汞的湿法冶金
⑴ 请用归纳法总结金属冶炼的方法有哪些
热还原法,湿法冶金,电解法,主要的就是这几种。
⑵ 什么叫焦炭法,水煤气法,活泼金属置换法,电解法
1.还原法:金属氧化物(与还原剂共热)--→游离态金属 2.置换法:金属盐溶液(加入活泼金属)--→游离态金属 火法冶炼(Pyrometallurgy) 又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温,熔化为液体,生成所需的化学反应,从而分离出粗金属,然后再将粗金属精炼。 湿式冶金(Hydrometallurgy) 湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75%的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴,锆-铪,钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离,取得显著的效果。
常见金属冶炼方程
汞:热分解法:2HgO=加热=2Hg+O2(气体) 铜:置换法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (又叫湿法炼铜) 铝:电解法:2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物) 镁:电解法:MgCl2(l)==通电== Mg(s)+Cl2(g)↑ 钠:电解法:2NaCl=通电=2Na+Cl2 钾:原理是高沸点金属制低沸点金属:Na+KCl==K+NaCl(反应条件是高温,真空。) 铁:热还原法:2Fe2O3+3C=高温=2Fe+3CO2↑
焦炭法 水煤气法是还原法
活泼金属置换法是湿法冶炼
电解法是通过电解化合物溶液使该元素析出的方法
⑶ 金的冶炼方法
分为火法冶炼、湿法提取或电化学沉积。
1、火法冶炼
又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温,熔化为液体,生成所需的化学反应,从而分离出粗金属,然后再将粗金属精炼。
2、湿式冶金
湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后用水溶液电解等各种方法制取金属。
3、化学反应
利用某种溶剂,借助化学反应(包括氧化、还原、中和、水解及络合等反应),对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。
(3)汞的湿法冶金扩展阅读
当矿石含有天然金时,金会以粒状或微观粒子状态藏在岩石中,通常会与石英或如黄铁矿的硫化物矿脉同时出现。以上情况称为脉状矿床(Lode)、或是岩脉金。
天然金亦会以叶片、粒状或大型金块的形式出现,它们由岩石中侵蚀出来,最后形成冲积矿床的沙砾,称为砂矿,或是冲积金。
冲积金一定会比脉状矿床的表面含有较丰富的金,因为在岩石中的金的邻近矿物氧化后,再经过风化作用、清洗后流入河流与溪流,在那里透过水作收集及结合再形成金块。
金亦有时会以与其他元素,特别是碲形成化合物的形式出现。
例子有针状碲金矿(calaverite)、针碲金银矿(sylvanite)、叶碲矿(nagyagite)、碲金银矿(petzite)及白碲金银矿(krennerite)。金亦有极少机会与水银以汞齐形成出现,另外亦会以一个低浓度在海水出现。
⑷ 金属冶炼方法有哪些
金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应,获得金属单质。
冶炼原理
1.还原法:金属氧化物(与还原剂共热)--→游离态金属。
2.置换法:金属盐溶液(加入活泼金属)--→游离态金属。
3.电解法:熔融金属盐(电解)--→游离态金属(金属单质)
电解法应用在不能用还原法、置换法冶炼生成单质的活泼金属(如钠、钙、钾、镁等)和需要提纯精炼的金属(如精炼铝、镀铜等)。电解法相对成本较高,易造成环境污染,但提纯效果好、适用于多种金属。
常见金属冶炼方法
