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文檔簡介
有色冶金原理第五章氧化物和硫化物的火法氯化目錄第一節(jié)概述第二節(jié)氯化反應(yīng)的熱力學(xué)第三節(jié)氯化反應(yīng)的動力學(xué)第一節(jié)概述
金屬氧化物與相應(yīng)金屬的其它化合物比較,大都具有低熔點,高揮發(fā)性和易溶于水及其它溶劑中,易被還原等性質(zhì),而且它們生成的難易和性質(zhì)的差異又十分明顯,所有這些都為氯化法提取和分離金屬創(chuàng)造了條件。早已引起冶金工作者的注意。盡管氯化冶金法具有許多獨特的優(yōu)越性,但由于氯氣對設(shè)備的腐蝕這一致命弱點,使得這種方法的使用和發(fā)展受到了限制?,F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展提供了豐富而價廉的氯化劑(Cl2、HCl、NaCl、CaCl2等),并且出現(xiàn)了鈦、鋯以及某些塑料耐腐蝕新材料、防腐技術(shù)的發(fā)展促進了氯化冶金的推廣和發(fā)展。
所謂氯化冶金就是將礦石(或冶金半成品)與氯化劑混合,在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使金屬轉(zhuǎn)變?yōu)槁然镌龠M一步將金屬提取出來的方法。氯化冶金主要包括氯化過程,氯化物的分離過程,從純氯化物中提取金屬等三個基本過程。在自然界中金屬主要以氯化物、硫化物、硅酸鹽、硫酸鹽等形式存在,因此從原料中制取金屬氯化物的氯化過程,顯然是氯化冶金最基本和最重要的過程。氯化過程的基本方法在有色冶金中的應(yīng)用,可分成下列幾類:(1)氯化焙燒。這個方法在有色冶金中得到廣泛的應(yīng)用,如在稀有金屬冶金中用氯化焙燒TiO2以制取TiCl4,然后經(jīng)精餾提純用鎂或鈉熱還原得到金屬鈦;在輕金屬冶金中,用氯氣(Cl2)氯化菱鎂礦制取無水MgCl2,然后用熔鹽電解法提取金屬鎂;在重金屬冶金中,如綜合回收黃鐵礦燒渣中各種有色金屬、錫礦中錫的氯化,貧鎳礦石中鎳的提取等。
(2)離析法(難選氧化銅礦石的離析反應(yīng))。
(3)粗金屬熔體氯化精煉。如鉛中的鋅和鋁中的鈉和鈣都可用通氯氣于熔融粗金屬中的方法將其除去。(4)氯化浸出(包括鹽酸浸出、氯鹽浸出)。氯化浸出是指在水溶液介質(zhì)中進行的一類氯化過程,即濕法氯化過程。氯化冶金對于處理復(fù)雜多金屬礦石或低品位礦石以及難選礦石。從中綜合分離提取各種有用金屬是特別適宜的。故此法在綜合利用各種礦物資源方面占有重要地位。第二節(jié)
氯化反應(yīng)的熱力學(xué)
一、金屬與氯的反應(yīng)氯的化學(xué)活性很強,所以絕大多數(shù)金屬很易被氯氣氯化生成金屬氯化物。所有金屬氯化物的生成自由能,在一般冶金溫度下均為負值,且它們的△G—T關(guān)系多數(shù)已經(jīng)測出,在某些手冊,專著中可以方便地查得。金屬氯化物的—T關(guān)系也可用圖示表達。為了便于比較,將它們都換算成與一摩爾氯氣反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能變化。圖5-1列出了它們的△G—T關(guān)系。
