汞的濕法冶金
⑴ 請用歸納法總結金屬冶煉的方法有哪些
熱還原法,濕法冶金,電解法,主要的就是這幾種。
⑵ 什麼叫焦炭法,水煤氣法,活潑金屬置換法,電解法
1.還原法:金屬氧化物(與還原劑共熱)--→游離態金屬 2.置換法:金屬鹽溶液(加入活潑金屬)--→游離態金屬 火法冶煉(Pyrometallurgy) 又稱為乾式冶金,把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出粗金屬,然後再將粗金屬精煉。 濕式冶金(Hydrometallurgy) 濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。此法主要應用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。現在世界上有75%的鋅和鎘是採用焙燒-浸取-水溶液電解法製成的。這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難於分離的金屬如鎳-鈷,鋯-鉿,鉭-鈮及稀土金屬都採用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離,取得顯著的效果。
常見金屬冶煉方程
汞:熱分解法:2HgO=加熱=2Hg+O2(氣體) 銅:置換法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (又叫濕法煉銅) 鋁:電解法:2Al2O3=通電=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物) 鎂:電解法:MgCl2(l)==通電== Mg(s)+Cl2(g)↑ 鈉:電解法:2NaCl=通電=2Na+Cl2 鉀:原理是高沸點金屬制低沸點金屬:Na+KCl==K+NaCl(反應條件是高溫,真空。) 鐵:熱還原法:2Fe2O3+3C=高溫=2Fe+3CO2↑
焦炭法 水煤氣法是還原法
活潑金屬置換法是濕法冶煉
電解法是通過電解化合物溶液使該元素析出的方法
⑶ 金的冶煉方法
分為火法冶煉、濕法提取或電化學沉積。
1、火法冶煉
又稱為乾式冶金,把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出粗金屬,然後再將粗金屬精煉。
2、濕式冶金
濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。
3、化學反應
利用某種溶劑,藉助化學反應(包括氧化、還原、中和、水解及絡合等反應),對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程。
(3)汞的濕法冶金擴展閱讀
當礦石含有天然金時,金會以粒狀或微觀粒子狀態藏在岩石中,通常會與石英或如黃鐵礦的硫化物礦脈同時出現。以上情況稱為脈狀礦床(Lode)、或是岩脈金。
天然金亦會以葉片、粒狀或大型金塊的形式出現,它們由岩石中侵蝕出來,最後形成沖積礦床的沙礫,稱為砂礦,或是沖積金。
沖積金一定會比脈狀礦床的表面含有較豐富的金,因為在岩石中的金的鄰近礦物氧化後,再經過風化作用、清洗後流入河流與溪流,在那裡透過水作收集及結合再形成金塊。
金亦有時會以與其他元素,特別是碲形成化合物的形式出現。
例子有針狀碲金礦(calaverite)、針碲金銀礦(sylvanite)、葉碲礦(nagyagite)、碲金銀礦(petzite)及白碲金銀礦(krennerite)。金亦有極少機會與水銀以汞齊形成出現,另外亦會以一個低濃度在海水出現。
⑷ 金屬冶煉方法有哪些
金屬冶煉是把金屬從化合態變為游離態的過程。用碳、一氧化碳、氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下發生還原反應,獲得金屬單質。
冶煉原理
1.還原法:金屬氧化物(與還原劑共熱)--→游離態金屬。
2.置換法:金屬鹽溶液(加入活潑金屬)--→游離態金屬。
3.電解法:熔融金屬鹽(電解)--→游離態金屬(金屬單質)
電解法應用在不能用還原法、置換法冶煉生成單質的活潑金屬(如鈉、鈣、鉀、鎂等)和需要提純精煉的金屬(如精煉鋁、鍍銅等)。電解法相對成本較高,易造成環境污染,但提純效果好、適用於多種金屬。
