《冶金原理》PPT课件(I)

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1、冶金原理任务驱动21用共沉淀法净化浸出液上一章目录任务要点共沉淀法净化共沉淀法净化一、分散体系的概念在湿法冶金过程中，物质在溶液中分散成胶体的现象是经常遇到的，例如锌焙砂中性浸出时，产生的Fe(OH)3就是一种胶体。Fe(OH)3在沉淀的过程中能吸附砷、锑共沉。这种利用胶体吸附特性除去溶液中的其它杂质的过程叫做共沉淀法净化。一种物质分散成微粒分布在另一种物质中称为分散体系，被分散的物质叫做分散质，分散质周围的介质叫做分散剂。例如，锌焙砂中性浸出过程中产生的极细微粒氢氧化铁和电解质溶液所组成的体系，就是一种分散体系。溶液也是一种分散体

2、系。根据分散体系中分散质粒子大小的不同，把分散体系分为下列几类：（1）溶液分散质被分散成单个的分子或离子，其粒子直径在1×10-7cm以下。（2）溶胶又称为胶体溶液，它的分散质是由许多分子聚集而成的颗粒，粒子直径在10-7——10-5之间。（3）悬浊液分散质也是由许多分子聚集而成的颗粒，粒子直径在10-5——10-3cm之间。溶液是溶质以分子或离子状态分散在溶剂中形成的均相体系，溶质和溶剂没有物理相界面，它是稳定的体系。溶胶与悬浊液都属于胶体范围。在胶体中分散的粒子是许多分子的聚合体，分散质与分散剂之间有物理相界面，它是不稳定的多相

3、体系。胶体的分散质与分散剂可以是固体、液体或气体。在湿法冶金中常遇到的是固体分散质分散在水溶液中所形成的水溶胶。二、胶体的基本特性胶体的特性很多，这里只介绍与湿法冶金有关的几个基本特性。1．胶体的高度分散性与吸附能力胶体中分散质颗粒很小，所以胶体具有高度的分散性，正是这种高度的分散性，使体系中的胶体粒子具有巨大的表面积。这可以用这样的例子来说明，例如有一个立方体粒子的每边长是1cm，则它的总表面积是6cm2。如果将它切成每边长1×10-5cm，则这些小立方体粒子的总表面积是60m2(600000cm2),是原来总面积的100000倍

4、。正是由于胶体粒子具有这样巨大的总表面积，致使胶体粒子具有很大的吸附能力。通常所说的吸附作用是指固体的吸附作用。固体吸附作用的原因是因为固体内部的微粒与它周围的微粒之间的引力在各方向可相互抵消（如图21-2A粒子所示）。可是表面层的微粒（如图21-2B粒子所示）受各方向的引力并不相同，因此它能吸引住与它接触的气相或液相中的某些微粒。相同质量的同一物质，其表面积愈大，则吸引能力更强。所以粉碎得很细的固体由于总表面积很大，吸附能力也就增大。如木碳是多孔物质，由于总表面积很大，便具有较强的吸附能力，活性碳的总表面积更大，吸附能力更强。所以

5、，在湿法冶金中常用活性碳来吸附净化除去某些杂质。图21-22.胶体的电泳现象与其带电性如图9-3所示，将FeCl3水解制得的红褐色Fe(OH)3溶胶装入U型管中，然后插入两根金属电极，接通直流电源后，就发现阴极附近的颜色逐渐变深，表明Fe(OH)3胶体粒子移向阴极。这种胶体微粒受电的作用而移动的现象，称为电泳现象。从电泳现象可知，在稳定的胶体溶液中，大多数情况下，胶体微粒所带电荷的多少虽有不同，但同一种类的胶体微粒所带电荷的符号却是相同的。电泳实验确定：金属硫化物溶胶的离子一般带负电荷，金属氢氧化物溶胶粒子一般带正电荷。但也有些物质

6、的胶粒因生成的条件不同,所带电荷也不一样,如上述由FeCl3水解,在酸性溶液作用条件下,得到的Fe(OH)3胶体是带正电荷,而在碱性溶液作用条件下,得到的Fe(OH)3胶粒却是带负电荷。胶体溶液中的胶体之所以会带电，是因为胶体系统具有高度分散性，使胶粒具有巨大的总表面积，从而就有可能选择性地吸附溶液中的一种离子。胶体粒子的带电，正是由于胶体粒子的这种强吸附性所致。对于整个胶体溶液来说是电中性的，这是由于胶粒质点的电荷被溶液中带相反电荷的离子所抵消的缘故。胶体带电对胶体的许多性质发生很大影响，特别是对其稳定性很大影响。3．胶体的稳定性

7、在湿法冶金中，时常看到反应生成的沉淀物，其大颗粒很快地下沉，而小颗粒在胶体范围内的粒子却很稳定地存在于电解质溶液中自由运动而不下沉。这种胶体粒子稳定地在电解质溶液中自由运动而不下沉的现象叫做胶体的稳定性。其原因就是因为溶液中高度分散的胶体粒子具有扩散行为，能抵抗重力作用而免于下沉，即有动力稳定性；同时其微小的胶体粒子带电，形成扩散双电层，具有电动电位，能避免质点的聚结，即有不聚结稳定性。两种稳定性的共同作用，就维持了溶胶的稳定。4．胶体的结构目前对胶体粒子结构理论认识是：胶体粒子中心部分是由许多分子聚集而成的很小的微粒，叫做胶核。在

8、胶核的表面上吸附了一层一定种类的离子，而这种离子又吸引一部分带相反电荷的离子在它周围。这两层离子形成了胶核的吸附层，胶核和吸附层就是胶粒。由于吸附层中直接与胶核接近的离子则在离胶核较远的地方运动，与胶核的联系较弱，它们便形成所谓的扩散