圖5-1與氧化物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能的圖類似,曲線位置的高低表示了金屬與氯反應(yīng)時親和力的大小。金屬氯化物生成吉布斯自由能曲線在圖中的位置越低,表示該金屬氯化物的生成吉布斯自由能越負,它就越穩(wěn)定而難于分解。而且,曲線位置處于下面的金屬可以將曲線位置較上面的金屬氯化物中的金屬置換出來。例如在1273K溫度下:Mg+Cl2=MgCl2-)1/2Ti+Cl2=1/2TiCl4
由圖5-1可見,MgCl2的生成吉布斯自由能曲線在下面,顯然1/2TiCl4的生成吉布斯自由能曲線在上面,顯然比更負,因此為負值,即反應(yīng)(3)可以向右進行,Mg可以把TiCl4
中的Ti置換出來。工業(yè)中生產(chǎn)金屬鈦正是利用了這種方法。當(dāng)遇到需要將氯化物中的金屬還原出來的時候,就可用類似的方法來選擇還原劑。如從圖中可直觀地看出,用Na或Mg可以將ZrCl4中的鋯還原出來。
二、金屬氧化物與氯的反應(yīng)在冶金過程中有時要氯化處理的物料,如低品位貧礦,黃鐵礦燒渣,錫渣等,其中的金屬往往是以氧化物的形式存在,因此研究氧化物的氯化作用更有實際意義。金屬氧化物被氯氣氯化的反應(yīng)通式如下MeO+Cl2===MeCl2+O2反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化為:從上式可見,金屬氧化物與氯氣反應(yīng)能力的大小由與之差決定。硅、鋁、鈦、鎂等元素雖與氧化合的能力很強,但它們與氧化合的能力更強,其是一個很大的負值,在1073K時的值在-669440~-1004160J之間,而相應(yīng)的在1073K時為-209200~-460240J,相減之后為一正值,因此SiO2、TiO2
、Al2O3、MgO在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不能被氯氣所氯化。
金屬氧化物與氯氣反應(yīng)的—T關(guān)系已有人測出,列于圖5-2,圖5-3中。從圖中可見:SiO2、TiO2
、Al2O3、Fe2O3、MgO在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不能被氯氣氯化。而許多金屬的氧化物如PbO、Cu2O、CdO、NiO、ZnO、CoO、BiO可以被氯氣氯化。
三、金屬氧化物的加碳氯化反應(yīng)某些金屬氧化物氯化反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明,下列反應(yīng)的平衡常數(shù)小于1,或者最多接近于1:MeO+Cl2===MeCl2+O2KP=
這樣,若直接使用氯化反應(yīng),則氯的利用率很低。但在有還原劑存在時,由于還原劑能降低氧氣(O2)的分壓,但不與氯發(fā)生明顯反應(yīng),因此氯的利用能顯著地提高,并且能使本來不能進行的氯化反應(yīng)變?yōu)榭尚?。碳作為還原劑是很有效的,有碳存在時,進行氯化反應(yīng)的氧化物將發(fā)生如下反應(yīng):MeO+Cl2===MeCl2+O2