常見金屬冶煉方法
汞:熱分解法:2HgO(s)=加熱=2Hg(l)+O2(g)。
銅:置換法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (濕法煉銅)。
鋁:電解法:2Al2O3=通電=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物)。
鎂:電解法:MgCl2(熔融)=通電=Mg(s)+Cl2(g)。
鈉:電解法:2NaCl=通電=2Na+Cl2(g)。
鉀:原理是高沸點金屬制低沸點金屬:Na+KCl=(高溫,真空)=K+NaCl。
鐵:熱還原法:2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2↑。
高爐煉鐵:Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2。
⑸ 汞礦中濕法提取汞金屬
濕法煉汞(hyelrometallurgy of mercury)
用浸出劑或吸收劑將含汞物料中的汞溶解或吸收入溶液,再從溶液中提取汞或汞鹽的過程。
與火法煉汞相比,濕法煉汞能有效控制污染環境的汞蒸氣;節約能耗(每公斤汞總能耗僅461MJ);可處理低品位含汞物料,如美國礦務局(US Bureau of Mine)處理含汞0.03%~0.82%礦石的浸出率達90%~98%,中國用碘絡合法處理含汞20~45mg/m3的冶煉煙氣,可將廢氣含汞量降至0.05~0.15mg/m3,除去了99%以上的汞。影響濕法爍汞推廣應用的最主要障礙是浸出劑的價格高。1866年瓦格納(Wagner)首先提出碘絡合法,工業上多採用硫化鈉法。此外,還有採用HCl+KMnO4、HCI+HNO3、HCl+FeCl3、HCl+CuCl2、HCl+KI、Cl2等多種體系浸出劑或單一浸出劑的浸出方法,這些方法因浸出劑價格貴或浸出反應不完全,生產成本高,工業應用不多。
硫化鈉法主要用於處理硫化汞精礦,由硫化汞精礦浸出和鹼浸出液回收汞兩階段組成。
硫化汞精礦浸出硫化鈉浸出硫化汞的反應為:
HgS+Na2S。= Na2HgS2 為使Na2HgS2穩定地存在於溶液中,要滿足[S2-/[HgS22一]=2.53的條件。為防止硫化鈉水解影響汞的溶出,生產中往往加入相對於硫化鈉用量1.5%左右的氫氧化鈉。氫氧化鈉的加入量不能過多,否則會導致Na2HgS2溶解度下降,並使HgS的溶出速度減慢。硫化汞在浸出中的熱效應不大,僅為12~17kJ/mol,溫度對平衡改變的影響不大,浸出可在常溫下進行。當汞精礦中存有Sb2S3和As2S3時,它們會與Na2s生成Na3SbS3和Na3AsS3進入溶液,不僅消耗浸出劑,還會給下一步作業帶來困難。汞精礦中如伴生有鐵、銅、鉛、鋅等礦物,它們都難溶於Na2S溶液而留在浸出渣中。浸出渣須用0.5%~1.0%Na2S並有一定鹼濃度的溶液洗滌,防止硫汞配位離子水解沉澱析出。
浸出方法有機械攪拌浸出(見攪拌浸出)和滲濾浸出兩種。貧礦石一般採用滲濾浸出,礦石粒度控制在6mm左右,用5%Na2S溶液在室溫下浸出24h,汞浸出率96.6%,每噸汞消耗硫化鈉1320kg。富汞礦和浮選汞精礦通常採用機械攪拌浸出,富汞礦含汞0.85%~0.9%,粒度小於2.36mm,浸出劑為含硫化鈉10%的溶液,在液固比為2:1下浸出2~3h,汞浸出率99.78%;浮選汞精礦的浸出條件一般是:浸出液含Na2S80~100g/I。,液固比為(2~2.5):1,在室溫下浸出約2h。當處理含汞10%~15%,含硫19%~21%的硫化汞精礦時,浸出渣經三次洗滌,三次壓濾,渣含汞小於0.1%,汞的浸出率達99.38%。浸出和洗滌設備採用圓錐底機械攪拌槽。過濾設備採用板框壓濾機。浸出液為閉路循環,易於出現溶液膨脹和雜鹽增加等問題,需抽出一部分含汞低、含雜鹽高的溶液凈化除去雜鹽,以使循環系統中的溶液成分達到平衡。
鹼浸出液回收汞有置換法和隔膜電解法。
