4. Содержание отчета.

Отчет по работе должен содержать:

- краткие сведения по теории;

- эскиз установки;

- порядок выполнения работы;

- результаты расчетов поверхностного натяжения и плотности расплавов.

Контрольные вопросы:

1. Чем объясняется аномальная зависимость поверхностного натяжения от температуры для большинства шлаков цветной металлургии?

2. Каково влияние основных шлакообразующих окислов на поверх­ностное натяжение шлаковых расплавов?

3. Каково влияние на свойства шлака увеличения содержания в нем магнетита?

4. Какие контейнеры применяют при транспортировке штейнов? Можно ли использовать стальные?

5. Как и почему меняется плотность жидкого шлака с ростом температуры?

6. Чем обусловлены положительные или отрицательные отклонения молярного объема расплава от правила аддитивности?

7. Какие отклонения и почему наблюдаются для шлаков, содержащих значительные количества магнетита?

8. Какое влияние на плотность медных штейнов оказывают: а) степень металлизации штейна; б) увеличение содержания в них меди; в) повышение температуры?

9. Почему в системе FеO-SiO₂ для сплавов, богатых SiO₂, наблюдается область расслаивания в жидком состоянии?

10. Определить по диаграмме FeS-Сu₂S состав фаз, на ко­торые расслаивается жидкость, лежащая внутри гетерогенной области при температурах 1245 и 1390°С.

Лабораторная работа №6. Изучение распределения компонентов между двумя фазами на примере экстракции молибдена трибутилфосфатом.

1. Теоретическое введение.

Экстракция - избирательное извлечение соединений металлов (или других элементов) из водной фазы в жидкую органическую фа­зу, не смешивающуюся с водой.

Экстракционные процессы отличаются высокой скоростью, поэтому основной их характеристикой является равновесное распределение, характеризующееся коэффициентом распределения:

D= С_орг/ С_вод (1)

где; С_орг, С_вод - равновесные концентрации экстрагируемого элемента органической и водной фазах соответственно.

Величина коэффициента распределения зависит от химических свойств экстрагируемого соединения, свойства растворителя, кислотности и солевого состава водного раствора, температуры, а также, в большинстве случаев от концентрации ионов металлов в растворе.

Один из наиболее распространенных в промышленности экстрагентов, трибутилфосфат (ТБФ), относится к типу нейтральных экстрагентов. Он представляет собой сложный эфир фосфорной кислоты:

С ₄Н₉О

С₄Н₉О – Р=О

С ₄Н₉О

Активным является кислород, связанный с атомом фосфора (фосфорильная группа Р = О).

Различают несколько типов экстракции нейтральными экстрагентами: сольватный, оксониевый, гидратно-сольватный.

В данной работе экстракция молибдена трибутилфосфатом из слабокислых растворов (рН 0,5-3) протекает по гидратно-сольватному механизму. В слабокислых растворах молибден находится в растворах в составе полианионов, например, Мо₇О₂₄^6-, Mo₈О₂₆^4- , и протонизированных ионов - Н₂Мо₈О₂₆^2- , Н₃Мо₈О₂₆^- и др. Из таких растворов экстракция молибдена ТБФ протекает преимущественно по реакциям:

Н₂Мо₈О₂₆^2-+2Н⁺+4Н₂О+3ТБФ↔[Н₃O·3Н₂O·3ТБФ]Н₃Мо₈О₂₆ (1)

Н₃Мо₈О₂₆^-+Н⁺+4Н₂O+3ТБФ↔[Н₃O·3Н₂O·3ТБФ]Н₃Мо₈О₂₆ (2)

Для первой реакции: D_Mo= К_с[Н⁺]_в²[ТБФ]_o³;

для второй реакции: D_Mo= К_с[Н⁺]_в[ТБФ]_o³;

где: К_с - константа равновесия реакции.

Закономерности изменения D_Mo от рН объясняются изменением форм нахождения молибдена в водном растворе. При рН<2 в растворах начинают преобладать катионы молибденила МоО₂²⁺. Вслед­ствие этого D_Mo уменьшается с возрастанием кислотности, поэтому зависимость D_Mo от рН проходит через максимум.