(4)
C+O2===CO2
(5)
C+1/2O2===CO2
(6)由(4)×2+(5)得MeO+C+2Cl2===2MeCl2+CO2(7)(4)+(6)得MeO+C+Cl2===MeCl2+CO
(8)當(dāng)溫度低予于900K時,加煌碳氯化渣反應(yīng)主幼要是按甲反應(yīng)(7)進行辨,高于1000馳K時。則匯按反應(yīng)隊(8)進行梯,因此丟比較加泥碳前后雅反應(yīng)的昂,對加算碳的氯憂化效果挽便可簡怠便地估帝量出來曲,這可陪通過TiO2加碳氯化浸一例得到電說明。TiO2+Cl2===T攻iCl4+O2=80誦542-280帆24T,J+)C+O2===御CO2=-111毛713-87.66T,JTiO2+Cl2+C折===王TiC頭l4+CO=-311到71-115.9T,J可見相當(dāng)仙穩(wěn)定而難哪被氯氣直飾接氯化的TiO2,在溫南度高于900仍K,有固立體碳存英在的條條件下,飽變得容轉(zhuǎn)易氯化躁了。加用碳氯化舍的這種舉有效性奔,使它再在輕金難屬和稀桐有金屬比的氯化韻冶金中幕,成為澆一種重悟要方法撓,得到灰廣泛的箏應(yīng)用。四、金屬乘硫化物與噴氯的反應(yīng)金屬硫奧化物在瘡中性或嗓還原性況氣氛中榜能與氯童氣反應(yīng)射生成金幫屬氯化肚物。MeS+鴿Cl2===亦Me草Cl2+1/2毒S2(9)——氯化反應(yīng)寺進行的難奔易程度由狀氯化物和鋒硫化物的覽標(biāo)準(zhǔn)生成琴吉布斯自嘗由能之差架決定。某造些金屬硫謊化物氯化仍反應(yīng)的—T關(guān)系如圖5-4所示。從圖5-4可以看出爺,許多金凱屬硫化物五一般都能旅被氯氣直勉接氯化。瞇比較圖5-2與圖5-4可以發(fā)現(xiàn)添,對同一蟻種金屬來長說,在相楚同條件下福,硫化物氧通常比氧尿化物容易手氯化,因罷為金屬與聽硫的親和帆力往往小靈于金屬與廢氧的親和鹽力,所以油氯從金屬的中取代硫毯比取代氧盆容易。從反應(yīng)(9)可以看沙出,硫化溜物與氯反集應(yīng)的產(chǎn)物緒是金屬氯憶化物和元澡素硫。固店然硫元素炸能與氯發(fā)忠生反應(yīng),音生成硫的嫌氯化物,寫但是硫的插氯化物是哭不穩(wěn)定的愛,在一般膠的焙燒溫太度下,它舊們均會分敬解,因此細最終產(chǎn)品礎(chǔ)仍為元素述硫。硫(S)以元素玩硫形態(tài)回伸收,對于榴儲存和運竭輸以及防吊止SO2對大氣的偶污染都是隨非常有利蠻的。同時詞不揮發(fā)的天有價金屬消氯化物可遼通過濕法飼冶金方法得與脈石分謹(jǐn)離。這是鹽處理有色全重金屬硫頓化精礦的急一種可行取方法。五、金擊屬氧化森物與氯低化氫的盛反應(yīng)除了氯(Cl2)以外,肝金屬氧化縮慧物與氯化蔥氫(HCl)的反應(yīng)剝,也是氯劍化焙燒過糊程中最常動見的一種才氯化反應(yīng)膠。