Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 33-38. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 33-38. использовании больше за счет выбросов оксидов азота [9]. Сложности с растворением железа в азотной кислоте как в металлической, так и в оксидной форме экспериментально подтверждаются в работах [10, 11]. При выщелачивании железа и цинка серной кислотой были получены более высокие степени извлечения, чем при выщелачивании соляной кислотой, поэтому для дальнейших исследований использовали только серную кислоту. 2 2 ,6% H 2S 0 4 16 ,5% HC l 3 3% H N O Рис. 1. Влияние вида кислоты на степень извлечения железа, цинка и меди в раствор при Т:Ж = 1:5, температуре 60 °C и продолжительности выщелачивания 180 мин, а также концентрациях 22,6 % H 2 SO 4 , 16,5 % HCl, 33 % HNO 3 Для перевода в раствор меди при сернокислотном выщелачивании было рассмотрено использовании окислителей: продувка воздухом и кислородом, а также добавление перекиси водорода, диоксида марганца, а также ионов трехвалентного железа. В процессе перехода меди в раствор при использовании этих окислителей важную роль играют следующие химические реакции: Cu + 2Fe3+= Cu2++ 2Fe2+, (1) Fe2+ + 1 / 2 H 2 O 2 + H+ = Fe3++ H 2 O, (2) Fe2+ + 1/2MnO2 + 2H+ = Fe3+ + 1/2Mn2+ + H 2 O, (3) Cu + 1/2O2(g) + 2H+ = Cu2+ + H 2 O, (4) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu, (5) Fe + 2Fe3+= 3Fe2+. (6) На рис. 2 представлены зависимости изменения энергии Гиббса реакций (1 -6 ) от температуры. Как видно из графика, протекание всех реакций термодинамически возможно. Реакция (4), в которой используется кислород, характеризуется наиболее отрицательным значением изменения энергии Гиббса среди рассмотренных вариантов, что указывает на ее термодинамическое преимущество и высокую вероятность протекания. В порядке убывания термодинамической предпочтительности остальные окислители располагаются следующим образом: перекись водорода, ионы трехвалентного железа и диоксид марганца. На рис. 3 представлены экспериментальные данные о влиянии различных окислителей на степень извлечения железа, меди и цинка в раствор. © Грудинский П. И., 2025 35