Вскрытие других концентратов и соединении редких металлов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Хлорирование можно применять для вскрытия некоторых других концентратов, в частности титановых шлаков, пирохлора и монацита. Хлорирование пирохлора протекает при температу­ре ниже 700° С по реакции

Ca2Nb2O7 + 6Cl2 + 3C =  + ЗС = NbOCl3 + NbCl5 + 2CaCl2 + ЗСО2

Хлористый ванадий получают хлорированием феррованадия, со­держащего более 50% ванадия. Хлорирование феррованадия идет в отсутствие углерода с большим выделением тепла. При этом ванадий в основном превращается в тетрахлорид:

V + 2С12 = VCl4

Если в феррованадии присутствует кислород, то он практи­чески нацело связывается в процессе хлорирования с вана­дием, образуя VOCl3. При недостатке хлора образуются также три- и дихлориды ванадия. Тетрахлорид ванадия, представляю­щий собой жидкость красного цвета с температурой кипения 152°С, подвергают термическому разложению при кипячении с обратным холодильником в токе углекислого газа:

2VCl4 ® 2VCl3 + Cl2

Трихлорид. ванадия представляет собой твердое вещество пурпурного цвета. Оксихлорид ванадия восстанавливается до трихлорида в присутствии углерода при 600-700° С:

2VOCl3 + С = 2VCl3 + CO2

Аналогично хлорированию феррованадия осуществляется хлорирование феррониобия. Концентрация металлического нио­бия в нем превышает 60%. Реакция хлорирования весьма экзотермична. При этом образуется пентахлорид ниобия:

2Nb + 5С12 = 2NbCl5

Разделение ниобия и тантала может быть достигнуто селек­тивным восстановлением ниобия до трихлорида с выводом его в твердую фазу.

Хлорид бериллия получают хлорированием окиси бериллия в присутствии углерода.

ФТОРИРОВАНИЕ

Фторирование элементарным фтором и безводным фтори­стым водородом некоторых видов рудных концентратов пред­ставляется достаточно перспективным. Это обусловлено более широкой областью существования жидкого состояния фторидов некоторых элементов по сравнению с хлоридами, большей раз­ницей в температуре кипения у фторидов некоторых элементов с близкими свойствами и переводом кремния и фосфора в труд-ноконденсируемые фториды. Физико-химические свойства неко­торых фторидов представлены в табл. 17.

Таблица 17

Физико-химические свойства некоторых фторидов

фторид

Температура, оС

DН, ккал/моль

плавления кипения плавления кипения
PF3 -151,5 -101,1 - 3,5
PF5 -93,7 -84,6 1,8 4,1
POF3 -39,4 -39,8 (субл.) 3,5 9,1 (субл.)
SiF4 -90,0 -95,7 (субл.) 1,8 6,1 (субл.)
NbF5 +80,0 +235,0 2,9 12,9
TaF5 95,0 229,2 - 13,0
TiF4 426 284 8,5 22,0
VF5 19,5 48 - 11,9
VOF3 - 111,5 (субл.) - -
HfF4 - 927 (субл.) - 58 (субл.)
ZrF4 932 908 (субл.) - 56 (субл.)
AlF3 - 1290 (субл.) - 73 (субл.)
BeF2 803 1169 5,7 51
CaF2 1410 2500 - 80
FeF2 1002 18000 - -
FeF3 1000 1100 - -
KF 856 1502 6,8 4,1
MgF2 1252 2230 13,9 65,0
NaF 995 1702 7,8 63,0

 

Фторирование используют для перевода окислов редких ме­таллов во фториды в качестве промежуточной стадии при по­лучении металлов электролизом или металлотермией.

Сжижение фтора технически достаточно сложно. Обычно фтор употребляют на месте его производства.

Элементарный фтор получают электролизом бифторида ка­лия. Фтор - весьма сильный окислитель. До 600° С фторирование элементарным фтором возможно в. никелевых аппаратах или аппаратах па основе никелевых сплавов. Реакции фторирования окислов Ti, Zr, Hf, Nb, Та экзотермичны и при темпера­туре 390-550° С идут до конца с образованием соответствую­щих высших фторидов. Энергия активации фторирования этих окислов составляет 25±6 ккал/моль.

Фтористый водород получают при обработке плавикового шпата серной кислотой. Температура кипения фтористого водо­рода 19,6°С. Реакции фторирования окислов Ti, Zr, Nb, Та до высших фторидов идут с практически приемлемым выходом в области 230-550° С. Для протекания реакции с достаточной полнотой и предотвращения образования оксифторидов необ­ходим значительный избыток фтористого водорода над стехиометрическим количеством.

В технологии редких металлов широко используют вскрытие рудных концентратов спеканием с фторсиликатами натрия и калия. Эти методы сочетаются с гидрометаллургической пере­работкой спека и будут рассмотрены позже.

 

Дата: 2019-03-05, просмотров: 4514.