属等三个基本过程。 氯化过程的分类 ≯氯化焙烧。 离析法(难选氧化铜矿石的离析反应)。 粗金属熔体氯化精炼。如铅中的锌和铝中的钠和钙可用通氯气于熔融粗金属中去除 氯化浸出(包括盐酸浸出,氯盐浸出)。氯化浸出是指在水溶液介质中进行的一类氯化过 程,亦即湿法氯化过程。 3
3 第八章 卤化冶金 概介 卤化冶金概念的提出： 金属卤化物与相应金属的其它化合物比较，大都具有低熔点、高挥发性和易溶于水等性 质，因此将矿石中的金属氧化物转变为氯化物，并利用上述性质将金属氯化物与一些其 它化合物和脉石分离。 氯化冶金：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 为氯化物再进一步将金属提取出来的方法。 卤化冶金的发展基础： 近代化学工业的发展提供了丰富而价廉的氯气或氯化物，并且防腐技术也有了发展。氯 化冶金主要包括氯化过程、氯化物的分离过程、从氯化物中提取金属等三个基本过程。 氯化过程的分类： ➢氯化焙烧。 ➢离析法(难选氧化铜矿石的离析反应)。 ➢粗金属熔体氯化精炼。如铅中的锌和铝中的钠和钙可用通氯气于熔融粗金属中去除。 ➢氯化浸出(包括盐酸浸出，氯盐浸出)。氯化浸出是指在水溶液介质中进行的一类氯化过 程，亦即湿法氯化过程
第八章卤化冶金 出蠱热大骨, 0 100 8.1氯化反应的热力学 2/3AsCh 8.1.1金属与氯的反应 囫但 2C1 (1)氯的化学活泼性很强,所有金 200 属氯化物的生成吉布斯自由能在一般 冶金温度下均为负值,所以绝大多数 1/2TiCla -300 金属很易被氯气氯化生成金属氯化物 金属氯化物的生成吉布斯自由能ΔG° 与温度的关系也可用图示表达。为了 400 便于比较,将其都换算成与1mol氯气 反应的标准生成吉布斯自由能变化, 图8-1列出了金属氯化物标准生成吉 布斯自由能变化与温度的关系 (2)凡金属氯化物生成吉布斯自由 CaCh-600 能曲线位置越在图的下面,则表示该 金属氯化物的生成吉布斯自由能越负, 该金属氯化物越稳定而难于分解。在 700 物质熔点沸点团升华点 定温度下,曲线位置在下面的金属 元素 化物② 20Q 可以将曲线位置在上面的金属氯化物 中的金属置换出来。 温度/℃C 图8-1金属氯化物标准生成吉布斯自由能变 化与温度的关系 4
4 第八章 卤化冶金 8.1氯化反应的热力学 8.1.1金属与氯的反应 （1）氯的化学活泼性很强，所有金 属氯化物的生成吉布斯自由能在一般 冶金温度下均为负值，所以绝大多数 金属很易被氯气氯化生成金属氯化物。 金属氯化物的生成吉布斯自由能ΔG0 与温度的关系也可用图示表达。为了 便于比较，将其都换算成与1mol氯气 反应的标准生成吉布斯自由能变化， 图8-1列出了金属氯化物标准生成吉 布斯自由能变化与温度的关系。 （2）凡金属氯化物生成吉布斯自由 能曲线位置越在图的下面，则表示该 金属氯化物的生成吉布斯自由能越负， 该金属氯化物越稳定而难于分解。在 一定温度下，曲线位置在下面的金属 可以将曲线位置在上面的金属氯化物 中的金属置换出来。 图8-1金属氯化物标准生成吉布斯自由能变 化与温度的关系
第八章卤化冶金 出是礼大膏, 812金属氧化物与氯的反应 在冶金过程中有时要氯化处理的物料,如黄铁矿烧渣、低品位的贫矿等,其 中的金属往是以氧化物或硫化物的形态存在的,因此需研究氧化物和硫化物 的氯化作用。 金属氧化物被氯气氯化的反应通式如下 MeO+C2=MeC|2+1/202 反应的标准吉布斯自由能变化为 △G反应=△GMec2-△GMeo 由此可以看出,金属氧化物与氯反应的能力大小由△G0ep与△Go之差决 定 金属氧化物与氯反应的△G与温度的关系已有人测出,列于图8-2中 5
5 第八章 卤化冶金 8.1.2金属氧化物与氯的反应 在冶金过程中有时要氯化处理的物料，如黄铁矿烧渣、低品位的贫矿等，其 中的金属往是以氧化物或硫化物的形态存在的，因此需研究氧化物和硫化物 的氯化作用。 金属氧化物被氯气氯化的反应通式如下： MeO+Cl2=MeCl2+1/2O2 反应的标准吉布斯自由能变化为 △G0 反应=△G0 MeCl2-△G0 MeO 由此可以看出，金属氧化物与氯反应的能力大小由△G0 MeCl2 与△G0 MeO之差决 定 。 金属氧化物与氯反应的△G0与温度的关系已有人测出，列于图8-2中