(1)置換法。採用不易與汞生成合金的鋁作還原劑,還原置換反應為:3Na2HgS2+8NaOH+2Al=3Hg+6Na2S+2NaAlO2+4H2O按反應計算置換一噸汞需消耗534.7kg.NaOH和90.3kg金屬鋁。由於反應不夠完全及雜質銻參加反應,實際上需消耗167kg鋁,NaOH由於部分再生,其消耗量為300kg。在置換過程中將海綿狀或切屑狀的鋁加入溶液中,進行強烈循環或不斷攪拌使之懸浮,析出的產物有兩種:一種是金屬汞,約占溶液中全汞量的80%;另一種是由汞、銻、鋁組成的多金屬汞齊,約佔全汞的15%~20%,可用蒸餾法分離回收其中的汞。包括蒸餾產品在內,整個置換過程汞的總回收率為95%~95.5%。過程中再生的Na2S可返回浸出作業。
(2)隔膜電解法。用隔膜將電解槽分為陰極和陽極兩室,以防止[HgS2]2一和S2一等離子進入陽極室,避免陽極泥的產生和雜鹽的增加,陰陽極材料有Fe—Fe和Hg—Gc(Gc為不銹鋼)兩種。用鐵作陰陽極電解時,所用陰極液含Na2S 7%、NaOH 0.5%、HgT2+30g/L,陽極液為蘇打水,用陶瓷材料作隔膜,電流密度J為25~100A/m2。當J=25A/m2時,槽電壓為0.54V。電解液溫度為328K,為防止汞產品被其他金屬污染,陰極電解後液中[HgT2+]保持在10g/L左右。電解結束後,擠壓泥狀的陰極沉澱物得金屬汞。金屬汞純度為99.6%~99.8%,占沉澱物含汞量的80%。每噸金屬汞的電能消耗為300kW•h,電流效率91%~99%,電流密度大時電流效率高。工業上多用Gc—Hg電極,電解時往電解槽底加入適量汞作水平汞陰極,不銹鋼直立板陰極直接插入槽底汞中構成整個陰極面,直立板狀陽極用帆布隔膜套與陰極隔離。送入陰極室的陰極液為含。Hg70~90g/L、Na2S 70~110g/L。NaOH 25~35g/L,的硫化汞精礦浸出後液,送入陽極室的陽極液為含NaOH180~200g/L的鹼液。電解作業條件是:電解液為常溫,異極間距100mm,陰極電流密度50A/m2,槽電壓2.2~2.8V,陰極電解後液含汞8~18g/L。金屬汞產出率98.7%~99%,電流效率85%~90%,每噸汞電耗1500~1800kw.h,陽極泥產出率為產汞量的0.11%,產品汞的純度99.9%~99.99%。
碘絡合法 適用於從含汞、含硫的煙氣中提取汞。包括碘化鉀溶液吸收,吸收後液脫二氧化硫和電解三個環節。中國冶金工作者在研究Hg—I—H2O系熱力學的基礎上,查明KI溶液能有效吸收汞。為避免出現:Hg2l2固體沉澱,吸收後液含[I一]T必須在0.3mol/L以上。在吸收過程中,煙氣中的金屬汞被氧化生成離子汞,離子汞再與碘離子作用生成碘化汞配合物,吸收總反應為:2Hg+SO2+8I一+4H+ =2HgI42一+So+2H2O當吸收液汞含量積累到8g/L時,抽取部分吸收後液先行脫除二氧化硫,然後再進行電解脫汞和再生碘。電解的陽極反應為:
HgI42一一2e=Hgl2+I2陰極反應為:HgI42一+2e=Hg+4I一 2H2O 一4e=4H++O2
在陽極析出的I2與電解液中的H2SO3反應,生成H2SO4和HI。電解後液返回循環使用。
經電除塵器除塵、稀硫酸洗滌和電除塵器除霧的含硫煙氣,含汞20~45mg/m3,溫度為293~313K,通過吸收塔被KI吸收液對流淋洗,當吸收液含[I一]0.25~0.3mol/L、含汞約5~8g/L。時,從塔頂排出煙氣含汞降至0.05~0.15mg/m。。吸收後液經脫硫電解,產出純度99.99%的汞,電硫效率大於90%;每噸汞直流電耗1000~1200kw•h,碘耗60kg。此法汞提取率大於98%,用處理後煙氣製得的硫酸含汞在10-4%以下。
⑹ 汞(Hg)的危害
汞的危害及其防治
汞俗稱水銀,銀白色,易流動,是在常溫下唯一的液體金屬。常溫下汞不易被氧化,但易蒸發,汞蒸氣有毒!加熱時氧化為氧化汞。汞有溶解許多金屬的能力,所構成的合金統稱汞齊。汞不溶於水,易溶於硝酸,也溶於熱濃硫酸,但與稀硫酸、鹽酸、鹼等都不起作用。焙燒含汞礦石可提煉出金屬汞。汞的用途很廣:在化學工業中用汞作陰極電解食鹽溶液製取氯氣和燒鹼;用汞製造水銀燈、真空泵、物理儀表(如氣壓計、溫度計、血壓計等);製造各種含汞葯品、試劑、農葯、炸葯等;用汞齊法提取金銀等貴重金屬;工藝品或寺廟用金汞齊鍍金或鎦金。
事故案例
