АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Лекция 13. Термодинамика процессов выщелачивания

Читайте также:
  1. III. Психические свойства личности – типичные для данного человека особенности его психики, особенности реализации его психических процессов.
  2. Аппаратурное оформление процессов биотехнологии
  3. Аутсорсинг процессов управления информационной безопасностью
  4. Брожение. Пути превращения глюкозы в ПВК. Общая характеристика процессов брожения
  5. В исследовании процессов»
  6. ВИДЫ СОЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
  7. Виды технологических процессов.
  8. Влияние скорости процессов на надежность технических систем
  9. Выявление (выделение) основных процессов
  10. Глава 5 . Энергетика химических процессов
  11. Глава 5. Основы бухгалтерского учета хозяйственных процессов
  12. ГЛАВА 5.2. МЕТОДЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ КАК ОСНОВА ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗАЦИИ

Гидрометаллургическими называются процессы извлечения металлов из руд, концентратов, промежуточных продуктов и отходов металлургического производства, а также из вторичного сырья в водную фазу при их обработке водными растворами химических реагентов с последующим вы­делением из растворов металлов или их соединений.

Руды представляют собой многокомпонентное комплексное сырье, содержащее кроме основных металлов ряд сопутствующих элементов, извлечение которых отвечает требованиям комплексности использования сырья. С развитием современной техники и технологии все большее потребление находят редкие, редкоземельные и рассеянные металлы, содержание в рудах которых зачастую находится на уровне сотых и тысячных долей процента. Применительно к большой группе металлов, не имеющих собственных руд (галлий, гафний, германий, рений, осмий и т.д.), попутное извлечение их при переработке руд других металлов – единственно возможный путь.

Проблемой современной металлургии является превращение производства цветных металлов в безотходное или малоотходное. Современные технологии должны отвечать требованиям охраны окружающей среды, не являться источником вредных выделений и не оказывать негативного воздействия на экосистему.

Выше описанные проблемы в определенной мере решаются при использовании гидрометаллургических приемов переработки сырья. Расширение сферы использования гидрометаллургических процессов определяется следующими преимуществами:

1) Возможностью эффективной переработки бедного и сложного по составу сырья.

2) Более низкими энергозатратами.

3) Возможностью механизации и автоматизации процессов.

4) Относительная экологическая безопасность.

Основные процессы и операции в гидрометаллургии

1) Подготовительные операции:

− механическая обработка рудного сырья (дробление, измельчение, классификация) с целью вскрытия ценных минералов и создания большой удельной поверхности выщелачиваемой твердой фазы. Механическая обработка не сопровождается изменением химического состава материалов;

− обработка исходного материала с изменением химического состава сырья с целью получения более пригодных для гидрометаллургической переработки соединений (обжиг, спекание, плавка).

2) Выщелачивание – извлечение компонента из твердой фазы в водный раствор.

3) Разделение твердой и жидкой фаз (операции отстаивания, сгущения и фильтрации).

4) Подготовка растворов к выделению из них металлов или чистых соединений:

− очистка растворов от примесей (рафинирование);

− концентрирование раствора по извлекаемому компоненту.

5) Выделение из растворов металлов или их соединений.

Реагенты

Растворители, применяемые в гидрометаллургической практике.

Вода. Вода используется для выщелачивания хорошо растворимых природных и техногенных соединений – сульфатов, хлоридов.

Кислоты. Наиболее часто используется серная кислота, как разбавленная, так и концентрированная. Иногда используется смесь серной кислоты с другими кислотами (например, плавиковой, соляной). Соляную и азотную кислоты используют ограниченно. Смесь соляной и азотной кислот («царскую водку») используют для выщелачивания платиновых руд, а также при рафинировании золота и се­ребра.

Щелочи. Используются растворы гидроксида натрия, аммония.

Водные растворы солей. Растворы солей применяют для процессов обменного и окислительного выщелачивания, а также при выщелачивании с образованием комплексных соединений.

Виды растворения

Простое растворение. Когда процесс выщелачивания сводится к простому переходу вещества из твердой фазы в раствор.

Растворение с обменной реакцией. Эта разновидность процесса встречается в трех вариантах:

1) Оксид металла взаимодействует с кислотой, образуя соль и воду: MeO+H2SO4=MeSO4+H2O.

2) Выщелачивание кислотой с удалением аниона в газовую фазу: MeS + H2SO4 = MeSO4 + H2S; MeCO3 + H2SO4 = MeSO4 + H2CO3; H2CO3 = H2O + CO2.

3) Солевое обменное выщелачивание: MeSтв + Me1SO4 = Me1Sтв + MeSO4.

Растворение с окислением металла

1. Окисление металла за счет восстановления иона водорода кислоты: Me + H2SO4 = MeSO4 + H2.

2. Окисление металла кислородом и другими окислителями: Me + H2SO4 +0,5 O2 = MeSO4 + H2O;

Me + Fe2(SO4)3 = MeSO4 + 2FeSO4, Me + H2SO4 + H2O2 = MeSO4 + 2H2O.

Растворение с окислением аниона.

MeS + H2SO4 + 0,5O2 = MeSO4 + H2O + Sо; MeS + 2O2 = MeSO4; MeS + 2Me'Cl2 = MeCl2 + 2Me1Cl + S0; MeS - 8ē + 4 H2O = MeSO4 + 8H+ (анодное окисление).

Растворение с восстановлением металла. Процесс возможен, если извлекаемый металл образует ионы нескольких степеней окисления: 3CuO + 2FeCl2 + 3H2O = CuCl2 + 2CuCl + 2Fe(OH)3.

Растворение с образованием комплексов: 2Au + 4KCN + H2O + 0,5O2 = 2KAu(CN)2 + 2KOH;

Ni3S2 + 10NH4OH + (NH4)2SO4 + 4,5O2 = 3Ni(NH3)4SO4 + 11H2O.

Технологические схемы процессов выщелачивания

Выщелачивание на месте. Руды дробят и здесь же на месте добычи выщелачивают.

Подземное выщелачивание. Выщелачивают«потерянные» руды в старых забоях или месторождениях, разработка которых нерентабельна или невозможна.

Кучное выщелачивание. Производят в специально подготовленных кучах.

Выщелачивание просачиванием (перколяция). Подготовленный материал выщелачивают в чанах с ложным днищем просачиванием через слой материала растворителя.

Агитационное выщелачивание.

1) Механическая агитация - мешалки.

2) Пневматическая агитация сжатым воздухом в пачуках (рисунок 1).

3) Совместное действие воздуха и мешалок.

Выщелачивание в автоклавах под давлением в отсутствии кислорода и в присутствии кислорода.

Произведение растворимости LР (Пр)


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)