TY - JOUR

T1 - Изучение кинетики выщелачивания железного коллектора в смеси соляной и фтористоводородной кислот

AU - Kuzas, E.

AU - Karimov, K.

AU - Sandalov, I.

AU - Rogozhnikov, D.

N1 - Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Программы развития Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина в соответствии с программой стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

PY - 2023/10/31

Y1 - 2023/10/31

N2 - Железный коллектор является промпродуктом переработки отработанных автомобильных катализаторов. Металлы платиновой группы инкапсулированы в матрице ферросилиция — основного компонента коллектора. Вскрытие ферросилиция традиционными гидрометаллургическими методами (выщелачиванием в соляной или серной кислотах) является неэффективным. Для интенсификации процесса гидрометаллургической переработки выщелачивание коллектора предложено проводить в смеси соляной и фтористоводородной кислот. Указанный способ обеспечивает высокую степень вскрытия матрицы ферросилиция с получением кеков, пригодных для последующего аффинажа. В данной работе с использованием модели сжимающегося ядра исследована кинетика выщелачивания железного коллектора, содержащего фазы ферросилиция, в смеси соляной и фтористо-водородной кислот. Получены обобщенные кинетические уравнения, адекватно описывающие процессы извлечения железа в раствор (R2 = 0,96) и кремния в газовую фазу (R2 = 0,93) при концентрации соляной кислоты 2,74–6,86 моль/л, концентрации фтористоводородной кислоты 1,50–7,50 моль/л, температуре 323–363 К и продолжительности выщелачивания железного коллектора 0–110 мин. Выявлено, что наибольшее влияние на степень извлечения железа в раствор оказывают концентрация соляной кислоты и температура, а кремния в газовую фазу — концентрация фтористоводородной кислоты. Рассчитаны значения кажущейся энергии активации: для железа — 38,7 кДж/моль и для кремния — 4,3 кДж/моль. Они характерны для процессов, проходящих в переходном и диффузионном режимах соответственно. Установлено, что лимитирующей стадией процесса выщелачивания железного коллектора является диффузия реагентов через слой продуктов, присутствующих на поверхности ферросилиция в адсорбированном виде (SiF4) и в форме конгломератов (FeF2). Определены рекомендуемые параметры выщелачивания железного коллектора, позволяющие достигать полноты вскрытия ферросилиция не менее 95 % без осаждения вторичных фаз.

AB - Железный коллектор является промпродуктом переработки отработанных автомобильных катализаторов. Металлы платиновой группы инкапсулированы в матрице ферросилиция — основного компонента коллектора. Вскрытие ферросилиция традиционными гидрометаллургическими методами (выщелачиванием в соляной или серной кислотах) является неэффективным. Для интенсификации процесса гидрометаллургической переработки выщелачивание коллектора предложено проводить в смеси соляной и фтористоводородной кислот. Указанный способ обеспечивает высокую степень вскрытия матрицы ферросилиция с получением кеков, пригодных для последующего аффинажа. В данной работе с использованием модели сжимающегося ядра исследована кинетика выщелачивания железного коллектора, содержащего фазы ферросилиция, в смеси соляной и фтористо-водородной кислот. Получены обобщенные кинетические уравнения, адекватно описывающие процессы извлечения железа в раствор (R2 = 0,96) и кремния в газовую фазу (R2 = 0,93) при концентрации соляной кислоты 2,74–6,86 моль/л, концентрации фтористоводородной кислоты 1,50–7,50 моль/л, температуре 323–363 К и продолжительности выщелачивания железного коллектора 0–110 мин. Выявлено, что наибольшее влияние на степень извлечения железа в раствор оказывают концентрация соляной кислоты и температура, а кремния в газовую фазу — концентрация фтористоводородной кислоты. Рассчитаны значения кажущейся энергии активации: для железа — 38,7 кДж/моль и для кремния — 4,3 кДж/моль. Они характерны для процессов, проходящих в переходном и диффузионном режимах соответственно. Установлено, что лимитирующей стадией процесса выщелачивания железного коллектора является диффузия реагентов через слой продуктов, присутствующих на поверхности ферросилиция в адсорбированном виде (SiF4) и в форме конгломератов (FeF2). Определены рекомендуемые параметры выщелачивания железного коллектора, позволяющие достигать полноты вскрытия ферросилиция не менее 95 % без осаждения вторичных фаз.

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?partnerID=8YFLogxK&scp=85175981422

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=54801827

U2 - 10.17580/tsm.2023.10.04

DO - 10.17580/tsm.2023.10.04

M3 - Статья

SP - 31

EP - 42

JO - Tsvetnye Metally

JF - Tsvetnye Metally

SN - 0372-2929

IS - 10

ER -