Cu(Ⅱ)-Glu2--CO32--H2O体系热力学平衡分析.pdfVIP

第 9卷第4期 过 程 工 程 学 报 、，o1．9NO．4 2009年 8月 TheChineseJournalofProeessEngineering Aug．2009 Cu(II)一Glu2--一u。2--一H0体系热力学平衡分析 杨天足， 刘珍珍， 任 晋， 窦爱春， 刘 伟， 刘伟锋 ， 张杜超 f中南大学冶金科学与工程学院，湖南 长沙 410083) 摘 要：以L．谷氨酸一钠作为浸 出剂浸出低品位氧化铜矿的常见铜形态—碱式碳酸铜，根据配位化学理论，研究了 Cu(II)一Glu-CO32-_H，O体系中Cu(II)的配合平衡热力学，并绘制了L一谷氨酸一钠浓度0~3mol／L和pH5~14内的热 力学平衡图，研究了L．谷氨酸一钠浓度、pH和游离CO32-浓度对L。谷氨酸一钠浸出碱式碳酸铜的影响，并对热力学 计算结果进行了实验验证．结果表明，铜离子浓度理论计算值与实验值相对误差的绝对平均值为 5．32％，所选数据的 准确性较好，同时也说明用谷氨酸一钠浸出低品位氧化铜矿是可行的． 关键词：L．谷氨酸一钠；碱式碳酸铜；浸出：热力学 中图分类号：TF811 文献标识码：A 文章编号：1009—606X(2o09)04—0745—05 1 前 言 高碱性脉石型氧化铜矿．目前国内外还没有用 L一谷氨 酸一钠浸出低品位氧化铜矿的报道． 随着国内外铜矿资源的开发利用，高品位易处理的 低品位氧化铜矿中大量存在的氧化铜物相是碱式 铜矿资源曰益枯竭，低品位高碱性脉石型氧化铜矿资源 碳酸铜[CuCO3．Cu(OH)2]．本工作综合考虑Cu(II)与谷氨 的利用变得越来越重要H】．处理氧化铜矿的常规湿法冶 酸根(Glu一)、OH一及COs2-等配位体之间的配合平衡，采 金方法分为硫酸浸出法和氨浸出法．硫酸浸出法 2【】只 用配位化学原理，利用已有的配合物稳定常数等热力学 适用于简单氧化型金属铜矿 ，且要求铜矿含碱性脉石成 数据，对 Cu(II)一Glu2--CO32-|H2O碱性配合物冶金体系 分如钙、镁及杂质元素铁较低，因此其应用范围较窄．氨 中Cu(II)的配合平衡热力学进行了较深入的研究，并以 浸出法主要利用铜与氨形成铜氨配离子浸出低品位氧 实验进行验证． 化铜矿，Ju等 【】对Cu(II)-NH3—NH4Cl—H2O体系进行了 2 热力学分析数据及计算模型 热力学研究，从理论上证明了该体系能浸出铜；程琼等 [5】研究了常温常压下纯氨体系浸出氧化铜矿，得到总铜 2．1体系中存在的物种及化学反应平衡 的浸出率为47．59％；方建军等I6J将常温常压下氨浸体系 Cu(II)-Glu2一一CO32--H2O体系较为复杂，该体系中 应用于工业生产，存在的问题同样是铜浸出率较低，并 存在以下物种：CuGlui2-2i(i=l，2)，Cu(OH)j2-J(f=1，2，3，4)， 且氨易挥发，既造成损失，又引起污染．由此可见，在 H G1u卅 (=1，2，3)，HCO3 (n=l，2)，Cu ，G1u2一，Na_， 浸出低品位氧化铜矿过程中氨浸出法有其 自身的局限 ， OH一，CuCO3，Cu(CO3)2，CuCO3C·u(OH)2． 性． 根据同时平衡原理 ，该体系存在以下平衡反应： L一谷氨酸一钠rL．Monosodium Glutamate．L—MSG) (1)CuCO3．Cu(OH)2的溶解反应；(2)Cu2十与配体 Glu2一 是L．谷氨酸的钠盐，是味精的主要成分．L．谷氨酸一钠