金屬氧化債物與氯化告氫反應(yīng)的福通式為:MeO+交2HCl引===兼MeC傭l2+H2O反應(yīng)的璃標(biāo)準(zhǔn)吉造布斯自漫由能變翼化:_反應(yīng)(10)的霜也眾可以根據(jù)欄金屬氧化診物與氯(Cl2)反應(yīng)的偽準(zhǔn)吉布斯修自由能變傳化和水與鴨氯反應(yīng)的改標(biāo)準(zhǔn)吉布私斯自由能佳變化求出木,方法如阿下:MeO唇+Cl2===秤Me汁Cl2+O2(11牛)-)番H2O+淹Cl2===擦2HCl玩+O2(12笛)MeO+謊2HCl熄===遺MeC哀l2+H2O即金屬汪氧化物喉與氯反兆應(yīng)的炕減壩去水與慕氯反應(yīng)北的傳得金屬愧氧化物掃與氯化拳氫反應(yīng)很的標(biāo)準(zhǔn)鑰吉布斯寸自由能來變化。需各種金波屬氧化經(jīng)物與氯省反應(yīng)的—T圖已列隆在圖5-2、圖5-3中。在圖5-3中有一洽條反應(yīng)H2O+C倍l2===灑2HCl占+O2的屠隨溫度嘗變化的曲擺線,該曲楚線是由左禾至右向下礦傾斜的,潑即反應(yīng)H2O+C潛l2===H唇Cl+O2的標(biāo)準(zhǔn)吉炊布斯自由嶺能變化在刺高溫下負障值更大,HCl更加穩(wěn)定檔,這預(yù)示隊著在用HCl作氯化取劑時隨正著溫度筑的升高業(yè),其氯掏化能力鬧下降。而Cu2O、PbO、Ag2O、CdO、CoO、NiO、ZnO等曲線在H2O與氯反應(yīng)探的曲線下看面,這表巧明這些金另屬氧化物號與HCl反應(yīng)時站為負值,捆因此在標(biāo)劃準(zhǔn)狀態(tài)下借它們可以雕被HCl所氯化,SiO2、TiO、Al2O3、Cr2O3、SnO2等與氯反捎應(yīng)的曲線盈在水與氯易反應(yīng)曲線探上面,它區(qū)們被HCl氯化反仆應(yīng)的疏值侵為正,優(yōu)因此這趨些氧化奇物在標(biāo)就準(zhǔn)狀態(tài)章下不能理被HCl所氯化鐵。MgO與氯反應(yīng)你的—T曲線約在773K處兩線相停交,即773語K以下的新溫度在伐標(biāo)準(zhǔn)狀北態(tài)下反紅應(yīng):MeO+絨2HCl事===半MeC志l2+H2O(13)將向右橡進行,773為K以上的溫堡度反應(yīng)將予向左進行葬,此時則自稱為金屬統(tǒng)氯化物發(fā)飽生水解。佛因此工業(yè)頓上當(dāng)氯化MgO生產(chǎn)MgCl2時,都注彼意防止在773K以上溫票度時MgCl2重新被酒水解。在氯化焙燙燒時,為挖避免水解捧、需控制礙氣相中有鑒足夠高的HCl的/H2O的比值。位如SnC冷l2當(dāng)HCl/塘(H2O+H究Cl)在20%左右,能擋有效防止SnC叛l2水解。薦為此應(yīng)丸盡可能拼使焙燒助物料干劈燕燥,使談用含氫碗量低的腰燃料以盛減少氣構(gòu)相中的根水分含字量,當(dāng)愈然也可摸以提高HCl濃度來樸實現(xiàn)需矮要的反凱應(yīng),但憑這樣將雷消耗更繡多的氯僅化劑。六、金駱屬氯化遣物與固致體氯化蛙劑的反講應(yīng)在生產(chǎn)魔實踐中理,經(jīng)常倒采用氯祝化鈣(CaCl2),氯華化鈉(NaC友l)等固體賤氯化物炎作為氯棟化劑。冷如CaCl2是化工語原料的墻副產(chǎn)品邁,并且慣無毒,燙腐蝕性為小,易娘于操作浪,因此歡國內(nèi)外蠶許多廠咸家廣泛建采用CaC攤l2和NaCl作為氯退化劑。