Л№2 ЯТЦ ОП на АЭС / Гидрометаллургические процессы

ОБЩАЯ

ХИМИЧЕСКАЯ

ТЕХНОЛОГИЯ

ТЕМА 4.

Гидрометаллургические процессыоцессыоцессы

Основные вопросы лекции:

Особенности гидрометаллургических процессовцессов ии ихих виды. Реакции, используемыепри выщелачиванииачивании..

Гидрометаллургическое разделение элементовэлементов.. Осаждение. Экстракция и экстрагенты. Ионообменныенообменные процессывгидрометаллургии.

2

Гидрометаллургия - раздел химической технологии, в которой извлечение металлов из сырья осуществляется с использованием химических реакций в водных растворах.

Достоинства гидрометаллургических методов:

извлечение металлов из сырья с низкими концентрациями металла; селективность извлечения элементов, возможность разделения близких по свойствам металлов (Zr и Hf, Nb и Та, смесей РЗЭ и др);

•комплексная переработка сырья;

•снижение загрязнения окружающей среды вредными отходами, например, при переработке сульфидных концентратов Сu, Ni, Zn, Pb и др. металлов;

•менее энергоемкие по сравнению с пирометаллургическими методами.

Недостатки гидрометаллургических методов:

- могут быть дороже по капитальным затратам по сравнению с пирометаллургическими методами, т.к. занимают большие площади; - относительно большой расход воды на единицу продукции.

3

Гидрометаллургию применяют

для получения следующих металлов:

-цветных (Al, Cu, Ni, Co, Zn и др.);

-редких (Be, РЗЭ, Тi, Zr, Hf, Nb, Та, Mo, W и др.);

-природных радиоактивных (U, Th);

-искусственных радиоактивных (Np, Pu и др.);

-благородных ( Ag, Au, Pt и платиновые металлы).

Для выделения металлов из растворов применяют:

•восстановление (водородом);

•цементацию с использованием более активных металлов;

•электролиз;

•осаждение в виде оксидов, гидроксидов, хлоридов, фторидов и т.д.

При необходимости данные соединения восстанавливают до металла пирометаллургическими или электрохимическими методами.

4

СХЕМАГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙПЕРЕРАБОТКИРУД

Обогащение

Выщелачивание

Фильтрация (декантация)

Концентрирование и очистка растворов

Осаждение, соосаждениеиз растворов

5

Гидрометаллургическим процессам предшествует механический предел, включающий операции дробления, измельчения, классификации, механического обогащения, гравитационного обогащения.

Обогащение полезных ископаемых - совокупность процессов первичной обработки минерального сырья с целью отделения полезных минералов от пустой породы.

Применение механического обогащения позволяет:

-сократить расход химических реагентов при последующей гидрометаллургической переработке;

-получать более чистые растворы;

-удалять некоторые вредные примеси;

-включать в переработку более бедные руды.

6

Выщелачивание - извлечение одного или нескольких компонентов из твердых тел (руд, концентратов, промежуточных продуктов) водным раствором, содержащим щелочь, кислоту или другой реагент.

Агитационное выщелачивание предусматривает совместное перемешивание (агитацию) смеси тонкоизмельченной руды и выщелачивающих растворов.

Перколяционное выщелачивание осуществляется просачиванием раствора через слой твердого пористого материала. Перколяционный процесс используют обычно для кучного и подземного выщелачивания.

При кучном выщелачивании материал (например, старые отвалы, гранулированный рудный концентрат), уложенный в бурты на водонепроницаемом, слегка наклонном основании, обрабатывают жидким реагентом.

Подземное выщелачивание состоит в подаче выщелачивающего раствора под землю непосредственно в рудное тело или в слой специально подготовленной руды и выкачивании раствора, просочившегося через слой руды, на поверхность.

7