无机盐工艺浸取讲解.ppt

由可知，若△G0≥0则K＜1。对于反应AB(S)+C(l)=AC(S)+B(l)，∵，如果[C]↗，K值一定，则[B]也↗。即使用过量的浸取剂，仍可使反应进行到一定的程度。例如，如用碳酸盐浸取钒：Ca(VO3)2+CO32-=CaCO3↓+2VO3-平衡常数，计算得△G0＞0只要增加[CO32-]的浓度，仍可得到相当数量的[VO3-]。浸取过程是固—液反应过程，是多相反应的一种。多相反应特点是反应发生在两相界面上，反应的速度与反应物在界面上的浓度、反应产物在液相和固相中的扩散速率都有关系。此外，还与界面性质、界面的几何形状、界面面积以及界面上有无新相生成等因素有关。3、浸取过程动力学反应的速度问题是一个很重要问题，如速度过慢，在实际上是不能实现的。过程动力学主要是研究反应速度及其影响因素，从而进一步找出加快反应速度的方法。02013、浸取过程动力学3.1浸取过程的5个步骤:3、浸取过程动力学3.1浸取过程的5个步骤:①反应物扩散到固体表面；②反应物被固体表面吸附；③在固体表面上进行反应；④生成物从固体表面解吸；⑤生成物通过扩散离开表面，进入液相。总反应速度取决于最慢的一步，它成为反应的控制步骤。一般情况下，吸附过程是较快的。扩散反应控制；化学反应控制浸取过程中有关的动力学表达式是很多的，并随不同的对象而变化。最简单的情况就是固体为单个颗粒的情形。分两种情况讨论：通过液膜的扩散通过固膜的扩散3.2动力学方程式3、浸取过程动力学04030102通过液膜的扩散当固-液两相接触时，在固体表面必有一层液膜，或厚或薄，其厚度和随着搅拌速度而变化，但不会消失。浸取剂只有通过这层液膜才能到达固体表面进行反应，如在固体表面的化学反应非常快，可视为扩散控制过程。假定液相的搅拌足够，则可认为液相中浸取剂的浓度是均匀的，液膜厚度也均匀。这时可应用菲克第一扩散定律（Fick）：3、浸取过程动力学菲克第一扩散定律：其中：J——扩散质流，即单位时间内单位面积上扩散的物质量；D——扩散系数，m2/s；——浓度梯度；x——扩散层厚度。通过液膜层的扩散示意图固体C0CsδJ也可表达为：n——扩散物的分子数或摩尔数；t——扩散时间，s；A——固体表面积，cm2故上式可表示为：如固体为球形颗粒，其表面积为S=4πr2，对上式右边进行积分，得：r——颗粒半径，cm；δ——液膜的厚度，cmc0——浸取剂在液相中的浓度；cs——浸取剂在固体表面的浓度。式中的负号表示扩散的方向与浓度增加的方向相反。3、浸取过程动力学(2)通过固膜的扩散（生成物在固体表面积聚时）如果反应产物在固体表面积聚下来，通过这层固体的扩散可能成为整个浸取过程速度的限制步骤。如果产物是疏散的，反应速度不受这一层固体的影响；如果反应产物形成致密的层，那么反应速度受到物质在这层固膜内扩散的影响。假定生成物的体积恰好等于反应掉的那部分物质的体积，颗粒内部有一未反应的核，如示意图所示。通过固膜层的扩散示意图未反应的核C0Csrsr0rs——核的半径，cm；r0——颗粒中心到固膜表面的距离，cm；c0——浸取剂在液相中的浓度；cs——浸取剂在固体核表面的浓度。此时仍可应用菲克扩散定律：与液膜不同的是：液膜的厚度dr是不变的，而固膜的厚度是随时间而增加的。即01对上式两边积分，得：02rs——核的半径，cm；03r0——颗粒中心到固膜表面的距离，cm；04c0——浸取剂在液相中的浓度；05cs——浸取剂在固体核表面的浓度。由于是扩散控制过程，故cs=0，01所以，上式变为：02用硫酸高铁浸取细磨黄铜矿的过程，生成了致密的一层硫，包裹在矿物颗粒的表面，所以浸取的速率特别慢。0301影响浸出速度的因素颗粒大小浸取剂浓度浸取的温度搅拌速度02浸取分离1、概述2、浸取过程热力学3、浸取过程动力学4、影响浸出速度的因素5、有机物的浸取01浸取，也称为浸出，是用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取到溶液中的过程。03浸取所得的产物为浸出液，不溶性固体常被称为渣或载体。02用溶剂浸渍固体混合物以分离可溶组分及残渣，实质是一种固液萃取的单元操作。04被浸取的物料，有天然的或经火法处理