1.CaC枕l2作氯化劑鳥用CaCl2作氯化起劑,其攜與氧化衡物反應(yīng)且的通式釘為:MeO罪+C奧aCl2===鼠MeCl2+Ca貢O上述反禁應(yīng)的騰計釀算方法獲有兩種恒:(1)是根婚據(jù)反應(yīng)評物與產(chǎn)懶物的標(biāo)類準(zhǔn)生成鑼吉布斯竿自由能芽來計算乎,即:(2)是根據(jù)擠金屬氧化疏物與氯反母應(yīng)和CaO與氯反應(yīng)鬼的跪來捕計算,方幣法如下:MeO觸+Cl2===叫MeCl2+O2,挺(14)-)CaO榨+Cl2===直CaC鞭l2+O2,襖(稀15)MeO+刃CaCl2===性Me它Cl2+Ca精O,漆(1芳6)得可見,MeO與CaC體l2的反應(yīng)(16)是反祝應(yīng)(14)與(15)之差。厭如果我們施確定了一薄定溫度下MeO與Cl2反應(yīng)的基以及CaO與氯反應(yīng)障的窩,就可以競確定MeO+糾CaC乞l2反應(yīng)的橡。在一定罩溫度下剃是勁定值,而拆各種價數(shù)暈相同的氧暖化物氯化烤的幫直接與有關(guān)。因議此,對于串氧化物被CaCl2氯化的嬸反應(yīng)可斃利用圖5-3,即氧肚化物與潑氯反應(yīng)我的—T圖來分析搏。例如,杏在1273制K時:Ag2O(s)+Ca殿Cl2(s)===啦AgCl(s)+CaO(s)反應(yīng)能父否進行遞,可用愈圖5-3判斷:Ag2O(s)+C蠶l2===2罷AgC災(zāi)l(s)+O2-)CaO(s)+Cl2===冤CaCl2(s)+O2,Ag2O(s)+CaCl2(s)===玻2A值gCl(s)+C揭aO(s),為負值襯,表示想在標(biāo)準(zhǔn)毛狀態(tài)下愚,溫度水為1273宰K時,Ag2O可以被CaCl2氯化。Cu2O的氯化蜘線在CaO氯化線以會上,因此怎在標(biāo)準(zhǔn)狀談態(tài)下,Cu2O不能被CaCl2所氯化,糖這也可從拒反應(yīng)的怎看出:Cu2O(s)+Cl2(g)===菊Cu2Cl2(g)+O2(g牙),-)CaO(s)+Cl2===疑CaCl2(s)+O2,Cu2O(s)+C疲aCl2(s)===版Cu2Cl2(g損)+C知aO(s),這表明在127皮3K時,標(biāo)礙準(zhǔn)狀態(tài)黎下Cu2O不能被CaC綿l2氯化。但在工業(yè)騰上用CaC夜l2作為氯化品劑可以將保黃鐵礦燒蒸渣中的Cu2O氯化。帆這是因描為在對蜻燒渣進粒行氯化稿焙燒時文,焙燒河爐中流趟動著的謙氣體還志有大量溫的其它思氣體(濁如N2、O2……)。而Cu2Cl2氣氛在爐宵氣流動中脈僅占1%左右,若億氣相總壓中力為1×10磁1325史Pa時,則Cu2Cl2氣體的屑分壓僅拆為0.01×1供0132素5Pa,此時Cu2O與CaCl2反應(yīng)仍調(diào)是處于確非標(biāo)準(zhǔn)秧狀態(tài),頭所以反尖應(yīng)能否洗進行的糠真實量同度是反暢應(yīng)的吉肚布斯自挨由能變姻化而不院是,對螺上述反親應(yīng)而言簽,就應(yīng)粥該用化顏學(xué)反應(yīng)鑼的等溫揚方程式圍來計算脖,即=-RTln饅Pcu2c基l2=209遍20+8郵.314繞×2.3仰03×1絹273胸㏒(拍0.01曲)=-278基24J因此,由浪可見,為迷負值,表酷示在這種眼條件下反虎應(yīng)向生成Cu2Cl2的方向困發(fā)展,Cu2O可以被CaC板l2氯化。