亞硫酸鈉是一種無色結(jié)晶體,具備難溶于醇,與液氯、氨不溶的性質(zhì),并且其水溶液屬堿性。一般情況下,在工業(yè)制備無水亞硫酸鈉時,往往將純堿、硫磺作為原材料,經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)制得。值得一提的是,這并不是唯一的制取方法,還可以通過二氧化硫或者包含二氧化硫的廢氣作為原材料。除此之外,亞硫酸鈉在特定的環(huán)境下可以還原相應(yīng)的物質(zhì),為冶煉金、銀等金屬提供了幫助,在稀貴金屬的精煉等工作中應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。
一、在稀貴金屬富集中的應(yīng)用
在實際工作過程中,要想將硫元素在含硫的貴金屬材料中分離提取出來,可以使用物理和化學(xué)兩種方法展開具體操作。具體來說,對于物理法而言,可以采取浮選法、真空蒸餾法、高壓清洗法等,而無機(jī)溶劑法、有機(jī)溶劑法則屬于化學(xué)法的范疇。但是,需要注意的是,在使用無機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑進(jìn)行具體操作時,需要選取合適的溶劑,以便可以滿足實際工作所需。一般情況下,使用的無機(jī)溶劑包含硫化鈉、氫氧化鈉、石灰乳等;而二甲苯、煤油、四氯化碳等則為有機(jī)溶劑。如果處理方法和化學(xué)溶劑選擇不恰當(dāng),會降低硫元素的提取率,造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。
早在上個世紀(jì),我國就有金屬冶煉廠開展了提取脫硫和硅的工作,其主要是通過使用氫氧化鈉溶液,再經(jīng)過一系列操作實現(xiàn)目標(biāo)。然而,這一方法在一定程度上提高了貴金屬分散率,不利于后續(xù)工作的開展,也給冶煉廠造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,相關(guān)技術(shù)人員為了有效解決這一問題,研究出了亞硫酸鈉脫硫法,該方法的主要作用機(jī)制是將亞硫酸鈉和硫放在合適的條件下,經(jīng)過一系列反應(yīng)制取出硫代硫酸鈉,這樣就可以實現(xiàn)在銅鎳合金氯化渣中提取硫的目標(biāo)。值得一提的是在此過程中,部分環(huán)節(jié)可以循環(huán)使用,對于洗水部分而言,可以循環(huán)使用在脫硫環(huán)節(jié)中,而脫硫環(huán)節(jié)產(chǎn)生的液體,則可以通過蒸發(fā)結(jié)晶制得硫代硫酸鈉,這樣既可以在一定程度上提高工作效率,還有效避免了資源不必要的浪費,提高了實際回收率。
相關(guān)研究人員針對該方法進(jìn)行了深層次的試驗探索,從脫硫條件、影響因素等方面入手,證實了使用該方法可以大幅度提高脫硫率,值得大范圍推廣。不僅如此,使用該方法可以在一定程度上降低脫硫液中貴金屬的濃度,有利于保障貴金屬的實際回收率和脫硫率,有效避免了貴金屬分散的問題,具有深遠(yuǎn)的價值意義。
二、在稀貴金屬分離中的應(yīng)用
1、在銅陽極泥中分離銀
事實上,使用傳統(tǒng)的方法分離銀無法滿足現(xiàn)階段的實際需求,不僅稀貴金屬的分離率得不到保證,還會造成大量的工業(yè)污染,在一定程度上嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡,不利于工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,為了有效解決這些問題,相關(guān)研究人員研究出借助亞硫酸鈉分離銀的方法。值得一提的是,該種還原法自身具備資本投入較小,污染程度低,且若在良好的工作環(huán)境下,部分環(huán)節(jié)可以循環(huán)往復(fù)等特點,這也是該方法在工業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣的一大原因。
在實際分離過程中,需要嚴(yán)格控制合適的試驗條件,保證亞硫酸鈉溶液濃度符合實際所需,從而可以將物料中的氯化銀與相應(yīng)的離子融合成可溶性物質(zhì),這樣便于開展后續(xù)的分離工作。當(dāng)分銀液中含有充分的銀元素可溶物時,需要借助甲醛將其還原,在此之后,向還原后的液體中通入二氧化硫,此后即可循環(huán)使用,這在一定程度上降低了資本投入,同時還有利于提高實際分離率,降低污染程度。
相關(guān)研究人員在對使用該方法分離銀的工作進(jìn)行了深入分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液的pH值越高時,可以為銀離子與亞硫酸根離子提供更合適的配合條件;不僅如此,當(dāng)pH值高于9時,溶液內(nèi)的亞硫酸鈉大部分呈現(xiàn)亞硫酸根離子狀態(tài),同時在該條件之下,可以降低對浸出氯化銀含量的影響;除此之外,亞硫酸鈉濃度越高,溶液中配合離子就會增加,在一定程度上提高了氯化銀的實際溶解度,從而有效提高了銀的分離率。
