Cucl2 hcl: CuCl2 + HCl + Cu = H[CuCl2]

кислотно-щелочное — Как получить CuCl2 (в твердом виде или в растворе с водой) из раствора с HCl

$\begingroup$

У меня есть раствор CuCl2 и HCl, и я хочу отделить CuCl2 от HCl. Я не могу кипятить или перегонять раствор, так как у меня нет вытяжного шкафа или доступа к достаточно безопасному месту на открытом воздухе. Поэтому мне нужно найти способ вывести CuCl2 из раствора или, по крайней мере, избавиться от HCl, чтобы безопасно выпарить воду. Я могу отфильтровать осадок, если это как-то поможет.

Есть идеи?

Редактировать: я реагировал небольшими количествами с h3O2 и барботированием воздуха, а также избытком меди. Это сработало, но слишком долго. У меня есть доступ к оксидам меди (скорее всего в возрасте), но в комментариях было обсуждение по поводу растворимости.

• кислотно-основные
• растворы
• соль

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Судя по всему, ваш раствор содержит $\ce{CuCl2}$ и $\ce{HCl}$. Если вы хотите сохранить только $\ce{CuCl2}$, вам следует сначала добавить избыток черного оксида меди $\ce{CuO}$ и перемешивать не менее одного часа. Следующая реакция приведет к потреблению нежелательного $\ce{HCl}$ : $$\ce{CuO + 2 HCl -> CuCl2 + h3O}$$ Затем профильтруйте раствор, чтобы избавиться от избытка $\ce{CuO}$. Полученный синий раствор больше не содержит $\ce{HCl}$. Вы можете испарить его до $≤ 100°$C. При охлаждении до комнатной температуры следует получить сине-зеленый гидратированный хлорид меди $\ce{CuCl2·2h3O}$. Но этот гидратированный хлорокись меди не удобен в применении, потому что он расплывается: он скоро растворяется в воде, привлекаемой влажностью воздуха. Гораздо лучше нагреть его до температуры > $110$°C. Нагрев до температуры от $110$°C до $498$°C, растворы $\ce{CuCl2}$ дают после выпаривания безводный хлорид меди $\ce{CuCl2}$, представляющий собой коричневато-желтый порошок. И этот порошок проще в использовании, потому что он лишь немного гигроскопичен. Он медленно притягивает воду, но не образует вязкую жидкость типа $\ce{CuCl2· 2h3O}$.

Эти два хлорида меди хорошо растворяются в воде. При $0$°C в 100$ мл воды растворяются $\ce{71 г CuCl2}$ и $\ce{110 г CuCl2·2h3O}$.

$\ce{CuCl2}$ плавится при $498$°C и разлагается на $\ce{CuCl + Cl2}$ при $993°С.

$\endgroup$

9

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Выщелачивание меди соляной кислотой

Содержание

• Соответствующая химия и минералогия
• Предварительные соображения по процессу
• Экспериментальные данные

Эксперименты с концентратом халькопирита в разбавленной соляной кислоте, в условиях дефлегмации (в колбах из пирекса, с продувкой инертным газом) и с обнаружением значительных количеств образования H3S и солюбилизации железа при незначительной солюбилизации меди через 2,5-4 дня. В сравнимых условиях степень реакции с разбавленными серной, уксусной и фосфорной кислотами была заметно меньше.

Соответствующая химия и минералогия

Химия системы Cu-Fe-S-h3O удивительно сложна, включая различные степени окисления для каждого водного растворенного вещества и диапазоны состава (стехиометрии) твердого вещества. сульфидные фазы. В основном, однако, первичная реакция халькопирита с соляной кислотой в отсутствие окислителя:

CuS(т) + 2 HCl (водн. ) ↔ CuCl2 (водн.) + h3S (водн.)

h3S (водн.) ↔ h3S (г)

Введение кислорода может привести к полному растворению сульфидов меди. Для халькопирита и окисления сульфида в серу реакция может быть обозначена как

CuFeS2 + (x+y) Cl- + 4H+ + O2 + 2S + CuCly 2-y + FeClx 2-x + 2h3O

CuFeS2(s) + CuCl2 (водн.) → 2CuS(т) + FeCl2(водн.).

Исходя из приведенных выше химических соображений, можно ожидать минералогических изменений. В неокислительных условиях при 140°С халькопирит реагировал почти исключительно с образованием ковеллита, халькозин образовывался редко как побочный продукт. Микрозондовый анализ показал приблизительно теоретическую стехиометрию халькопирита на протяжении всей реакции; наблюдаемое явное увеличение отношения металла к сере не было статистически значимым.

Реакция борнита с HCl, как и ожидалось, привела к образованию преобладающего халькозина с подчиненным ковеллитом. Микрозондовый анализ показал, что стехиометрические борниты существенно не изменили состав в ходе реакции, в то время как оптически однородные, но нестехиометрические борниты становились все более дефицитными по металлу. Вариации состава нестехиометрических борнитов статистически значимы. Выделение халькопирита из борнита часто наблюдалось в частично прореагировавших нестехиометрических борнитах.