汞:热分解法:2HgO(s)=加热=2Hg(l)+O2(g)。
铜:置换法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (湿法炼铜)。
铝:电解法:2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物)。
镁:电解法:MgCl2(熔融)=通电=Mg(s)+Cl2(g)。
钠:电解法:2NaCl=通电=2Na+Cl2(g)。
钾:原理是高沸点金属制低沸点金属:Na+KCl=(高温,真空)=K+NaCl。
铁:热还原法:2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑。
高炉炼铁:Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2。
⑸ 汞矿中湿法提取汞金属
湿法炼汞(hyelrometallurgy of mercury)
用浸出剂或吸收剂将含汞物料中的汞溶解或吸收入溶液,再从溶液中提取汞或汞盐的过程。
与火法炼汞相比,湿法炼汞能有效控制污染环境的汞蒸气;节约能耗(每公斤汞总能耗仅461MJ);可处理低品位含汞物料,如美国矿务局(US Bureau of Mine)处理含汞0.03%~0.82%矿石的浸出率达90%~98%,中国用碘络合法处理含汞20~45mg/m3的冶炼烟气,可将废气含汞量降至0.05~0.15mg/m3,除去了99%以上的汞。影响湿法烁汞推广应用的最主要障碍是浸出剂的价格高。1866年瓦格纳(Wagner)首先提出碘络合法,工业上多采用硫化钠法。此外,还有采用HCl+KMnO4、HCI+HNO3、HCl+FeCl3、HCl+CuCl2、HCl+KI、Cl2等多种体系浸出剂或单一浸出剂的浸出方法,这些方法因浸出剂价格贵或浸出反应不完全,生产成本高,工业应用不多。
硫化钠法主要用于处理硫化汞精矿,由硫化汞精矿浸出和碱浸出液回收汞两阶段组成。
硫化汞精矿浸出硫化钠浸出硫化汞的反应为:
HgS+Na2S。= Na2HgS2 为使Na2HgS2稳定地存在于溶液中,要满足[S2-/[HgS22一]=2.53的条件。为防止硫化钠水解影响汞的溶出,生产中往往加入相对于硫化钠用量1.5%左右的氢氧化钠。氢氧化钠的加入量不能过多,否则会导致Na2HgS2溶解度下降,并使HgS的溶出速度减慢。硫化汞在浸出中的热效应不大,仅为12~17kJ/mol,温度对平衡改变的影响不大,浸出可在常温下进行。当汞精矿中存有Sb2S3和As2S3时,它们会与Na2s生成Na3SbS3和Na3AsS3进入溶液,不仅消耗浸出剂,还会给下一步作业带来困难。汞精矿中如伴生有铁、铜、铅、锌等矿物,它们都难溶于Na2S溶液而留在浸出渣中。浸出渣须用0.5%~1.0%Na2S并有一定碱浓度的溶液洗涤,防止硫汞配位离子水解沉淀析出。
浸出方法有机械搅拌浸出(见搅拌浸出)和渗滤浸出两种。贫矿石一般采用渗滤浸出,矿石粒度控制在6mm左右,用5%Na2S溶液在室温下浸出24h,汞浸出率96.6%,每吨汞消耗硫化钠1320kg。富汞矿和浮选汞精矿通常采用机械搅拌浸出,富汞矿含汞0.85%~0.9%,粒度小于2.36mm,浸出剂为含硫化钠10%的溶液,在液固比为2:1下浸出2~3h,汞浸出率99.78%;浮选汞精矿的浸出条件一般是:浸出液含Na2S80~100g/I。,液固比为(2~2.5):1,在室温下浸出约2h。当处理含汞10%~15%,含硫19%~21%的硫化汞精矿时,浸出渣经三次洗涤,三次压滤,渣含汞小于0.1%,汞的浸出率达99.38%。浸出和洗涤设备采用圆锥底机械搅拌槽。过滤设备采用板框压滤机。浸出液为闭路循环,易于出现溶液膨胀和杂盐增加等问题,需抽出一部分含汞低、含杂盐高的溶液净化除去杂盐,以使循环系统中的溶液成分达到平衡。
碱浸出液回收汞有置换法和隔膜电解法。