上述分析扔可知,在沃圖5-3中CaO氯化線塌以上,左但離CaO氯化線鐵不太遠柱的各種有氧化物課,如PbO、CdO、Cu2O、Bi2O5、ZnO、CuO、CoO、NiO等在工業(yè)岸氯化條件掉下是可以鑒用CaC賭l2進行氯化腰的。如下所示逮:因此,由停上述分析緩可知,在憑圖5-3中CaO氯化線拖以上,盾但離CaO氯化線不代太遠的各低種氧化物劣,如PbO、CdO、Cu2O、Bi2O5、ZnO、CuO、CoO、NiO等在工查業(yè)氯化炊條件下沖是可以納用CaC科l2進行氯化牌的。在實旁際生產(chǎn)中殲為了增加CaCl2對上述奮氧化物牌的氯化在能力和低提高氯道化速度串,往往研控制氣能相中含怨有SO2、SO3等酸性氧獸化物,或輩者使?fàn)t料慌中含有SiO2等酸性氧退化物,這護樣就可以冒促使CaCl2分解,加愁速氯化反蔑應(yīng)。Fe2O3的氯化線搬在CaO氯化線之仙上,并且輝相距CaO氯化線珠太遠,區(qū)即使在繡工業(yè)氯在化條件腸下也不興能被CaC劫l2氯化。酒這可以沸從下面稠的計算椒中看出蠻:這表明在估溫度127執(zhí)3K,標(biāo)準(zhǔn)狀離態(tài)下Fe2O3不能被CaC拾l(fā)2氯化。若在工價業(yè)氯化陷條件下FeCl3的分壓也纏是0.01×1脅0132迎5Pa偶,則:仍為正核值,表明氯化慣反應(yīng)不能題進行工業(yè)上制艱造硫酸常癢用黃鐵礦(Fe席S2)作為原隸料,F(xiàn)eS2經(jīng)焙燒躬后剩下圖的燒渣舞中除了米主要含坡有Fe2O3以外,上常含有近少量的籮銅、鉛計、鋅、值鈷等有換用金屬笑的氧化病物。若涉把這樣幫的燒渣澇直接拿臂去煉鐵絨,不論躁是對煉計鐵作業(yè)滿的順利鑼進行還馳是對生稈鐵質(zhì)量忌以及綜梢合回收綱利用都紗有不良鈴影響。唯工業(yè)上陷制造硫肉酸常用就黃鐵礦(FeS2)作為原縱料,F(xiàn)eS2經(jīng)焙燒后墻剩下的燒出渣中除了施主要含有Fe2O3以外,常翁含有少量逮的銅、鉛玻、鋅、鈷南等有用金劍屬的氧化籌物。若把賞這樣的燒港渣直接拿宏去煉鐵,賴不論是對殺煉鐵作業(yè)冠的順利進憤行還是對僑生鐵質(zhì)量喬以及綜合四回收利用蘆都有不良御影響。因此在錫煉鐵之奪前,必母須對燒噸渣進行恭處理,趨達到除遺去有害允雜質(zhì),商保證生教產(chǎn)的順指利進行毛、綜合異回收有必價金屬激的目的拌。工業(yè)組上的燒攜渣用高息溫氯化懼揮發(fā)法預(yù)就是用CaC想l2作為氯及化劑,棟將燒渣傲中各種掛金屬選刪擇氯化宿出來,晉使銅、塑鉛、鋅固等氧化晃物轉(zhuǎn)變死為氯化沸物揮發(fā)韻出來。激若進行脫中溫氯訂化焙燒吹,因氯蓬化溫度盛較低,唐上述金晝屬氧化從物所生蠻成的氯竭化物呈再不揮發(fā)剛的固態(tài)陪仍留在加焙砂中竿,可以魚用水或倍稀酸浸缸出,使躁其方便疑地從燒安渣中分闊離出來牌。而燒算渣中的Fe2O3是不被階氯化的羊,留在帝燒渣中宰作為煉畜鐵原料框。從而毅達到有償色金屬距與鐵分半離的目恩的。2.氯化埋鈉作為朋氯化劑NaCl是比CaCl2還要穩(wěn)定幟的化合物兄,實驗證夫明,NaCl在氯氣流礙中加熱到127分3K時仍十分健穩(wěn)定,不垃發(fā)生離解也,即固體NaCl受熱離解斑析出氯氣栽參與氯化某反應(yīng)是不柔可能的??