16.Охарактеризуйте процесс жидкостной экстракции

Экстракция − это распределение вещества между двумя обычно несмешивающимися фазами (обычно между водой и каким−нибудь органическим растворителем). При экстракции одновременно протекает несколько процессов:

а) образование экстрагируемых соединений;

б) распределение экстрагируемых соединений между водной и органической фазами;

в) реакции в органической фазе (диссоциация, ассоциация, полимеризация).

Экстрагент - вещество (обычно в орг. фазе), образующее экстрагируемое соединение

Разбавитель - инертные органические растворители, применяемые для улучшения физических и экстракционных свойств экстрагента (хлороформ, тетрахлорид углерода, бензол и др.).

Экстракт - органическая фаза, отделенная от водной фазы, содержащая экстрагированные соединения.

Реэкстракция - обратный перевод вещества из органической фазы в водную фазу.

Жидкостная экстракция-Экстракция в системах жидкость-жидкость – процесс разделения, основанный на извлечении одного или нескольких растворенных веществ из одной жидкости другой жидкостью, практически не смешивающейся с первой.

Основные стадии жидкостной экстаркции

1) приведение в контакт и диспергирование фаз;

2) разделение или расслаивание фаз на экстракт (извлекающая фаза) и рафинат (исчерпываемая фаза);

3) выделение целевых компонентов из экстракта и регенерация экстрагента, для чего наряду с дистилляцией наиб, часто применяют реэкстракцию (процесс, обратный жидкостной экстракции), обрабатывая экстракт водными растворами в-в, обеспечивающих полный перевод целевых компонентов в раствор или осадок и их концентрирование;

4) промывка экстракта для уменьшения содержания и удаления механически захваченного исходного раствора.

Основные требования к экстрагентам: высокая избирательность; высокая экстракционная емкость по целевому компоненту; низкая растворимость в рафинате; совместимость с разбавителями; легкость регенерации; высокие хим., а в ряде случаев и радиационная стойкость, негорючесть или достаточно высокая температура вспышки (более 60 С); невысокая летучесть и низкая токсичность; доступность и невысокая стоимость.

17.Опишите процессы растворения и выщелачивания

Выщелачивание – это процесс перевода основного металла из твердой фазы (руды или концентрата) в жидкую, с помощью селективных растворителей.  Выщелачивание включает по меньшей мере два процесса: химический — перевод одного из веществ в растворимое состояние, и физико-химический — растворение в воде.Обычно выщелачивание осуществляют с помощью водных растворов неорганических кислот (серной, соляной, азотной), щелочей (едкий натр, аммиак) и солей (углекислый натрий или аммоний, цианиды и др.). Растворитель выбирается исходя из свойств и состава материала, с учётом селективности, токсичности, стабильности состава, коррозионного действия, возможности регенерации и других свойств, а также его стоимости и дефицитности.

Кинетика и механизм процессов растворения и выщелачивания определяются структурой и составом растворяемого минерала, характером химических связей в его кристалле, а также целым комплексом физико-химических свойств растворителя. Растворение минералов состоит из стадий подвода частиц растворителя к поверхности минерала, собственно взаимодействия растворителя и минерала и отвода продуктов реакции от поверхности раздела фаз.

Перед выщелачиванием твёрдое вещество в случае необходимости подвергают механической обработке и химической — вскрытию. Для выщелачивания перемешиванием используют ёмкости, оборудованные механическими, пневматическими или пневмомеханическими перемешивающими устройствами (мешалками, эрлифтами и др.). При выщелачивании перколяцией обрабатываемый материал загружают в чан с ложным днищем, покрытым фильтровальной тканью, или укладывают штабелями на заранее подготовленные площадки — т.н. кучное выщелачивание. Этот способ выщелачивания применяется для извлечения меди и урана из некондиционных руд и вскрышных пород и представляет собой единственный экономически оправданный способ переработки бедного сырья. Выщелачивание перколяцией по существу происходит также при выщелачивании подземном, производимом непосредственно на месте залегания рудного материала.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ:

- полнотой извлечения ценных компонентов,

- концентрацией извлекаемых компонентов и вредных примесей в конечном растворе,

-расходом материалов, электроэнергии, пара,

-затратами рабочей силы,

-скоростью процесса.