(1)置换法。采用不易与汞生成合金的铝作还原剂,还原置换反应为:3Na2HgS2+8NaOH+2Al=3Hg+6Na2S+2NaAlO2+4H2O按反应计算置换一吨汞需消耗534.7kg.NaOH和90.3kg金属铝。由于反应不够完全及杂质锑参加反应,实际上需消耗167kg铝,NaOH由于部分再生,其消耗量为300kg。在置换过程中将海绵状或切屑状的铝加入溶液中,进行强烈循环或不断搅拌使之悬浮,析出的产物有两种:一种是金属汞,约占溶液中全汞量的80%;另一种是由汞、锑、铝组成的多金属汞齐,约占全汞的15%~20%,可用蒸馏法分离回收其中的汞。包括蒸馏产品在内,整个置换过程汞的总回收率为95%~95.5%。过程中再生的Na2S可返回浸出作业。
(2)隔膜电解法。用隔膜将电解槽分为阴极和阳极两室,以防止[HgS2]2一和S2一等离子进入阳极室,避免阳极泥的产生和杂盐的增加,阴阳极材料有Fe—Fe和Hg—Gc(Gc为不锈钢)两种。用铁作阴阳极电解时,所用阴极液含Na2S 7%、NaOH 0.5%、HgT2+30g/L,阳极液为苏打水,用陶瓷材料作隔膜,电流密度J为25~100A/m2。当J=25A/m2时,槽电压为0.54V。电解液温度为328K,为防止汞产品被其他金属污染,阴极电解后液中[HgT2+]保持在10g/L左右。电解结束后,挤压泥状的阴极沉淀物得金属汞。金属汞纯度为99.6%~99.8%,占沉淀物含汞量的80%。每吨金属汞的电能消耗为300kW•h,电流效率91%~99%,电流密度大时电流效率高。工业上多用Gc—Hg电极,电解时往电解槽底加入适量汞作水平汞阴极,不锈钢直立板阴极直接插入槽底汞中构成整个阴极面,直立板状阳极用帆布隔膜套与阴极隔离。送入阴极室的阴极液为含。Hg70~90g/L、Na2S 70~110g/L。NaOH 25~35g/L,的硫化汞精矿浸出后液,送入阳极室的阳极液为含NaOH180~200g/L的碱液。电解作业条件是:电解液为常温,异极间距100mm,阴极电流密度50A/m2,槽电压2.2~2.8V,阴极电解后液含汞8~18g/L。金属汞产出率98.7%~99%,电流效率85%~90%,每吨汞电耗1500~1800kw.h,阳极泥产出率为产汞量的0.11%,产品汞的纯度99.9%~99.99%。
碘络合法 适用于从含汞、含硫的烟气中提取汞。包括碘化钾溶液吸收,吸收后液脱二氧化硫和电解三个环节。中国冶金工作者在研究Hg—I—H2O系热力学的基础上,查明KI溶液能有效吸收汞。为避免出现:Hg2l2固体沉淀,吸收后液含[I一]T必须在0.3mol/L以上。在吸收过程中,烟气中的金属汞被氧化生成离子汞,离子汞再与碘离子作用生成碘化汞配合物,吸收总反应为:2Hg+SO2+8I一+4H+ =2HgI42一+So+2H2O当吸收液汞含量积累到8g/L时,抽取部分吸收后液先行脱除二氧化硫,然后再进行电解脱汞和再生碘。电解的阳极反应为:
HgI42一一2e=Hgl2+I2阴极反应为:HgI42一+2e=Hg+4I一 2H2O 一4e=4H++O2
在阳极析出的I2与电解液中的H2SO3反应,生成H2SO4和HI。电解后液返回循环使用。
经电除尘器除尘、稀硫酸洗涤和电除尘器除雾的含硫烟气,含汞20~45mg/m3,温度为293~313K,通过吸收塔被KI吸收液对流淋洗,当吸收液含[I一]0.25~0.3mol/L、含汞约5~8g/L。时,从塔顶排出烟气含汞降至0.05~0.15mg/m。。吸收后液经脱硫电解,产出纯度99.99%的汞,电硫效率大于90%;每吨汞直流电耗1000~1200kw•h,碘耗60kg。此法汞提取率大于98%,用处理后烟气制得的硫酸含汞在10-4%以下。
⑹ 汞(Hg)的危害
汞的危害及其防治
汞俗称水银,银白色,易流动,是在常温下唯一的液体金属。常温下汞不易被氧化,但易蒸发,汞蒸气有毒!加热时氧化为氧化汞。汞有溶解许多金属的能力,所构成的合金统称汞齐。汞不溶于水,易溶于硝酸,也溶于热浓硫酸,但与稀硫酸、盐酸、碱等都不起作用。焙烧含汞矿石可提炼出金属汞。汞的用途很广:在化学工业中用汞作阴极电解食盐溶液制取氯气和烧碱;用汞制造水银灯、真空泵、物理仪表(如气压计、温度计、血压计等);制造各种含汞药品、试剂、农药、炸药等;用汞齐法提取金银等贵重金属;工艺品或寺庙用金汞齐镀金或镏金。
事故案例