创送?,在遇干燥的空接氣或氧氣熊流中,在1273下加熱兩那小時,NaC油l的分解舒量仍很傳少(約1%),這脅表明以督下反應(yīng)兩:很難向生凍成氯氣的醬方向進行押。因此NaC貞l在標(biāo)準(zhǔn)狀須態(tài)下以及陣有氧存在胡時是不可涂能將一般崖有色金屬亦氧化物氯桶化的。但泉實際生產(chǎn)爸中卻常用NaC來l作為氯化林劑,這是饞因為在燒選渣或礦石借中存在有籃其他物質(zhì)成,如黃鐵速礦燒渣中非一般常含稀有少量硫奪化物,該神硫化物在巡壽焙燒時生妻成SO2或SO3,在SO2或SO3的影響下貧,NaCl可以分慚解生成歸氯氣,登使銅、啟鉛、鋅泡等金屬責(zé)氧化物塊或硫化屠物被氯辮化。這樣就可咳以改變反彎應(yīng)的值,禮使本來不逗能進行的口反應(yīng)轉(zhuǎn)化幻玉為在SO2等參與啊下可以柿進行。去以下對NaC撕l的分解脊問題作小為一概上略的討推論。在箏氯化被停燒的氣伍相中,享一般存極在有氧游、水蒸液汽和物捕料中的索硫。在共焙燒過致程中生探成的SO2或SO3與NaC交l發(fā)生副反沸應(yīng),生成Cl2及HCl的副產(chǎn)物串,從而使MeO被氯化,鉛其主要反牽應(yīng)如下:反應(yīng)(22)在低鍋溫時易豎向生成權(quán)氯氣的殼方向進波行。873K以上或溜在有硫閥酸鹽作螞催化劑位時673K以上便易叨向生成HCl的方向酸進行。痛當(dāng)溫度徹為773K時,式地(17)的=355乓180J,故反應(yīng)拘(17)不能向理右進行,蟻但在773糾K時,反弄應(yīng)(19)的=-8828肌2J,及式(21)的=-114顆223喘J,所以反蔽應(yīng)(19)、(20)都能向償右進行??梢?,NaC騰l的氯化作返用主要是偽通過SO2或SO3促進作受用,使腦其分解恩出氯氣并或氯化右氫來實頸現(xiàn)的,繼這一點圣與前述銀的CaC遷l2被SO2或SO3分解加互速氯化正作用相該似,只嘗是促進膛效果不轎相同罷童了。同撕理,當(dāng)齡燒渣或肥礦石存達在有SiO2,Al2O3等酸性葉氧化物詠時,由斧于SiO2等能與CaO、MgO、Na2O結(jié)合成摘相應(yīng)的括硅酸鹽淹或其它故鹽,這犁樣必將鋤降低固帝體氯化吐劑CaC凱l2、MgC鞏l、NaC是l的分解端產(chǎn)物CaO、MgO、Na2O的活度,仿結(jié)果是可濤加強它們媽的氯化作紫用。綜上所析述可知妻,在氧稱化氣氛架條件下吊進行的婦氯化焙餅燒過程地中,NaCl的分解蜜主要是體氧化分甚解,但辦必須借奧于其它掙組分的那幫助,兔否則分默解很難潛進行。氣在溫度旋較低(腐如中溫品氯化焙舊燒)的軍條件下丑,促使NaC秀l分解的讓最的效聯(lián)組分是帶爐氣中粘的SO2。因而受對于以NaCl作為氯化瞞劑的中溫紡氯化焙燒錢工藝,幾納乎無例外扮地要求所見焙燒的物句料中含有護足夠數(shù)量占的硫(常仙用加S、FeS2的方法),而在高溫串氯化焙燒鞋過程中,NaCl可借助閉于SiO2、Al2O3等酸性脈飯石成分來楊促進分解常而無需補符加硫。其饒于反應(yīng)(22)的存在獨,NaC辯l分解出紀(jì)的氯可已以和水蠅蒸氣反護應(yīng)生成HCl。若氯債化過程俘是在中拳性或還方原氣氛血中進行察,則NaCl的分解主懷要是靠水栽蒸氣進行臺高溫水解凳。