Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Файлы

Чекушин В.С. Бакшеев С.П. Олейникова Н.В.

Статья в формате PDF

121 KB

.                    (1)

Равновесие (1) может быть сдвинуто вправо при условии, когда равновесные концентрации  и  в системе снижаются, например, вследствие протекания процесса связывания электронов ионом металла, или при проявлении электронодонорной функции кислородным анионом. Для сдвига равновесия вправо необходимо введение в систему реагента донора электронов. В этом случае протекает реакция:

,               (2)

где R и Ox - исходный реагент-восстановитель и его окисленная форма.

В результате взаимодействий (1), (2) высвобождается кислородный анион, который характеризуется наличием двух свободных электронов на орбитали. Поэтому он в первую очередь вступит во взаимодействие с веществом способным ассимилировать его. В рассматриваемом процессе таким свойством обладает окисленная форма реагента-восстановителя (Ox). В результате происходит взаимодействие:

.                 (3)

Таким образом, реагент-восстановитель R выполняет две функции: во-первых, он является донором электронов для иона металла, здесь проявляется его главная функция - восстановительная; во-вторых, вновь образованное вещество (Ox), активно взаимодействует с высвободившимся анионом ( ), то есть продукт Ох выступает в качестве ассимилирующей среды для связывания кислородного аниона.

Как показывает опыт, при восстановлении свинца из оксида, в качестве электронодонора выступает углерод и его моноокись, реже водород. Окисленные формы указанных веществ чрезвычайно активно связывают кислородные анионы с образованием весьма устойчивых соединений (СО, CO₂, H₂O).

Электронодонорные возможности S^2- могут изменяться в широких пределах (от 2 до 8 /атом серы) и они зависят непосредственно от реакционной среды, в которой накапливается продукт окисления. В свою очередь, реакционная среда обеспечивает образование термодинамически устойчивых ассоциаций с продуктами окисления S^2-.

Нами сделано предположение о возможности восстановления свинца из его сульфидных соединений с использованием непосредственно электронодонорных свойств собственной сульфидной серы. При этом определяющим фактором протекания процесса является существование среды, обеспечивающей связывание продукта окисления сульфидной серы. Именно природа ассимилирующей среды для продуктов окисления S^2- ответственна в целом за химизм восстановительного процесса.

При окислении S^2- возможно образование S⁰, S⁺, S²⁺, S⁴⁺, S⁶⁺ и др. Поэтому наиболее подходящей средой для ассимиляции указанных продуктов является щелочь по следующим причинам. Для элементарной серы щелочь является хорошей растворяющей средой, а также активным реагентом для развития реакций диспропорционирования:

.                 (4)

Для серы в состояниях окисления +1 ÷ +6 щелочная среда представляется наиболее предпочтительной для координирования с кислородными анионами.

Результаты термодинамических исследований восстановления свинца из галенита, рассматриваемого, как двустадиальный процесс, состоящий из реакций восстановления свинца собственной сульфидной серой и реакций диспропорционирования, получаемой элементарной серы, в присутствии NaOH с новообразованием сульфидной серы, а также, S⁶⁺, S⁴⁺, и S²⁺, приведены в таблице 1.

Для процессов, сопровождающихся образованием моносульфиной серы, а также сульфатов, сульфитов и тиосульфатов, характерно соответствующее снижение термодинамической вероятности протекания исследуемых реакций. При образовании в качестве продукта сульфата натрия, восстановление свинца может быть реализовано уже при температуре 600 °С.

Таблица 1. Изменения энергии Гиббса при восстановлении свинца из галенита с образованием моносульфида натрия при различных температурах, кДж/моль

* Работа выполнена при поддержке Министерства образования РФ

Библиографическая ссылка