1953年日本的水俣市发生严重的汞中毒事件,造成41人死亡。经过调查,查明是当地一家化工厂常年向水俣湾排放含汞废水。汞在水体中经微生物作用生成甲基汞。甲基汞易在鱼、贝壳等海产品体内富集,体内形成很高浓度的甲基汞。人或动物食用了含有甲基汞的海产品,引起甲基汞中毒。由于中毒事件发生在日本的水俣市,而且当时中毒原因不清,故称“水俣病”。至1974年,日本的水俣病有1400余人。据日本媒体报道,在水俣市及其他地区,目前仍有尚未被发现的水俣病患者。
1982年9月18日,吉林某电石厂机修车间有8人用气焊切割管内残留有汞泥的废旧冷却器列管时,管中的汞受热蒸发,也有汞珠流到地上,造成5人重度急性汞中毒,3人轻度急性汞中毒。
职业危害
接触机会
在化学工业中水银法烧碱以汞为阴极,使用大量汞;采用乙炔法生产氯乙烯以氯化汞做催化剂,用大量氯化汞;乙炔法生产乙醛以硫酸汞做催化剂,消耗大量汞;油漆业用氧化汞做多种油漆的添加剂;多种汞盐试剂如硫酸汞、硝酸汞、碘化汞、溴化汞等生产、精制、包装都接触大量汞;农药如醋酸苯汞、氯化乙基汞、磷酸乙基汞,医药如氧化汞、水杨酸汞、汞撒利、氯汞脲等的生产都要接触汞;化工仪表如流量计、液面计、压力计等的生产、使用、维修都接触汞。此外,冶金业汞矿开采、冶炼汞;金矿、银矿用汞提取金、银;电气业制造水银灯、X线球管、水银电池、汞整流器等;国防工业生产雷汞和制造雷管;原子工业钚反应堆以汞做冷却剂。
以上接触汞的工业都会有汞中毒发生,而且汞一旦洒落可形成无数小汞珠,吸附在地板、墙面、器具上,扩大了挥发面,形成二次污染。
中毒表现
急性汞中毒:全身症状为头痛、头晕、乏力、底度发热,睡眠障碍,情绪激动,易兴奋等;呼吸道症状表现为胸痛、胸闷、气促、剧烈咳嗽、咳痰、呼吸困难;口腔炎可在早期出现,有流涎、口渴、齿龈红钟、疼痛,在龈缘可见“汞线”,口腔粘膜肿胀、糜烂、溃疡,牙齿松动、脱落;胃肠道症状为恶心、呕吐、食欲不振、腹痛,有时出现腹泻,水样便或大便带血。汞对肾脏损伤,可造成肾小管上皮细胞坏死。出现浮肿、腰痛、尿少,甚至尿闭。尿蛋白阳性,尿中有红细胞、脱落上皮细胞和管型等。少数病人可出现皮炎,如红色丘疹,水庖疹,重症者形成脓庖或糜烂。尿汞明显增高。
慢性汞中毒:
神经衰弱症候群 头昏、头痛、失眠、多梦、记忆力明显减退,全身乏力等。
易兴奋症 局促不安、忧郁、害羞、胆怯、易激动、厌烦、急躁、恐惧、丧失自信心、注意力不集中、思维紊乱,甚至出现幻觉、幻视、幻听,哭笑无常等。
植物神经功能紊乱 心悸、多汗、血压不稳、脸红。皮肤划纹征阳性。性欲减退、阳痿、月经失调等。
口腔炎及消化道症状 口腔内金属味,齿龈可有深蓝色的汞线,流涎、口渴、齿龈充血、肿胀,溢脓、溃疡、疼痛,牙齿松动易脱落。恶心、食欲不振、嗳气、腹泻或便秘。
汞毒性震颤 手指、舌、眼睑震颤。多为意向性,当注意力集中和精神紧张时震颤加重,难以完成精细动作。重症者可出现粗大震颤。语言不灵活,出现口吃,甚至饮食和行走困难。
其他 少数病人可有蛋白尿、管型,全身浮肿等肾脏损害。有的病人可有鼻炎、上呼吸道炎表现。少数病人眼晶状体出现“汞性”晶体炎。亦有末梢神经炎表现,如手套、袜套样感觉减退或过敏等。
急性中毒现场处理
患者应及时脱离汞作业现场,淋浴清洗头发,更换干净衣服。若口服汞盐者应及时用温盐水及0.2%活性炭交替洗胃,而后灌入牛奶或蛋清,服入15克硫酸镁导泻。
预防措施
以无汞材料取代汞 氯碱企业以离子膜法烧碱代替汞法烧碱可以从根本上消除汞的危害;硅整流器代替汞整流器,电子仪表、单板计代替汞仪表,用电子血压计、温度计代替汞血压计、温度计都消除了汞害。
改革工艺 采用乙烯直接氧化法代替乙炔水化法生产乙醛,消除汞催化剂的危害;采用乙烯氧氯化法代替乙炔用氯化氢加成法生产氯乙烯也消除汞催化剂的危害,采用湿法炼汞代替火法炼汞,也可减少汞害。
密闭操作 加强通风排气 定期检修设备,严防跑、冒、滴、漏;作业场所墙、地面和一切用物表面都应光滑、平整、不留缝隙,台面保持一定斜度,以防汞珠附着或渗入,便于冲洗擦净。每天下班后,车间用盘放碘,碘自然蒸发,并与汞蒸气结合成不易挥发的碘化汞,次日上班后用水冲净即可。