1953年日本的水俁市發生嚴重的汞中毒事件,造成41人死亡。經過調查,查明是當地一家化工廠常年向水俁灣排放含汞廢水。汞在水體中經微生物作用生成甲基汞。甲基汞易在魚、貝殼等海產品體內富集,體內形成很高濃度的甲基汞。人或動物食用了含有甲基汞的海產品,引起甲基汞中毒。由於中毒事件發生在日本的水俁市,而且當時中毒原因不清,故稱「水俁病」。至1974年,日本的水俁病有1400餘人。據日本媒體報道,在水俁市及其他地區,目前仍有尚未被發現的水俁病患者。
1982年9月18日,吉林某電石廠機修車間有8人用氣焊切割管內殘留有汞泥的廢舊冷卻器列管時,管中的汞受熱蒸發,也有汞珠流到地上,造成5人重度急性汞中毒,3人輕度急性汞中毒。
職業危害
接觸機會
在化學工業中水銀法燒鹼以汞為陰極,使用大量汞;採用乙炔法生產氯乙烯以氯化汞做催化劑,用大量氯化汞;乙炔法生產乙醛以硫酸汞做催化劑,消耗大量汞;油漆業用氧化汞做多種油漆的添加劑;多種汞鹽試劑如硫酸汞、硝酸汞、碘化汞、溴化汞等生產、精製、包裝都接觸大量汞;農葯如醋酸苯汞、氯化乙基汞、磷酸乙基汞,醫葯如氧化汞、水楊酸汞、汞撒利、氯汞脲等的生產都要接觸汞;化工儀表如流量計、液面計、壓力計等的生產、使用、維修都接觸汞。此外,冶金業汞礦開采、冶煉汞;金礦、銀礦用汞提取金、銀;電氣業製造水銀燈、X線球管、水銀電池、汞整流器等;國防工業生產雷汞和製造雷管;原子工業鈈反應堆以汞做冷卻劑。
以上接觸汞的工業都會有汞中毒發生,而且汞一旦灑落可形成無數小汞珠,吸附在地板、牆面、器具上,擴大了揮發面,形成二次污染。
中毒表現
急性汞中毒:全身症狀為頭痛、頭暈、乏力、底度發熱,睡眠障礙,情緒激動,易興奮等;呼吸道症狀表現為胸痛、胸悶、氣促、劇烈咳嗽、咳痰、呼吸困難;口腔炎可在早期出現,有流涎、口渴、齒齦紅鍾、疼痛,在齦緣可見「汞線」,口腔粘膜腫脹、糜爛、潰瘍,牙齒松動、脫落;胃腸道症狀為惡心、嘔吐、食慾不振、腹痛,有時出現腹瀉,水樣便或大便帶血。汞對腎臟損傷,可造成腎小管上皮細胞壞死。出現浮腫、腰痛、尿少,甚至尿閉。尿蛋白陽性,尿中有紅細胞、脫落上皮細胞和管型等。少數病人可出現皮炎,如紅色丘疹,水庖疹,重症者形成膿庖或糜爛。尿汞明顯增高。
慢性汞中毒:
神經衰弱癥候群 頭昏、頭痛、失眠、多夢、記憶力明顯減退,全身乏力等。
易興奮症 局促不安、憂郁、害羞、膽怯、易激動、厭煩、急躁、恐懼、喪失自信心、注意力不集中、思維紊亂,甚至出現幻覺、幻視、幻聽,哭笑無常等。
植物神經功能紊亂 心悸、多汗、血壓不穩、臉紅。皮膚劃紋征陽性。性慾減退、陽痿、月經失調等。
口腔炎及消化道症狀 口腔內金屬味,齒齦可有深藍色的汞線,流涎、口渴、齒齦充血、腫脹,溢膿、潰瘍、疼痛,牙齒松動易脫落。惡心、食慾不振、噯氣、腹瀉或便秘。
汞毒性震顫 手指、舌、眼瞼震顫。多為意向性,當注意力集中和精神緊張時震顫加重,難以完成精細動作。重症者可出現粗大震顫。語言不靈活,出現口吃,甚至飲食和行走困難。
其他 少數病人可有蛋白尿、管型,全身浮腫等腎臟損害。有的病人可有鼻炎、上呼吸道炎表現。少數病人眼晶狀體出現「汞性」晶體炎。亦有末梢神經炎表現,如手套、襪套樣感覺減退或過敏等。
急性中毒現場處理
患者應及時脫離汞作業現場,淋浴清洗頭發,更換干凈衣服。若口服汞鹽者應及時用溫鹽水及0.2%活性炭交替洗胃,而後灌入牛奶或蛋清,服入15克硫酸鎂導瀉。
預防措施
以無汞材料取代汞 氯鹼企業以離子膜法燒鹼代替汞法燒鹼可以從根本上消除汞的危害;硅整流器代替汞整流器,電子儀表、單板計代替汞儀表,用電子血壓計、溫度計代替汞血壓計、溫度計都消除了汞害。
改革工藝 採用乙烯直接氧化法代替乙炔水化法生產乙醛,消除汞催化劑的危害;採用乙烯氧氯化法代替乙炔用氯化氫加成法生產氯乙烯也消除汞催化劑的危害,採用濕法煉汞代替火法煉汞,也可減少汞害。
密閉操作 加強通風排氣 定期檢修設備,嚴防跑、冒、滴、漏;作業場所牆、地面和一切用物表面都應光滑、平整、不留縫隙,檯面保持一定斜度,以防汞珠附著或滲入,便於沖洗擦凈。每天下班後,車間用盤放碘,碘自然蒸發,並與汞蒸氣結合成不易揮發的碘化汞,次日上班後用水沖凈即可。
注意個人防護,養成衛生習慣 不在崗位吸煙、進餐、飲水;操作時戴碘化活性炭口罩;班後淋浴、更衣,用1:5000高錳酸鉀溶液漱口、洗手。
定期檢測作業場所空氣中汞濃度 國家衛生標准:0.01mg/m3 。
實行健康監護 每年進行一次職業性健康體檢,發現職業禁忌證者,應及時調離汞作業。