Предварительные соображения по процессу

Для обработки концентратов халькопирита были определены три основных технологических маршрута:

Обработка горячей сильной соляной кислотой под давлением автогенного сероводорода для превращения первичных сульфидов меди во вторичные сульфиды и растворения связанного железа; отделение твердых частиц (главным образом ковеллина, пирита и нерастворимой в кислоте пустой породы) и извлечение меди известными способами.

Последующие этапы процесса, основанного на выщелачивании O2/HCl, не будут существенно отличаться от известных гидрометаллургических процессов, в которых окислителем является хлорид железа или меди. Следовательно, экспериментальное исследование варианта процесса c. был сравнительно ограничен. При последующем обсуждении обработки HCl можно предположить отсутствие окислителя, если не указано иное.

Экспериментальные данные

Экспериментальные условия неокислительной обработки концентратов HCl были подобраны таким образом, чтобы обеспечить быструю и полную реакцию первичных сульфидов меди и подавить солюбилизацию меди. Степень реакции определяли, рассчитывая процент солюбилизации железа. Предварительные исследования минеральных сепарантов показали, что порядок реакционной способности основных сульфидов был следующим: халькопирит а борнит >> халькоцит ≅ ковеллит >> пирит > молибденит.

Для большинства экспериментов, требующих закрытых реакторов для поддержания давления H3S, использовались бомбы с самозакрывающимися тефлоновыми чашками объемом 25 мл (Parr Instrument Co., 4745 Acid Digestion Bomb). Конструкция бомб исключала прямое измерение внутреннего давления и температуры. Перемешивание обеспечивали магнитные мешалки, покрытые тефлоном. Оптимальные условия реакции определялись различными размерами частиц, плотностью суспензии, температурой и концентрацией кислоты.

Несмотря на то, что во всех экспериментах использовался избыток HCl (по отношению к стехиометрии), концентрация кислоты была критическим фактором. При 1 н. и 3 н. HCl степень реакции была ограниченной, а при очень высоких концентрациях кислоты (9-12N), преобладающей реакцией была солюбилизация меди, а не образование вторичного сульфида. Кажущийся оптимум вблизи 6 н. HCl обеспечивает как быструю реакцию, так и количественное образование вторичного сульфида.

Микроскопическое исследование остатков богатых халькопиритом концентратов показало, что 95-98% халькопирита превратилось в агрегаты мельчайших зерен ковеллита. Несмотря на малый средний размер частиц, суспензии не требовали предварительной фильтрации или вспомогательных фильтров для разделения. Пирит остался практически непрореагировавшим, до 5% его могло превратиться в марказит.

Полная растворимость сульфидов меди может быть достигнута в системе выщелачивания O2/HCl. В нашей экспериментальной работе 90% меди, содержащейся в халькопиритовых минеральных сепарациях и концентратах прокатного производства, солюбилизировалось 6 н. HCl и кислородом при кипячении с обратным холодильником (105-108°C) в течение 6 часов. Опыты с продувкой кислородом и азотом при одинаковых условиях показали, 1), что растворение сульфидов меди в присутствии кислорода происходит на 25—50% быстрее.

Элементарная сера была преобладающим сернистым продуктом окислительного выщелачивания HCl, в отличие от неокислительной обработки HCl, при которой сульфид оставался фактически единственной степенью окисления серы.

Сернокислотное выщелачивание остатков неокисляющей обработки HCl под давлением кислорода было выбрано как наиболее привлекательный способ извлечения меди. Технической целью процесса выщелачивания O2/h3SO4 было получение электролита, пригодного для прямого электролиза.

Извлечение Mo, Ag и Au может иметь большое значение при обработке медных концентратов, в то время как накопление As, Sb, Bi, Se, Te и т. д. в контуре выщелачивания или электролиза может вызвать серьезные проблемы. Распределение Mo, Ag, Au, As и Se среди продуктов описанных выше процессов было изучено для того, чтобы предвидеть способы обработки, которые могут потребоваться для их извлечения или удаления.

Аналитические погрешности обязательно велики для большей части данных о микроэлементах из-за небольшого размера выборки и из-за того, что высокие концентрации кислоты вызывают сильные помехи..

Наиболее важными отличительными чертами горячей концентрированной соляной кислоты для обработки медного концентрата являются небольшое количество видов продукта и относительно четкое разграничение между активными и нереакционноспособными минералами. Как мы видели, в условиях, достаточных для практически полного превращения халькопирита во вторичный сульфид, пирит практически не разрушается. Эта особенность химического состава представляет собой важное преимущество по сравнению с другими методами обработки концентратов, поскольку потребление реагентов и требования к регенерации сведены к минимуму.

Из-за ограничений оборудования невозможно было количественно определить требуемое давление h3S. Тем не менее, парциальное давление аутогенного h3S было достаточным при условии, что (а) в концентрате присутствует достаточно большая доля первичного сульфида меди (источник h3S) и (b) какая-либо окисляющая или фиксирующая способность системы к h3S – независимо от того, является ли она производной.