金属氧化物、铁酸盐和砷酸盐酸溶平衡pHө | |||
酸 溶 反 应 | 平衡标准 pHө | ||
SnO2+4H+ ====Sn4++2H2O | -2.102 | -2.895 | -3.55 |
Cu2O+2H+ === 2Cu++H2O | -0.8395 | 1.921 |
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Fe2O3+6H+ ====2Fe3++3H2O | -0.24 | -0.9998 | -1.579 |
Ga2O3+6H+ ===2Ga3++3H2O | 0.743 |
| -1.412 |
Fe3O4+8H+ ===2Fe3++Fe2++4H2O | 0.891 | 0.043 |
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In2O3+6H+ ====2In3++3H2O | 2.522 | 0.969 | -0.453 |
CuO+2H+ === Cu2++H2O | 3.945 | 3.549 | 1.78 |
ZnO+2H+ === Zn2++H2O | 5.801 | 4.374 | 2.88 |
NiO+2H+=== Ni2++H2O | 6.06 | 3.162 | 2.58 |
CoO+2H+=== Co2++H2O | 7.51 | 5.5809 | 3.89 |
CdO+2H+ === Cd2++H2O | 8.69 |
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MnO+2H+ === Mn2++H2O | 8.98 | 6.7921 |
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ZnO·Fe2O3+8H+ === Zn2++2Fe3++4H2O | 0.6747 | -0.1524 |
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NiO·Fe2O3+8H+=== Ni2++2Fe3++4H2O | 1.227 | 0.205 |
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CoO·Fe2O3+8H+=== Co2++2Fe3++4H2O | 1.213 | 0.305 |
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CuO·Fe2O3+8H+=== Cu2++2Fe3++4H2O | 1.581 | 0.56 |
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FeAsO4+3H+ === Fe3++H3AsO4 | 1.027 | 0.1921 | -0.511 |
Cu3（AsO4）2+6H+ === 3Cu2++2H3AsO4 | 1.918 | 1.32 |
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Zn3（AsO4）2+6H+ === 3Zn2++2H3AsO4 | 3.294 | 2.441 |
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Co3（AsO4）2+6H+ === 3Co2++2H3AsO4 | 3.162 | 2.382 |
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PbSiO3+2H+ === Pb2++H2SiO3 | 2.86 |
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FeO·SiO2+2H+ === Fe2++H2SiO3 | 2.63 |
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ZnO·SiO2+2H+ === Zn2++H2SiO3 | 1.791 |
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由上表中的pHө可以看出如下几条规律：
(1)金属氧化物在酸性溶液中的稳定性的次序是：Sn02＞Cu20＞Fe203＞Ga203＞Fe3 04＞In203 > Cu0＞Zn0＞NiO＞Coo＞CdO＞MnO。由于铁的氧化物较难溶解，故在常压下，温度为25~100℃，pH值为1~1.5的浸出条件下可以实现Mn，Cd，Co，Ni, Zn，Cu与铁的分离。
(2)有关金属的铁酸盐，在酸性溶液中的稳定性的次序为：
Zn0·Fe2 03＞NiO·Fe203＞CoO·Fe203＞Cu0·Fe203
(3)有关金属砷酸盐，在酸性溶液中的稳定性的次序为：
FeAs04＞Cu3（As04）2＞Co3（As04）2＞Zn3（As04）2
(4)有关金属硅酸盐，在酸性溶液中的稳定性的次序为：
PbSi03＞FeSi03＞ZnSi03
(5)锌、铜、钻等金属化合物的稳定次序是：
铁酸盐＞硅酸盐＞砷酸盐＞氧化物
(6)所有氧化物、铁酸盐、砷酸盐的pH。均随温度升高而下降，即要求在更高的酸度下进行浸出。
硫化锌精矿的浸出热力学
研究硫化锌（ZnS）及其他金属硫化物在水溶液中的反应，在一定pH值和一定电位下将形成什么物质，可用E-pH图来研究MeS在水溶液中反应的热力学规律。
ZnS-H20系中主要反应平衡式及E-pH图关系式见下表.[next]
ZnS-H2O系中主要反应平衡式及E-pH图关系式 | ||
序 号 | 反应平衡式 | E-pH关系式 |
1 | O2+4H++4e === 2H2O | E=1.229-0.0591pH+0.01491gPo2 |
2 | H++2e === H2 | E=-0.0591 pH-0.02951gPH2 |
3 | Zn2++S+2e === ZnS | E=0.264+0.02951g[Zn2+] |
4 | ZnS+2H+=== Zn2++H2S（g） | pH=-1.586-0.51g[Zn2+]0.51gPH2S |
5 | S+2H++2e === H2S（g） | E=0.171-0.0591pH-0.02951 gPH2S |
6 | SO42-+H+ === HSO4- | pH=1.91+1g[SO42-]0.51g[HSO4-] |
7 | Zn2++2e === Zn | E=-0.763+0.02951g[Zn2+] |
8 | ZnS+2H++2e === Zn+H2S（g） | E=-0.857-0.0591pH-0.02951gPH2S |
9 | HS-+H+ === H2S（g） | pH=8.00+lg[HS-]-lgPH2S |
10 | S2-+H+ === HS- | pH=12.9+lg[S2-]-lg[HS-] |
11 | ZnS+2e === Zn+S2- | E=-1.474-0.02951lg[S2-] |
12 | Zn2++2H2O === ZnO22-+4H+ | pH=10.08-0.251g[Zn2+]0.25lg[ZnO22-] |
由表内平衡式可绘制ZnS-H20系E-pH图（下图）。
由图可以看出有一个元素硫的稳定区。当电位下降时，pH值在1.9-8范围内,SO42-还原成元素硫，当电位再降低和pH＜7时，进一步还原成H2S，pH＞7时更进一步还原成HS-。
当电位升高时，在pH＜8的情况下，H2S和HS-均氧化成元素硫S，然后再氧化成SO42-,在pH>8的情况下,HS-可直接氧化成SO42-。
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