注意个人防护,养成卫生习惯 不在岗位吸烟、进餐、饮水;操作时戴碘化活性炭口罩;班后淋浴、更衣,用1:5000高锰酸钾溶液漱口、洗手。
定期检测作业场所空气中汞浓度 国家卫生标准:0.01mg/m3 。
实行健康监护 每年进行一次职业性健康体检,发现职业禁忌证者,应及时调离汞作业。
职业禁忌证:明显口腔炎,胃肠炎,肾脏疾病。妇女妊娠期和哺乳期应暂时脱离汞作业。
⑺ 古代湿法炼铜的化学原理
反应抄的方程式是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
利用的是铁比铜的金属活泼性强的原理。
另外,给你一部分金属活泼顺序表参考一下:
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅(H)铜 汞 银 铂 金
其中,在氢前面的金属能与酸反应生成氢气,从左到右,金属活泼性较强的金属能从排在它后面的金属所形成的溶液中把该金属置换出来(也就是金属活泼性较强的金属能置换出相对它来说金属活泼性教弱的金属。)
⑻ 我国古代的湿法冶金术是世界闻名的,我国在世界上最先应用湿法冶金的金属是 A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg
B.Cu
中国古代的“湿法冶金”:西汉时期刘安所著《淮南万毕术》中记载有“曾内青得容到铁则化为铜”其含义是把铁片放入硫酸铜溶液或其它铜盐溶液中,可以置换出单质铜。这种方法是现代湿法冶金先驱。
就是在铜的硫酸盐溶液中加如铁,可以得到铜。其实就是用金属性强的物质,去置换比它弱的金属,如在硫酸铜溶液中加入金属锌或铁,可置换得到金属铜,这就是湿法炼铜的原理,主要反应为:(1)CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4; (2)CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
⑼ 求教!金属冶炼为什么是化学变化
首先:冶金抄,从矿石提取纯度较高的袭金属明显是从化合物到单质的过程。另外,在金属的热处理过程中,即使纯度不变化的情况下,由于温度变化和压强的改变金属会改变不同形态如:α、β形态等,正因为内部结构变化,才引起外部物理性质的差异,而这种内部结构变化是由于其电子排布方式不同引起的,所以是化学变化
⑽ 什么叫做金属冶炼
金属冶炼 金属的冶炼:把金属从化合态变为游离态。 常用冶炼法:用 碳 一氧化碳 氢气等还原剂与金属氧化物在高温下反应。 冶炼的原理: 1.还原法:金属氧化物(与还原剂共热)--→游离态金属 2.置换法:金属盐溶液(加入活泼金属)--→游离态金属 火法冶炼(Pyrometallurgy) 又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温,熔化为液体,生成所需的化学反应,从而分离出粗金属,然后再将粗金属精炼。 湿式冶金(Hydrometallurgy) 湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75%的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴,锆-铪,钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离,取得显著的效果。 常见金属冶炼方程汞:热分解法:2HgO=加热=2Hg+O2(气体) 铜:置换法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (又叫湿法炼铜) 铝:电解法:2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物) 镁:电解法:MgCl2(l)==通电== Mg(s)+Cl2(g)↑ 钠:电解法:2NaCl=通电=2Na+Cl2 钾:原理是高沸点金属制低沸点金属:Na+KCl==K+NaCl(反应条件是高温,真空。) 铁:热还原法:2Fe2O3+3C=高温=2Fe+3CO2↑