9. Выщелачивание

Любая технологическая схема переработки металлургического сырья гидрометаллургическим методом обычно включает в себя четыре главных стадии: 1) подготовку сырья к выщелачиванию; 2) выщелачивание, целью которого является перевод в раствор извлекаемого из сырья компонента; 3) очистку раствора от примесей; 4) выделение из раствора извлекаемого компонента в виде металла или другого товарного продукта.

Рабочей системой и продуктом процессов выщелачивания и осаждения реагентами является пульпа – суспензия твердых частиц в растворе. Пульпа как суспензия характеризуется отношением масс жидкости и твердой части (ж : т), а также составом жидкой и твердой составляющих.

Выщелачиванием называется процесс избирательного растворения одного или нескольких компонентов руды, концентрата или продукта с целью отделения их от пустой породы. В качестве растворителей используют водные растворы различных минеральных кислот, щелочей или солей.

Рассмотреть основные разновидности возможных химических реакций при выщелачивании в общем виде.

Рассмотреть диаграмму -рН для воды (рис.7).

Перечислить основные принципы выбора растворителя для выщелачивания: устойчивость, селективность действия, возможность регенерации, возможность получения достаточно концентрированных растворов, доступность, умеренная токсичность и др.

Показать на примерах нескольких реакций возможность их использования для выщелачивания, используя информацию о величине энергии Гиббса.

С точки зрения кинетики процесс выщелачивания включает три основные стадии: подвод растворителя к реагирующей поверхности твердого тела из объема раствора, взаимодействие растворителя с твердым телом на границе раздела фаз, отвод продукта реакции от реагирующей поверхности в объем раствора.

Рассмотреть факторы, которые могут влиять на скорость процесс выщелачивания, среди которых крупность и пористость материала, его реакционная способность, концентрация растворителя, температура, характер и скорость движения жидкости и др.

Методы выщелачивания при атмосферном давлении просачиванием и с перемешиванием. Привести схемы аппаратов для выщелачивания этими методами и пути интенсификации процесса выщелачивания в этих аппаратах в зависимости от лимитирующей стадии.

Автоклавное выщелачивание (его достоинства, схемы типичных конструкций автоклавов).

10. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ, КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ И ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ

10.1. Основы экстракционных процессов

Сущность процесса жидкостной экстракции состоит в извлечении металлов из водного раствора их минеральных солей в жидкую органическую фазу, которая не смешивается с водной, плохо в ней растворяется и отличается от водной по плотности.

Обратный процесс извлечения металла из органической фазы в водную называется реэкстракцией.

Как экстракцию, так и реэкстракцию можно проводить прямым и обменным методом.

Отношение активности металла в органической фазе (а_орг) к его активности в водной фазе (а_воды) называется коэффициентом распределения:

;

для разбавленных растворов , тогда .

Количественной характеристикой разделения двух металлов при экстракции является коэффициент разделения __.

По характеру применяемого экстрагента экстракционные процессы можно классифицировать на 3 группы: экстракция нейтральными экстрагентами; анионообменная экстракция и катионообменная экстракция.

Рассмотреть подробнее катионообменную экстракцию.

Привести график зависимости К от рН и природы Ме; химические реакции различных вариантов экстракции и реэкстракции.