職業禁忌證:明顯口腔炎,胃腸炎,腎臟疾病。婦女妊娠期和哺乳期應暫時脫離汞作業。
⑺ 古代濕法煉銅的化學原理
反應抄的方程式是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
利用的是鐵比銅的金屬活潑性強的原理。
另外,給你一部分金屬活潑順序表參考一下:
鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛(H)銅 汞 銀 鉑 金
其中,在氫前面的金屬能與酸反應生成氫氣,從左到右,金屬活潑性較強的金屬能從排在它後面的金屬所形成的溶液中把該金屬置換出來(也就是金屬活潑性較強的金屬能置換出相對它來說金屬活潑性教弱的金屬。)
⑻ 我國古代的濕法冶金術是世界聞名的,我國在世界上最先應用濕法冶金的金屬是 A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg
B.Cu
中國古代的「濕法冶金」:西漢時期劉安所著《淮南萬畢術》中記載有「曾內青得容到鐵則化為銅」其含義是把鐵片放入硫酸銅溶液或其它銅鹽溶液中,可以置換出單質銅。這種方法是現代濕法冶金先驅。
就是在銅的硫酸鹽溶液中加如鐵,可以得到銅。其實就是用金屬性強的物質,去置換比它弱的金屬,如在硫酸銅溶液中加入金屬鋅或鐵,可置換得到金屬銅,這就是濕法煉銅的原理,主要反應為:(1)CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4; (2)CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
⑼ 求教!金屬冶煉為什麼是化學變化
首先:冶金抄,從礦石提取純度較高的襲金屬明顯是從化合物到單質的過程。另外,在金屬的熱處理過程中,即使純度不變化的情況下,由於溫度變化和壓強的改變金屬會改變不同形態如:α、β形態等,正因為內部結構變化,才引起外部物理性質的差異,而這種內部結構變化是由於其電子排布方式不同引起的,所以是化學變化
⑽ 什麼叫做金屬冶煉
金屬冶煉 金屬的冶煉:把金屬從化合態變為游離態。 常用冶煉法:用 碳 一氧化碳 氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下反應。 冶煉的原理: 1.還原法:金屬氧化物(與還原劑共熱)--→游離態金屬 2.置換法:金屬鹽溶液(加入活潑金屬)--→游離態金屬 火法冶煉(Pyrometallurgy) 又稱為乾式冶金,把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出粗金屬,然後再將粗金屬精煉。 濕式冶金(Hydrometallurgy) 濕法冶金這種冶金過程是用酸、鹼、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然後用水溶液電解等各種方法製取金屬。此法主要應用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。現在世界上有75%的鋅和鎘是採用焙燒-浸取-水溶液電解法製成的。這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難於分離的金屬如鎳-鈷,鋯-鉿,鉭-鈮及稀土金屬都採用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離,取得顯著的效果。 常見金屬冶煉方程汞:熱分解法:2HgO=加熱=2Hg+O2(氣體) 銅:置換法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (又叫濕法煉銅) 鋁:電解法:2Al2O3=通電=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物) 鎂:電解法:MgCl2(l)==通電== Mg(s)+Cl2(g)↑ 鈉:電解法:2NaCl=通電=2Na+Cl2 鉀:原理是高沸點金屬制低沸點金屬:Na+KCl==K+NaCl(反應條件是高溫,真空。) 鐵:熱還原法:2Fe2O3+3C=高溫=2Fe+3CO2↑