РАСТВОРЕНИЕ — это процесс перехода вещества из твердой фазы в жидкую, сопровождаемый разрушением кристаллической структуры твердой фазы. Этим он отличается от процессов выщелачивания (экстракции), представляющих избирательное извлечение какого-либо компонента из твердого вещества, сохраняющего при этой свою кристаллическую структуру. Процесс растворения можно осуществлять в периодическом и непрерывном режиме.

18.Оцените роль компьютерного обеспечения производственных технологий Внедрение автоматизированной информационной системы управления добычей «Рудник» началось в 2002 году. Оно включает спектр мероприятий от организации обслуживания геофизических работ до управления процессом вывода скважин из эксплуатации. Разработка системы «Рудник» шла путем накопления технологий, их постепенных изменений и неразрывно связано с формированием упорядоченной системы сбора и анализа геолого – геофизической и геотехнологической цифровой информации. Она включает в себя технологии , которые объединены для реализации «Геолого-экономического мониторинга участков земных недр и добычи металла методом подземного скважинного выщелачивания (ПСВ)».Основу системы составляет совокупность специально – разработанных программ системы, которые создают техническую возможность, реализации трех видов проектов:1)Проект «GiK» – процедура обработки геолого-геофизических данных и подсчета запасов (по блокам), оценки достоверности и качества полученных результатов с внутренней процедурой графических построений; 2)Проект «GeT» - процедура планирования и сопровождения горных работ с расчетом схем заложения скважин, геотехнологических параметров работы технологических блоков;3)Проект «LoR» - процедура анализа продуктивных и выщелачивающих растворов в системе рудник с целью оптимизации извлечения металла и расхода кислоты.А так же программы системы позволяют решать аналитические задачи в целом по месторождению: 1) процедура управления базами данных приложение «AtomGeo» (сбор, хранение и обработка данных скважинных исследований). Фактически это совокупность цифровых данных по скважинам, упорядоченных по возрастанию их номеров, с параметрами рудных интервалов по данным каротажа и опробования керна, инклинометрии, геологического и геотехнологического описания объектов. При решении конкретной задачи, данные, логически группируются в совокупности, которые могут быть представлены в виде одной из следующих моделей:

• разведочная модель МПИ - схема разведки месторождения (профиль – скважина - аномальное пересечение);

• геологическая модель (горизонт - рудное тело - морфологический элемент рудного тела - литологическая разность);

• геолого – промышленная модель (продуктивный горизонт - залежь – блок – рудное пересечение – литолого фильтрационный тип).

2) процедура графических построений планов и разрезов;

3) процедура «Analis» технического анализа работы технологических блоков месторождения полезного ископаемого.

1.1.Проект «GiK» процедура обработки геолого – геофизических данных

Программа «GiK» является составной частью системы «Рудник», процедуры которой заключаются в обработке первоначальных геолого – геофизических данных, подсчет запасов (по блокам), оценки достоверности и качества полученных результатов с внутренней процедурой графических построений.

Программа предоставляет пользователю полный спектр функций для обработки, анализа, а также промежуточных графических построений геолого – геофизических данных по разведочным и технологическим скважинам, разрезам, геологическим и технологическим блокам на всех этапах работ от поисков, оценки, разведки и добычи урана. В том числе программа позволяет дать оценку следующих параметров:

1.Положения и свойств рудных тел, запасов урана в недрах в том числе:

• радиологическую характеристику рудных тел;

• параметров рудных интервалов и пересечений;

• запасов урана в недрах.

2.Характеристику природных факторов, определяющих возможность отработки месторождений методом ПСВ, в том числе: • состояния верхнего и нижнего водоупоров; • фильтрационных свойств пород и руд; • мощности рудовмещающего горизонта; • положения рудного тела в водоносном горизонте.