2、從高硒、碲銅陽極泥中分離金、鈀、鉑
當(dāng)貴金屬溶液中硒、碲的濃度較高時,使用亞硫酸鈉將貴金屬分離,硒、碲同樣會發(fā)生相應(yīng)的還原反應(yīng),而還原后生成的碲可以將金、鈀、鉑轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的單質(zhì),這樣可以將還原出的金屬單質(zhì)連同硒、碲進(jìn)行過濾分離,再將其重新溶解在亞硫酸鈉溶液中,進(jìn)而可以分離出金、鈀、鉑。值得一提的是,該方法可以有效提高貴金屬的分離率,并且已經(jīng)在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛應(yīng)用,展現(xiàn)了良好的應(yīng)用價值。同時,在一定程度上提高了相關(guān)企業(yè)的實際收益,為工業(yè)的發(fā)展提供了幫助。
三、在稀貴金屬精煉中的應(yīng)用
1、選擇性還原精煉金
在合適的條件下,當(dāng)介質(zhì)處于弱酸性或中性時,亞硫酸鈉可以用于還原金。值得一提的是,亞硫酸鈉在鹽酸體系下金、鈀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢存在著差異,并且金的鹽酸體系標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相對較高且為正值,這在一定程度上保證了實際反應(yīng)效率能夠相對完全。然而,鈀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢也相對較大。因此,在實際反應(yīng)過程中,少量的鈀同樣會被還原出來,這對分離金增加了難度。不僅如此,在合適的條件下,加入工業(yè)亞硫酸鈉固體時,需要保證金和亞硫酸鈉的比例相同,但在反應(yīng)即將結(jié)束時,會有二氧化硫氣體溢出,在一定程度上危害著工作人員的身體健康,同時還會污染環(huán)境。
在使用亞硫酸鈉氯化水溶液精煉金時,由于各元素自身氧化還原的電勢是不相同的,相關(guān)工作人員則可以從該角度出發(fā),對氧化還原的電勢進(jìn)行實時監(jiān)控并合理控制,這樣可以明確金還原時的最佳條件,有利于保證精煉金的純度,還可以提高實際還原率。值得一提的是,將氯化浸金液進(jìn)行過濾、洗滌處理之后,還需要使用氫氧化鈉合理調(diào)節(jié)PH值,并將其控制在所需要的范圍內(nèi)。在此之后,將亞硫酸鈉加入其中,并且需要保證加入的速度,同時還需要合理地控制氧化還原電勢,這樣既能夠保證金單質(zhì)的純度和實際效率,又可以有效減少雜質(zhì)的殘留。該方法精煉金的純度較高,整個過程相對簡便,用于實際生產(chǎn)具備很高的實用價值。
2、還原精煉銀
相關(guān)研究表明,亞硫酸銀的溶解度和亞硫酸根離子濃度之間不是線性關(guān)系。不僅如此,當(dāng)亞硫酸根離子濃度超過一定范圍時,銀離子的濃度會和亞硫酸根離子濃度同向變化。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時,降低亞硫酸根離子濃度,可以為沉淀亞硫酸銀提供一定幫助。此外,當(dāng)溶液的pH值介于2和8之間時,溶液pH值降低,銀離子濃度也會降低;當(dāng)pH值低于2時,銀離子濃度和pH值反向變化,這在一定程度表明:當(dāng)pH值為2時是最適合浸出亞硫酸銀的條件。值得一提的是,當(dāng)銀離子濃度介于不同pH范圍時,濃度減小的速度也是不同的。當(dāng)6<pH<8時,速度相對緩慢,而在2<pH<6范圍內(nèi)時,速度會相對較快,這表明:吸出亞硫酸銀的臨界值為pH=6。不僅如此,在此條件下亞硫酸鹽的溶解度會因亞硫酸鈉的濃度變化而變化,并且變化方向相同。當(dāng)介質(zhì)為弱酸性時,還原銀屬于海綿銀。因為在實際精煉過程中,溶液中的亞硫酸鈉會和游離的酸進(jìn)行反應(yīng),產(chǎn)生二氧化硫氣體,而二氧化硫具備還原性強(qiáng)的特點,這就會在一定程度上還原亞硫酸鹽沉淀,最終形成海綿銀。相關(guān)研究人員研究發(fā)現(xiàn),還原銀時可以使用合適濃度的硝酸,同時還需要合理控制加入硝酸的量,在合適的條件下即可以將銀全部還原,還原率接近100%,并且純度十分高,有效避免了資源浪費問題。而且在還原過程中產(chǎn)生的海綿銀可以通過硫酸等溶液進(jìn)行洗滌,同樣可以獲得純度較高的銀粉。
對于亞硫酸鈉而言,其自身具備很多優(yōu)勢,包括穩(wěn)定性強(qiáng)、生產(chǎn)操作方便、運輸條件充足、資本投入低等,這在一定程度上擴(kuò)大了其應(yīng)用在稀貴金屬的分離、精煉過程中的范圍。不僅如此,將亞硫酸鈉應(yīng)用在稀貴金屬冶金過程中,可以有效提高實際效率,同時,部分工作還可以循環(huán)進(jìn)行,有效避免了不必要的資源浪費,對于工業(yè)的實際發(fā)展提供了一定幫助,有效提高工業(yè)的實際效益,并且可以有效降低對環(huán)境的污染程度。
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