當(dāng)然,門高溫水解肯反應(yīng)的進傳行仍然需食要其它組淺分(如SiO2等)的促粥進。其于反宮應(yīng)(22)的存在評,NaCl分解出拘的氯可理以和水說蒸氣反告應(yīng)生成HCl。若氯有化過程圾是在中杠性或還侍原氣氛哲中進行會,則NaC厚l的分解主光要是靠水況蒸氣進行柳高溫水解替。當(dāng)然,許高溫水解北反應(yīng)的進課行仍然需巡壽要其它組德分(如SiO2等)的促掩進。第三節(jié)副氯棄化反應(yīng)續(xù)的動力膚學(xué)當(dāng)用氯掙氣或氯滔化氫氣糊體作為舞氯化劑結(jié)來氯化功金屬氧纏化物或武硫化物悶時,氯朋化反應(yīng)腐在氣、易固相之書間進行街,反應(yīng)畢為多相絕反應(yīng)。掘有關(guān)多殲相反應(yīng)否的動力誘學(xué)一般逐規(guī)律,免對于氣—固氯化藍反應(yīng)也礙完全適催用。研究多接相反應(yīng)鍛的動力甜學(xué)規(guī)律彈,發(fā)現(xiàn)吩在氣—固相之間擊的反應(yīng)一般由釀下列五炭個步驟責(zé)組成:(1)氣相反手應(yīng)物向逝固相反扯應(yīng)物表置面擴散若;(2)氣相反喬應(yīng)物在瓜固相表畫面被吸荷附;(3)氣相反插應(yīng)物與循固相反硬應(yīng)物發(fā)井生反應(yīng)故;(4)氣相產(chǎn)壇物在固推相表面首解吸;(5)應(yīng)的速度四由五個氣循相產(chǎn)物經(jīng)充擴散離開掃固相表面語。整個反步肺驟中速度孕最慢的一栽步來決定嘉。在較低俱溫度下妙,化學(xué)瓶反應(yīng)速或度一般將較慢,帽此時常枝常是第態(tài)三個步帆驟(化澆學(xué)反應(yīng)配)決定鼠整個多蛛相反應(yīng)各的速度冰快慢。辜當(dāng)溫度爭升高時縮慧,化學(xué)獻反應(yīng)速徑度增加邁很快,注擴散速殊度也有徹所增快補,但與紛化學(xué)反猾應(yīng)速度嬌比較,極則擴散良速度相抵對地變侍慢了,如此時,嘩常常是戲擴散速祖度決定坦了整個宋多相反菊應(yīng)速度撤的快慢或。金屬統(tǒng)氧化物們被氯氣帽氯化的獸反應(yīng)就明符合上扇述情況癥。當(dāng)溫混度較低菠時,化柴學(xué)反應(yīng)占速度起逢主導(dǎo)作益用,稱區(qū)反應(yīng)處取于“動敵力學(xué)區(qū)梯域”;三當(dāng)溫度櫻升高時鏟,擴散剃速度起哨主導(dǎo)作輩用,稱酬多相反槽應(yīng)處于尖“擴散禮區(qū)域”熱。金屬氧化劣物被氯氣行氯化的反飄應(yīng)就符合引上述情況對。當(dāng)溫度膛較低時,駐化學(xué)反應(yīng)壤速度起主隔導(dǎo)作用,瓣稱反應(yīng)處辛于“動力跌學(xué)區(qū)域”歪;當(dāng)溫度盞升高時,撐擴散速度閥起主導(dǎo)作燈用,稱多宿相反應(yīng)處晌于“擴散紫區(qū)域”。曾有人研插究得出了冰溫度對氯售氣氯化CuO,NiO和Co3O4反應(yīng)速天度的影戰(zhàn)響。當(dāng)錯用氯氣套連續(xù)通陰過CuO、NiO和Co3O4的試樣時額,
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