«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. Кафедрой хтятц

доцент, к.х.н. Довгий И.И.

« » 201 г.

Лекция № 3,4

по дисциплине: «СИСТЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ

Гидрометаллургических заводов»

тема: «Процессы и аппараты выщелачивания»

Цель: изучить основы теории выщелачивания; рассмотреть классификации процессов и аппаратов выщелачивания в зависимости от способов взаимодействия твердой фазы с жидкой фазой растворителя.

План лекции

1. Вводная часть	5 мин
2. Основная часть:
2.1. Классификации процессов и аппаратов выщелачивания	25 мин
2.2. Агитационное выщелачивание	50 мин
2.2.1. Контактные чаны
2.2.2. Пачуки
2.2.3. Аппараты с пневмомеханическим перемешиванием
2.3. Автоклавное выщелачивание. Виды автоклавов.	45 мин
2.3.1. Автоклавное выщелачивание на ГМЗ ВостГОКа. Автоклавы АПВ.
2.4. Перколяционное выщелачивание. Перколяторы	30 мин
3. Заключительная часть. Вопросы	5 мин

Продолжительность лекции 4 академических часа.

Литература:

1. Раков Э.Г. Процессы и аппараты производств радиоактивных и редких металлов / Э.Г. Раков, С.В. Хаустов. – М.: Металлургия, 1993. – 384 с.

2. Медведев А.С. Теория и аппаратура гидрометаллургических процессов. Ч.1. Аппараты / А.С. Медведев, В.С. Стрижко, Б.Г. Коршунов. – М.: МИСиС, 1995. – 143 с.

3. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической технологии / А.Н. Плановский, В. М. Рамм, С.З. Каган. – М.: Химия, 1968.

4. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии / Н.И. Гельперин. – М.: Химия, 1981 г.

1. Классификации процессов и аппаратов выщелачивания

Первым и важнейшим гидрометаллургическим процессом в производстве редких и радиоактивных металлов является выщелачивание.

Выщелачивание – избирательное извлечение одного или нескольких компонентов из твердого вещества (рудного концентрата) водой или раствором химических реагентов.

Избирательность извлечения достигается подбором соответствующего растворителя и созданием условий (концентрация реагентов, температура, давление и др.).

В процессе выщелачивания растворяют только ценные компоненты, не затрагивая пустую породу, которая остается в твердом остатке.

В зависимости от характера физико – химических процессов, протекающих при выщелачивании, различают:

1. простое (физическое) выщелачивание – растворение – не сопровождающееся химической реакцией, когда металл извлекается в раствор в составе такого же соединения, которое присутствовало в исходном материале.

Процесс простого растворения состоит в отрыве ионов от поверхности кристалла и переводе их в жидкую фазу в результате гидратирующего действия воды.

В процессах простого растворения участвуют, как правило, вещества, в твердом состоянии, образующие ионную кристаллическую решетку (хлориды, сульфаты), а в растворе присутствующие в виде гидратированных ионов.

2. выщелачивание с химической реакцией – это тоже растворение, но при протекании химической реакции, в результате которой металл из рудного материала переходит в хорошо растворимую форму и чаще в виде других соединений, чем в исходном материале.

Выщелачивание с химической реакцией наиболее распространенный вид выщелачивания, осуществляемый после предварительной физико-химической подготовки рудного материала, либо без нее. При выщелачивании могут протекать реакции между оксидами, кислотами и щелочами, обменные реакции или ОВР.

По способу выполнения выщелачивание бывает

- вне аппаратов: кучное и подземное;

- в аппаратах.

По характеру контакта исходного твердого материала и выщелачивающего раствора:

1. Агитационное выщелачивание – выщелачивание с интенсивным перемешиванием руды и выщелачивающих растворов механическими мешалками и воздухом, наиболее распространенная и универсальная группа методов, проводящихся в специальных аппаратах.

2. Перколяционное выщелачивание – выщелачивание просачиванием растворителя через слой твердого материала применяется для извлечения металлов из руд с относительно крупными размерами частиц. Обычно перколяционное выщелачивание применяют для переработки бедных, а иногда забалансовых руд. Оно имеет несколько разновидностей: выщелачивание в аппаратах, выщелачивание с замесом, кучное выщелачивание и подземное выщелачивание.

Назначение аппаратов для выщелачивания: обеспечить контакт между раствором и твердым материалом в течение необходимого времени и при оптимальных условиях для процесса. В соответствии с этим аппарат для выщелачивания представляет в общем случае емкость с устройствами для перемешивания, нагрева пульпы, ее загрузки и выгрузки.

Классификация аппаратов выщелачивания приведена в табл. 1.

Таблица 1